化肥污水處理工藝

目前，化肥行業(yè)污水產(chǎn)量大、水質(zhì)復(fù)雜，含有氨氮、有機(jī)物、硫化物、揮發(fā)酚及油類等污染物，處理有一定的難度?；饰鬯幚砉に嚦晒Π咐^多，應(yīng)用和成功的是厭氧- 好氧（A/O）工藝。

A/O 工藝是通過(guò)在生物池中產(chǎn)生厭氧、好氧反應(yīng)，達(dá)到脫氮除磷并降解污水中有機(jī)物的一種污水處理工藝[1]。李慶廣介紹了A/O 工藝在山西某化肥污水處理的工程應(yīng)用，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，運(yùn)行費(fèi)用為1.594 元/t[2]；韓憲平介紹了吹脫-A/O 一體生化工藝在江蘇某化肥廢水*工程實(shí)踐，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，回用作循環(huán)冷卻水，實(shí)現(xiàn)污水*，處理成本為1.345 元/t[3]；范健介紹了臭氧氧化- 活性炭過(guò)濾- 反滲透工藝在山西某煤化工污水回用于鍋爐補(bǔ)給水中的工程實(shí)例，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水實(shí)現(xiàn)回用，處理成本為1.74 元/t[4]。

本文介紹了A/O 工藝在某化肥廠大型合成氨及尿素生產(chǎn)裝置污水處理中的實(shí)際應(yīng)用情況。污水中主要污染物COD 為500～800 mg/L，氨氮的質(zhì)量濃度在80.0 mg/L。

1 工藝介紹

1.1 工藝流程

主體工藝為“A/O+ 絮凝過(guò)濾”：污水首*入預(yù)曝池格柵井，經(jīng)機(jī)械格柵、除砂器處理后進(jìn)入預(yù)曝池，在預(yù)曝池內(nèi)投加混凝劑，經(jīng)攪拌反應(yīng)后自流至一沉池，在一沉池內(nèi)經(jīng)固液分離后上清液自流至A 池，然后進(jìn)入O 池，O 池出水部分進(jìn)入二沉池，部分回流至A 池，二沉池的污泥全部回流至A 池內(nèi)，往復(fù)循環(huán)。

1.2 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

設(shè)計(jì)進(jìn)水和出水水質(zhì)要求見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水和出水水質(zhì)

Tab.1 Influent and effluent water quality designing

反硝化A 池1 座，有效容積11 000 m3，HRT 為11 h，泥齡50～100 d。污泥和MLVSS 的質(zhì)量濃度分別為6.0～8.0 和4.0～6.0g/L；硝化液回流體積比200%～300%，污泥回流體積比50%～100%，COD 容積負(fù)荷1.10 kg/(m3·d)，COD 污泥負(fù)荷0.22 kg/(kg·d)，為防止污泥沉積，設(shè)置4 臺(tái)水下攪拌機(jī)。

A 池對(duì)O 池回流來(lái)的硝化液進(jìn)行反硝化，在缺氧條件下，通過(guò)兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機(jī)物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，將硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氮?dú)?，去除TN?；钚晕勰嘀械木哿拙谶@一過(guò)程中大量吸收污水中的BOD，并將污泥中的磷以正磷酸鹽的形式釋放到混合液中[5-6]。

O 池1 座：分為5 格，總有效容積22 500m3，HRT為22.5 h，泥齡80～100 d，MLSS 和MLVSS 的質(zhì)量濃度分別為6.0～8.0 和4.0～6.0 g/L，硝化液回流體積比200%～300%，污泥回流體積比50%～100%，(COD +NOD)容積負(fù)荷0.49 kg/(m3·d)，(COD+ NOD)污泥負(fù)荷為0.10 kg/(kg·d)。

2 污泥培養(yǎng)和馴化

2.1 污泥接種

(1)泥餅投加：將800 t 污泥濾餅至A 池內(nèi)，并用壓縮空氣、工業(yè)水將鏟至A 池內(nèi)的污泥濾餅沖開(kāi)，按質(zhì)量分?jǐn)?shù)80%的含水量計(jì)算，800 t 污泥濾餅?zāi)苁瓜到y(tǒng)內(nèi)污泥的質(zhì)量濃度達(dá)到4 g/L。

(2)場(chǎng)內(nèi)活性污泥投加：用2 臺(tái)泵分別將2 個(gè)濃縮池儲(chǔ)存的生化活性污泥打到A 池；2 個(gè)濃縮池約儲(chǔ)存活性污泥1 000 m3，質(zhì)量濃度按50 g/L 計(jì)算，能使系統(tǒng)內(nèi)污泥的質(zhì)量濃度增加1 g/L，這樣系統(tǒng)內(nèi)污泥的質(zhì)量濃度達(dá)到5 g/L。在生化剩余污泥管線上接管線至A 池，將生化剩余污泥排到A 池；將小A/O 活性污泥打到A 池。運(yùn)行A 池推流器及O 池曝氣；開(kāi)硝化液回流。投加污泥后，開(kāi)始做水質(zhì)分析，污泥、DO含量分析。

2.2 悶曝

污泥接種后，O 池需要悶曝，悶曝時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)定（約2～3 d）；悶曝氣量現(xiàn)場(chǎng)定。悶曝期間，二沉池刮泥機(jī)須正常運(yùn)行、開(kāi)二沉池回流。

悶曝同時(shí)補(bǔ)充碳源：白糖加到反應(yīng)池、淀粉加到A 池進(jìn)水廊道，每天分2 次投加早上8：00－9：00 投加一半，下午3：00－4：00 投加一半。第1 天投加1 t白糖、1 t 淀粉；第2 天投加1.5 t 白糖、1.5 t 淀粉；第3天投加2 t 白糖、2 t 淀粉。

