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1、高浓度氨氮废水的处理摘要：氨氮是指水中以游离氨（NH3）和镀离子（NH4+ ）形式存在的氮。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染 物，对鱼类及某些水生生物有毒害。某些工业生产中产生的废水中有机物（COD）浓度不高，但氨氮的浓度相 对较高，C:N的比较远低于生化处理中C:N:P=100:5:l的比例，理论上的补充碳 源、好氧、缺氧交替的处理方法在实际工程调试中仍存在较大难度，作者通过对 某实际工程的设计及调试得出一套可行的处理方法。北京某公司主要从事保温瓶的生产，由于生产工艺的要求，在生产过程中将 原煤燃烧产生的烟气二次燃烧用于熔化、吹制玻璃。在烟气的洗涤过程中
2、，大量 烟尘和硫、氨等成分进入清洗水中产生大量的废水，该废水成分复杂，主要污染 物为氨氮。该企业为经营了几十年的老厂，厂区内的排水系统为合流制，将厂区 内的生产污水、生活污水以及家属区的生活污水一并收集，若不对其进行处理， 必将造成对周围环境的污染。该公司原有一套处理设施，仅为好氧曝气处理，经过一次改造后，在原有的 接触氧化法后增加曝气生物滤池处理工艺，该工艺仅能使 COD 处理达标 （60mg/L）,对氨氮基本无处理效果，而且有些时段出水的氨氮浓度还高于进 水浓度。作者为该公司设计了一套污水处理设施对原处理设施进行改造，出水达 到北京市水污染物排放标准，排入附近水体。采用混凝沉淀 -A/O
3、法的组合工艺处理高浓度氨氮废水，其最终出水COD60mg/L，氨氮 10mg/L。关键词：高浓度氨氮废水；水解酸化；活性污泥法；混凝沉淀。正文：北京某公司主要生产保温瓶类产品。在生产过程中产生的氨氮废水同厂区生 活污水混合收集，形成了以生活污水为主的有机污染物（COD较低）和生产中 较高浓度氨氮的混合废水。该企业曾拥有一套污水处理系统，但由于原水中的氨氮含量较高，常规的污 水处理方法无法将其处理达标，因此，需选择一套适合该废水的处理方法，对原 有处理设施进行改造。一、处理工艺的选择设计进水水量及水质本工程的设计进水水量及水质情况如下：污水水质分析(1) 本工程废水来源主要为生产污水(包括煤气洗
4、涤水、车间洗涤水、锅炉 烟尘洗涤水等)和生活污水(包括食堂、洗浴污水等)。(2) 由于原煤燃烧产生的烟气中含有大量的氨氮，而生活污水中的主要污染 物为COD，两者混合后，成为低COD高氨氮废水，因此，本工程的处理难度在 于对氨氮的去除上。(3) 原污水处理系统出水循环回用于厂内各高炉洗煤气水，为了使水中的悬 浮物快速沉淀，加入了一些煤渣起到絮凝效果，因此，污水站进水中含较多的煤 渣等悬浮物，在生化处理系统前应先将其去除。原污水处理系统有絮凝沉淀加药 设备，本着节约资源的原则，这部分处理设施利用原有。(4) 常规污水处理以生化处理为主，而根据本工程废水的特点，在选择处理工艺时，应主要考虑氨氮的去
5、除，在去除氨氮的同时，去除水中其他的污染物。(5) 本工程拟采用生物脱氮工艺，即在有氧的条件下，利用亚硝化菌的作用，将水中的氨氮转化成亚硝酸氮，再利用硝酸菌的作用转化为硝酸氮；而在厌氧的 条件下，硝酸氮和亚硝酸氮由于反硝化菌的作用，被还原为气态氮，从而从水中 脱离的过程。(6) 本工程废水中氨氮的含量较高，出水要求又较严格，为保证出水达标， 需选择处理效果好且运行的工艺，因此，考虑采用“缺氧+好氧”工艺。(7) 为保证出水达到氨氮S10mg/L的高标准，考虑原水水质的波动及冬季生 化处理效率的降低，在出水段设置加氯作为最后的保障。根据以上分析，本工程的处理工艺为：预处理+缺氧+好氧+后处理。确
