煉油污水處理生物脫氮工藝

發(fā)表時間：2021-11-15 12:48:16 閱讀次

　　煉油廠污水水質(zhì)復(fù)雜、可生化性低，生物脫氮過程中硝化反應(yīng)建立慢，氨氮及總氮達標困難。本文從生物脫氮原理入手，說明該工藝的控制要求，并著重闡述煉廠生物脫氮的實際應(yīng)用效果。

　　一、總氮去除的原理

　　總氮的定義是水中各種形態(tài)無機和有機氮的總量，包括NO^3-、NO^2-和NH⁴⁺等無機氮和蛋白質(zhì)、氨基酸和有機胺等有機氮。污水處理以生物脫氮為主，通過微生物的好氧硝化，厭氧反硝化，最終將污水中的氮元素轉(zhuǎn)化為無害的氮氣。

　　二、生物脫氮的基本原理：

　　1、氨化反應(yīng)

　　在氨化菌的作用下，有機氮被分解轉(zhuǎn)化為氨氮。氨基酸的氨化反應(yīng)為：

RCHNH₂COOH+O₂→RCOOH+CO₂+NH₃

　　硝化反應(yīng)

　　第1步為亞硝化過程，由亞硝酸菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽：

NH⁴⁺+(3/2)O₂→NO^2-+H₂O+2H⁺-ΔF

　　第2步稱為硝化過程，由硝酸菌將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽：

NO^2-+(1/2)O₂→NO^3--ΔF

　　總反應(yīng)式：

NH⁴⁺+2O₂→NO^3-+H₂O+2H⁺-ΔF

　　2、反硝化反應(yīng)

　　反硝化菌在缺氧和厭氧條件下，將NO^2--N和NO^3--N還原成N₂的過程。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物(碳源)，以甲醇作碳源為例：

6NO^3-十2CH₃OH→6NO^2-十2CO₂十4H₂O

6NO^2-十3CH₃OH→3N₂十3CO₂十3H₂O十60H^-

　　總反應(yīng)式：

6NO^3-+5CH₃OH→5CO₂+3N₂+7H₂O+6OH^-

　　三、生物脫氮工藝的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的脫氮工藝包括A2O法、氧化溝、SBR、生物轉(zhuǎn)盤等，永坪煉油廠根據(jù)污水處理裝置的實際情況，采取A/O生物接觸氧化池和BAF+反硝化濾池的工藝。其流程為：

　　經(jīng)過預(yù)處理的污水，先進入A池(缺氧池)，利用原廢水中的有機物為碳源，通過硝化液回流，將O池中硝化反應(yīng)產(chǎn)生的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)移到A池進行反硝化反應(yīng)，硝態(tài)氮中氧作為電子受體，供給反硝化菌的呼吸作用和生命活動，并完成脫氮工序。為了進一步去除氨氮和總氮，深度處理部分增設(shè)了“BAF+反硝化濾池”，其原理與A/O工藝相同。

　　1、運行中水質(zhì)參數(shù)的控制

　　為了使硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)達到理想狀態(tài)，控制運行參數(shù)如下：

　　(1)水溫：生化池水溫一般為20～35℃。

　　(2)pH值：硝化過程的pH為7.3～8.5。

　　(3)溶解氧：好氧池一般控制在2～4mg/L，厭氧池在0.15mg/L以下。

　　(4)有機負荷：生化池進水COD≤550mg/L。

　　(5)反硝化濾池碳源：根據(jù)反硝化1g硝態(tài)氮消耗2.86gCOD投加葡萄糖或乙酸鈉。

　　2、存在的問題

　　該煉廠生化池為接觸氧化法，主要通過生物膜填料上附著生長的微生物降解污水中的COD、氨氮等污染物質(zhì)。由于生物膜填料上附著的生物量少，同時也存在生物膜周期性結(jié)球無法脫落的問題，造成生化池硝化反應(yīng)差、氨氮處理能力低，生化出水氨氮平均為40mg/L，遠遠高于該單元≤15mg/L的控制指標要求。

　　3、解決措施

　　為了提高生化池脫氮能力，2019年5月，該廠經(jīng)過多方技術(shù)溝通及調(diào)研，通過工藝技改，在A/O生物接觸氧化池中實施了污泥回流，采取膜法與泥法結(jié)合運行的A/O生物脫氮工藝。控制污泥回流比50%以上、污泥沉降比10%，并通過投加片堿、碳酸鈣使PH值保持在7.5-8.2之間、堿度滿足硝化反應(yīng)要求。

　　通過污泥回流，保證了A/O池具有穩(wěn)定的污泥量，同時定時排泥實現(xiàn)了污泥更新，保證了微生物的活性，填補了由于生物膜結(jié)球引起活性污泥量減少的空缺。經(jīng)過一個月的運行調(diào)整，O池出水氨氮穩(wěn)定在6mg/L左右，硝態(tài)氮達到了20mg/L以上，表明生化池硝化反應(yīng)強烈。再經(jīng)過BAF和反硝化濾池進一步脫氮，總排氨氮低于5mg/L，總氮低于15mg/L，很大程度上提高了總排氨氮及總氮排放指標。

總排氨氮、總氮數(shù)據(jù)表