污水回用中COD和氨氮的去除方式詳解
發證時刻：2016/12/26對污水回用于輪回冷卻體系補充水的水質方針遏制了闡發并提出了局部倡議水質方針，對污水回用工程中觸及的COD、氨氮深度去除工藝遏制了切磋，針對回用方針提出了倡議處置方式。
1、概述
跟著社會經濟的高速成長，無限的水資本愈來愈不能知足敏捷增添的用水請求，造成了工農業和住民用水的嚴峻緊缺景象，國際外都在為處置這一抵觸開辟新的水資本，污水回用也響應的成為國際外研討的重點。石化行業是用水大戶，也是排水大戶，具備污水回用的根基前提，最近幾年來逐步獲得有關局部的正視，有關企業也遏制了良多實驗研討，獲得了不少功效，行業內污水回用的機會也逐步成熟，能夠或許估計，在未幾的未來會迎來污水回用的大成長。
按照污水回用的方針，有用作糊口雜用水、出產直流冷卻水和輪回冷卻體系補充水等多種路子，從用水量上看，以輪回冷卻體系補充水為最大，是以這一回用方針同樣成為研討的重點，國際多家石化企業已對煉油污水回用于輪回冷卻體系補充水遏制了多年的實驗，證實接納適合的水質不變配方和適合的深度處置工藝，能夠或許到達輪回冷卻體系的不變運轉。以下就出產污水經二級生化處置后回用作輪回冷卻體系補充水的深度處置工藝遏制闡發。
2、污水回用水質方針
污水回用作為輪回冷卻體系的補充水時，再生水水質方針應連系輪回冷卻體系的運轉來斟酌。在輪回冷卻水體系中，因為補充水水質的緣由，凡是會發生結垢、侵蝕和大批微生物滋生的題目，此中侵蝕和微生物的大批滋生又是接洽干系的，對輪回冷卻體系水質的節制也是從處置這三個題目動手。今朝各企業輪回冷卻體系補充水根基上是接納喧擾地表水、公開水或自來水，并且各自都構成了較完美的水質不變節制方式，將補充水改換為再生污水后，運轉中能夠或許呈現的題目能夠或許經由進程對補充水水質成份變更遏制闡發得出。
通俗情況下，再生污水同別的喧擾水源比擬存在以下特色:
(1)總消融性固體較高;
(2)COD、BOD5濃度高;
(3)氨氮濃度高;
(4)細菌群落數目多，懸浮物濃度較高。
總消融性固體高時會使體系的侵蝕偏向增大，此中的鈣、鎂離子含量高時能夠或許發生結垢;當補充水的無機物濃度(COD，BOD5)和氨氮濃度較高時，微生物能夠或許在輪回體系內大批滋生，進而發生微生物粘垢，如粘垢粘附在管壁或換熱器壁上，會發生局部的侵蝕;如補充水中異養菌群數目大，則相稱于為體系中微生物的滋生供給了大批的接種菌群，為微生物粘泥的發生締造了前提，為此在污水回用工程中應答上述方針遏制針對性的闡發。
對補充水總消融性固體，各企業的節制規范不一，低者500mg/L，高者1000mg/L，石化企業通俗節制在較低規模內，也有研討[1]標明，當總消融固體在850mg/L擺布時，輪回冷卻體系仍可不變運轉，倡議輪回體系補充水總消融固體的下限值接納1000mg/L，超越此值應接納除鹽辦法。對COD規范，美國水凈化節制協會倡議值為75mg/L，我國研討職員提出一類規范為40mg/L，二類規范為60mg/L，另有些企業提出20mg/L的方針。相干研討標明，煤油化工二級處置的污水經深度處置后(COD均勻為44mg/L)回用于輪回水時，微生物的發展滋生狀況與自來水四周，不呈現大批滋生的情況。首要緣由是回用水中無機物不易被微生物降解，即不能作為微生物代謝的碳源，是以不用對回用水的COD提出太高的請求，倡議接納40mg/L。對BOD5，因為可間接作為微生物基質，倡議接納較低值5mg/L。對氨氮方針，國際外有二種倡議值，即3mg/L和1mg/L，倡議接納1mg/L。研討標明，對深度處置后的回用水，即便補充水中異養菌群數目很大，同自來水作補充水比擬，并不發生微生物的大批增殖，接納適合的殺菌劑完整能夠或許節制，并且污水回用處置中，混凝積淀+過濾作為最根基操縱單位，在去除懸浮物的同時能夠或許將大批的細菌去除，是以對異養菌數目不用提出特地的節制方針。