6、定处理工艺流程根据原水水质的特点，选用工艺流程如下：二、各部分设计参数及调试结果各构筑物的设计参数由于本工程为改造工程，受原处理设施占地面积限制。以上工艺流程为方案 阶段提出的，在经过对现场的实地考察后，对该方案进行了部分改动，增加了集 水池及后续加氯设施，以下是改动后、施工时各构筑物的设计参数：集水池集水池为新建构筑物，收集原污水站来水、厂区职工宿舍排水及附近一车间 排水。三处来水中有一处标高很低，集水池可用面积又较小，为满足施工条件， 集水池底板标高最低仅能达到-6.00m (室外地坪为土0.00),导致集水池有效容积 仅有72m3，调节能力不足lh。集水池设置2台提升泵（1用1备，流量9
7、5m3/h，扬程12m）, 1台潜水搅 拌机（ 0.85kW）。调节池调节池为原有，絮凝剂和助凝剂设备利旧。调节池设置3台提升泵（2用1备，流量45m3/h，扬程15m）、2台潜水搅 拌机（0.85kW）。初沉池初沉池为新建构筑物。在调节池提升泵出口投加絮凝剂及助凝剂，进入初沉池沉淀，采用辐流式沉 淀池，表面负荷1.2m3/（m2h）。初沉池设置1台中心传动刮泥机（0.37kW）。A/O池A 池为原有接触氧化池改造，由于原有容积不够，将池体加高，停留时间 16.8h。水解酸化池内设置2台潜水搅拌机（7.5kW）。O 池为新建构筑物。活性污泥法，停留时间 35.1h。O池为平行的2组，内设微孔曝
8、气头（2000套），池末端设置3台内循环泵 （2用1备，流量420m3/h，扬程15m）。配套4台鼓风机（3用1备，风量32.03m3/min,风压7m）。在 A 池入口处投加碱和碳源。碱采用碳酸氢钠和氢氧化钠混合投加，溶药 桶3m3，计量泵500L/h；碳源为葡萄糖，溶药桶1m3，计量泵44L/h。二沉池二沉池为新建构筑物。采用辐流式沉淀池，表面负荷0.7m3/（m2h）。二沉池设置1台中心传动刮泥机（0.37kW）。二沉池旁设污泥回流池，有效容积42.5m3，内设3台污泥回流泵（2用1 备，流量45m3/h，扬程15m）。污泥回流至 O 池入口，由阀门控制一根支管至污泥浓缩池排放剩余污泥，
9、 定期排放。污泥浓缩池污泥浓缩池为新建构筑物，设置在污泥脱水机房外，污泥由污泥回流池内的 污泥泵送入。污泥池容积 92.5m3。污泥脱水系统污泥脱水系统利旧，采用带式压滤机，带宽 1m。后处理后处理考虑投加次氯酸钠，溶药桶1m3,计量泵44L/h。调试中出现的问题及解决办法在调试中发现该系统的一些问题，现小结如下：调节池调节池的主要问题是由于本改造工程的特殊性，调节池的停留时间较短，而 来水水质不均匀，因此，调节池未能达到调节水质的目的，对后续构筑物产生一 定的冲击。初沉池在初沉池的前端加入了絮凝剂，但由于来水水质及水量不均匀，加药量不可调节，导致沉淀效果不理想，水量大时，有部分悬浮物被冲到下
