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如何处理废水中总氮?

2022/3/18 11:21:56 / 作者:污水处理设备公司厂家 / 来源:山艺环保

1、硝化液回流进行前置反硝化工艺

硝化液回流至前端缺氧区,同时投加碳源,通过反硝化菌将硝基氮进行反硝化转化为氮气,无需新增处理设施,无需新增占地,仅需在现有的好氧段的末端安装内回流泵,将硝化液回流至前置反硝化区。此方案从理论上可行,但存在如下问题:

1) 如需将总氮达到一级A标,需将硝基氮降至10mg/L以下,通过计算,硝化液回流比将在150-200%,即2倍于进水水量的富含溶解氧的硝化液(DO约4mg/L)回流至缺氧段将直接改变缺氧段的溶解氧环境(0.2mg/L≤DO≤0.5mg/L),影响反硝化效率的一个重要指标即严格的缺氧环境,如此大的回流比导致的溶氧升高和缺氧停留时间减少将会严重影响反硝化效率和反应时间,进而出水总氮无法达到很低的水平,但减少回流比则无法完成总氮的反硝化数量,亦会影响出水总氮达标。

2) 如进行反硝化反应,反硝化菌必定会利用一定的碳源,从进水C/N比和出水的C/N比分析,该厂如进行反硝化需补加碳源,如在前端补充甲醇作为碳源,则存在反硝化菌和其他菌种的竞争关系,从微生物学的角度分析,反硝化在此条件下并非优势菌种,因此前端投加的大量碳源会被浪费,导致运行费用升高,如过量补充则又会导致后端处理负荷的增加。

废水处理设备.jpg

2、后置反硝化工艺

在现有生化系统的后端接反硝化系统,例如在后端接入反硝化滤池等,优化后置反硝化的条件,同时投加碳源,通过反硝化菌将硝基氮进行反硝化转化为氮,从而实现出水的总氮小于10mg/L,此方案从理论上绝对可行,但存在如下问题:

1) 新增用地过大,新增后端的反硝化滤池,根据业主所提供的图纸和我方技术人员现场踏勘,如完成反硝化反应,反硝化滤池主体占地面积在500平米左右。

2) 投加碳源会导致出水COD浓度升高,碳源利用效率较低,且同样存在着如在冬季水温降低时,反硝化效率下降,从而直接影响出水总氮的达标。

3)不耐冲击负荷。进水来水水质突然变化对出水总氮影响较大。

3、膜工艺

膜工艺主要为MBR工艺,通过在现有的池内新增MBR,以维持系统内较高的污泥浓度和回流污泥浓度(回流污泥浓度可以补充一定碳源),来提高反硝化的效率,该方案针对总氮别是硝基氮确实有一定的去除效果,但仍存在如下问题:

1) MBR的安装需要现有的处理设施停水进行安装,同时由于MBR系统运行所需的曝气量较一般生化工艺大,故现有的曝气系统也需重新设计安装。

2) MBR的运行管理要求较高,除日常的在线清洗外,还需定期离线化学清洗,且膜丝易断,因此膜的维护和更换费用较高,加之MBR运行动力费较高,因此MBR总运行成本较高。

3) MBR运行维持了较高的污泥浓度,具有一定的抗冲击负荷能力,但针对低BOD/TKN在2~3范围内特性,反硝化碳源不足,能否保持较高的除磷和脱氮效率还是和来水水质有较大影响。

4) MBR本身无法截留硝基氮,其仍是生物脱氮工艺的一种,因此水温、水质、碳源、溶解氧等因素均对MBR的运行产生影响。

4、靶向大孔树脂脱氮系统

靶向大孔树脂脱氮系统利用离子交换原理采用树脂吸附水中硝酸根离子。该系统运行不受温度变化和进水浓度变化影响。与常规反硝化生物脱氮相比,该系统拥有良好的抗冲击负荷性能和适应性。根据长期监测数据可知污水厂出水总氮中90%的氮为硝酸盐氮,采用该系统对总氮去除效率可达80%以上。因此,“靶向大孔树脂脱氮系统”在该项目中对总氮的去除更有针对性和技术优势。

同时,实践发现该系统处理出水磷酸根离子浓度也能大幅度降低,对出水COD、悬浮物还能进一步去除部分。对废水中黄色腐殖酸类有机物也有5%~30%吸附效率。

综上所述:单纯的生化脱氮工艺,无论是传统的前置反硝化、后置反硝化,以及膜工艺,均不同程度的受到占地、碳源、溶解氧、进水冲击负荷等因素的影响,尤其是冬季水温较低时,以上因素的影响将更加显著。而深度脱氮工艺,则有效的解决了单一生化脱氮工艺的各种不足,在充分发挥生物脱氮的基础上,采用深度脱氮工艺进行深度处理,有效的确保了在各种不利条件下的总氮指标的稳定达标;而浓缩后的高浓度硝酸盐废水,进行反硝化时对碳源的利用率更高,节约运行成本。因此选用“深度脱氮工艺”来去除水中硝酸盐

深度脱氮工艺能有效去除废水中的总氮,但产生的浓水较难处理,就该问题提出以下解决方法:

建立反硝化反应器

以主要处理硝酸盐氮为目的,单独建立一个反硝化系统,用于节省占地,提高反硝化效率减少碳源投加。主要工艺流程:

1) 将浓水pH值调节至中性左右;

2) 调节后的高硝酸盐氮废水进入反硝化反应器,补充碳源,监控反硝化塔内pH值、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO),并及时加酸调整pH值7~8及增减曝气量控制溶解氧0.2mg/L左右。通过投加碳源进行反硝化反应总氮能降低至20mg/L左右。

3) 由于脱氮材料吸附了少量COD有机物,再生时洗脱下来增加了COD并带有淡黄色,反硝化池投加少量粉末活性炭吸附脱色以及增强反硝化池污泥的沉降性,再将出水与高密度沉淀池进水混合,污泥与高密度沉淀池污泥浓缩池中物化污泥混合后一起脱水。


 

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