煉油生產(chǎn)中一般產(chǎn)生三種污水:含鹽污水、含硫污水、含油污水。另外還有堿渣污水。
含硫污水一般先經(jīng)過污水汽提裝置進行汽提,將硫化氫,氨從污水中氣體出來后可以在常減壓、催化吸收穩(wěn)定等地方回用,剩余部分排至污水處理場。( H( Y1 e5 O? h% D+ D? K! S
含油污水要先進行隔油處理,然后再進入下一道工序。除油后的污水與污水汽提凈化水、含鹽污水匯合,進入浮選隔油,然后再進入生化(這就是通常所說的污水處理老三套,隔油、浮選、生化),現(xiàn)在有更好的方法,隔油有斜板、浮選有溶氣法、渦凹浮選、生化有A/O法、MBR法等。目前提倡再生水回用,MBR法流程較短,比較適合。. q! ~& F* }- d$ X0 k$ ^' _1 K; g
堿渣污水處理難度較大,國內(nèi)撫順石化研究院發(fā)明了一種稱為濕式氧化的較好處理方法,能大幅度去除惡臭和COD,然后再摻到老三套中一同處理。
污水處理
9.1 污水來源及特性
9.1.1 化學(xué)產(chǎn)品回收系統(tǒng)8 k? v& Q5 G* x
1) 蒸氨廢水0 q; ], o: H4 y5 n) l4 k( h
蒸氨廢水是剩余氨水經(jīng)蒸氨塔蒸出氨后,從塔底排出的廢水。剩余氨水來自從焦爐炭化室逸出的煤氣冷凝液。剩余氨水產(chǎn)量等于裝爐煤帶入的表面水(約占干煤量的10%)和煉焦產(chǎn)生的化合水(約占干煤量的2%)之和扣除初冷器后煤氣帶走的水量后的數(shù)值。焦化污水主要來源于剩余氨水。蒸氨廢水主要污染物參考含量(mg/L):酚- 400~1500;T-CN~20;T-NH3-<3000;油-50~100。/ r. l; r: q, W- V" A& h: X
2) 粗苯分離水
?粗苯分離水的主要污染物參考含量(mg/L):
COD- 11230;酚- 400;T-CN-600;T-NH3-4500;油-140。7 b+ W3 T# P; e6 K6 P2 t( S+ W
3) 煤氣終冷排污水
終冷排污水是指煤氣經(jīng)最終冷卻的冷凝水,一般占冷卻煤氣水量的15%。主要污染物參考含量(mg/L):COD- 560;酚- 33.2;T-CN-19.5;T-NH3-395;油-2.9。1 W( p4 q! I! p& s1 `? i3 L
4) 硫銨結(jié)晶抽氣冷凝水. C0 i8 g$ g* Z+ ^? @5 h8 g% F
? ?主要污染物參考含量(mg/L):, t; _, E1 `2 `? C- L9 z1 W
? COD-1710;酚- 100;T-CN-20;T-NH3-300;油-100。
5) 脫硫吸收塔排水+ z9 B8 Z0 `. G4 P9 i6 w
? ?主要污染物參考含量(mg/L):
? ?COD-1700;T-NH3-670;油-100。! |! e$ A; v4 A? u' A4 T
9.1.2化產(chǎn)精制系統(tǒng)
1)? 焦油蒸餾水0 z! _4 Z$ D/ d
主要污染物參考含量(mg/L):+ V" m- @; ~/ @. J$ k/ q/ h
COD-29550; 酚-3600;CN--300;SCN--145;T-NH3-5500;油-110。
苯酸洗精制分離水
主要污染物參考含量(mg/L):) Z! z+ a? ?% ]4 i8 _" n/ l
COD-1000; 酚-100;CN--70;NH3-100;酚-100。
苯加氫精制分離水: N4 J) X/ D# k4 Z& l1 P
主要污染物參考含量(mg/L):; V4 W2 N, r/ P) k
COD-5950; 酚-30;CN--20;SCN--20;T-NH3-2500。% A/ S; f: _, F" X
酚鹽分解分離水
主要污染物參考含量(mg/L):
COD-41300; 酚-2600;油-85。
吡啶精制分離水
主要污染物參考含量(mg/L):COD-1150;CN--300。. G; A7 e. w/ k
瀝青焦分離水* r/ A7 F" f) |' [6 b+ a
主要污染物參考含量(mg/L):COD-37800;酚-7040;T-CN--1623;? ? ?' i. I3 t; ]8 c3 q
SCN--1095;T-NH3-11695;油-350。
瀝青池排水+ S& _: L" ]3 x" c4 a: T5 j' ?
