气升环流反应器处理高氨氮豆制品废水

气升环流反应器处理高氨氮豆制品废水气升环流反应器处理高氨氮豆制品废水更新时间：2014-10-1109:43来源：环境工程学报作者:阅读：1340网友评论0条近年来，国内外对SHARON工艺、SND(同步硝化反硝化)等新型脱氮工艺的机理及实验室研究较多，但由于温度、溶解氧等控制参数要求苛刻，工程应用仍鲜见报道。气升环流反应器由于其结构简单、占地面积小、能耗低、无需机械搅拌等特点，在生物、化工领域应用广泛，其在水处理领域的应用与研究也逐步展开。但其受高径比设计方式单一和曝气方式等因素的限制，使得目前气升式环流反应器用于实际工程的很少。本项目将总容积为3400m3的多导流筒气升环流反应器应用于处理规模为1800m3/d的高NH4+-N豆制品废水处理工程改造，取得了良好的效果。反应器高为15m，直径为17m，占地面积约254m2(含基础面积)，内含204根导流筒，反应器总高径比＜1，反应器连续进水，实现了同步硝化反硝化，几乎无NO2-与NO3-积累，TN去除率最高达98．8%，出水COD、NH4+-N等指标均达标。1工程概况杭州某豆制品厂在大豆煮浆、深加工等生产各类豆制品的过程中产生1800m3/d高COD、高有机氮废水，原有设计水量为1500m3/d的调节池+UASB的废水处理系统出水水质已不能达到当地《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343—2010)，必须进行改造。原系统运行情况及排放标准如表1所示。原废水处理系统中UASB反应器在水温为(37±1)℃、容积负荷为4～6kgCOD/(m3·d)条件下，对COd的去除率稳定在90%以上，厌氧出水COD为800～1000mg/L，VFA(挥发性脂肪酸)为3～5mmol/L，CaCO3碱度为4200mg/L左右，沼气产量为6000～7000m3/d。原UASB反应器对NH4+-N、有机氮几乎没有去除效果，UASB出水NH4+-N高达210～270mg/L。由于厂区用地紧张，环保可用地仅为约360m2，新增的好氧系统需能去除废水中残余COd并脱氮。2多导流筒气升内循环反应器结构原理采用自行开发的多导流筒气升环流反应器，工作微元示意见图1。反应器内部包含204个工作微元，罐体为钢结构，内涂环氧树脂防腐，总高为15m，直径为17m，总容积为3400m3，有效容积为3000m3，占地面积为227m2，微孔曝气软管伸入导流筒顶端约1m，曝气使导流筒内含气率升高，与筒外形成密度差，使反应器内沿导流筒自发形成内循环，内循环量与表观气速、降流区总直径等因素有关。反应器采用PLC控制器自动控制连续进水、间歇曝气、间歇出水，曝气、沉淀、出水时间均可在中控计算机或现场触摸屏调节，自动化程度高，运行过程与CASS(循环式活性污泥法)工艺类似，但无需污泥回流设备，并有大比例回流稀释，反应器耐冲击能力更强。反应器沉淀时表面负荷为0．33m3/(m2·h)，连续进水对沉淀过程中泥水分离几乎没有影响。利用变频技术及调整曝气支管上的蝶阀开度来控制溶解氧。在曝气区，异养菌利用氧气将废水中可降解有机物氧化为CO2和H2O，硝化菌将NH4+-N氧化为NO2--N或NO3--N，废水循环向下至底部与原水混合时呈缺氧状态，菌胶团中的反硝化细菌利用原水中的COd为碳源，将NO2--N、NO3--N反硝化为N2，剩余的COd和NH4+-N沿导流筒向上进入好氧区，实现整个反应器中的同步硝化反硝化。由于没有NO2--N、NO3--N的积累，在沉淀期内也不会因为反硝化产生N2影响沉淀功能。底部缺氧区在沉淀时起到了污泥选择器的作用，能有效抑制污泥膨胀。反应器稳定运行时，采用较低的污泥负荷，污泥龄长，有利于硝化细菌的富集，且剩余污泥量少。反应器主体与配套设备的主要参数如表2所示。3多导流筒气升内循环反应器的启动运行3.1反应器的启动罐体试水和设备调试后，开始启动多导流筒气升内循环反应器。由于前段有中温UASB反应器，好氧反应器接纳废水常年稳定在28～35℃，此温度条件有利于培菌。采用接种少量污泥方式启动。将原水注入反应器至工作高度，闷曝72h，COd浓度从11200mg/L降至4800mg/L后，向反应器内投加含水率为90%的好氧压滤污泥约8t，反应器初始MLSS为260mg/L左右。根据控制污泥负荷的不同，将培菌过程分为异养菌培养与硝化菌培养两个阶段。在温度适宜、溶解氧充足和较高的污泥负荷等条件下，异养菌能够利用废水中的COd和氧气快速增殖，表现在反应器内MLSS持续增长，COd含量逐步下降。采用超越部分原水的方式补充好氧反应器的碳源，用于异养菌的培养与反硝化。异养菌培养期反应器内COD、MLSS的浓度随时间的变化关系如图2所示。接种污泥对豆制品废水适应良好，反应第二天废水的COd浓度从4800mg/L降至3500mg/L，由于接种污泥