每天對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行COD、氨氮含量分析3 次，DO 和污泥含量化驗(yàn)1 次；自第2 天開(kāi)始分析生物相。

2.3 污泥強(qiáng)化培養(yǎng)

全面向系統(tǒng)內(nèi)投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，補(bǔ)充碳源：第1 天，投加2 t 白糖、2 t 淀粉；第2 天，投加1.5 t 白糖、1.5 t淀粉；第3 天，投加1 t 白糖、1 t 淀粉；第4 天，投加1 t白糖、1 t 淀粉。

在A 池進(jìn)水廊道補(bǔ)充磷鹽，每天早上按m(COD):m(N):m(P)=200:5:1 的比例，向系統(tǒng)內(nèi)投加磷鹽。

在O 池進(jìn)水口處補(bǔ)充堿度，前3 d 初步分別按200、300、400 kg 投加，具體情況根據(jù)二沉池出水剩余堿度調(diào)整投加量（保持≥200 mg/L）。

在污泥回流池投加促生劑，每天投加3 桶，每8 h投1 桶，在反應(yīng)池投加聚合鋁鐵，按10mg/L 的量投加。

3 裝置運(yùn)行狀況

3.1 運(yùn)行條件

通過(guò)生物接種和馴化，A/O 工藝進(jìn)水氨氮的質(zhì)量濃度在20～30 mg/L，COD 約為420 mg/L，達(dá)到要求的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷。在穩(wěn)定運(yùn)行期間，水溫25～35℃，pH 在8.0～8.5，進(jìn)水體積流量為70 m3/h，MLSS 和MLVSS的質(zhì)量濃度分別為6.0～8.0 和4.0～6.0 g/L，污泥回流體積比50%～100%。

3.2 A/O 工段處理效果

3.2.1氨氮去除效果

根據(jù)連續(xù)15 d 的運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)，A/O 工藝對(duì)氨氮處理效果如圖1 所示。

從圖1 可以看出，連續(xù)15 d 進(jìn)水NH3-N 的質(zhì)量濃度為59.5～81.8 mg/L，平均73.8 mg/L，出水NH3-N的質(zhì)量濃度<3.0 mg/L，平均為1.51 mg/L，去除率大于97％，系統(tǒng)脫氮效果非常好，達(dá)到了設(shè)計(jì)出水要求。

3.2.2有機(jī)物去除效果

根據(jù)15 d 連續(xù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，A/O 工藝對(duì)COD和油的去除效果見(jiàn)圖2 和圖3。

從圖2 可看出，在進(jìn)水COD 為214～320 mg/L、平均為254 mg/L 的情況下，出水COD 為64.9～70.6mg/L，平均68.5 mg/L，平均去除率為72.5%，這說(shuō)明A/O 工藝在去除NH3-N 的同時(shí)，對(duì)COD 也具有良好的去除效果。

從圖3 可以看出，進(jìn)水油的質(zhì)量濃度在15～65mg/L 波動(dòng)，出水在0.12～7.8 mg/L，大部分在0.5 mg/L以下，平均去除率達(dá)到95.9%。個(gè)別進(jìn)水的含油量過(guò)大，出水時(shí)有超標(biāo)現(xiàn)象。

3.2.3懸浮物去除效果

由于活性污泥存在巨大的表面積，而表面又含有具有黏性的多糖類物質(zhì)，因此，活性污泥具有吸附能力，可以在較短時(shí)間內(nèi)吸附污水中處于懸浮狀態(tài)和膠體狀態(tài)的物質(zhì)。A/O 工藝對(duì)懸浮物的去除效果見(jiàn)圖4。

由圖4 可以看出，進(jìn)水SS 的質(zhì)量濃度為73～92mg/L，出水SS 的質(zhì)量濃度均在30 mg/L 以下，去除率為63%～77.5%，平均為70.9%，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.3 絮凝、過(guò)濾單元處理效果

污水經(jīng)A/O 工藝之后，出水COD 在64.9～70.6mg/L，達(dá)不到外排水的水質(zhì)要求，為進(jìn)一步降低COD，對(duì)污水進(jìn)行絮凝過(guò)濾處理，出水水質(zhì)見(jiàn)圖5。

由圖5 可以看出，絮凝過(guò)濾對(duì)COD 去除率平均在21%，出水COD 平均為54.1 mg/L，達(dá)到外排水水質(zhì)要求。

3.4 成本分析

該工程處理水的體積流量為5 400m3/d，工程總投資為580 萬(wàn)元，廢水處理運(yùn)行成本分析見(jiàn)表2。主要成本在于藥劑及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，處理成本為1.1元/m3。

表2 裝置運(yùn)行費(fèi)用及成本

Tab.2 Unit operating costs

3 結(jié)論

總體來(lái)說(shuō)，A/O 工藝簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、能耗低、維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定，具有很好的脫氮功能和較高的COD 去除能力。本工程連續(xù)15 d 進(jìn)水NH3-N的質(zhì)量濃度為59.5～81.8 mg/L，出水NH3-N 的質(zhì)量濃度<3 mg/L，去除率在97%以上；進(jìn)水COD 在214～ 320 mg/L，出水COD 在64.9～70.6 mg/L，平均68.5 mg/L（經(jīng)混凝過(guò)濾后為54.1 mg/L），平均去除率為72.5%；除油率高達(dá)95.9%，對(duì)懸浮物的去除也達(dá)到70.9%。系統(tǒng)出水*符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，處理成本較低，為1.1 元/t 左右，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。