SHARON工艺处理化肥厂废水及其影响因素研究王永华

中国环况科学学会学术年会优秀论文集(2的7)S日ARON工艺处理化肥厂废水及其影响因素研究王永华赵继红刘楠(河南工业大学化学化工系郑州450052)摘要本实验采用SHARON工艺(短程硝化)处理化肥厂废水(进水氨氮约为240m岁)L。在实验中控制合适的溶解氧(lm岁L以下)、pH值(7.5一8)、反应时间(2.sh)等工艺参数。结果表明出水氨氮与亚硝态氮之比约为l,已经完全达到了SHARON工艺的出水要求。关键词半亚硝化化肥厂废水水力停留时间随着国家近年来对出水氨氮指标的不断强化要求以及一些高含氮氮废水(如化肥厂、印染厂废水、垃圾渗滤液)的排人,城市污水厂对氨氮的去除也越来越重视。常规的物化方法(如吹脱、沉淀法)由于能耗较大、易造成二次污染等缺点使其应用受到限制;常规的生物处理方法则是采用传统的硝化反硝化的方法进行脱氮,但其要消耗大量的溶解氧、有机碳。短程硝化就是利用参与硝化过程的2种类型细菌(亚硝酸菌和硝酸菌)性质的不同,将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段,这是短程生物脱氮技术的关键,实现短程硝化可节省约25%的曝气量、40%的碳源和50%的反硝化反应器容积,节省基建投资。SHARON工艺(Singleeraetorfo:Highacti,ityAmmoniaRemovaloverNitirte)是荷兰Deift大学开发的脱氮新工艺,它的基本原理就是短程硝化一反硝化,是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,反应过程中关键是控制50%的氨氮转化为亚硝酸氮,使得氨氮和亚硝酸氮以约相等的浓度进人厌氧氨氧化反应器,为后续的厌氧氨氧化提供最佳的反应条件[`]。本实验采用SBR反应器处理化肥厂废水,并研究影响出水水质的工艺参数。控制合适的工艺条件使出水氨氮与亚硝态氮之比约为l,完全达到SHARON工艺的出水要求,为以后SHARON工艺在工程实践上处理化肥厂废水提供依据。一、实验装置及方法(一)原水水质实验驯化期采用污泥和原水均取自郑州市五龙口污水处理厂,污泥为二沉池回流污泥;水样为配水井污水(即原水),并向其中投加一定的(NH4)250;以配成NH+4一N浓度不同的废水,为使微生物营养合适加入适量的NaHCO,以及NaZHPO。。水质情况如下表所示:原水水质参数水质COD(m岁L)100~400一N(m盯L)40~60PT(m岁L)7.5~8(二)分析项目及方法eoD:KZerZo7回流滴定法〔’〕;M巧S:干燥减重法;NH犷一N(GB7479一87);NO至一N:酚二瑛酸分光光度法(GB7480一87);(GB7493一87);pH:PHs一4A型精密酸度计。:纳氏试剂分光光度法NO牙一N:分光光度法第二章“十一五”环保科技创新与环境污染防治技术研究与开发二、结果与讨论(一)短程硝化的实现反应器运行56d,进水NH犷一N浓度为50一400n、9/1」,温度控制在(28土l)飞:,I、Hfrt为7.5一8.0,MLSS为3以X〕nl群l,左右,运行结果如图1、2所示)冲óà。份份一翔00旧田00(xj0ù、ù月斗,,勺工-一l、ú切E\拓域超锐59131721252933374145495357时间ld-刁卜-j些水镶氮-.令-出水氨氮-奋-镶城去!涂件进出水N日犷一N浓度及去除率随运行时间的变化兼斧ù岸5()(x)50(x)5()0,乙今一!1一!`石妙赵泛图,本实验采用逐步增加进水NH犷一N浓度的方法—从50、l0()、150、250、3X()、4X()m岁L梯度升高。由图1可以看出,每增加一次氨氮负荷,污泥均有一段适应时间,经大约一星期的驯化后均能使出水达标。经过两个月的运行,系统已经完全能适应进水氨氮约为400m岁L的废水。出水硝态氮出水亚fu’j态氮、11二石肖态含无积紧率图2出水硝态氮、亚硝态氮及亚硝态氮积累率随运行时间的变化由图2可以看出随着运行时I,irJ的延长,亚硝态氮积累率逐渐上升,当进水氨氮浓度为300m岁L时,亚硝态氮积累率已达到90%且一直保持稳定,说明此时短程硝化驯化已经完成,反应器中优势菌为亚硝化菌。需要注意的是,在进水NH犷一N提高到250m岁L时,污泥起泡比较严重,减少曝气量降低溶解氧后,气泡逐渐消失。可见降低溶解氧量有利于亚硝化菌的生长}’。(二)SHARON工艺处理化肥厂废水1.化肥厂废水水质污泥经过近两个月的驯化后,取用合成氨厂废水进水进行处理。进水水质如表2所示:表2化肥厂废水水质参数水质COD(,、1扩IJ)}NH犷一N(m岁L)1碱度(nl岁L)pfl7.5~82.SHARON工艺运行结果污泥驯化成功后,本实验将温度控制在28士1℃,DO控制在!m岁l」以下,通过添加碳酸氢第二章“十一五”环保科技创新与环境污染防治技术研究与开发489O八U64.....已几.月006080一lù沙芝恻侣叫.-.亚硝态氮一,-.氨氮-,卜~亚硝态氮/氨氮4()2()0时间hl图5水力停留时间对SHARON的影响ANAMMOX工艺用于工程实践提供理论依据。今考文献!11cShmidtl,Sliekesro,cShmidM,etal.Neweoncepstofmieorbialetratmentpr,essesforthenitorge:1ermovalin。teawter〔J].FEMSMieorbiolo盯eRviews,2003,27(4):451一492.【2]齐旦立,等.环境监测(修订版)【M].高等教育出版社,2001.[31Wangjianlong,Yangning.parti日nitirifeiatonunderlimiteddissolvedo侧罗neonditions「J].poreess},iochemist口,2以拼,39:1223一1229.【4」郭海娟,马放.DO和pH值在短程硝化中的作用【J].环境污染治理技术及设备,2006,7(1):37一40.【51氏htadrwett,Wogalfngarueh.hTeorleofino电阴Icearbonlimitationinbiologlealnitorgenremovalofoxtermolyam-moniaconcentartedwastewater〔J].Water~h,2X()3,37:一lX()一川0.〔6〕方士,李筱焕.高氨氮味精废水的硝化一反硝化脱氮研究【J].环境科学学报,2001,21(l):79一83.【7」支霞辉,王红武,等.常温条件下短程硝化反硝化生物脱氮研究【J].环境科学研究,2以拓,19(1):26一29.〔81Shuafngyang,Joo一HwaTay.Inhibiitonof阮eanunoniat。th。infomrationofaeorbi。歹anule,「J].Engineeir,19journal,2以只,17:41一48.