3、污水回用處置方式
在污水回用處置中，除鹽工藝因為本錢高很少觸及，此處不作闡發，懸浮物、濁度和煤油類能夠或許經由進程混凝積淀、過濾工藝去除并達標，是以重點處置的題目便是COD和氨氮的去除，上面僅就這二個題目遏制會商。
3.1COD的去除
通俗情況下，顛末二級生化處置后的污水中COD濃度已降到100mg/L以下，BOD5濃度更低，針對這類水質特色，今朝接納的深度處置方式有生化法、活性炭吸附法和臭氧預處置+生化法等。
3.1.1生化處置方式
接納生化處置方式時，因為基質的限定，微生物增添遲緩，若是接納通俗的活性污泥工藝，發展很慢的活性污泥將隨水流流出，曝氣池中的污泥濃度很低，達不到抱負的處置成果，是以對二級生化出水通俗不接納活性污泥法，而是接納對微生物具備較強固著才能的生物膜法。與通俗二級生化處置中的生物膜法差別的是，對污水遏制深度處置時對填料的挑選應更穩重，首要斟酌的方針是填料的掛膜機能，接納通俗的軟性、半軟性塑料或纖維填料時，因為其掛膜機能較差，難以到達預期的處置成果。研討標明，接納生物陶粒填料的打仗氧化工藝能夠或許獲得很好的處置成果，對煉油污水，出水的COD可不變在40mg/L以下。遼寧盤錦瀝青股分無限公司接納生物陶粒打仗氧化處置出產污水并將處置后污水回用作輪回體系補水已勝利的運轉了近2年，成果杰出。是以接納生物陶粒為載體的生物膜法是深度去除COD的勝利工藝。
應申明的是，生化方式所能夠或許去除的首要是二級出水中能夠或許生化降解的無機物，對生化難降解的無機物是不起感化的。
3.1.2活性炭吸附工藝
活性炭吸附法是手藝上靠得住，經濟上可行的歸天處置方式，其道理是操縱活性炭龐大的外表積吸附水中的無機物，在外洋已有多年的出產操縱現實，通俗對活性污泥法二級出水先遏制混凝積淀和過濾，而后遏制活性炭吸附，炭塔的出水的COD可到達10mg/L擺布，吸附的COD同活性炭的分量比能夠或許到達0.3～0.8，運轉成果都比擬抱負，是以接納活性炭處置污水廠二級出水從手藝看是成熟、靠得住的。
可是，活性炭吸附處置二級出水也存在一些妨礙，其首要題目是活性炭的再生。在運轉進程中，活性炭的吸附容量會逐步飽和，必須遏制再生或改換。再生方式凡是為熱再生法，須要顛末干化、無機物熱解、活化三個進程，此中活化溫度到達820℃以上，設備較為龐雜，對活性炭用量不大的體系，設置活性炭再生設備在經濟上是不合算的，在這類情況下，將飽和的活性炭運回活性碳廠再生更經濟，國際一些活性炭出產廠已展開了此項營業。
3.1.3臭氧氧化+生化處置工藝
對可生化性很差的污水，零丁接納生化處置方式達不到高的COD處置成果，是以呈現了化學氧化+生化處置工藝，此中的氧化劑首要接納臭氧，因為臭氧是一種很強的氧化劑，它能夠或許將良多龐雜的無機物氧化為簡略的無機物，使不可生物降解的成份轉化為可生物降解的成份，在這個進程中，臭氧被分化為氧，不別的無害物資的發生。對后續的生化處置單位，一些研討職員提出了生物活性炭工藝，一方面活性炭作為微生物載體用來發展生物膜，另外一方面活性炭用來吸附難降解的無機物資，進一步下降污水中的COD。操縱標明，該工藝對污水中無機物的深度去除是有成果的，但也存在必然的題目，一是活性炭依然須要再生，若是不遏制再生，飽和后的活性炭只能起通俗生物載體的感化;若是遏制再生，則前一階段培育起來的生物膜將被粉碎掉。第二個題目是顛末積淀、過濾處置的二級出水中依然有30～40mg/L的COD，投加臭氧的濃度響應增大，運轉本錢增添。第三，國際今朝還不能出產大容量的臭氧發生器，基建投資大，運轉辦理龐雜。
