污水回用中COD和氨氮的去除方法詳解
發(fā)布日期：2016-12-23 點(diǎn)擊：919
對污水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了分析并提出了部分建議水質(zhì)指標(biāo)，對污水回用工程中涉及的COD、氨氮深度去除工藝進(jìn)行了探討，針對回用目標(biāo)提出了建議處理方法。
1、概述
隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，有限的水資源越來越不能滿足迅速增加的用水要求，造成了工農(nóng)業(yè)和居民用水的嚴(yán)重緊缺現(xiàn)象，國內(nèi)外都在為解決這一矛盾開發(fā)新的水資源，污水回用也相應(yīng)的成為國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。石化行業(yè)是用水大戶，也是排水大戶，具備污水回用的基本條件，近年來逐漸得到有關(guān)部門的重視，有關(guān)企業(yè)也進(jìn)行了很多試驗(yàn)研究，取得了不少成果，行業(yè)內(nèi)污水回用的時(shí)機(jī)也逐漸成熟，可以預(yù)計(jì)，在不久的將來會迎來污水回用的大發(fā)展。
根據(jù)污水回用的目的，有用作生活雜用水、生產(chǎn)直流冷卻水和循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水等多種途徑，從用水量上看，以循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水為最大，因此這一回用目標(biāo)也成為研究的重點(diǎn)，國內(nèi)多家石化企業(yè)已經(jīng)對煉油污水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水進(jìn)行了多年的試驗(yàn)，證明采用合適的水質(zhì)穩(wěn)定配方和合適的深度處理工藝，可以達(dá)到循環(huán)冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。以下就生產(chǎn)污水經(jīng)二級生化處理后回用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水的深度處理工藝進(jìn)行分析。
2、污水回用水質(zhì)指標(biāo)
污水回用作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水時(shí)，再生水水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)結(jié)合循環(huán)冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行來考慮。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于補(bǔ)充水水質(zhì)的原因，通常會產(chǎn)生結(jié)垢、腐蝕和大量微生物繁殖的問題，其中腐蝕和微生物的大量繁殖又是關(guān)聯(lián)的，對循環(huán)冷卻系統(tǒng)水質(zhì)的控制也是從解決這三個(gè)問題入手。目前各企業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)補(bǔ)充水基本上是采用清凈地表水、地下水或自來水，而且各自都形成了較完善的水質(zhì)穩(wěn)定控制方法，將補(bǔ)充水更換為再生污水后，運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問題可以通過對補(bǔ)充水水質(zhì)成分變化進(jìn)行分析得出。
一般情況下，再生污水同其它清凈水源相比存在以下特征:
(1)總?cè)芙庑怨腆w較高;
(2)COD、BOD5濃度高;
(3)氨氮濃度高;
(4)細(xì)菌群落數(shù)量多，懸浮物濃度較高。
總?cè)芙庑怨腆w高時(shí)會使系統(tǒng)的腐蝕傾向增大，其中的鈣、鎂離子含量高時(shí)可能產(chǎn)生結(jié)垢;當(dāng)補(bǔ)充水的有機(jī)物濃度(COD，BOD5)和氨氮濃度較高時(shí)，微生物可能在循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)大量繁殖，進(jìn)而產(chǎn)生微生物粘垢，如粘垢粘附在管壁或換熱器壁上，會產(chǎn)生局部的腐蝕;如補(bǔ)充水中異養(yǎng)菌群數(shù)量大，則相當(dāng)于為系統(tǒng)中微生物的繁殖提供了大量的接種菌群，為微生物粘泥的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件，為此在污水回用工程中應(yīng)對上述指標(biāo)進(jìn)行針對性的分析。
對于補(bǔ)充水總?cè)芙庑怨腆w，各企業(yè)的控制標(biāo)準(zhǔn)不一，低者500mg/L，高者1000mg/L，石化企業(yè)一般控制在較低范圍內(nèi)，也有研究[1]表明，當(dāng)總?cè)芙夤腆w在850mg/L左右時(shí)，循環(huán)冷卻系統(tǒng)仍可穩(wěn)定運(yùn)行，建議循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水總?cè)芙夤腆w的上限值采用1000mg/L，超出此值應(yīng)采取除鹽措施。關(guān)于COD標(biāo)準(zhǔn)，美國水污染控制協(xié)會建議值為75mg/L，我國研究人員提出一類標(biāo)準(zhǔn)為40mg/L，二類標(biāo)準(zhǔn)為60mg/L，還有些企業(yè)提出20mg/L的指標(biāo)。相關(guān)研究表明，石油化工二級處理的污水經(jīng)深度處理后(COD平均為44mg/L)回用于循環(huán)水時(shí)，微生物的生長繁殖狀況與自來水相近，沒有出現(xiàn)大量繁殖的情況。主要原因是回用水中有機(jī)物不易被微生物降解，即不能作為微生物代謝的碳源，因此不必對回用水的COD提出過高的要求，建議采用40mg/L。對于BOD5，由于可直接作為微生物基質(zhì)，建議采用較低值5mg/L。關(guān)于氨氮指標(biāo)，國內(nèi)外有二種建議值，即3mg/L和1mg/L，建議采用1mg/L。研究表明，對于深度處理后的回用水，即使補(bǔ)充水中異養(yǎng)菌群數(shù)量很大，同自來水作補(bǔ)充水相比，并沒有產(chǎn)生微生物的大量增殖，采用合適的殺菌劑完全可以控制，而且污水回用處理中，混凝沉淀+過濾作為最基本操作單元，在去除懸浮物的同時(shí)可以將大量的細(xì)菌去除，因此對異養(yǎng)菌數(shù)目不必提出專門的控制指標(biāo)。
3、污水回用處理方法
在污水回用處理中，除鹽工藝由于成本高很少涉及，此處不作分析，懸浮物、濁度和石油類可以通過混凝沉淀、過濾工藝去除并達(dá)標(biāo)，因此重點(diǎn)解決的問題就是COD和氨氮的去除，下面僅就這二個(gè)問題進(jìn)行討論。
3.1COD的去除
一般情況下，經(jīng)過二級生化處理后的污水中COD濃度已經(jīng)降到100mg/L以下，BOD5濃度更低，針對這種水質(zhì)特點(diǎn)，目前采用的深度處理方法有生化法、活性炭吸附法和臭氧預(yù)處理+生化法等。
3.1.1生化處理方法
采用生化處理方法時(shí)，由于基質(zhì)的限制，微生物增長緩慢，如果采用普通的活性污泥工藝，生長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(dá)不到理想的處理效果，因此對二級生化出水一般不采用活性污泥法，而是采用對微生物具有較強(qiáng)固著能力的生物膜法。與普通二級生化處理中的生物膜法不同的是，對污水進(jìn)行深度處理時(shí)對填料的選擇應(yīng)更慎重，主要考慮的指標(biāo)是填料的掛膜性能，采用普通的軟性、半軟性塑料或纖維填料時(shí)，由于其掛膜性能較差，難以達(dá)到預(yù)期的處理效果。研究表明，采用生物陶粒填料的接觸氧化工藝可以取得很好的處理效果，對于煉油污水，出水的COD可穩(wěn)定在40mg/L以下。遼寧盤錦瀝青股份有限公司采用生物陶粒接觸氧化處理生產(chǎn)污水并將處理后污水回用作循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)水已經(jīng)成功的運(yùn)行了近2年，效果良好。因此采用生物陶粒為載體的生物膜法是深度去除COD的成功工藝。應(yīng)說明的是，生化方法所能夠去除的主要是二級出水中可以生化降解的有機(jī)物，對于生化難降解的有機(jī)物是不起作用的。
