重慶江北化肥公司是以生產(chǎn)合成氨、尿素等化工產(chǎn)品的企業(yè)，年產(chǎn)合成氨10 萬噸。在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含氨廢水，因原處理工藝處理能力差，抗沖擊負(fù)荷不強(qiáng)，處理水達(dá)不到環(huán)境排放要求，它已成為公司生產(chǎn)環(huán)境問題的突出重點(diǎn)。為保證廢水達(dá)標(biāo)排放，現(xiàn)對(duì)原有處理工藝進(jìn)行改造，在原有主體構(gòu)筑物和部分設(shè)備不動(dòng)的情況下提高廢水處理效果，使出水水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[1]。
1 廢水組成及特點(diǎn)
化肥廢水主要包含COD、NH3-N、SS。其中COD 一般不大，同NH3-N 比約為1～2∶1。去除NH3-N 反應(yīng)的后一步為反硝化處理，因此需要NH3-N 含量的4～6 倍COD 來滿足反硝化反應(yīng)的需要，而進(jìn)水COD 僅為1～2 倍，光滿足反硝化也不夠，所以化肥廢水要去除NH3-N ，還需另外再補(bǔ)充碳源，一般通過補(bǔ)甲醇或其殘液來滿足反硝化。
SS 經(jīng)加藥處理沉淀，大多可除去，余少量進(jìn)入生化池也易除去，不會(huì)成為問題�；蕪U水主要來自合成氨、尿素車間的高濃度含氨氮廢水，這部分污水氨氮主要存在形式為無機(jī)氨氮。因此，氨氮是化肥廢水的主要污染物。
2 工藝改造后排放水標(biāo)準(zhǔn)
工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)出水量為600 ～700 m3/d，連續(xù)進(jìn)水，間段排水運(yùn)行方式。改造后設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)
Tab.1 Water quality indicators design of the effluent and influent
3 工藝流程及其特點(diǎn)
3.1 工藝流程
廢水處理工藝流程如圖1 所示。
圖1 廢水處理工藝流程
fig.1 FLow Chart of wastewater treatment process
廢水經(jīng)隔油池去飄浮油，自流入調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池設(shè)一級(jí)潛污提升泵兩臺(tái)，將廢水提升入A/SBR 池,通過好氧和兼氧微生物的作用：在好氧階段將廢水中的COD、NH3-N 等污染物分解、轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NO2-、NO3- 等物質(zhì)，此時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)加碳酸鈉；在兼氧階段將NO2-、NO3-轉(zhuǎn)化為N2，大幅度去除廢水中COD 和NH3-N，此時(shí)根據(jù)實(shí)際情況補(bǔ)加甲醇。處理后SBR 出水靜壓流入緩沖池，經(jīng)過生物過濾器，生物菌被生物濾料截留，反洗時(shí)再送回A 池，過濾器出水送入外排地溝。
3.2 工藝特點(diǎn)
短程硝化A/SBR 工藝將硝化反應(yīng)過程控制在氨氧化產(chǎn)生NO2-的階段，阻止NO2-進(jìn)一步氧化，直接以NO2- 作為菌體呼吸鏈氫受體進(jìn)行反硝化。此過程減少了亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，然后硝酸鹽再還原成亞硝酸鹽兩個(gè)反應(yīng)的發(fā)生，降低了需氧量、反硝化過程中有機(jī)碳的投入量，降低了能耗和運(yùn)行費(fèi)用[2]。
A/SBR 組合將A 池（反硝化）放前，利用進(jìn)水中COD 進(jìn)行同步反硝化反應(yīng)，利用進(jìn)水中COD 彌補(bǔ)了化肥污水中COD 之不足，反硝化好，省O2 還副產(chǎn)堿度，可將硝化除氨耗堿量下降20%，節(jié)省費(fèi)用，節(jié)省后置反硝化時(shí)間。
