氮化钠生产废水综合处理研究

摘 要:目前随着氮化钠应用范围越来越广,氮化钠生产废水的治理问题也引起各方关注。主要探讨了氮化钠生产废水综合处理相关问题,通过氮化钠生产废水综合处理试验表明氮化钠生产废水可采用生物法进行综合处理,并设计相应的处理工艺。

关键词:废水处理;氮化钠废水;工艺流程;工艺设计

中图分类号:X703文献标识码:B 文章编号:1005-569X(2010)03-0036-02

1 引 言

随着科学技术的进步,氮化钠的应用的领域也逐步扩大,在汽车安全气囊中常作为产气药之一,氮化钠也是一种医药原料药,在医药制造行业中也得到了广泛的应用,因此其需求量也日益增大。随之而来的氮化钠生产废水的治理问题也显得尤为突出[1,2]。由于预处理过程对废水中有机物并未产生显著影响,因此,经预处理后的氮化钠生产废水,主要污染因子为COD(数万mg/m1)。根据生产工艺和废水预处理工艺分析,引起COD的主要物质为乙醇和亚硝酸根等。乙醇为易生化处理的物质,结合氮化钠废水BOD/COD大于70%的可生化性参考指标分析,氮化钠生产废水可采用生物法进行综合处理。

2 氮化钠生产废水综合处理试验

好氧微生物及厌氧微生物的培养训化:分别取生活污水排放渠中污泥和氮化钠生产车间酸性水少碱性水排污井中井底污泥适量,加入少量自来水搅拌、静置后,取上清液适量分别混入两个1000ml的烧杯中(用作活性污泥培养训化容器);烧杯中总水量分别控制在约500ml左右,并向其中加入少量葡萄糖和淀粉糊,用小型曝气器向其中一个烧杯中曝气(该烧杯中放入毛刷作为挂膜填料),另一烧杯引入少量经密闭发酵的骨头汤后加盖。然后每天向两烧杯中加入约5ml经预处理后的氮化钠生产废水和少量葡萄糖,连续培养一周后,将曝气培养液暂停曝气,静置沉淀后,弃去上清液,加入约400ml自来水、少量葡萄糖和淀粉糊,继续曝气,然后每天向烧杯中加入约15ml经预处理后的氮化钠生产废水和少量葡萄糖,连续培养1周后,再次换水继续培养。总培养期约持续1月。

静态试验:取培养训化液适量加入经预处理后的氮化钠生产废水中,在连续曝气或厌氧条件下进行生物降解一定时间后取样分析。

动态试验:用一容积约10L的容器作为原水容器并置于高位,用一容积约15L的容器作为厌氧生物反应器并置于中位,用一容积约8.5L的容器作为接触氧化生物反应器并置于低位,将培养训化液和经挂膜的填料分别转入生物反应器中,三容器间用两根塑料软管通过虹吸作用连通,接触氧化生物反应器采用溢流出水。根据所需水力停留时间,控制一定流量连续进水出水,并取样分析。

生物处理试验结果分析表明,经预处理后的氮化钠生产废水,在稀释20倍(模拟与其它化工废水混合会被稀释20倍的情况)的情况下,经长时间生物接触氧化处理及经厌氧加生物接触氧化二级生化处理,废水综合指标COD浓度可由4000mg/L左右降低至400mg/L(由于试验中受生物培养训化程度和生物量的影响,实际运行中处理程度会进一步提高)以下,COD去除效率达90%以上。

3 氮化钠生产废水综合处理方案

综合处理可考虑将厂区其它经过适当预处理的化工废水合并后进行统一处理。这样一方面可调整废水中的营养配比,另一方面可调节废水的水质和水量。考虑到化工废水的难处理性,应适当引入部分生活污水来进一步调整废水中的营养配比以提高废水的可生化性[3]。

从单一生物接触氧化处理和厌氧加生物接触氧化二级生化处理的效果分析,COD去除率均可达到90%,但厌氧处理过程能耗低,处理效率可稳定达到30%左右,可降低接触氧化处理所需的时间,同时能增强处理系统对水质的适应性。因此考虑在进行生物接触氧化处理前辅以厌氧处理。

综合处理工艺考虑采用厌氧处理(控制在水解酸化阶段,即产甲烷阶段之前)加接触氧化两级进行。

4 氮化钠生产废水综合处理工艺流程

4.1 工艺流程说明

(1)厂区的综合废水由管网系统流入废水处理系统,经初级格栅除去粗大悬浮物后,到达调节均合池中调节水量、水质并进行初级的降解,出水经离心泵提升进入水解酸化池发生水解反应。