主要污染物參考含量(mg/L):
COD-410; 酚-70;SCN--120;T-NH3-30;油-30。
9.1.3 其它
煤氣水封排水;地坪清掃水;掃汽冷凝水;化驗室排水;清洗油品槽排水等。2 O* @? g" l1 C
綜上可見,焦化污水污染物種類多,成分復(fù)雜,含量最多的是酚類化合物,氰化合物和氮化合物。5 \( y) x6 y; l9 a: t
9.2 焦化污水的危害
焦化污水是一種污染范圍廣、危害性大的工業(yè)污水。其危害性主要表現(xiàn)在以下幾方面:8 q: N( Y" ]+ z2 T
9.2.1 對人體的毒害作用
焦化污水中含有的酚類化合物是原型質(zhì)毒物,可通過皮膚、粘膜的接觸吸入和經(jīng)口服而侵入人體內(nèi)部。它與細胞原漿中蛋白質(zhì)接觸時,可發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成不溶性蛋白質(zhì),而使細胞失去活力。酚還能向深部滲透,引起深部組織損傷或壞死。低級酚還能引起皮膚過敏,長期飲用含酚污水會引起頭暈、貧血以及各種神經(jīng)系統(tǒng)病癥。在多環(huán)芳烴中,有的被證實具有致癌、致突變和致畸特性,已經(jīng)引起人們的關(guān)注。
9.2.2 對水體和水生物的危害, ~7 q8 f* X, S/ [3 p
焦化污水主要含有有機物。絕大多數(shù)有機物具有生物可降解性,因此能消耗水中溶解氧。當氧濃度低于某一限值,會導(dǎo)致魚群大量死亡。當氧消耗殆盡時,將造成水質(zhì)**,嚴重地影響環(huán)境衛(wèi)生。水中含酚0.1~0.2mg/L時魚肉有酚味,濃度高時引起魚類大量死亡,甚至絕跡。酚的毒性還可以大大抑制水體其它生物(如細菌、海藻、軟體動物等)的自然生長速度,有時甚至?xí)V股L。焦化污水中其它物質(zhì)如油、懸浮物、氰化物等對水體與魚類也都有危害,含氮化合物能導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。( o& ]6 [, h$ C
9.2.3對農(nóng)業(yè)的危害/ Z# d2 t& A3 b% O8 t& _6 b' G6 N; ^
用未經(jīng)處理的焦化污水直接灌溉農(nóng)田,將使農(nóng)作物減產(chǎn)和枯死,特別是在播種期和幼苗發(fā)育期,幼苗因抵抗力弱,含酚的水使其霉爛。用未達到排放標準的污水灌溉,收獲的糧食和果菜有異味。污水中的油類物質(zhì)堵塞土壤孔隙,含鹽量高使土壤鹽堿化。
9.3 焦化污水的治理 , R( _* A4 I! e' K1 L+ p7 v
從各工序排出的污水,水質(zhì)不同。按含污染物的濃度及生物可降解性,通常將污水分為三部分,分別進行處理:某些高濃度有機污水,如焦油蒸餾和酚精制的分離水,含有生物不能降解的物質(zhì),一般用焚燒分解的方法處理;其余這類污水與剩余氨水混合后一同送蒸氨工序,最后以蒸氨廢水的形式排出,再進行生化處理;低濃度的污水,通常當作蒸氨廢水生化處理的稀釋水。近年來,蒸氨廢水幾乎成為化產(chǎn)工藝排出的唯一一種高濃度焦化污水,它也是焦化廢水的主要來源。由于煤氣終冷由開放式變?yōu)槊荛]式循環(huán),蒸氨廢水的量已由原來占工藝外排廢水的30%~50%提高到60%~90%。經(jīng)處理后的外排污水水質(zhì)(mg/L):酚≤0.5;氰≤300;CODc r≤150; 氨氮≤15;油≤5;懸浮物≤30;PH-6.5~**。3 {/ @* m2 P, g
9.4 污染物濃度的表示法