本工藝采用連續(xù)進(jìn)水，間段排水運(yùn)行方式。進(jìn)水、曝氣、沉淀潷水、排泥、待機(jī)多工序一池完成，可節(jié)省投資費(fèi)用。工藝抗負(fù)荷沖擊強(qiáng)，因SBR 對(duì)進(jìn)水有幾十倍的“稀釋”能力，即使進(jìn)水短時(shí)間內(nèi)NH3-N超過設(shè)計(jì)指標(biāo)，也不影響SBR 處理效果，只需延長(zhǎng)一些曝氣時(shí)間即可。這一點(diǎn)在實(shí)際運(yùn)行中得到證實(shí)。2011 年9 月11 日，因合成氨系統(tǒng)停車，A/SBR 池進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度達(dá)到257 mg/L，出水氨氮質(zhì)量濃度為7.4 mg/L。2012 年3 月22 日，因事故排放高含氨廢水，A/SBR 池進(jìn)水氨氮質(zhì)量濃度達(dá)到295mg/L，延長(zhǎng)曝氣4 h，出水氨氮質(zhì)量濃度為3.5 mg/L，在后續(xù)周期的處理中，并未發(fā)現(xiàn)細(xì)菌受到高氨氮進(jìn)水抑制，處理后氨氮含量都小于10 mg/L。說明該工藝在抗沖擊負(fù)荷方面效果明顯。
4 主要構(gòu)筑物及設(shè)備
（1）調(diào)節(jié)池。1 個(gè)，鋼混結(jié)構(gòu)，有效容積為225m3，用于調(diào)節(jié)進(jìn)水水量和水質(zhì)均勻性，使后續(xù)處理工藝負(fù)荷處于基本相同狀態(tài)，有利于后續(xù)生化處理工藝穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。
（2）A/SBR 生化池。2 個(gè)，鋼混結(jié)構(gòu)，每座有效容積648 m3，進(jìn)行廢水除氨氮、COD ，氨氮去除率可達(dá)到90% 以上，COD 去除率可達(dá)到80% 以上。保證出水氨氮含量＜25 mg/L，出水COD＜50 mg/L。
（3）生物過濾器。2 個(gè)，地上式，確保出水中SS質(zhì)量濃度＜50 mg/L，回收活性污泥不外排。
（4）污泥晾曬池。1 個(gè)，地下，鋼砼結(jié)構(gòu)。有效容積50 m3，用于污泥濃縮，污泥暫時(shí)儲(chǔ)存的作用。
（5）加藥系統(tǒng)一套。添加碳酸鈉和甲醇用于A/SBR 生化池硝化反硝化需要。
5 工藝運(yùn)行效果
本工藝于2009 年12 月進(jìn)入調(diào)試階段，2010 年2 月底調(diào)試結(jié)束，3 月初正式進(jìn)入實(shí)際運(yùn)行。在近兩年實(shí)際運(yùn)行中，污水處理裝置運(yùn)行穩(wěn)定，且各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。
根據(jù)工藝操作要求，在A/SBR 曝氣階段，通過投加碳酸鈉，嚴(yán)格控制pH 在6.5～8.5 ，在推流階段根據(jù)硝酸鹽（酚二磺酸分光光度法）質(zhì)量濃度，計(jì)算甲醇添加量為NO3-×0.7。出水氨氮可控制在10mg/L 以下，出水COD 一般穩(wěn)定在25～50 m/L，實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)出水氨氮和COD 指標(biāo)見表2。
從表2 數(shù)據(jù)來看，各項(xiàng)污染物處理后均可達(dá)到排放水標(biāo)準(zhǔn)要求，平均出水氨氮質(zhì)量濃度、COD 分別為5.87 mg/L，32.4 mg/L，去除率分別為95.13% ，85.40 %，處理效果均優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)。
6 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
本改造工程總投資163.6 萬元，其中土建費(fèi)用41 萬元，設(shè)備費(fèi)用（包括設(shè)備、設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)輸、調(diào)試費(fèi)用）123.6 萬元。其中藥劑費(fèi)1.32 元/ m3，電費(fèi)為0.37 元/m3。人工費(fèi)為0.23 元/m3。除去設(shè)備折舊費(fèi)，廢水處理總運(yùn)行成本為1.92 元/m3。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
7 結(jié)論
實(shí)踐運(yùn)行表明，采用A/SBR 工藝提升了出水水質(zhì)，處理效果好，氨氮、COD 去除率分別為95.13%，85.40%，且出水水質(zhì)穩(wěn)定，可達(dá)到GB8978-1996 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
工藝抗高氨氮沖擊能力強(qiáng)。改造充分利用原有主體構(gòu)筑物，改造投資成本低。
表2 進(jìn)出水氨氮和COD 指標(biāo)
Tab.2 Ammonia and COD indicators of the effluent and influent
