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      生物膜工藝處理高濃度氨氮工業污水案例

      發布時間:2011-2-17 10:11:07  中國污水處理工程網

      高難度工業污水的處理對廣大工程技術人員提出了很大的挑戰,大體上說工 業污水有以下幾個特點:
      1) 行業差異非常大

      2) 成分組成非常復雜,有些分子很難降解,毒性很大

      3) 有些污水含鹽度非常高,濃度達到 50g/l 甚至更高

      4) 沖擊負荷很大,能在短時間達到峰值

      5) 生化處理前端的物化處理要求很高

      工業污水的硝化

      工業污水的含氮物質的生化去除同樣非常重要,因為含氮過高是造成水體富營養化的重要原因之一,而且氨類物質對魚類的致毒性很高,此外亞硝基是 致癌物質。通過硝化和反硝化對含氮物質進行生化處理,但是硝化菌和反硝 化菌的培養異常困難,這是因為
      �這些菌類的繁殖速度很慢,產率很低,很容易被污水從反應池中帶出

      �對酸堿度、溫度和鹽度的敏感性很高

      �有機和無機抑制物質對硝化反應的影響非常大,經常導致硝化反應不穩定 依工業污水的復雜程度,如有機物和無機物的化學結構以及濃度,如果使用 活性污泥法或其類似的工藝硝化菌能將氨氮在一定濃度范圍內氧化:
      1.   存在抑制劑的情況下,20-25g N/kg MLSS•天

      2.   無抑制劑的情況下,160-220g N/kg MLSS•天

      但是隨著鹽度的升高 COD 和氨氮的去除率將會下降,如下圖所示紅線表示COD 去除率,藍線表示氨氮去除率,橫坐標為氯化鈉濃度g/l。

      無抑制劑條件下隨著鹽度的升高懸浮微生物的硝化效果圖

      此外使用活性污泥法當存在某些濃度很低的抑制劑時,硝化過程會崩潰,而COD 的去除還能正常進行。

      通過使用 LEVAPOR®懸浮填料能對工業污水的各類污染物質非常有效地去除。LEVAPOR®懸浮填料是有彈性和孔隙的高分子物質,由具有表面活性的 顏料例如活性碳加以改性,從而使吸附面積最大能達到 20.000 m²/m³,  該 懸浮填料具有以下特性:
      �迅速形成高活性的生物膜,微生物細胞能在其龐大的表面上繁殖生長

      �吸收并降解有毒或抑制物質,從而使表面能夠重新具有生物活性

      �顯著提高生物處理的效果和穩定性

      �剩余污泥明顯減少

      污泥中的微生物固定在懸浮填料中的微生物對有毒抑制物質以及 酸堿度和溫度的變化的耐受性更強,它們的存活時間也更長。 通過對比試驗可以很清楚地看到當使用 LEVAPOR®   懸浮填料時抑制劑對硝 化的負面影響將大大降低。從下圖可以看出,在 COD 為 1600mg/l,鹽度為20-25 g/L 并且總氮負荷 Lv 為 0.25gN/Lxd 的相同條件下,使用 LEVAPOR®懸浮填料其硝化率達到 94.9%,而使用活性污泥法硝化率只能達到 28%。

      在鹽類和化學抑制劑存在的條件下活性污泥法和 LEVAPOR 工藝 氨氮硝化效果對比

      LEVAPOR®懸浮填料處理工業廢水所采用的工藝類型

      在大多數情況下使用流化床反應器,在反應池中投加 12 -15 %  體積比的 LEVAPOR®  懸浮填料。因為懸浮填料的密度很小,已建設施的曝氧裝置足以使填料在反應池中充分流化起來,因此對已建設施的改擴建異常方便。在底部曝氣的反應池中只需安裝充足的濾網或格柵就能防止填料的流失。

       

      LEVAPOR®懸浮填料處理工業廢水已有 20 年的成功歷史,在不同的行業有 廣泛的應用:
      1.  石油化工業

      2.  精細化工和制藥業

      3.  鋼鐵業

      4.  汽車涂裝業

      5.  煤化工業

      6.  紡織和皮革業

      7.  垃圾滲濾液

      8.  剩余污泥處理

      以下兩個案例充分證明了使用 LEVAPOR®懸浮填料能解決工業污水的難題。 案例 1:生產化工中間體的高濃度廢水  (改建項目)
      進水指標:

      1.COD = 3100 mg/L

      2.TKN = 820 mg/L

      3.鹽度  = 20 - 34 g/L

      工程簡介:

      該工程屬于改建項目,原設施設計的目的是去除 COD,現在增加了硝化和反硝化處理,通過計算如果總氮負荷 Lv >0.6 kgN/m3xd,硝化過程穩定。采用 傳統的活性污泥法和類似工藝,如要到達穩定的硝化 F:M 比至少為 70g N/kg MLSS xd,相應的總氮負荷 Lv  為 0.3-0.35 kgN/m3xd,明顯比設計值要小。 如果采用以 LEVAPOR®   懸浮填料為載體的流化床工藝,則完全滿足上述設 定的參數。處理結果如下圖所示,工程達到預期的目的。

       
      此外該改建工程與擴建工程相比成本降低約 50%。

      改建與擴建的經濟成本比較  

      因為硝化菌團的敏感性很高以及硝化過程的穩定性很低,在需要做氨氮處理 時為避免上述問題一般建議對反應池做擴建,但擴建成本太高。與此相比將 活性污泥法改變成生物膜工藝不僅能使硝化菌的活性和硝化過程的穩定性顯 著提高,而且改建的成本大幅降低。具體來說可總結為:
      更快-在短短幾天時間就能完成。

      �更好-  因為硝化菌的活性和生物膜的穩定性都得到提高。

      �更經濟  –  改建比擴建成本大幅降低,根據 歐洲的經驗改建成本  80-110Euro/ m³,  而擴建成本為 280-400 Euro/m³。

      �此外由于生物膜工藝產生的剩余污泥產量減少 1/4,也節省了很大一筆處 理污泥的費用!
      下面這張圖是將原來的 1000 m³  好氧池改建為流化床反應池做硝化處理。

       
      案例 2:生產農用化學品的高濃度廢水(新建項目) 進水指標:
      1.COD = 8.000 - 11.000 mg/L

      2.TKN = 600 - 750 mg/L

      3.鹽度  = 10 - 22 g/L

      4.活性組分最大到 150 mg/L,其對 COD 的去除和硝化都有抑制作用

      項目簡介: 實驗室和中試的結果顯示,通過正確的生化前處理能將有毒的抑制劑轉化為 無抑制作用的代謝物,從而氨氮的硝化處理將切實可行。下圖為該工程實景。

       
      農用化學品高濃度污水的多聯級生化處理,包括硝化/反硝化 試驗結果見下圖,對凱氏氮的去除率穩定保持在 90%以上。

       

       農用化學品高濃度有毒廢水通過使用 LEVAPOR 生物膜法硝化結果在此硝化過程中 LEVAPOR 生物膜法還能對一些微量的污染物質高效去除。 因為 LEVAPOR 懸浮填料的比表面積很大(最大達到 20.000m2/m3 ),這些微量 的污染物能固定在懸浮填料上,與懸浮的微生物降解相比生物膜降解率明顯 高很多。使用 LEVAPOR 生物膜法去除微量化學物質的數據見下:
      1.  多環芳香烴  85%以上

      2.  雙酚-A 85% - 92%

      3.  苯胺  90%- 93%

      4.  硝基苯  85% - 98%

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