污水中的污染物一般是有機和無機化合物的復(fù)雜混合物,要進行全分析是很困難的。常采用綜合指標間接表示其含量。這些綜合指標有生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)等。
9.4.1生化需氧量(BOD)+ R) M' F- K; R
系指在好氣條件下,細菌分解可生物降解的有機物質(zhì)所需的氧量,單位mg/l。BOD試驗可看作是濕式氧化過程。氧化過程進行的很慢,而且具有明顯的階段性。在第一階段,主要是有機物被轉(zhuǎn)化為無機的CO2、H2O和NH3,故也稱無機化階段。在第二階段,主要是氨依次被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,故也稱硝化階段。一般有機物在20℃的環(huán)境中,需要20天左右才能基本完成第一階段的氧化分解過程,這在實際應(yīng)用上是有困難的。因此,以5天作為測定生化需氧量的標準時間,以BOD5表示。
9.4.2 化學(xué)需氧量(COD)
系指污水在酸性溶液中被化學(xué)氧化劑高錳酸鉀或重鉻酸鉀氧化有機物所需要的氧量,分別用CODMn和CODCr表示,單位mg/l?;瘜W(xué)需氧量幾乎可以表示有機物被全部氧化所需的氧量。測定不受水質(zhì)的影響,2~3h即可完成。目前多數(shù)國家采用CODCr法?
9.5 生物處理工藝有關(guān)名詞解釋
1)水力停留時間
水力停留時間是指進入生物處理裝置的污水在裝置內(nèi)的停留時間,以tHRT表示。如果反應(yīng)器的有效容積為V (m3),進水流量為Q (m3/h),則tHRT=。9 D! H# y3 d% R
2)混合液懸浮固體(MLSS)濃度3 g0 \. s? I& g/ p8 G
混合液懸浮固體濃度系指曝氣池中1升混合液所含懸 浮固體(活性污泥)的量,以mg/l或g/l表示。 亦即污泥濃度。它主要包括活性微生物、微生物自身氧化的殘留物、吸附在活性污泥上的不能被微生物降解的有機物和無機物。工程上以MLSS作為間接計量活性污泥微生物的指標。在混合液懸浮固體中的有機物的量,常被稱為混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)MLVSS表示的活性污泥微生物量比用MLSS表示更切合實際。就污水處理而言,污泥濃度高,運轉(zhuǎn)較安全,泡沫少,曝氣池容積也可以縮小,但污泥濃度過高,混合液黏滯度變大,氧的吸收率下降,污泥與水分離困難。常規(guī)方法,濃度控制在2~4g/l。3)生化處理的負荷& Q# ^# {9 `6 D: R" ]1 K
生化處理的負荷有兩種表示法9 b$ S+ S9 p( A
(1)污泥負荷(SLR或Ls)? 單位質(zhì)量的活性污泥,在單位時間內(nèi)所能承受的污染物量。% ~8 }+ z; u1 b5 [9 c& W
例如:# t! W5 k* o3 V( o8 ]8 c4 C, A
BOD5污泥負荷,單位是kg BOD5/kg MLSS﹒d? o% J; r& p' o) v4 v
COD污泥負荷,單位是kg COD5/kg MLSS﹒d
NH3-N污泥負荷,單位是kg NH3-N/kg MLSS﹒d) a. a8 M) |/ {
(2)容積負荷(VLR或Lv)? ?單位處理裝置的有效容積在單位時間內(nèi)所能承受的污染物量。
例如:
BOD5容積負荷,單位是kg BOD5/m3﹒d
COD容積負荷,單位是kg COD5/ m3﹒d
NH3-N容積負荷,單位是kg NH3-N/ m3﹒d. P, x+ E+ g* |
4)污泥容積指數(shù)(SVL或Iv)
