污泥干化冷凝廢水處理工程實例

摘 ? ?要：污泥干化處置過程中產(chǎn)生的干化冷凝廢水，具有高氨氮、高化學(xué)耗氧量（以下簡稱CODcr）、可生化性較差的特點。通過設(shè)置氨氮吹脫預(yù)處理，降低氨氮，投加營養(yǎng)元素和混合項目其他可生化性廢水提高可生化性，最后通過高級厭氧生化反應(yīng)處理系統(tǒng)降低水質(zhì)參數(shù)r，運行效果達到預(yù)期。具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：干化冷凝廢水 高氨氮 高化學(xué)耗氧量 可生化性差 氨氮吹脫 高級厭氧生化反應(yīng)

1 ?引言

污泥干化適用于各種廢水污泥處置，包括難以處置的剩余活性污泥[1]。針對浙江某污泥處置工程研究，其干化冷凝廢水采用兩級吹脫的預(yù)處理工藝，再結(jié)合高級厭氧生化處理工藝，投加碳源提高廢水的可生化性和混合其他生活污水降低成本的的處理方式。

2 ?污泥干化廢水水質(zhì)及接管標(biāo)準(zhǔn)

污泥干化會產(chǎn)生大量的冷凝廢水。由于高溫下污泥中微生物裂解，使得冷凝水中含有大量的有機物和氨氮。通過對污泥干化廢水和廠區(qū)其他廢水的水質(zhì)檢測分析顯示。

表1 ?進出水水質(zhì)

[廢水類別 日廢水 COD（mg/L） BOD（mg/L） 氨氮（mg/L） SS

（mg/L） pH 干化廢氣冷凝廢水 360.0 9560.0 50.0 1450.0 149.0 5.3～6.5 其他廢水 12.7 308.8 52.7 7.4 213.9 7 出水指標(biāo) [≤]1000 [≤]60 [≤]200 6～9 ]

3 ?處理工藝

預(yù)處理通過調(diào)二級吹脫降低約80%。厭氧反應(yīng)是污泥廢水處置的一種常用方法[2]。預(yù)處理后的干化廢氣冷凝廢水與其他廢水混合，綜合廢水采用高級厭氧大幅降低COD。

3.1 ?預(yù)處理

氨氮吹脫塔能夠有效的去除水中的氨氮[3]，工藝流程如圖1。

干化廢氣冷凝廢水主要污染指標(biāo)為氨氮指標(biāo)，原水氨氮為1450mg/L，先進行吹脫處理，吹脫的氨氮采用氨吸收塔進行收集，收集氨水可以作為農(nóng)用肥料或其它工業(yè)用途。在廢水進行氨吹脫前，先將pH調(diào)節(jié)至11～12為宜[4]，通過塔內(nèi)填面表面進行氣液交換，將廢水中的氨氮吹脫至大氣中，含氨的氣體進入氨吸收塔進行吸收形成硫酸銨，收集進行經(jīng)濟利用。

3.2 ?吹脫塔設(shè)計選型

吹脫塔采用多面空心球填料，材質(zhì)FRP。

3.2.1 ?一級吹脫塔選型

吹脫氣水比宜為4500m3/h（m3·h）～5500m3/h（m3·h）[5]，考慮經(jīng)濟效益和處理效果以及項目參數(shù)后實際采用：一級吹脫塔設(shè)計處理水量：15m3/h，氣水比：4500，吹脫氣量為67500m3/h，空塔流速2m/s，吹脫塔面積9.375m2，吹脫塔直徑3500mm，吹脫時間設(shè)置40min，填料高度為1.5m，吹脫塔總高度6.4m。其中：

[A=Q3600×V] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（1）

式中：

A——吹脫塔面積，m2;

Q——吹脫氣量，m3/h;按照67500m3/h設(shè)計;

V——空塔流速，m/s;按照2m/s設(shè)計。

3.2.2 ?二級吹脫塔選型

二級吸收塔設(shè)計處理水量：15m3/h，氣水比：3000，吹脫氣量為45000m3/h，空塔流速2m/s，吹脫塔面積6.25m2，吹脫塔直徑2800mm，吹脫時間設(shè)置40min，填料高度為1.5m，吹脫塔總高度6.4m，計算詳見公式（1）。

