閱讀 5827 次 固定化高效微生物生物濾池處理焦化廢水試驗
摘要:根據酒鋼集團焦化廢水的特點,選擇固定化高效微生物生物濾池工藝對焦化廢水進行了試驗研究,確定了最佳的運行參數。試驗結果表明,當采用最佳條件運行時,COD、NH3-N去除率分別達到了95.77%和86.09%,酚、氰化物也達到了出水排放標準,處理效果穩定,該試驗為酒鋼集團焦化廢水處理提供了重要的技術參數...
固定化高效微生物生物濾池處理焦化廢水試驗
1、前言
焦化廢水的處理一直是污水處理中的難題,焦化廢水處理的效果在很大程度上決定于焦化廢水處理系統的工藝技術,酒鋼集團焦化廠廢水處理采用活性污泥法生物處理工藝,由于傳統處理方法本身的局限性,又加現有處理設備老化,使焦化廢水的出水水質不能達到國家規定的排放標準。因此研究固定化高效微生物生物濾池技術對焦化廢水的處理是當務之急,探討其用于焦化廢水處理的可行性,并取得相關的設計參數,并為該工藝在工程設計及實踐中的應用提供依據。
2、試驗裝置和方法
2.1試驗裝置
試驗裝置由5個反應器串連組成,見附圖所示。
反應器由PVC管做成,其內徑為484mm,高1.5m,有效水深為1.25m。1#反應器

為絮凝沉淀池, 2#和3#反應器為厭氧AF池,4#和5#反應器為好氧BAF池。各AF池和BAF池均填裝有高度為0.8m的FPUFS生物載體。AF池和BAF池的容積比為1:1。
2.2污水水質
采用酒鋼焦化廠現有氣浮池的出水作為試驗的進水。
2.3試驗方法
采用現有氣浮池的出水作為試驗用的進水,并分兩種情況進行試驗,先是將AF池厭氧出水加入1倍稀釋水進行試驗。以后AF池厭氧出水不加稀釋水進行試驗,以考查加稀釋水對處理效果的影響。
現有氣浮池的出水經水泵提升至高位水箱,使進水的水位和流量保持穩定。經投加絮凝劑聚合鋁后,進入絮凝沉淀池,再進入2個AF池和BAF池。絮凝劑的投加量為50mg/L。考慮到焦化廢水中缺乏微生物生長所需的磷元素,在2#池中補加磷,磷的投加量為4mg/L。在4#和5#BAF池的底部設曝氣裝置,提供BAF池所需的氧,氣水比為30:1。對廢水流量進行測定,并將測定結果換算為反應器的水力停留時間。
測定的水質指標主要是進水、厭氧AF池和好氧BAF池出水的COD和氨氮,每天測定一次,每次取三組。此外對進、出水的酚和氰化物濃度進行抽測。
試驗裝置啟動時,先對AF池和BAF池進行微生物培養和馴化,在各AF池和BAF池中投加高效微生物和硝化助劑,使載體表面上生長出微生物,形成高濃度的生物膜。開始時不連續進水,采用“悶曝”的方法馴化微生物,等測得有一定處理效果后開始連續進水,并逐漸增大進水量。隨著處理效果逐漸達到穩定,生物膜的培養期結束,可以開始正式試驗,在微生物培養期,投加高效微生物量為0.6kg,硝化助劑的投加量為0.3kg。
3、試驗結果分析及討論
3.1固定化高效微生物濾池的結構和原理
3.1.1 基本結構
固定化高效微生物生物濾池由厭氧池(AF)和好氧池(BAF)串連組成。AF池中產生厭氧酸化水解反應不需氧氣;BAF池產生生物好氧反應,要消耗氧,在BAF池底部設壓縮空氣復合曝氣裝置,提供生物好氧反應所需的氧。濾池底部設有進水管,池中設有載體層,載體上固定有特種高效微生物,載體底部和頂部均裝有濾網以防止濾料下沉或流出。
3.1.2 工作原理
原水需經預處理去除污水中的SS和焦油。經預處理的污水先進入厭氧濾池,在微生物的作用下產生厭氧生物反應,可將部分有機物降解,去除部分COD、BOD、SS和氨氮,污水中一些難生物降解的大分子有機物被降解為易生物降解的小分子有機物,提高污水可生物降解性。經過厭氧池處理的污水進入了好氧池,在好氧池的底部設有曝氣系統,通入壓縮空氣,產生微氣泡。水氣上升過程中,該池載體上的微生物利用氣泡中轉移到水中的溶解氧產生生物好氧反應,進一步降解有機物,生成CO2和H2O,去除COD、BOD,濾床繼續去除SS,污水中的氨氮發生硝化反應使氨氮生成硝氮被去除,載體的內部形成缺氧區產生反硝化反應,在有機物的參與下,使硝氮被還原為氮氣,從水中逸出,達到脫氮的效果。
3.1.3、工藝特點
⑴采用新型生物載體。
本工藝采用FPUFS載體,這種載體采用化學穩定的高分子材料經特殊表面化學處理制成,具有大孔結構,孔徑為0.3~0.7mm,比表面積達到80~120m2/g,濕密度為1.0g/cm3,可懸浮于水中,持水量為2300~2600%,表面具有特殊的化學性質能牢固的固定微生物,載體內部有足夠大的空間提供微生物生長和繁殖,防止生物膜的堵塞,載體中的微生物量可達到20g/L。
⑵采用特種高效微生物
采用特種高效微生物,固定在FPUFC載體上。高效微生物與一般的微生物相比,降解污染物質的速度快,可以降解一般微生物難降解的有機物,并適用于含高濃度氨氮的污水處理,微生物不會受到高濃度氨氮的抑制而喪失活性。實驗針對焦化污水的特點,選用了與其相匹配的高效微生物及硝化去除氨氮的助劑。
(3)污泥量少
采用微生物固定化技術和高效微生物濾池,生物處理部分基本上不產生剩余污泥或產生的污泥量極少,故無需反沖洗,從而使操作簡便。
(4)流程簡單、占地少、管理簡單、投資低。
由于本項技術處理污水是將去除COD、BOD和硝化、反硝化集于一個工藝設備中,且處理效率高,設備的容積小,由于不設二沉池,也不需要污泥回流及污水回流。該流程簡單,占地面積少,投資費用和運行費用均可明顯低于其它各種現有的工藝。
3.1.4試驗結果及分析
厭氧出水加1倍稀釋水
1、COD的去除效果

