O/A/O工艺处理高氨氮化工废水运行优化研究

论文摘要

作为一个农业大国,化肥工业已经成为我国的基础产业。化肥厂既是用水大户,也是污水排放大户,化肥废水排放量占到了工业废水排放总量的10%左右。化肥废水是一种高氨氮废水,未经处理任意排放会引起水体的氮污染,造成水体富营养化。因此,加强化肥工业氨氮废水处理,实现高效的脱氮效率具有非常重要的意义。湖北宜化集团综合污水处理站采用好氧/缺氧/好氧(O/A/O)工艺处理厂区高氨氮化工废水。由于运行经验不足、运行参数选取不合理、水质波动等因素的影响,总氮的去除效率很低,仅40%左右。通过对运行数据的分析,并结合污水站的实际情况,提出了通过回收高浓度氨氮尿素解析废液、调节初次曝气池(O1)的DO浓度、优化硝化液回流比R、污泥回流比r等工艺优化措施。通过引进尿素解析废液回收装置,实现了30m3/h高浓度氨氮废液的回收利用,有效地减少了进入污水处理站的氨氮负荷,提高了原水的碳氮比,为生物脱氮提供了良好的水质条件。运行参数的优化试验结果表明:DO浓度对初曝池的COD去除效果有显著影响。调低DO浓度可以降低初曝池的COD去除率,提高缺氧池的碳氮比,进而实现对反硝化反应的调控。试验表明,运行中,初曝池的DO浓度控制在1.0mg/L即可。不同硝化液回流比R下,系统COD、氨氮的去除率差别不大,但是R对TN去除率有较大影响。R为200%、300%、400%时,TN去除率分别为41.57%、56.80%和36.84%。R过小,回流的硝酸盐氮不足,TN去除率低;R过大,硝化液回流携带的溶解氧破坏缺氧环境导致脱氮效率降低;硝化液回流比为300%时,脱氮效果最佳。污泥回流比r对COD去除率影响很小,对氨氮、TN去除效果均有较大影响。氨氮去除率随着r的增大而提高,当r达到一定值时,继续提高r,氨氮去除率的提高不明显。r从50%提高至75%,氨氮去除率从89.89%提高到97.24%;继续提高r至100%,氨氮去除率达到了98.74%。增大污泥回流比有利于总氮去除率的提高。r分别为50%、75%、100%时,TN去除率分别为38.25%、59.59%和65.50%,100%是最佳的污泥回流比。优化前后的对比试验研究表明:参数优化后,系统的处理能力,尤其是TN去除率,得到大幅提高。在进水水质相同的条件下,采用优化参数运行的一列对COD、氨氮、TN的去除率均高于采用原工艺参数运行的一列。两列COD去除率分别为93.5%和95.8%,氨氮去除率分别为96.2%和98.8%,总氮去除率分别为46.7%和66.7%。运行实践表明,通过优化运行参数可以有效提高工艺的脱氮除碳能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 我国的水资源现状
• 1.1.2 我国水污染及水处理现状
• 1.1.3 化肥工业现状
• 1.2 含氮废水处理技术及特点
• 1.2.1 物理化学方法
• 1.2.1.1 折点氯化法
• 1.2.1.2 化学沉淀法
• 1.2.1.3 吹脱法
• 1.2.1.4 离子交换法
• 1.2.1.5 催化湿式氧化法
• 1.2.2 生物法
• 1.3 生物脱氮技术的研究进展
• 1.3.1 传统生物脱氮工艺
• 1.3.1.1 A/O 工艺
• 1.3.1.2 SBR 工艺
• 1.3.2 新型生物脱氮工艺
• 1.3.2.1 短程硝化反硝化
• 1.3.2.2 同时硝化反硝化（SND）
• 1.3.2.3 厌氧氨氧化技术
• 1.4 O/A/O 工艺
• 1.4.1 O/A/O 工艺简介及特点
• 1.4.2 O/A/O 工艺的应用
• 1.5 本课题研究目的意义与主要内容
• 1.5.1 研究目的及意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 主要药品及试剂
• 2.2 主要试验仪器与设备
• 2.3 测试项目及方法
• 2.4 标准曲线的绘制
• 2.4.1 氨氮标准曲线
• 2.4.2 亚硝酸盐氮标准曲线
• 2.4.3 硝酸盐氮标准曲线
• 2.5 O/A/O 工艺处理高氨氮化工废水项目简介
• 2.5.1 项目概况
• 2.5.2 工艺流程
• 2.5.3 主要构筑物及其尺寸
• 2.5.4 水质水量与排放标准
• 2.5.4.1 废水来源及水质水量
• 2.5.4.2 排放标准
• 第三章 优化前工艺运行效果及优化措施
• 3.1 引言
• 3.2 COD 的去除效果
• 3.2.1 初曝池预处理段的COD 去除效果分析
• 3.2.2 系统的COD 去除效果分析
• 3.3 氨氮的去除效果
• 3.3.1 初曝池预处理段的氨氮去除效果分析
• 3.3.2 系统的氨氮去除效果分析
• 3.4 总氮的去除效果
• 3.4.1 初曝池预处理段的总氮去除效果分析
• 3.4.2 系统对总氮的去除效果分析
• 3.5 工艺运行存在的问题及优化措施
• 3.5.1 存在的问题
• 3.5.1.1 工艺设计的缺陷
• 3.5.1.2 硝化液回流比过高
• 3.5.1.3 反硝化碳源不足
• 3.5.2 优化措施
• 3.6 本章小结
• 第四章 O/A/O 工艺运行优化研究
• 4.1 引言
• 4.2 原水碳氮比的改善
• 4.2.1 碳氮比对反硝化脱氮的影响
• 4.2.2 加强源头控制提高原水碳氮比
• 4.2.2.1 尿素解析废液处理工艺流程
• 4.2.2.2 主要设备及功能
• 4.2.2.3 工艺控制
• 4.2.2.4 投资成本及效益
• 4.2.2.5 装置运行对原水水质的改善
• 4.3 运行参数的优化
• 4.3.1 初曝池的溶解氧水平优化
• 4.3.2 硝化液回流比的优化
• 4.3.2.1 硝化液回流比对脱氮的影响
• 4.3.2.2 硝化液回流比R 的优化研究
• 4.3.3 污泥回流比r 的优化
• 4.3.3.1 污泥回流比对COD 去除的影响
• 4.3.3.2 污泥回流比对脱氮的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 工艺在优化条件下的运行研究
• 5.1 引言
• 5.2 优化条件下的运行研究
• 5.3 本章小结
• 结论与建议
• 结论
• 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件