污泥容積指數(shù)是表示污泥沉降性能的參數(shù)。其定義是生化裝置中的污泥懸浮液在靜置30min的情況下,1克活性污泥所占的體積(ml),單位是ml/g。污泥容積指數(shù)能反映活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能。污泥指數(shù)過低,說明泥粒細小緊密,含無機物多,缺乏活性和吸附能力;污泥指數(shù)過高,說明污泥太松散,沉降性能差,有可能發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生膨脹。
5)污泥沉降比(SV). v9 B! |) B! `0 x
污泥沉降比系指曝氣池混合液在100ml量筒中,靜置30min后,沉降污泥與混合液之體積比(%)。正常污泥在靜置30min后,一般可達到它的最大密度。污泥沉降比主要反映混合液中污泥數(shù)量的多少,可以用來控制污泥的排放時間和排放數(shù)量。性能良好的活性污泥,沉降比在15%~40%。4 _- v" j: O% O7 r* m. [
6)溶解氧(DO)2 W2 p% X' i2 ^3 i% s' I9 n3 H
溶解于水中的分子狀態(tài)氧為溶解氧,單位是mg/l。淡水在1個大氣壓下,20℃時溶解氧極限值為9.2mg/l,污水則遠遠低于此值。
7)活性污泥回流比) y7 V7 ^( f7 I4 R$ N3 D1 y- \
活性污泥回流比是活性污泥回流量與曝氣池處理水量的比。污泥回流的作用是保證有足夠的微生物與進水混合,維持合理的污泥負荷?;亓鞯奈勰嗍嵌纬恋沓爻恋淼奈勰?,一般回流到曝氣池的起端。2 [4 \$ C? I4 B3 s, G: U
8)污泥齡(ts)
污泥齡是指活性污泥在曝氣池中的平均停留時間,可用下式表示:: B. r' Q0 G5 C" H( O, m0 i0 Z
污泥齡=污泥齡和增殖有密切關(guān)系,可用污泥齡控制剩余污泥量。污泥齡還可以反映微生物的組成,世代時間比污泥齡長的微生物在系統(tǒng)中將被逐漸淘汰。7 S: u/ h% \2 \5 C- h
對污泥齡變化最敏感的是活性污泥的沉淀性能。當污泥齡很小時,微生物多呈游離狀,能夠產(chǎn)生凝聚作用的微生物不能在系統(tǒng)中存活,活性污泥的沉淀性能將惡化。反之,污泥齡過長時,活性污泥在二次沉淀池內(nèi)長期缺氧,污泥絮凝體將遭到解體破壞?;钚晕勰嗟幕钚酝瑯右埠臀勰帻g有關(guān),污泥齡增高,其中主要由衰死細菌細胞殘骸組成的惰性物質(zhì)越積越多。雖然在系統(tǒng)中活性污泥的濃度很高,但是在污泥中存活的具有降解底物功能的活體數(shù)卻較少。
9)表面負荷& x' K8 E8 t! C. g5 z, Q4 T( g
表面負荷是指單位沉淀池面積在單位時間內(nèi)所能處理的污水量,單位為m3/m2﹒h.。
9.6 影響微生物生長的因素2 h1 ^: D/ [4 U/ o1 z; n
9.6.1營養(yǎng)
通過對細菌的細胞化學(xué)組成的分析,可以概括地了解細菌在其生命活動中所需要的營養(yǎng)物主要有水、碳源、氮源和無機鹽類等。- u& z- w% P* N3 K$ y. I
1) 水? ?水是組成微生物細胞的主要成分,細胞的一切生物化學(xué)反應(yīng)都是在水中進行的?;钚晕勰喾ㄖ械募毦?,由于生活在水中,不存在缺水問題。但是,用生物濾池或生物轉(zhuǎn)盤處理污水時,一旦停止進水或轉(zhuǎn)盤停止轉(zhuǎn)動,生物膜中微生物就會停止生長,時間過長還會死亡。3 ~7 k9 x% f- V: A