若是將這類工藝用于輪回冷卻體系的補充水處置，則未必能到達抱負的運轉成果。起首，當無機物品種差別時，微生物的發展狀況會有很大的差別，若是無機物成份中能夠或許生化降解的比例高，微生物的基質濃度響應的高，微生物滋生快，并終究致使微生物粘垢的大批發生。相反，若是無機物成份中可生化降解的比例小，則能夠或許作為微生物基質的數目少，不變前提下微生物發展數目少。是以在補充水的COD構成中，對微生物滋生起決議感化的是可生化降解的成份。顛末充實的生化處置后，水中所含的絕大局部可生化降解的無機物已被去除，在這類前提下，即便COD濃度較高，接納恰當的辦法后能夠或許防止將其作為輪回體系的補充水而發生微生物大批滋生的題目。第二，投加臭氧后，難降解或不可生化降解的無機物獲得必然程度的分化，轉化為可生物降解的無機物，使得污水的可生化性進步。若是不遏制進一步的生化處置，必將在輪回冷卻體系中引發微生物的大批滋生，是以將投加臭氧作為后置的去除COD辦法是不公道的。即便再顛末生化處置，這局部可生化降解的無機物能夠或許獲得大局部去除，出水中的COD也響應的下降，但臭氧處置后的生化裝配出水的BOD則不必然下降，按照后面的闡發，將其作為輪回體系補充水補到輪回冷卻體系后，微生物的滋生程度不必然下降。第三，接納臭氧處置的基建本錢和運轉用度都很高，現實上去除1mg/L的COD須要3mg/L的臭氧，而按照相干實驗，氧化1mg/L氨氮17～20mg/L臭氧，斟酌到將無機物局部氧化時投加的臭氧數目能夠或許削減，但要到達抱負的成果臭氧投加濃度應遠遠高于微凈化給水處置，基建投資和運轉用度都將很高。
綜合對照，接納生化處置進一步降解污水中的COD是最經濟的處置工藝，其錯誤謬誤是處置后出水的COD濃度難于到達很低的程度，當請求的COD值很低時，仍須要接納別的辦法;活性炭吸附工藝是一項手藝靠得住、經濟上可行的方式，出水的COD可到達10mg/L擺布的程度，錯誤謬誤是須要按期再生，如四周有活性炭出產廠供給換炭營業時，活性炭吸附工藝是一種較抱負的污水深度處置方式;對臭氧預處置+生化處置方式，固然能夠或許使出水COD到達較低的程度，但作為輪回冷卻體系補充水不必然能夠或許削減粘垢的發生量，同時接納臭氧處置還會大大增添基建投資和運轉用度，運轉辦理也將龐雜化，是以在現實工程中應穩重斟酌。
3.2氨氮的去除
今朝含氨氮廢水的處置手藝有:生物硝化法、離子互換法、吹脫法、液膜法、氯化或吸附法和濕式催化氧化法等，對氨氮濃度為幾十mg/L的二級生化出水，以生物硝化法、吹脫法和離子互換法操縱最多，當氨氮濃度不高時則宜接納氯化法。
3.2.1生物硝化法脫氨