(2)厌氧反应在水解酸化池中悬挂生物填料以增大供微生物附着的表面积,污水中的COD物质被微生物作为食物消耗掉,与此同时那些长链复杂的有机物降解为结构简单的有机分子,为下一级的接触氧化好氧生物降解创造了更为有利的条件。厌氧反应可分为产酸阶段和产甲烷阶段,在产甲烷阶段废水中的有机物会被产甲烷菌分解成甲烷释放出来,考虑到氮化钠生产排放的废水中主要含乙醇,大分子有机物较少,主要是生活污水带入的易生化物质,工艺考虑将厌氧反应控制在产甲烷阶段之前的水解酸化阶段即可。

(3)接触氧化池分为三个区域:一级好氧接触氧化反应区、兼性微生物反应区和二级好氧接触氧化反应区。在两个好氧反应区中,污水中的COD物质将被大幅度消耗,这是废水系统能否达标排放的关键所在,也就是说这两个区运行的好坏直接关系到整个系统处理的效果。保证其正常稳定的运行是系统的核心。而在这两个好氧区域中间的兼性微生物反应区正是起到这种作用,一方面兼性区的存在为兼性微生物分解那些好氧微生物不能利用的有机物提供了活性空间(其作用类似水解酸化微生物),另一方面在此区域内发生一定程度的反硝化反应,减少废水硝酸盐和氨氮排放。并利用此反应进一步降解有机物。

(4)经过生物接触氧化的废水和生物填料上脱落的生物膜自流进入沉淀池的絮凝反应池,向水中投加絮凝剂,使废水中呈悬浮状态的污染物在絮凝剂的吸附架桥作用下形成颗粒粒径适中的絮凝体,依高程进入沉淀池。沉淀池是固液分离的设备,分离后的清水从设备上部的集水管收集后进入中间水池。

(5)中间水池的作用是为下一处理单元的过滤泵提供一个废水贮存的容积。

(6)过滤泵从中间水池中吸水,并泵入机械过滤器内。过滤器内装填有不同粒径的滤料,在机械筛分、沉淀和接触絮凝等机理的共同作用下,废水中悬浮的细小悬浮微粒进一步被去除,最后澄清的达标废水排出废水处理系统。

(7)所有废水处理系统排出的污泥进入污泥池中贮存,污泥经过污泥泵加压进入厢式板框压滤机压滤,压滤后的滤饼装车外运,而滤液返回到废水处理系统中再次处理。

4.2 工艺特点

(1)水解酸化池不但降解COD,而且提高了好氧生物系统的去除效率。在水解阶段,固体物质降解为溶解性物质,大分子物质降解为小分子物质,在酸化阶段碳水化合物降解为脂肪酸。水解酸化的出水不含悬浮性颗粒,为后续的生物处理创造良好的食物来源;

(2)兼性微生物反应区的设置,使工艺处理更加稳定,好氧和厌氧环境生活着不同的微生物种类,它们的代谢机理有较大的差异,好氧微生物不能分解的有机物质,又可能是厌氧微生物的食物源,两类生物共同作用,充分降解了有机物质;

(3)采用多级生物处理,微生物种类丰富,多种生物共生,相互依存、协调,有利于不同有机物的降解;

(4) 厌氧――好氧串联工艺。厌氧阶段去除了部分COD,提高了废水可化性,好氧阶段为厌氧阶段的修饰和补充,为系统总处理效果提供了保障。这充分体现了厌氧――好氧串联工艺在处理高浓度有机废水方面的优越性。

5 结论

经过预处理的氮化钠生产废水,稀释20倍后,通过厌氧分解和接触氧化处理,能够去除大部分有机物。废水综合指标COD可由4000～5000mg/L降至400mg/L以下,COD去除效率达90%以上。本文因此还设计了氮化钠生产废水综合处理工艺流程,并对其中技术进行分析。

参考文献:

[1] 吉鸿安.高钠废水代盐再生树脂的研究[J].甘肃冶金,2008,30(1).

[2] 孙毅, 李峰.电氧化法处理高浓度酚钠废水[J].黑龙江科技学院学报,2005,15(5).

[3] 王娜,闵小波,王云燕,等.游离和固定化SRB污泥处理含锌废水比较研究[J].环境科学与技术,2008,31(11).