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        試論厭氧氨氧化污水處理工藝及其實際應用研究進展

        2017-03-06 15:03:32鞠晨希中國石油慶陽石化公司甘肅慶陽745000
        化工管理 2017年32期
        關(guān)鍵詞:工藝

        鞠晨希(中國石油慶陽石化公司,甘肅 慶陽 745000)

        試論厭氧氨氧化污水處理工藝及其實際應用研究進展

        鞠晨希(中國石油慶陽石化公司,甘肅 慶陽 745000)

        我國污水處理主要面臨著高能耗、污泥產(chǎn)量大等難題,厭氧氨氧化處理工藝的研究和應用,為解決這些問題提供了技術(shù)支持。本文將對厭氧氨氧化污水處理的兩種工藝進行研究,并探討其工程化應用進展。

        厭氧氨氧化污水;處理工藝;實際應用進展

        隨著城市化建設(shè)的不斷深入,工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水以及生活污水的排放量不斷增加,許多污水處理沒有達到標準,給生態(tài)自然環(huán)境帶來嚴重的污染問題,導致城市水體水質(zhì)不斷下降,已經(jīng)影響到人們的日常生活。厭氧氨氧化污水處理工藝可以脫氮去磷,達到污水處理的目的。而且利用微生物學原理進行污水處理,成本較低、無二次污染,目前已經(jīng)在污水處理中得到一定范圍的應用。

        1 厭氧氨氧化污水處理工藝

        1.1 亞硝化處理工藝

        亞硝化處理方法是最常用的厭氧氨氧化污水處理工藝,實際處理過程可分為兩個階段,每個階段需要不同的容器和反應條件。首先是亞硝化處理階段,可以將污水中的50%氨、氮元素轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氨,然后進行厭氧氨氧化處理,可以將污水中的剩余氨、氮元素轉(zhuǎn)化為氨氣,并將第一階段得到的亞硝態(tài)氨經(jīng)過厭氧氨氧化反應轉(zhuǎn)化為氨氣。該處理過程可以實現(xiàn)污水脫氮的目的,而且具有四方面優(yōu)點,主要包括:(1)第一階段反應產(chǎn)生的亞硝態(tài)鹽屬于堿性物質(zhì),可以與厭氧水產(chǎn)生的重碳酸鹽進行反應,達到酸堿平和的目的;(2)在該處理過程中,不同階段反應在不同容器中進行,可以最大限度的為功能菌提供適宜生長環(huán)境,從而降低進水物質(zhì)的抑制作用;(3)亞硝化處理方法屬于聯(lián)合工藝,實際操作過程較為簡便,而且對pH值要求寬泛;(4)亞硝化處理過程降低了NO、N2O等溫室氣體排放量,不會產(chǎn)生二次污染[1]。

        1.2 全自氧脫氨處理工藝

        全自氧脫氨處理工藝的英文簡稱是CANON,主要利用溶解氧控制實現(xiàn)厭氧氨氧化反應,在整個污水處理過程中,自養(yǎng)菌可以將水體的氮、氨元素轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨猓_到脫氮的目的。在進行處理時,需要在微好氧環(huán)境下進行,主要化學反應包括亞硝化反應和厭氧氨氧化反應,分別生成亞硝氮和氮氣。在此過程中,反應需要的亞硝氮菌、厭氧氨氧化菌均屬于自氧型細菌,因此全自氧脫氨工藝的污水處理過程不需要添加其他有機物,在無機自氧環(huán)境下可以自行發(fā)生反應。但采用全自氧工藝,需要在污水處理的全工程中,對工藝運行環(huán)境進行嚴格控制,確保氧氣和亞硝酸鹽能夠保持平衡,從而保證反應的順利進行[2]。

        2 厭氧氨氧化污水處理工藝的工程化應用進展

        2.1 高氨氯廢水處理

        高氨氯廢水處理是應用厭氧氨氧化工藝的主要研究方向,目前已經(jīng)在工程化應用方面取得一定進展。采用厭氧氨氧化工藝對高氨氯廢水進行處理,主要包含四個應用方向。

