曝氣生物濾池工藝處理高濃度尿素廢水的試驗研究.pdf

1、隨著城市工業(yè)化水平的不斷提高和水資源短缺的日益嚴重，工業(yè)廢水回用已經(jīng)成為解決水資源不足的戰(zhàn)略性對策。石化企業(yè)作為工業(yè)用水大戶，提高其水資源重復(fù)利用率勢在必行。曝氣生物濾池(BAF)是近年來受到廣泛關(guān)注的污水生物處理新技術(shù)，因其具有占地面積省、處理效率高和運行管理方便等特點，被廣泛應(yīng)用于城市污水處理和工業(yè)廢水處理。本文針對某石化廠含高濃度尿素的工藝冷凝液和低壓鍋爐排水的混合廢水，采用以陶粒和活性炭為填料的上向流曝氣生物濾池工藝，從曝氣生物

2、濾池工藝對高濃度尿素廢水的處理效果、影響因素、反沖洗條件等方面進行了深入研究和探討。
　　曝氣生物濾池的現(xiàn)場中試運行結(jié)果表明：利用人工培養(yǎng)馴化污泥，采用循環(huán)培養(yǎng)的方式啟動的曝氣生物濾池，對高濃度尿素廢水具有穩(wěn)定和較好的處理效能。在進水尿素濃度64.37～1533.46mg/L，濾速1.4～2.1m/h，氣水比2：1的運行條件下，采用陶粒填料的兩級曝氣生物濾池對尿素的平均去除率為79.59％，采用活性炭填料的單級曝氣生物濾池對尿素的

3、平均去除率為86.32%，兩種曝氣生物濾池出水的CODCr、SS和磷酸鹽濃度都在10mg/L以下，出水水質(zhì)顯著提高。曝氣生物濾池工藝利用微生物的高效生物氧化作用，將廢水中的高濃度尿素絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡?，因此曝氣生物濾池出水氨氮濃度明顯增加，當進水尿素濃度350mg/L、氨氮濃度0.5mg/L時，曝氣生物濾池出水氨氮濃度增加到100mg/L左右。針對曝氣生物濾池出水中較高濃度的氨氮，通過化學(xué)沉淀、氣體吹脫和離子交換等技術(shù)的對比表明，采用離

4、子交換技術(shù)能夠經(jīng)濟有效的去除曝氣生物濾池出水中的氨氮，從而達到進入鍋爐的脫鹽水水質(zhì)標準。本研究所確定的曝氣生物濾池+離子交換工藝處理高濃度尿素廢水的技術(shù)路線，在此類工業(yè)廢水的回用中具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　曝氣生物濾池的進水污染物負荷和濾速等條件，是影響曝氣生物濾池凈水效果的主要因素。試驗結(jié)果表明：當進水尿素負荷小于25kg/(m3·d)、氨氮負荷小于9kg/(m3·d)時，活性炭曝氣生物濾池對尿素的去除效果穩(wěn)定在95%以上；當氨

5、氮負荷大于4kg/(m3·d)時，兩級陶粒曝氣生物濾池對尿素的去除率降到50%以下。濾速在1.4～2.8m/h之間變化時，活性炭曝氣生物濾池對尿素具有較穩(wěn)定的的去除效果，對尿素的去除率保持在95%左右；濾速在1.4～2.1m/h之間變化時，兩級陶粒曝氣生物濾池對尿素的去除率保持在85%左右，但是當濾速大于2.1m/h時，陶粒曝氣生物濾池對尿素的去除率下降到60%以下。
　　反沖洗條件對曝氣生物濾池內(nèi)的微生物具有重要影響。在較小的反

6、沖洗強度下，濾池內(nèi)懸浮狀態(tài)的微生物流失較多，而對附著狀態(tài)微生物影響較小；隨著氣沖強度的增加，懸浮態(tài)的微生物量流失加大。曝氣生物濾池的處理效能在反沖洗后6h即可恢復(fù)到正常水平，對尿素的去除率達到90%以上，出水中SS也小于10mg/L，不會影響到出水水質(zhì)。經(jīng)過綜合分析比較，曝氣生物濾池宜采用氣水聯(lián)合反沖洗，對于活性炭曝氣生物濾池，其適宜反沖洗強度為：水9L/(m2·s)，氣18L/(m·s)；對于陶粒曝氣生物濾池，其適宜2反沖洗強度為：水

7、12L/(m2·s)，氣15L/(m·s)。2在曝氣生物濾池中，尿素的去除是依靠微生物通過脲酶的作用來實現(xiàn)的。經(jīng)推導(dǎo)得出曝氣生物濾池去除尿素的動力學(xué)經(jīng)驗?zāi)Ｐ蜑椋篠=S-K1he0，在濾速2.8m/h和1.4m/h的條件下，求得陶粒曝氣生物濾池和活性炭曝氣生物濾池的K值分別為：K=0.4645，K=1.2972和K1A1C1A1=1.4371，K=1.8771。對反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)KC11的解析結(jié)果表明：曝氣生物濾池對尿素的去除呈一級反應(yīng)，K