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废水降低氨氮浓度工艺改造

发表时间:2022-09-01 10:02

本钢集团北营公司焦化厂一区酚氰废水处理能力为60.3m3/h,采用AAO活性污泥法+芬顿催化氧化深度处理法。AAO活性污泥法主要是通过各种微生物的分解代谢作用把废水中复杂的有机物转变为简单物质,深度处理采用芬顿催化氧化法,工艺流程如图1所示。

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  1、生化处理存在的问题

  北营公司焦化厂酚氰废水生化处理后的设计氨氮浓度为≤15mg/L,但2016年5~8月二沉池出水氨氮平均浓度高达41.93mg/L,见表1,影响了芬顿催化氧化深度处理的效果,也为铁厂冲渣设备带来了腐蚀和堵塞等问题。

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  北营公司焦化厂酚氰废水生化处理存在的问题主要包括蒸氨废水指标超标、预处理效果不好和AAO系统处理效果不好3个方面。

  1.1 蒸氨废水指标超标

  酚氰废水处理系统设计的进水水质指标为COD浓度≤3500mg/L,氨氮浓度≤200mg/L,油浓度≤30mg/L,但是实际进水水质经常超标。主要原因是进入蒸氨塔的剩余氨水指标波动大,加碱量调节不及时导致蒸氨后废水指标超标。另外,剩余氨水罐和陶瓷膜过滤器排油次数少导致蒸氨后废水含油高,影响AAO系统的正常运行。

  1.2 预处理效果不好

  预处理效果不好的主要原因是浮选池溶气水喷头堵塞。由于浮选池溶气水采用芬顿催化氧化深度处理后的废水与空气混合,易堵塞喷头,导致除油效果不好,而废水含油量高易使微生物中毒,影响AAO系统处理效果。

  1.3 AAO系统处理效果不好

  酚氰废水经过预处理去除油类,并对废水的水量和水质进行调节,然后进入AAO系统。

  1)厌氧生物营养物质不均衡,导致厌氧池的降解效果不好。

  厌氧池中挂有组合填料,通过填料上的厌氧生物对多环芳香族化合物进行解链以及对氰化物和硫氰化物进行水解,把好氧或兼氧生物难降解的物质变成易降解的物质,提高废水的可生化性。厌氧生物所需营养物质之比为BOD5:N:P≈100:2.5:0.5,但是焦化废水基本不含磷,因此厌氧池的降解效果不好。

  2)反硝化反应效果不好。

  厌氧池出水与二沉池回流水经水泵提升送至缺氧池。在缺氧池中利用兼氧菌反硝化反应将污水中的硝态氮还原为氮气并从废水中逸出,达到脱除氨氮的目的。兼氧菌适宜的pH值为6.5~7.5,而来水pH值偏高,影响缺氧池的反硝化反应;填料上污泥生长慢,脱落严重,同样影响缺氧池的反硝化反应;另外,二沉池回流污水量大,导致反硝化菌的停留时间短,没有达到反硝化菌的世代更新时间。

  3)硝化反应效果不好。

  缺氧池出水自流进入好氧池,在好氧池中,通过好氧微生物降解废水中的酚、氰及其他有害物质,并通过硝化反应使废水中的氨态氮氧化为硝态氮。硝化细菌适宜的生长温度为25~30℃,而冬季温度低时不能满足硝化细菌的生长需要;硝化菌的世代更新时间比较长,但是好氧池的消泡水量大,污泥回流量也大,导致硝化菌的停留时间较短,达不到硝化菌的最小世代更新时间;好氧微生物所需营养物质之比为BOD5:N:P≈100:5:1,而实际上投放的磷盐量偏多,影响了硝化反应的效果。

  2、改进措施

  1)针对蒸氨废水指标超标的情况,将超标的蒸氨废水送回机械化氨水澄清槽;增加剩余氨水罐和陶瓷膜过滤器的排油次数,排油次数由每周1次改为剩余氨水罐每天排油1次,陶瓷膜过滤器每周排油2~3次。

  2)针对浮选池喷头堵塞的问题,使用消防水与空气混合后对原水进行稀释和除油,可提高厌氧菌水解和酸化效果。

  3)针对焦化废水含磷量低而好氧池投放磷盐量偏多的现状,根据实验数据,将好氧池磷盐投加量从100kg/d改为在厌氧池和好氧池分别投加50kg/d。

  4)针对缺氧池pH值偏高的情况,减少蒸氨塔的液碱投加量,液碱投加量从4t/d减为3t/d,蒸氨废水pH值从8~9降为7~7.5。

  5)针对缺氧池填料上污泥生长慢、脱落严重的情况,每次在缺氧池布水管上通30min压缩空气,可及时将死污泥吹落,促进污泥生长。

  6)针对反硝化菌停留时间短的问题,减少缺氧池回流污水量,将缺氧池回流污水量从55~60m3/h减为38~40m3/h。

  7)针对好氧池冬季温度低导致硝化菌生长慢的问题,冬季将好氧池消泡水用中压蒸汽加热。

  8)针对硝化菌停留时间短的问题,减少好氧池消泡水量和回流污泥量,将好氧池消泡水量从约17m3/h减为6~10m3/h(夏季约6m3/h,冬季约10m3/h),将回流污泥量从35~40m3/h减为20~25m3/h。

  改进后,二沉池出水的氨氮浓度达到了设计值,2017年1~4月平均值达到13.27mg/L,见表2。

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  3、结语

  经过详细分析,确定了生化系统出水氨氮浓度偏高的原因,采取了针对性的措施,取得了良好的效果。

  1)通过监控来水指标,将不合格的蒸氨废水重新蒸氨,增加剩余氨水罐和陶瓷膜过滤器排油次数,稳定和降低了来水指标。

  2)将消防水与空气混合后加入浮选池,解决了浮选池喷头堵塞的问题,有利于AAO系统运行。

  3)通过分析厌氧微生物、兼氧菌和好氧微生物的生长条件和反应条件,制定了一系列的改进措施,使AAO系统较好地发挥作用。(来源:本钢集团北营公司,本钢集团供应商管理部)


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