        (1)污泥消化液處理,與傳統(tǒng)的污泥消化液處理不同,傳統(tǒng)方法只進行厭氧氨氧化處理,處理成本較高,而且會增加污水脫氮難度。因此,在對污泥消化液進行處理時,應采用亞硝化聯(lián)合處理工藝。發(fā)揮亞硝化聯(lián)合處理工藝的優(yōu)勢,對污泥消化液處理過程中的pH值進行有效控制。實踐研究表明,采用亞硝化聯(lián)合處理工藝的脫氮效率可以達到83%,因此,在實際污泥消化液處理中具有極高的利用價值。此外,全自氧脫氮工藝也可以用于進行污泥消化液處理,在實際操作工程中,要將反應溫度控制在20℃左右,滿足脈沖充氧的條件,從而達到污泥消化液處理的要求;

        (2)垃圾滲透液處理,城市垃圾產(chǎn)生的滲透液是水體污染的主要來源之一。城市垃圾經(jīng)過長時間填埋,會產(chǎn)生高氮氨化滲透液,其中有機物濃度較小,碳、氮元素比例失衡,是一種處理難度較高的氨氯廢水。目前主要采用全自氧脫氮工藝對其進行處理。實踐研究表明,全自氧脫氮工藝可以將93%的NH3-N去除,還能夠去除90%的TH,可以將出水pH值控制在5.3左右,達到較好的處理效果。

        (3)豬場廢水處理,由于豬場廢水中含有飼料、豬糞的原因,也屬于高氨氯廢水,采用厭氧氨氧化處理工藝對其進行處理要在SBR容器中進行,反應溫度要為33℃,HRT為1.2d。實踐研究表明,采用該方法可以去除98%的NH3-N和99%的NO3-N。

        (4)焦化廢水處理,采用厭氧氨氧化工藝對焦化廢水進行處理,應將處理溫度控制在34℃,HRT為33h,在處理過程中,濃度80mg/L的焦化廢水,經(jīng)處理后,可以除去86%的NH3-N和NO3-N,并將水體pH值調(diào)節(jié)到6.5左右。

        2.2 低氨氯廢水處理

        近年來,厭氧氨氧化處理工藝在低氨氯廢水處理過程中也得到一定應用,相關(guān)研究人員在研究過程中發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化處理在低氨氯廢水處理方面也能夠取得良好效果。比如付麗霞等在研究中發(fā)現(xiàn),采用厭氧氨氧化工藝可以將低氨氯廢水中93%的NH3-N出去,處理NO3-N的效果甚至能夠達到100%。朱月琪等人在相關(guān)研究中,利用厭氧折流板反應器進行脫氨氮處理,經(jīng)處理過后,水質(zhì)也趨于穩(wěn)定。因此,厭氧氨氧化處理在低氨氯廢水處理方面也有廣闊的應用前景。

        3 結(jié)語

        綜上所述,厭氧氨氧化處理工藝是一種有效的污水處理技術(shù),在高氨氯和低氨氯廢水處理中的應用均能夠達到良好的處理效果。目前工程化應用在高氨氯廢水處理中的研究進展較快,在污泥消化液、垃圾滲濾液等處理中的應用都能夠使其NH3-N和NO3-N含量得到有效降低,并調(diào)節(jié)水體pH值。此外,在低氨氯廢水處理中的應用,也取得良好效果,特別是除NO3-N的效果能夠達到100%。

        [1]王衫允,馬斌,賈方旭,彭永臻.AAO污水處理工藝中厭氧氨氧化效能及微生物交互作用[J].中國環(huán)境科學,2016,36(07):1988-1996.

        [2]陳珺,王洪臣,BernhardWett.城市污水處理工藝邁向主流厭氧氨氧化的挑戰(zhàn)與展望[J].給水排水,2015,51(10):29-34.

        鞠晨希,女,吉林松原人,職稱:助理工程師,專業(yè)或研究方向:測控技術(shù)與儀器

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