摘要：结合实际工程的运行情况，对气浮+CASS+MBBR+一体化净水器工艺工艺复合
生物脱氮工艺在合成氨废水处理中的应用状况进行了研究，采用气浮+CASS+MBBR复合生物脱氮工艺处理合成氨废水，当进水CODcr、BOD5、NH3-N质量浓度分别为800、500、200mg/L时，出水CODcr、BOD5、NH3-N平均质量浓度分别为50、10、10mg/L，结果表明，该工艺可达到《污水再生利用工程设计规范》中规定的循环冷却系统补充水水质标准。以期对同类型合成氨废水的治理有一定的借鉴意义。
关键词：MBBR；合成氨废水；微生物脱氮；CASS；一体化净水器
前言
氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占重要的地位。液氨除可直接作为肥料外，农业生产中使用的氮肥 如磷酸铵、硝酸铵、氯化铵、尿素以及各种含氮复合肥，都是以氨为原料生产的。生产氨的主要原料有天然气等。其中煤为原料生产合成氨的企业数量众多。煤制氨废水的主要特点表现为：氨氮含量高，COD及BOD较低，含有一定浓度的氰化物、硫化物、挥发酚、石油类和悬浮物。在废水中氨氮具有很高的耗氧量，它对水生生物是有毒害的，使水体产生富营养化效应，刺激并加速水生植物的生长，如海藻、水草的大量生长繁殖，导致水体生态平衡失调，含氨氮的污水排入水体后，在硝化细菌的作用下氧化成亚硝酸盐和硝酸盐。完全氧化1mg氨氮约需4.6mg溶解氧。这对水体质量的改善和保证十分不利。
近些年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，如生物方法的有硝化和藻类养殖；物理方法有反渗透等。目前，国内外对氨氮废水的研究主要集中在开发新的脱氨氮处理技术，以达到更好处理氨氮的目的和环保的要求。
我公司有多年的实践经验，气浮+CASS +MBBR+一体化净水器工艺应用于此类废水的处理，出水可回用作循环冷却水补充水等。
1.工程规模及进水水质
1.1工程规模
Y公司以煤为原料生产规模为30万吨/年合成氨、副产2万吨/年甲醇。废水包括生产废水和生活污水两个部分。废水处理装置设计规模为2880m3/d。
1.2原水水质
废水中的主要污染物为有机物、氨氮及油类，硫化物及挥发酚含量均较低，不足以对生物处理造成影响，设计进水120m3/h。
1.3出水水质
系统设计出水回用作循环水补充水和绿化、洗车用，水质指标参照《污水再生利用工程设计规范》（GB/T 50335-200）表4.2.2中规定的循环冷却系统补充水水质标准确定，具体指标列于表1。
表1 回用水水质
项目 水质 PH 6～9 CODcr 50mg/L NH3-N 10mg/L SS 30mg/L BOD5 10mg/L
2.废水处理工艺
2.1工艺流程
工艺采用气浮+CASS+MBBR+一体化净水器复合强化生物脱氮工艺，工艺流程如图1所示。
2.2主要处理单位说明
（1）隔油池：接纳工艺生产废水及厂区生活污水，上层油由滗油器到集油池。
（2）调节池：调节废水水质水量，通过潜水搅拌机对废水进行充氧，防止水体发臭及悬浮物沉淀。
（3）事故池：当生产工序出现故障排水或污水处于事故状态时临时存储废水，确保未经处理的废水不直接外排。
（4）气浮设备：用于去除废水中的油和悬浮物。
（5）CASS反应池：CASS反应池分为缺氧阶段和好养阶段，通过缺氧/好氧环境的交替实现COD、BOD的去除，同时完成硝化反硝化脱氮过程。缺氧段采用潜水机搅拌，好氧段采用可变微孔曝气器充氧。HRT=6h，MLSS=4000mg/L，BOD污泥负荷NS=0.083kg/（kg·d），NH3-N污泥负荷NDN=0.06kg/（kg.d），混合液回流比R=400%，SRT=45。
（6）清水池：储存系统出水备回用。
（7）污泥池：存储气浮设备、CASS、MBBR池排出的剩余污泥。污泥池中污泥定期通过潜水搅拌机进行均质。气浮产生的浮渣含水率在97%以下，而MBBR池剩余污泥排放量很少，含水率<99%，故本工程污泥池不考虑浓缩功能。
（8）污泥脱水系统：工程污泥脱水设备采用带式压滤机。脱水后的干泥含水率<80%，可作为固体废弃物处置。
（9）MBBR反应池：MBBR填料中生物膜主要固着在填料上，污泥停留时间与水力停留时间无关，硝化菌、亚硝化菌等生长世代时间较长、比增长速率很小的微生物都可以在填料上生长，从而增强了脱氮能力。脱氮过程分为硝化和反硝化两个阶段，分别由硝化菌和反硝化菌完成。MBBR可以实现硝化菌与反硝化菌在空间上相对独立生长，从而优化了两种菌群的生长条件。
（10）过滤器：是利用管板反应室，斜管沉淀室和在我公司发明专利变截面过滤理论设计而成的变截面无阀滤池等新技术组成的一体化设备。
（11）集油池：收集隔油池费油。
2.3控制说明
在中央控制室对工艺过程的实时参数进行集中监视、管理和操作，从而达到使控制设备稳定、可靠运行、便系统控制于管理维护的目的。PLC负责现场信号采集、回路控制、连锁顺序控制，现场所有的信号通过电缆传送。
2.4控制系统要求
（1）流量测量和监控
（2）水池液位的超声波测量和监测
（3）COD 及NH3-N在线分析仪的测量和监测；
（4）PH在线分析仪的测量和监测；