10、一构筑物。生化处理系统生化处理系统是本工程的关键，出现的问题有：碳源投加装置过小，碳源投加量不足，反硝化效果不理想，出水 COD 时常超标(70-80mg/L)；O池的内循环泵开1台，内循环量约450%,导致A池内的DO经常达到lmg/L 以上，反硝化效率降低；O池曝气量过大，O池出水DO可达4mg/L以上，导致出水pH过低(低于5)，氨氮去除率下降；污泥回流量 100%过小，污泥沉降效果较差，二沉池有反硝化产生，池底污 泥被带上水面，导致出水水质变差。解决办法：增加碳源投加量，一方面降低A池内的DO,另一方面提高反硝化效果，消 耗原水中的COD，使出水COD降至60mg/L以下；O池内的曝气
11、器均匀分布，由于O池池体过长，当水流至末端时，COD已 不足，致使DO过高，同时使循环水回流后提高了 A池内的DO,影响反硝化效 果，将曝气器不均匀分布，前端密集后端稀疏，或 O 池内分段进水均可以缓解 此问题；增加碱投加量，调节原水的碱度，出水pH恢复，氨氮处理效率提高;3 台污泥回流泵全开，或有条件将回流量增加至 200%左右时，污泥沉降效 果变好，二沉池底的反硝化现象消失。污泥浓缩池由于原水中的煤渣较多，初沉池排出的污泥中含有较多浮渣，上清液排出管 较小（DN50）,即使做了保温，冬季仍有部分时间发生冻结现象，设置成DN80 较合适。后处理系统后处理系统是为保证出水氨氮超标时增加的次氯酸
12、钠加药装置。由于调试完 成后，出水氨氮浓度已达标，但出水略带淡黄色。作者曾用烧杯取二沉池出水， 投加一定量的次氯酸钠，发现次氯酸钠将COD及色度氧化掉，但出现白色絮状 沉淀物。调试结果系统调试期间，进入处理站的平均水质如下：注：1、原水pH偶尔会出现2或10的极端情况，每月出现12次。2、原水氨氮偶尔会出现高于 300mg/L 的情况，冬季则有较多时间达到 200mg/L 以上。二沉池出水平均水质如下：注： 1、调试后期出水 pH 较少检测，以测碱度代替，出水碱度通常在 50mg/L 左右。结论和建议工业废水中调节池的作用非常重要，本工程由于调节池的调节能力不足，导 致原水对生化系统的冲击负荷
13、较高。初沉池及二沉池内的刮泥机均应设置浮渣挡板。本工程仅在初沉池设置，对 浮渣的拦截效果很好，但二沉池未设置，导致二沉池内产生反硝化作用时，池底 污泥上浮并随出水排出，影响了出水效果。经过工程实践， A/O 工艺用于污水脱氮处理是相当有效且处理效果稳定的一 种处理工艺，有着成功的运行经验及简便的操作过程。碱度在处理过程中起到了相当重要的作用，当出水碱度达到 50mg/L 左右时， 氨氮的出水效果较好，通常在 5mg/L 以下。但由于碳源补充的不足， A 池反硝 化效果较差，出水 COD 通常高于 60mg/L。足够的碳源既可保证A池的DO,又能满足反硝化反应的完全。同时，可调 节O池内曝气器的
14、不均匀分布或O池的阶段性进水，保证O池出水DO2.Omg/L， 避免过高的DO在内循环至A池时影响A池的DO升高(控制在0.5mg/L以下)， 反硝化反应效率降低。应保证足够的污泥回流量，过慢的循环量会导致二沉池内发生反硝化反应影 响出水效果。本工程最终出水设置的次氯酸钠装置未使用，但经烧杯试验，加入氧化剂后， 出水产生白色絮状沉淀物，若工程中必须投加氧化剂，则建议在反应装置后增加 过滤设施，保证出水效果。参考文献：1. 刘超翔，胡洪营，彭党聪，等. 短程反硝化工艺处理焦化高氨废水，中 国给水排水， 2003， 19(8):112. 卢平，曾丽璇，张秋云，等. 高浓度氨氮垃圾渗滤液处理研究，给水排 水， 2003， 19(5):443. 张自杰. 排水工程(下册). 北京：中国建筑工业出版社， 1996