從試驗結果可以看出,當原水的COD為963~3440mg/L(平均為2285mg/L)時,出水COD為36~129mg/L(平均為97mg/L)平均去除率為95.77%。其中AF池的COD去除率平均為63.2%,BAF池COD去除率平均為87.8%。整個厭氧-好氧系統對COD的去除率較高,且穩定性較好,原水的COD變化范圍較大,出水的COD一直<150mg/L。
2、對氨氮的去除效果

由以上試驗結果得出,若厭氧出水不經稀釋,進水COD為857~3343mg/L(平均為2014mg/L),出水COD為71~142mg/L(平均為108mg/L),平均去除率為94.64%。在相近的水力停留時間下,去除COD的效果要比厭氧出水加稀釋水的差。
3、對氨氮的去除效果

由以上試驗結果可以看出,當厭氧出水不經稀釋,進水氨氮濃度為147.04~343.1mg/L(平均為260.44mg/L),出水氨氮濃度為35.40~108.92mg/L(平均為78.66mg/L),平均去除率為69.8%。在相近的水力停留時間下,去除氨氮的效果明顯低于加稀釋水的效果,故在厭氧出水中加入稀釋水,不僅可以提高COD的去除效果,對去除氨氮同樣也有好處。焦化污水的成份復雜,其中有不少污染物成份對微生物具有不同程度的毒性,會抑制微生物的活性,特別是對好氧處理,這種抑制性顯得更為明顯,在厭氧出水中加入稀釋水,可減輕這種毒性。
3、去除揮發酚、氰化物的效果
試驗數據還表明該技術對揮發酚和氰化物也有很好的去除效果,平均去除率分別為99.7%和98.9%,去除酚和氰化物主要是BAF池,出水酚濃度遠低于排放標準0.5mg/L的要求,出水氰化物略高于0.5mg/L的排放標準,分析其原因是由于停留時間不足,若在今后的設計中適當延長水力停留時間,并在厭氧出水中加入稀釋水,氰化物的達標也是有保證的。
五、結論
1、采用該技術處理酒鋼焦化廠廢水在技術上是可行的,可使出水COD≤150mg/L,氨氮≤25mg/L,酚≤0.5mg/L,氰化物≤0.5mg/L,符合出水排放標準。
2、固定化高效微生物濾池應由厭氧濾池(AF)和好氧濾池(BAF)兩部分串連而成,其容積比為1:1。設置厭氧濾池可提高焦化廢水的可生化性,提高處理效果,并節省空氣用量,減少運行費用。
3、采用該技術處理焦化廢水,應有良好的預處理設備,以降低進水中的懸浮物和焦化油濃度。
4、若厭氧池AF的出水加以適當的稀釋,可減少廢水的毒性,提高處理效果,稀釋比采用1:1。
5、焦化廢水的PH值多變,為保證硝化去除氨氮的效果,BAF池出水中的PH值不能小于7.5,否則應在進水中補加堿。
6、根據試驗期間酒鋼焦化廠廢水的水質,為使出水水質符合排放標準,生物濾池所需的總水力停留時間應大于40h,好氧池的氣水比不低于30:1。
(本文來源:陜西省土木建筑學會 文徑網絡:文徑 尹維維 編輯 劉真 審核)
·固定化高效微生物生物濾池處理焦化廢水試驗
2009-11-5
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