高氨氮工业污水处理工艺

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高难度工业污水的处理对广大工程技术人员提出了很大的挑战，大体上说工业污水有以下几个特点：
1) 行业差异非常大
2) 成分组成非常复杂，有些分子很难降解，毒性很大
3) 有些污水含盐度非常高，浓度达到50g/l 甚至更高
4) 冲击负荷很大，能在短时间达到峰值
5) 生化处理前端的物化处理要求很高


工业污水的硝化

工业污水的含氮物质的生化去除同样非常重要，因为含氮过高是造成水体富营养化的重要原因之一，而且氨类物质对鱼类的致毒性很高，此外亚硝基是致癌物质。通过硝化和反硝化对含氮物质进行生化处理，但是硝化菌和反硝化菌的培养异常困难，这是因为
1. 这些菌类的繁殖速度很慢，产率很低，很容易被污水从反应池中带出
2. 对酸碱度、温度和盐度的敏感性很高
3. 有机和无机抑制物质对硝化反应的影响非常大，经常导致硝化反应不稳定



依工业污水的复杂程度，如有机物和无机物的化学结构以及浓度，如果使用活性污泥法或其类似的工艺硝化菌能将氨氮在一定浓度范围内氧化：
1. 存在抑制剂的情况下，20-25g N/kg MLSS·天
2. 无抑制剂的情况下，160-220g N/kg MLSS·天


但是随着盐度的升高 COD 和氨氮的去除率将会下降，如下图所示红线表示COD 去除率，蓝线表示氨氮去除率，横坐标为氯化钠浓度 g/l。




    此外使用活性污泥法当存在某些浓度很低的抑制剂时，硝化过程会崩溃，而COD 的去除还能正常进行。
通过使用宇津环研[15602259154]的 LEVAPOR悬浮填料能对工业污水的各类污染物质非常有效地除。LEVAPOR悬浮填料是有弹性和孔隙的高分子物质，由具有表面活性的颜料例如活性碳加以改性，从而使吸附面积最大能达到 20.000m2/m3， 该悬浮填料具有以下特性：
* 迅速形成高活性的生物膜，微生物细胞能在其庞大的表面上繁殖生长
* 吸收并降解有毒或抑制物质，从而使表面能够重新具有生物活性
* 显著提高生物处理的效果和稳定性
* 剩余污泥明显减少


相对于活性污泥中的微生物固定在悬浮填料中的微生物对有毒抑制物质以及酸碱度和温度的变化的耐受性更强，它们的存活时间也更长。
通过对比试验可以很清楚地看到当使用 LEVAPOR 悬浮填料时抑制剂对硝化的负面影响将大大降低。从下图可以看出，在 COD 为 1600mg/l，盐度为20-25 g/L 并且总氮负荷 Lv 为 0.25gN/Lxd 的相同条件下，使用 LEVAPOR悬浮填料其硝化率达到 94.9%，而使用活性污泥法硝化率只能达到 28%。


在大多数情况下使用流化床反应器，在反应池中投加 12 -15 % 体积比的LEVAPOR 悬浮填料。因为悬浮填料的密度很小，已建设施的曝氧装置足以使填料在反应池中充分流化起来，因此对已建设施的改扩建异常方便。在底部曝气的反应池中只需安装充足的滤网或格栅就能防止填料的流失。


LEVAPOR 悬浮填料处理工业废水已有 20 年的成功历史，在不同的行业有广泛的应用：
1. 石油化工业
2. 精细化工和制药业
3. 钢铁业
4. 汽车涂装业
5. 煤化工业
6. 纺织和皮革业
7. 垃圾渗滤液
8. 剩余污泥处理

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进水指标：
1．COD = 3100 mg/L
2．TKN = 820 mg/L
3．盐度 = 20 - 34 g/L
工程简介：
该工程属于改建项目，原设施设计的目的是去除 COD，现在增加了硝化和反硝化处理，通过计算如果总氮负荷 Lv >0.6 kgN/m3xd，硝化过程稳定。采用传统的活性污泥法和类似工艺，如要到达稳定的硝化 F:M 比至少为 70g N/kg
MLSS xd，相应的总氮负荷 Lv 为 0.3-0.35 kgN/m3xd，明显比设计值要小。如果采用以 LEVAPOR 悬浮填料为载体的流化床工艺，则完全满足上述设定的参数。处理结果如下图所示，工程达到预期的目的。


此外该改建工程与扩建工程相比成本降低约 50%。
改建与扩建的经济成本比较
因为硝化菌团的敏感性很高以及硝化过程的稳定性很低，在需要做氨氮处理时为避免上述问题一般建议对反应池做扩建，但扩建成本太高。与此相比将活性污泥法改变成生物膜工艺不仅能使硝化菌的活性和硝化过程的稳定性显著提高，而且改建的成本大幅降低。具体来说可总结为：
更快 - 在短短几天时间就能完成。
更好- 因为硝化菌的活性和生物膜的稳定性都得到提高。
更经济 – 改建比扩建成本大幅降低，根据欧洲的经验改建成本 80-110Euro/ m3， 而扩建成本为280-400 Euro/m3。
此外由于生物膜工艺产生的剩余污泥产量减少 1/4，也节省了很大一笔处理污泥的费用！
下面这张图是将原来的 1000 m3 好氧池改建为流化床反应池做硝化处理。

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进水指标：
1．COD = 8.000 - 11.000 mg/L
2．TKN = 600 - 750 mg/L
3．盐度 = 10 - 22 g/L
4．活性组分最大到 150 mg/L，其对 COD 的去除和硝化都有抑制作用
项目简介：
实验室和中试的结果显示，通过正确的生化前处理能将有毒的抑制剂转化为无抑制作用的代谢物，从而氨氮的硝化处理将切实可行。下图为该工程实景。

试验结果见下图，对凯氏氮的去除率稳定保持在 90%以上。

在此硝化过程中 LEVAPOR 生物膜法还能对一些微量的污染物质高效去除。
因为LEVAPOR悬浮填料的比表面积很大(最大达到20.000m 2/m3 ),这些微量的污染物能固定在悬浮填料上，与悬浮的微生物降解相比生物膜降解率明显高很多。使用 LEVAPOR生物膜法去除微量化学物质的数据见下：
1. 多环芳香烃 85%以上
2. 双酚-A 85% - 92%
3. 苯胺 90%- 93%
4. 硝基苯 85% - 98%