两级污泥法在高浓度氨氮工业废水中去生物氮的去除.doc

1 两级污泥法在高浓度氨氮工业废水中去生物氮的去除摘要: 生物氮去除( BNR ) 工艺是去除废水中低浓度氨氮最普遍的方法, 但是不适用于处理高浓度氨氮废水。本课题研究实际工业废水浓度为 5000mgN-NH4+/L 的氮容量生物法去除能力。实验法建立于两套污泥法, 一个硝化活性污泥,另一个反硝化活性污泥。法处理实际工业废水 450 天,在这期间,它显示了氧化所用氨氮的能力在 和 -NH4+/() 。两个关键工艺评价参数:最大硝化速率( MNR )和最大反硝化速率( MDR )。 MNR 是在三个不同温度连续运行确定的: 15℃、 20℃和 25℃, 所得到的值分别为 、 和 N-NH4+/() 。使用两种不同工业碳源取得了完全反硝化, 一个主要为乙醇和另一个主要为甲醇。使用乙醇的 MDR ( g N-NOX-/() )是使用甲醇的 MDR ( g N-NOX-/() )大约 6 倍。关键词: 生物氮去除( BNR ) 硝化反硝化两阶段污泥法 2 1 概述各种各样人类活动产生大量氨氮废水:石化产品、化肥和食品工业、城市固体垃圾处理站点或者猪农场垃圾的沥出液。处理这类垃圾产生一系列环境问题, 其中水生物是最大的受害者,因为溶解水里的自由氨。 BNR 工艺是去除废水中低浓度氨氮最普遍的方法,但是不适用于处理高浓度氨氮废水,使用更频繁的物化法,比如吹脱。生物处理高浓度工业废水主要问题是高浓度氨氮或者亚***盐抑制硝化反应。但是从环境和经济观点来看, BNR 工艺处理高浓度氨氮废水是一个引人注意的方法。在设计生物废水处理厂要求氮去除中硝化和反硝化速率是关键参数。考虑到这个原因, 非常由必要通过实验确定最大硝化速率( MNR ) 和最大反硝化速率( MDR ), 实验条件按照工业比例与处理厂相似。本研究的目的是去确定对氨氮浓度 5000mgN-NH4+/ L 实际工业废水的生物法处理法。这个浓度高于所查找的参考资料的浓度。 3 为了减少法总体积同时保证两阶段污泥较适宜, BN R 使用不同尺寸。本论文采用了两个独立阶段法中的一个;第一阶段是硝化活性污泥阶段和第二阶段是反硝化过程。每个阶段由一个反应池和沉淀池组成, 产生两个不同微生物菌种生长:硝化微生物和反硝化微生物。为了处理低 COD/N 比率工业废水, 有必要增加外加有机碳源。在反硝化过程中使用不同标准选择特殊外加碳源。首先,有必要考虑碳化合物产生最高 MDR 。已出版的参考资料给出了一些对照数据。一席作者提出乙酸比葡萄糖、甲醇、乙醇取得更高的速率。然而, 其它作者用甲醇取得了与使用乙酸相接近的结果。一些参考资料显示乙酸比甲醇达到更高的速率,尽管其它论文显示相反的结果。也有必要考虑外加碳源的成本和有效性。如果碳源是化学混合物(乙醇、甲醇和乙酸) ,它能以一定市场价格得到。如果计划建工业规模处理厂,外加碳源应该是便宜的, 并且能产生足够的数量保证污水处理厂连续运行。使用含碳副产品能满足这些要求, 它们被由工厂普遍产生的, 但不认为是废物产品。 4 本论文主要研究两阶段污泥法硝化和反硝化阶段,目的为了确定 MNR 和 MDR. 。另外, 温度对反硝化过程的影响,和研究不同外加碳源对反硝化的影响。 2 材料和方法 废水说明除了高浓度氨氮废水( N- 废水), 工艺还包括处理另一种工业废水,主要含有有机物( COD -废水) ,它有利于反硝化。然而,这种有机物不足够反硝化所有生成的***盐。因此,要使用外加碳源。表格 2 说明了两种实际工业废水基本组成。可以看到, 在含氮废水中氨氮浓度范围为 4000 - 6000mgNH4+/L ,而含 COD 废水中 COD 浓度范围为 1300 - 1500mgCOD/L 。大多数这种有机物质是乙醇, 因此很容易生物降解。含氮废水也包含了高浓度***化物和硫酸盐阴离子。 外加碳源概述 5 两种外加碳源使用两工业加工副产品。第一种副产品是酒精饮料生产的混合废物。第二种副产品是化工厂的废物,甲醇、异丙基乙醇和***构成。它主要成分是甲醇。表格3 显示了两种副产品的成分。贯穿这篇论文, 它们称为“乙醇混合物”( 酒精饮料废物形成的)和“甲醇混合物”( 化学废物形成的)。处理厂每一个反应器都有在线传感器(溶解氧( DO )、 pH 、 ORP 、温度) 连接到探测控制器上。所有控制器和水厂机械元件与一台 PC 相连接,尽管不同数据获取卡(先进技术 PCL726 、 PCL813 和 PCLD885 ) 。为了自动控制所有法, 用C 语言设计专门软件。根据以前软件设计, 包括图形监控、数据备份、和关键工艺参数的控制( 流量、 pH 、