炼油污水处理生物脱氮工艺

发表时间：2021-11-15 12:48:16 阅读次

　　炼油厂污水水质复杂、可生化性低，生物脱氮过程中硝化反应建立慢，氨氮及总氮达标困难。本文从生物脱氮原理入手，说明该工艺的控制要求，并着重阐述炼厂生物脱氮的实际应用效果。

　　一、总氮去除的原理

　　总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量，包括NO^3-、NO^2-和NH⁴⁺等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮。污水处理以生物脱氮为主，通过微生物的好氧硝化，厌氧反硝化，最终将污水中的氮元素转化为无害的氮气。

　　二、生物脱氮的基本原理：

　　1、氨化反应

　　在氨化菌的作用下，有机氮被分解转化为氨氮。氨基酸的氨化反应为：

RCHNH₂COOH+O₂→RCOOH+CO₂+NH₃

　　硝化反应

　　第1步为亚硝化过程，由亚硝酸菌将氨态氮转化为亚硝酸盐：

NH⁴⁺+(3/2)O₂→NO^2-+H₂O+2H⁺-ΔF

　　第2步称为硝化过程，由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐：

NO^2-+(1/2)O₂→NO^3--ΔF

　　总反应式：

NH⁴⁺+2O₂→NO^3-+H₂O+2H⁺-ΔF

　　2、反硝化反应

　　反硝化菌在缺氧和厌氧条件下，将NO^2--N和NO^3--N还原成N₂的过程。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)，以甲醇作碳源为例：

6NO^3-十2CH₃OH→6NO^2-十2CO₂十4H₂O

6NO^2-十3CH₃OH→3N₂十3CO₂十3H₂O十60H^-

　　总反应式：

6NO^3-+5CH₃OH→5CO₂+3N₂+7H₂O+6OH^-

　　三、生物脱氮工艺的应用

　　传统的脱氮工艺包括A2O法、氧化沟、SBR、生物转盘等，永坪炼油厂根据污水处理装置的实际情况，采取A/O生物接触氧化池和BAF+反硝化滤池的工艺。其流程为：

　　经过预处理的污水，先进入A池(缺氧池)，利用原废水中的有机物为碳源，通过硝化液回流，将O池中硝化反应产生的硝态氮转移到A池进行反硝化反应，硝态氮中氧作为电子受体，供给反硝化菌的呼吸作用和生命活动，并完成脱氮工序。为了进一步去除氨氮和总氮，深度处理部分增设了“BAF+反硝化滤池”，其原理与A/O工艺相同。

　　1、运行中水质参数的控制

　　为了使硝化反应和反硝化反应达到理想状态，控制运行参数如下：

　　(1)水温：生化池水温一般为20～35℃。

　　(2)pH值：硝化过程的pH为7.3～8.5。

　　(3)溶解氧：好氧池一般控制在2～4mg/L，厌氧池在0.15mg/L以下。

　　(4)有机负荷：生化池进水COD≤550mg/L。

　　(5)反硝化滤池碳源：根据反硝化1g硝态氮消耗2.86gCOD投加葡萄糖或乙酸钠。

　　2、存在的问题

　　该炼厂生化池为接触氧化法，主要通过生物膜填料上附着生长的微生物降解污水中的COD、氨氮等污染物质。由于生物膜填料上附着的生物量少，同时也存在生物膜周期性结球无法脱落的问题，造成生化池硝化反应差、氨氮处理能力低，生化出水氨氮平均为40mg/L，远远高于该单元≤15mg/L的控制指标要求。

　　3、解决措施

　　为了提高生化池脱氮能力，2019年5月，该厂经过多方技术沟通及调研，通过工艺技改，在A/O生物接触氧化池中实施了污泥回流，采取膜法与泥法结合运行的A/O生物脱氮工艺。控制污泥回流比50%以上、污泥沉降比10%，并通过投加片碱、碳酸钙使PH值保持在7.5-8.2之间、碱度满足硝化反应要求。

　　通过污泥回流，保证了A/O池具有稳定的污泥量，同时定时排泥实现了污泥更新，保证了微生物的活性，填补了由于生物膜结球引起活性污泥量减少的空缺。经过一个月的运行调整，O池出水氨氮稳定在6mg/L左右，硝态氮达到了20mg/L以上，表明生化池硝化反应强烈。再经过BAF和反硝化滤池进一步脱氮，总排氨氮低于5mg/L，总氮低于15mg/L，很大程度上提高了总排氨氮及总氮排放指标。

总排氨氮、总氮数据表