生物硝化脫氨是操縱硝化菌和亞消化菌在好氧前提下將氨轉化為硝酸鹽的進程。這兩種細菌都是化能自養菌，在有氧前提下，亞硝化菌起首將氨氧化為亞硝酸鹽，而后硝化菌再將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽。國際浩繁的污水處置廠都具備生物硝化功效來去除污水中的氨氮，對特地斟酌生物硝化的處置舉措措施，可將污水中的氨氮脫除到2mg/L以下。現實工程中，生物硝化同深度去除COD是統一修建物中實現的，相干研討標明，接納礦物資載體的打仗氧化工藝處置煉油廠二級生化處置出水，顛末112h的反映，當進水氨氮為20mg/L擺布時，出水氨氮能夠或許到達3mg/L以下。
應當申明的是，生物硝化脫氨只能將氨氮轉化為硝酸鹽，總氮量并不削減，若是回用工藝對總氮有請求，應增設反硝化單位。
3.2.2吹脫除氨
氨吹脫是起首將污水的pH調理到10.8～11.5，再使污水以水點的情勢逆流同大批氛圍遏制傳質，進而將水中的氨氮以NH3的情勢分散到大氣中的方式。這類除氨工藝簡略，輕易節制，但存在二個首要題目:
(1)氨的吹脫效力隨pH值的干系很大，為了到達較高的氨氮去除率，必須對污水的pH值調理到堿性，須要投加堿，原水中酸度越高，調理pH耗損的堿量越大;脫氨后的污水還要降pH調劑到中性，須要投加酸或CO2，這將增添運轉用度，同時還增添了污水中的消融性固體含量。
(2)氨吹脫的效力同水溫、氣溫有很大的干系，溫度越低，氨的脫除效力越低，20℃時，典范的氨去除率為90%～95%，而10℃時，氨去除率下降到75%以下。通俗情況下吹脫的氣水比在3000以上，對關閉式體系，水溫將同情況氣溫趨于分歧，情況溫度太低將大大影響吹脫效力，若是情況溫度低于0℃，脫氨塔將不能運轉。是以，對氣溫較高的南邊地域，若是水中酸度不高，接納吹脫法脫氮是可行的，在南邊嚴寒地域，則不易接納吹脫脫氮。
3.2.3離子互換除氨
通俗的陽離子互換樹脂對NH+4不優先挑選性，不能用來脫氨，但斜發沸石對氨離子具備優先挑選性，能夠或許用來脫氨，這類脫氨工藝在美國已操縱多年，成果杰出。其首要工藝流程是:污水經由進程斜發沸石離子互換器的進程中，污水中NH+4同沸石上的Na+發生等當量離子互換，Na+進入到污水中，而NH+4則通沸石中的陰離子連系并固著在沸石中，如許在流經斜發沸石離子互換器的進程中，污水中氨獲得去除。當沸石對氨的吸附到達飽和后，則遏制進水，對沸石遏制再生，再生后的沸石能夠或許規復互換才能，進入下一個周期的離子互換。這類工藝的出水中氨含量能夠或許到達1mg/L擺布。
影響斜發沸石互換進程的首要影響身分有:pH值、污水中陽離子構成、沸石粒徑及水力負荷等。銨的最好互換pH值規模為4～8，運轉證實，污水中陽離子構成差別會影響到沸石對氨的互換容量，在凡是的都會污水陽離子濃度下，沸石對氨的現實互換容量約為總互換容量的1/4～1/5。另外，沸石粒徑越小、水力負荷越低，銨的去除成果越好。
3.2.4氯化脫氨
研討標明，投加液氯能夠或許去除氨氮，按照實驗成果，當投氯量/氨氮量=7.6∶1時，全數氨氮被氧化，進一步投加的氯成為自在余氯。美國環保署的研討發明，氯氧化氨氮的終究產品除氮氣外，另有三氯化氮和硝酸鹽發生。對20mg/L氨氮廢水，pH=6～8時，全部反映進程約1分鐘。該工藝的特色是基建投資低，操縱矯捷。
綜合對照，因為生物硝化法脫氮同COD的去除是連系在一路的，是以生物硝化法最為經濟;對水中氨氮濃度較高又地處南邊的工程，吹脫除氨能夠或許是經濟的挑選，南邊地域則不可接納;離子互換除氨在國際還沒有操縱，同時其投資大、工藝龐雜，應謹嚴挑選;當水中氨氮濃度較低時接納氯化脫氨能夠或許更加經濟，該方式也可同別的除氨工藝連系操縱。
（轉自：地方將污水妥善處理與資源化調控策略結盟）