裕隆环保ISBAS工艺包在高盐高氮化工废水改造中的应用

摘要

摘要

中国化工集团河北某化工厂污水处理工程，主要处理废水为高盐高氮化工废水，设计处理水量7200ｍ3/d。原生化池处理效果较差，出水严重不达标，且未将总氮纳入考核范围，亟待进行升级改造。经过对主要问题分析，裕隆环保结合实际情况利用ISBAS?工艺包在不增加土建的基础上对原生化系统进行升级改造。改造完成后在进水盐度较高的情况下，ISBAS?工艺系统对氨氮及总氮均表现出了极好的去除效果，出水水质优于一级A排放标准。在进水氨氮及总氮分别为115.8mg/L、281.5mg/L的情况下，出水浓度分别低至1.65mg/L、9.14mg/L；系统对氨氮及总氮的去除负荷分别可达0.44kgN/ｍ3?d、0.51kgN/ｍ3?d。系统表现出了较好的耐盐性，维持了较高的氮去除效果。

1.项目概况

本项目为中国化工集团河北某化工厂化工废水处理工程，改造前生化系统为活性污泥法工艺，主要用于去除高级氧化出水及清洁生产废水中的有机物及氨氮。改造前生化池进水中含有大量的总盐，活性污泥基本丧失硝化活性，出水严重不达标，且原生化系统工艺设计未考虑总氮的去除。本次改造主要目的是工艺改造在尽可能不增加土建的基础上提高硝化活性，增加总氮去除，提升生化系统出水标准。

生化池进水包含前端高级氧化系统出水50 ｍ 3 /h，其中氨氮、总氮、总盐浓度均较高；其余进水为厂区清洁生产废水250 ｍ 3 /h，各污染物浓度较低，可用于调节高级氧化出水污染物浓度的波动。生化池总设计处理水量为7200 ｍ 3 /d，设计进出水水质如下表所示：

2.生化系统改造方案设计

由于该厂已无多余土地用于生化系统的升级扩建，因此考虑在原有生化池的基础上通过合理的调整各功能区的有效容积，并通过有效的手段提升生化系统容积负荷，在保证生化系统出水满足设计要求的前提下，减少土建投资成本，缩短项目改造周期。综合以上多因素考量，本项目拟采用裕隆环保ISBAS?工艺包进行升级改造。

图1 改造后生化池实景图

1、原有生化池池容不足的问题：

将原有调节池改造为厌氧生化池，原有中间沉淀池改造为好氧池，将整个生化系统有效容积增加3610 ｍ 3 ；

2、增加总氮考核指标后缺氧池池容严重不足的问题：

将原生化系统一级AO单元中好氧区改造为一级缺氧区，利用YL-Ⅱ（A）型工业废水专用生物填料将该区域升级为缺氧ISBAS?工艺系统，填料投加比为30%，增加缺氧区总氮去除能力，提升系统脱氮稳定性；

3、盐度较高使活性污泥硝化性能降低的问题：

在中间沉淀池改造为一级好氧池后，利用YL-Ⅱ型工业废水专用填料将该区域升级为好氧ISBAS?工艺系统，填料投加比为15%，通过生物填料筛选富集高性能硝化细菌，提高硝化系统抵抗盐度的能力，维持系统稳定的硝化性能。

通过ISBAS?工艺包改造后，生化系统升级为以泥膜混合工艺为基础的AAO/AO工艺，具体工艺流程如图2所示：

图2 生化系统工艺流程图

3.改造后主要污染物去除效果分析

本项目自调试完成系统成功启动以来，对进水中主要污染物氨氮、总氮均表现出了较好的去除效果，各污染物的出水浓度远低于污染物设计浓度，出水已优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。

1、氨氮去除效果分析

本项目污水处理系统进出水氨氮浓度变化如图3所示，系统进水氨氮平均浓度为115.8mg/L，在进水盐度在3000~5000mg/L的情况下，系统始终表现出较好的硝化效果，出水氨氮平均浓度仅为1.65mg/L，去除率高达98.58%。且氨氮主要在一级好氧ISBAS?工艺系统内去除，占总去除率的95%以上，ISBAS?工艺系统内生物膜硝化菌表现出了对盐度的耐受性。一级好氧ISBAS?工艺系统内生物填料挂摸效果如图4所示，生物膜主要以硝化细菌为主，表面呈褐色，质地均匀、结构紧密。通过负荷核算分析，本项目一级好氧ISBAS?工艺系统内硝化容积负荷达0.44 kgN/ ｍ 3 ?d。

图3 系统进出水氨氮浓度变化

图4 一级好氧ISBAS?工艺系统生物填料挂摸效果

2、总氮去除效果分析

本项目总氮主要在一级缺氧ISBAS?工艺系统内去除，缺氧专用生物填料的投加对系统总氮的去除具有较大的促进作用，系统总氮去除作用效果如图5所示。系统进水总氮平均浓度为281.5mg/L，出水TN平均浓度仅9.14mg/L，优于一级A排放标准，总氮去除率高达96.75%。一级缺氧ISBAS?工艺系统内生物填料挂摸效果如图6所示，生物膜微生物以反硝化细菌等异养菌为主要菌群，生物膜呈黑灰色，结构紧密、厚度均匀。通过负荷核算分析，本项目一级缺氧ISBAS?工艺系统内反硝化容积负荷达0.51 kgN/ ｍ 3 ?d。

图5 系统进出水总氮浓度变化

图6 一级缺氧ISBAS?工艺系统生物填料挂摸效果

4.结论

ISBAS?工艺包在提标改造中表现出了较好的氮去除能力，改造后出水氨氮及总氮的浓度分别为1.65mg/L、9.14mg/L，远优于本项目设计排放标准，甚至优于一级A排放标准；

ISBAS?工艺系统表现出较好的耐高盐能力，系统在高盐浓度下仍表现出较高的硝化性能；

不同功能生物填料在对应的功能区内表现出较好的生物筛选富集能力，强化了生化系统污染物去除能力，提高了系统的稳定性。

5.项目总结

LDO湿式催化氧化替代多级芬顿氧化，在降解难分解有机物的同时，降低化学污泥产量，为后续生化处理提供了很好的基础。

生化阶段采用了缺氧ISBAS?工艺包，利用移动床载体技术对菌种进行有效的截留，使缺氧池去除总氮能力加强，解决了本项目最关键的总氮达标问题。

采用两级AO生化，确保生化出水氨氮、总氮满足设计要求。

采用ISBAS?工艺包，解决了原项目生化池容不足问题。对比活性污泥法：本项目采用ISBAS?工艺包弥补了8434ｍ3的生化池容不足问题，改造后生化池总池容仅为活性污泥法所需池容的49.5%。