2) 碳源? 碳是構(gòu)成微生物體的重要元素。含碳有機物是細菌生長、發(fā)育的重要能源。細菌對于不同碳素營養(yǎng)的同化能力是不同的。據(jù)此,細菌分為有機營養(yǎng)型(異養(yǎng)型)和無機營養(yǎng)型(自養(yǎng)型)兩類。有機營養(yǎng)型細菌以含碳有機物為營養(yǎng),如淀粉、纖維素、糖類、有機酸、蛋白質(zhì)、醇類、烴類等。較復(fù)雜的有機物則需先分解為簡單有機物才能被細菌利用。無機營養(yǎng)型細菌以無機碳為碳源,如二氧化碳、碳酸鹽。一般在污水中都含有細菌所能利用的碳源。
3) 氮源? 氮是構(gòu)成微生物細胞的基本物質(zhì)-蛋白質(zhì)的主要元素,在微生物的蛋白質(zhì)、核酸等分子中都含有氮元素。細菌比較容易利用氨態(tài)氮,這是由于氨容易與細菌體內(nèi)的有機酸結(jié)合生成細菌所需要的氨基酸。細菌按需要氮源情況不同,可分為氨基酸自養(yǎng)型和氨基酸異養(yǎng)型兩類。氨基酸自養(yǎng)型細菌只需要無機氮化合物,如銨鹽、硝酸鹽等,但也能利用簡單有機含氮化合物如氨基酸、尿素等。細菌對氮源和碳源的需要量有一定的比例。如果污水中的碳源過多,氮源不足將引起球衣細菌大量繁殖,容易造成污泥膨脹,而碳源不足,氮源過多,將造成污泥松散,黏性不足。
4) 無機鹽類? 無機鹽類也是細菌活動所不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。其主要作用是:構(gòu)成細菌細胞的組成成分;酶的組成成分并維持酶的作用;調(diào)節(jié)細胞滲透壓、氫離子濃度和氧化還原電位等。應(yīng)該特別指出,磷在微生物細胞元素組成中占全部礦物質(zhì)元素的50%左右,在能量轉(zhuǎn)換中磷又起著重要作用。一般在生化處理后的污水中含磷量以不少于0.5~1mg/L為宜。如缺磷,可投加磷酸鉀鹽或鈉鹽,以補不足。根據(jù)大量試驗分析以及生產(chǎn)實踐經(jīng)驗總結(jié),普遍認為,對于好氣性生物處理,碳、氮、磷的需要量應(yīng)滿足BOD5 :N :P=100 :5 :1的關(guān)系。
9.6.2水質(zhì)
進行生化處理時,污水水質(zhì)條件是非常重要的。0 W# B7 L$ s* I& b; T' a
1) PH值? 污水的PH值主要影響細菌細胞質(zhì)膜上的電荷性質(zhì)。細胞質(zhì)膜上的正常電荷,有助于細菌對某些物質(zhì)的吸收,如果電荷性質(zhì)發(fā)生變化,將影響細菌細胞正常的物質(zhì)代謝。高濃度的氫離子可引起菌體表面蛋白質(zhì)和核酸水解。對好氣性生物處理,PH值一般保持在6~9,對厭氣性生物處理,PH值應(yīng)保持在6.5~8之間。在運行過程中,PH值不能突然變化太大,以防止微生物生長繁殖受到抑制或死亡,影響處理效果。生物脫氮法的硝化菌主要降解NH3,產(chǎn)生NO3-和H+,使污水PH值下降,若不及時補給堿液,硝化反應(yīng)就會停止。( C1 d$ J4 \7 M# J
2) 有毒物質(zhì)? 凡對微生物具有抑制生長繁殖或扼殺作用的化學(xué)物質(zhì)都是有毒物質(zhì)。毒物包括重金屬鹽、氰化物、硫化物、砷化物、某些有機物以及油脂等。不同類型的毒物化學(xué)性質(zhì)不同,對微生物毒害作用也不同。例如,許多重金屬離子能與微生物蛋白質(zhì)結(jié)合,使蛋白質(zhì)沉淀或變性,使酶失去活性;酚、氰等在濃度高時將破壞細菌的細胞質(zhì)膜和細菌體內(nèi)的酶;油脂可能以油膜包圍微生物有機體,使之與氧隔絕,妨礙對營養(yǎng)物質(zhì)的吸附和吸收。毒物毒性的強弱隨著污水的PH值、溶解氧含量以及同時存在幾種有毒物質(zhì)等因素的不同,可以有較大的差異。不同種類的微生物對毒物毒性的承耐力不同,經(jīng)馴化后的微生物對毒物毒性的承受力可以大大提高。
9.6.3 氧氣?