3.2.3 ?吸收塔設(shè)計選型

兩級吹脫氣體進入吸收塔用酸吸收，形成硫酸銨廢水，混合氣體的處理量為112511m3/h，其中氨體積分數(shù)為0.01%，吸收塔規(guī)格Ф3000[×]6400mm。

4 ?綜合廢水處理

預(yù)處理后匯入其它廢水（生活污水、沖洗廢水）一并進行生化處理，以此降低低成本的運行環(huán)境下將COD、氨氮及總氮指標(biāo)控制在納管標(biāo)準(zhǔn)以下。

進入好氧生化處理之前采用高級厭氧+好氧反應(yīng)器+二沉池處理工藝，系統(tǒng)設(shè)置24小時連續(xù)工作，主體工藝設(shè)施按385m3/d，16m3/h配套，綜合廢水處理工藝如圖2。

其中厭氧反應(yīng)可以去除大部分有機污染物質(zhì)，降低后續(xù)污泥負荷，厭氧反應(yīng)器停留時間43h，尺寸：17m[×]9m[×]5m ， 有效水深4.5m，數(shù)量：1座，總有效容積688.5m3。

[V=Q×S01000×NV] ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

式中：

V——反應(yīng)器有效容積，m3;

Q——厭氧反應(yīng)器設(shè)計流量，按照385m3/d設(shè)計;

NV——容積負荷，kgCODcr/（m3·d），按照6kgCODcr/（m3·d）[5]設(shè)計;

S0——厭氧反應(yīng)器進水有機濃度，mgCODcr/L，按照10530.32mgCODcr/L設(shè)計。

通過預(yù)處理、生化處理和混凝沉淀后主要指標(biāo)出水水質(zhì)見表2。

當(dāng)進入反應(yīng)池的BOD5/總凱氏氮（TKN）小于4時，宜在缺氧池（區(qū)）中投加碳源[6]。 綜合廢水的BOD5濃度參數(shù)為57.06mg/L，NH3-N濃度參數(shù)為301.76mg/L。該水質(zhì)無法滿足后續(xù)生化硝化、反硝化過程中消耗的營養(yǎng)元素（碳源），需要額外投加碳源。投加量計算：按照BOD5：N=5：1 ，CM=5N[7]比例碳源投加量，根據(jù)BOD與氨氮的關(guān)系BOD進水濃度=5（Nk-60）mg/L。

5 ?結(jié)束語

針對污泥干化處置過程中產(chǎn)生的干化冷凝廢水的特點，采用了二級吹脫有效的降低氨氮含量，其氨氮吸收液回用;再通過高級厭氧降低COD，投加碳源和混合生活污水提供可生化性，硝化反硝化降低氨氮含量。經(jīng)過對其去除效果的分析，可知氨氮吹脫加硝化反硝化是處理高濃度氨氮廢水的一種高效處理方式，后續(xù)生化通過混合生活污水加碳源提高污水的可生化性是既經(jīng)濟又有效的方法。

參考文獻：

[1] 韓洪軍.污水處理構(gòu)筑物設(shè)計與計算[M] .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2002.

[2] 岳培恒，安洪光，宋學(xué)平，等.處理高氨氮廢水吹脫塔的設(shè)計和運行[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2013（7）：57～58.

[3] 馮權(quán)識.關(guān)于氨氮廢水吹托處理的溫度與pH值的選擇.工程技術(shù)（建筑），2015（14）：113.

[4] 楊健，吳一繁，陳杰.氣水比對廢水吹脫除氮效果的影響[J].四川環(huán)境，2000（1）：33～36.

[5] HJ 2013-2012.升流式厭氧污泥床反應(yīng)器污水處理工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2012（8）.

[6] HJ 576-2010.厭氧-缺氧-好氧活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2010（8）.

[7] 周丹，周雹.污水脫氮工藝中外部碳源投加量簡易計算方法[J].給水排水，2011（11）：38～41.

作者簡介：

尹小梅（1971—）女，漢，湖南澧縣，碩士研究生，高級工程師，水處理。