（5）各水泵，加药系统，污泥系统，杀菌系统的运行状态监测；
（6）各水泵，加药系统，污泥系统，杀菌系统的故障状态监测；
（7）各水泵的PLC连锁及控制；
（8）投药系统：在下层贮药池内装有浮球液位传感器，当该池处于低液位时报警，通知运行人员前来开启上层溶药箱输液阀，将溶药箱已溶好的药液放入贮药池，后关阀。再按比例将药剂与水送入上层溶药箱，开启搅拌机搅拌。
（9）一体化净水器设备的运行控制；并具有自动运行、冲洗、排泥控制。
2.5工艺特点
（1）采用MBBR挂莫代替传统的二沉池进行泥水分离，料上的微生物污泥龄长，生物相多而且稳定化，同时微生物自身氧化分解，故系统污泥产生量少，相应减少了污泥处理费用。
（2）MBBR填料几乎可以全部截留水中的微生物，使MBBR池中微生物浓度大大提高，系统处于低负荷状态下运行，有机物得到较彻底的降解，出水水质好。
（3）生物处理系统氨氮负荷较低，硝化反应进行彻底，对氨氮的去除效率高，优越的脱氮效果，简捷的运行管理，较低的运行能耗，较少的维护和检修。
3.主要构筑物及设备
3.1主要构筑物列于表2
表2 主要构筑物
序号 名称 规格 数量/座 结构 1 格栅槽 6000×1150×3500mm 1 钢筋混凝土 2 隔油池 1500×5500×6500mm 1 钢筋混凝土 3 调节池 1500×1200×6500mm 1 钢筋混凝土 4 预反应池 10000×5500×7300mm 2 钢筋混凝土 5 CASS池 22500×10000×7300mm 2 钢筋混凝土 6 MBBR池 10000×7500×7300mm 1 钢筋混凝土 7 1号中间水池 15000×6000×4500mm 1 钢筋混凝土 8 2号中间水池 9000×4000×4500mm 1 钢筋混凝土 9 清水池 10000×9000×4500mm 1 钢筋混凝土 10 污泥池 6000×3000×3500mm 1 钢筋混凝土 11 废油收集槽 4000×2000×6500mm 1 钢筋混凝土 12 气浮基础 16200×7500×2400mm 1 钢筋混凝土 13 附属建筑物 45000×39100×4500mm 1 钢筋混凝土
3.2 主要工艺设备
该工程主要设备列于表3
表3 主要工艺设备
序号 名称 主要技术参数/型号 数量 备注 1 回转式格栅机 HG-1000 1 2 调节池潜水泵 100VQ100-22-15 2 3 气浮设备 GF-120 1 4 潜水搅拌机 QJB2.5/8-400/3-740/s 9 5 可变微孔曝气器 6 MBBR填料 CPS 110 7 1号之间水池潜水泵 100VQ100-22-15 2 8 罗茨鼓风机 BK9020型 6 9 2号之间池潜水泵 2 10 螺杆泵 2 11 一体化净水器 BSK-120D 1 12 PAC投加装置 组合 2 13 PAM投加装置 组合 1 14 碱液投加装置 组合 1 15 污泥脱水系统 组合 1 16 回用水泵 2 17 CASS回流泵 200VQ250-11-15 2 18 MBBR回流泵 100VL80-9-4 2
表4 主要在线仪表
名称 主要技术参数/型号 数量/台 氨氮在线监测仪 Amtax Compact氨氮在线分析仪 2 测量范围，20-1200mg/L COD在线检测仪 CODcr铭法在线分析仪CODmax 2 测量范围，0~5，000mg/L 在线PH值 P53 4 超声波流量计 DN150 2 超声波液位计 LU13 4
4.主要技术经济指标
主要技术经济指标列于表5。
序号 项目类别 设计指标 1 建设规模/（m.d-1） 2 总投资/万元 3 处理成本/（元.m-3） 4 电力消耗/（kw.H.m-3） 5 劳动定员/人 6 装机容量/ kw 7 常用容量/kw 8 占地面积/m2
5.工程调试及运行
该工程土建施工及设备安装于2013年5月底完成，进入调试阶段。接种污泥采用当地市政污水处理厂未消化的剩余污泥，接种率为30%，经过30d培养和驯化，系统各项指标均达到或接近设计要求。其中，CODcr去除率接近95%，BOD5去除率达到98%，此后系统转入正常运行。
6.结语
（1）将MBBR工艺与传统的CASS工艺有机结合起来用于合成氨氮水废水的处理，脱氮效果得到大幅提高。
（2）采用本工艺处理后，系统出水水质达到循环冷却系统补充水水质标准，回用水量为1800m3，节约了宝贵的水资源，有一定的经济效益。
（3）CASS+MBBR复合生物脱氮工艺应用于合成氨氮废水处理及回用的工程实践，为合成氨乃至整个煤化工行业废水处理提供了一条新思路。
（4）在进行废水终端处理的同时，应加强企业的排水管理，减少跑冒滴漏现象，重视事故排水，尽量避免对微生物系统造成大的冲击。
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[4]冯晓西，乌锡康.精细化工废水治理技术[M].北京：化学工业出版社，2000
论文作者:邱鹏
论文发表刊物:《基层建设》2015年12期
论文发表时间:2016/11/16
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