供給充足的氧是好氧性生物處理順利進行的決定性因素之一。供氧不足將使處理效果明顯下降,甚至造成局部厭氣分解,使曝氣池污泥上浮,生物濾池濾料上和生物轉(zhuǎn)盤上的生物膜大量脫落。供氧過多除造成浪費外,還會在營養(yǎng)缺乏時引起污泥和生物膜的自身氧化,影響處理效果。在應(yīng)用活性污泥法處理工業(yè)污水時,曝氣區(qū)混合液的溶解氧維持在2~4mg/L為宜,出水溶解氧不低于1mg/L,可以認為氧氣已經(jīng)夠用。
9.6.4溫度
適宜溫度可以加速微生物的生長繁殖。一般好氣性生物處理水溫在20~40℃,可獲得滿意的處理效果。溫度過低時,微生物代謝作用減慢,活動受到抑制,當溫度降低10℃,生化過程速度降低1~2倍。溫度過高時,微生物細胞原生質(zhì)膠體凝固,使酶作用停止,造成微生物死亡。因此需要調(diào)節(jié)到適宜溫度,再進行生化處理。
9.7 污水生化處理的基本原理7 ]! X. y# Z# t5 V0 Y
根據(jù)在處理過程中起作用的微生物對氧氣要求的不同,生化處理法可分為好氣性生物處理、厭氧性生物處理和兩者結(jié)合的生物處理。
9.7.1 好氧生物處理! {' m9 g+ t) r
好氧生物處理是在有氧的情況下,借助好氧微生物的作用來進行的。在處理過程中,污水中的溶解性有機物透過細菌的細胞壁為細菌所吸收,固體的和膠體的有機物先附著在細菌體外,由細菌所分泌的外酶分解為溶解性物質(zhì),再滲入細菌細胞。細菌通過自身的生命活動——氧化、還原、合成等過程,把一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物(如有機物中的C被氧化成CO2,H和O化合成水,N被氧化成NH3,P被氧化成PO43-,S被氧化成SO42-等),并放出細菌生長、活動所需要的能量,而把另一部分有機物轉(zhuǎn)化為生物體所必需的營養(yǎng)質(zhì),組成新的原生質(zhì),于是細菌逐漸長大、分裂,產(chǎn)生更多的細菌。 焦化污水生物脫酚就是利用這一原理。
9.7.2 厭氧生物處理
厭氧生物處理是在無氧的條件下,借厭氧微生物的作用來進行的。圖9-2簡單地說明了有機物的厭氧分解處理過程。分解初期,微生物活動中的分解產(chǎn)物是有機酸、醇、二氧化碳、氨、硫化氫及其它一些硫化物等。在這一階段,有機酸大量積累,PH值隨著下降,所以也叫酸性發(fā)酵階段,參與的細菌統(tǒng)稱產(chǎn)酸細菌。在分解后期,主要是甲烷菌的作用,有機酸迅速分解,PH值迅速上升,所以這一階段的分解也叫堿性發(fā)酵階段。
9.7.3好氧—厭氧結(jié)合的生物處理
焦化污水脫氮是好氧和厭氧生物處理的綜合過程,在適宜的條件下,將污水中的NH3—N、COD等污染物降解。焦化污水中的氮,主要以氨氮形態(tài)存在。脫除氨氮要經(jīng)過硝化反應(yīng)過程和反硝化反應(yīng)過程。
硝化反應(yīng)過程 % D' ?$ T7 J- M, N& }7 M
氨氮轉(zhuǎn)化的第一個過程是硝化。硝化菌把氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽的過程稱為硝化。硝化是一個兩步的過程,分別利用兩類微生物,即亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌。這些細菌所利用的碳源是無機碳(如二氧化碳,碳酸鹽等)。第一步亞碳酸鹽菌將氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽。第二步硝酸鹽菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成硝酸鹽。亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌統(tǒng)稱為硝化菌。硝化菌是好氧菌,對環(huán)境非常敏感。
反應(yīng)過程如下:
第一步反應(yīng):NH4+? + 3/2 O2→NO2-? +2H+? + H2O$ x- |# W2 v( S
第二步反應(yīng):NO2-? +1/2 O2→NO3-/ H% q' V( _) M- K$ b0 e+ L8 Q
上述兩式合并可以寫成:NH4+? + 2 O2 →NO3- +2H+? + H2O
硝化菌利用反應(yīng)產(chǎn)生的能量來合成新細菌體和維持正常的生命活動。亞硝化菌的生長速度較快,世代期較短,較易適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化和其它不利環(huán)境,而硝化菌在水質(zhì)水量和環(huán)境變化時較易影響其生長。在受到抑制時,易在硝化過程中發(fā)生NO2-的積累。7 Y6 K? n, d4 ?9 |' v, h
反硝化反應(yīng)過程# A8 V* ?( @" o2 s4 B
反硝化過程是在反硝化菌的作用下,將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氮氣,從水中逸出。反硝化過程要在缺氧狀態(tài)下進行,溶解氧的濃度不能超過0.2mg/L,否則反硝化過程就會停止。( L; F5 w2 N. b9 R" c6 q( Y
反硝化過程由以下步驟完成:1 {) m0 Z# r# |# D, r; c
NO3- NO2-NO→N2ON2: _4 H2 r: m; J1 M$ {1 }: d7 V
反硝化菌利用的碳源是有機碳。2 t/ R: d# z6 n/ T! n
9.8 污水的預(yù)處理 ! w; w. j! }9 R0 Y! [( }? g' L
預(yù)處理的目的是去除污水中的油,為生化處理創(chuàng)造合適的進水條件。預(yù)處理包括重力除油、浮選除油及水質(zhì)水量調(diào)節(jié)等設(shè)施。
9.8.1 重力除油4 [2 y* ?? H' B: G% x
重力除油是根據(jù)油與水的密度差從水中分離重質(zhì)油和輕質(zhì)油。重力除油多使用矩形平流除油池或圓形豎流除油池。重質(zhì)油沉在池底部,用泵送至貯罐進一步脫水后外運。輕質(zhì)油浮在池表面,由除油池撇油機收集到油槽中。' _' c0 l6 u# g4 Q
9.8.2 氣浮除油' H* q4 g- m& l5 S: ^& H
氣浮除油主要是除去污水中的與水密度相近的乳化油。氣浮法是利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附污水中的細小油滴,使其密度小于水而上浮到水面,實現(xiàn)與水分離的過程。6 f, f8 @( P? c! u
9.8.3水質(zhì)均和8 @/ D9 x, a0 {/ w) \! b
水質(zhì)均和主要包括污水所含污染物濃度均和,污水水溫調(diào)節(jié)及污水的PH值調(diào)整等。?
9.9污水生物脫氮+ m# }+ }' u9 K6 ~$ |
9.9.1 污水生物脫氮工藝流程 " k) J; l+ U2 ^* N0 z: a$ ~
前兩個流程兼氧段主要是借助曝氣池回流的混合液提供硝酸鹽,使兼氧細菌在其中進行厭氧呼吸反硝化,同時也能脫除廢水中所含的大多數(shù)有機物和部分無機好氧物質(zhì)。好氧段主要是利用硝化類細菌進行氨氮的好氧硝化。這兩種工藝的回流污泥均回到反硝化段,故被稱作“外循環(huán)”。A/A/0流程比A/0流程多一個純厭氧段,沒有任何一種氧的參與屬于厭氧發(fā)酵過程。增加此段的目的是借用厭氧生物對多環(huán)芳香族化合物的解鏈作用和對氰化物及硫氰化物的水解作用,把好氣(或兼氣)生物難降解的物質(zhì)變成易降解的物質(zhì)。該段易采用生物膜法。圖9-5的流程中兼氧反硝化段采用的生物膜法,靠回流二沉池的上清液進行兼氧反硝化,好氧段采用活性污泥法進行氨氮的好氧硝化。該工藝的回流污泥直接回到硝化段,不經(jīng)過厭氧段,故被稱作“內(nèi)循環(huán)”。