[发明专利]一种化肥废水处理工艺优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化肥废水处理工艺的优化方法，尤其是对于化肥废水脱氮工艺的改造、优化颇为有效。

背景技术

近年来，我国河流、湖泊等水体的富营养化问题越来越严重，导致水体不断恶化，水生生物的生存受到影响。引起水体富营养化一个很重要的原因是氮的污染。因此，污水处理厂处理工艺的脱氮效果受到了越来越多的关注。

在我国，现已建立的污水处理厂，特别是20世纪90年代建设的有脱氮要求的污水处理厂，大多采用了A/O前置反硝化生物脱氮工艺。目前，很多处理厂的工艺运行由于受水质条件、运行管理、经费等各方面条件的影响，总氮去除效果都不高，存在着总氮超标的情况。随着我国环保要求的不断提高，化肥废水的排放标准也日趋严格，越来越多的污水处理厂面临着提标改造、工艺优化的难题。如何对这些污水厂进行有效、经济、可行的改造和优化，提高其脱氮能力已经引起越来越多学者的关注。

污水厂的改造就是在对现有污水厂不进行大的改、扩建的前提下，通过改进其运行方案、运行维护程序来提高处理能力和处理效率。污水厂优化改造一般遵循以下3个原则：⑴ 经过对污水厂运行全面、系统的研究，提出充分挖掘污水厂现有设备潜能的措施，以较少的投入实现较优的运行效果；⑵ 利用污水厂运行中积累的经验参数（如溶解氧浓度、碳氮比、污泥沉降性能、泥龄、混合液回流比等）作为改建和扩建时的工艺设计参数，并且尽量采用中试或生产性试验对设计参数进行验证，使设计具有针对性和适用性；⑶ 工艺优化、改造应尽量选用运用成熟、运行管理经验丰富的工艺。

通过调整工艺的运行参数、改变工艺的运行方式，在尽量减小原有工艺改动的情况下进行工艺优化，提高其处理效率的优化方式受到越来越广泛的运用。

发明内容

化肥废水作为一种低碳氮比工业废水，A/O工艺对它的脱氮效果并不理想。为了克服低碳氮比、运行参数不合理等因素的影响，本发明提供了一种通过改变工艺运行参数来提高脱氮效率的化肥废水处理工艺优化方法。

化肥废水处理的工艺流程为：调节池—初级曝气池—初沉池—A/O（缺氧池—好氧池）—二次沉淀池—絮凝沉淀池—出水。

高氨氮化肥废水在完全混合型的调节池内通过鼓风曝气混合均匀。水质均匀之后的废水进入初级曝气池，进水部分COD及有毒有害物质得到有效去除。之后，废水经初沉池沉淀进入A/O（缺氧池—好氧池）前置反硝化脱氮段，经硝化反硝化作用，废水中的氨氮、COD、TN得到有效去除。好氧池的出水经二沉池沉淀后排出系统。

原工艺运行中存在的问题主要有：（1）工艺设计的缺陷。采用的初曝池/缺氧池/好氧池处理工艺，对COD、氨氮均有很高的去除率，初曝池的设置极大地提高了工艺运行的稳定性和抗冲击负荷能力。但是，在实际的运行中，发现初次曝气池对COD有很强的去除能力，去除率高达60%~70%。当进水COD平均浓度为500mg/L时，初次曝气池出水COD平均浓度只有200mg/L左右。如此低浓度的COD无法满足后续的缺氧池的反硝化对碳源的需求，导致系统反硝化能力很差。（2）硝化液回流比过高。硝化液回流比是影响A/O反硝化生物脱氮的一个重要因素。好氧池的硝态氮借助硝化液回流返回到缺氧池，保证反硝化的顺利进行。但是，硝化液回流比过高或过低都不能实现工艺的最佳脱氮能力。回流比过低会导致硝酸盐氮回流量过少，造成缺氧池的反硝化潜力不能充分利用；同时，部分碳源进入好氧池，增大了好氧池的曝气量。而回流比过高，则不仅增加了硝化液回流所需的动力费用，还会使得好氧池的溶解氧回流到缺氧池，破坏其反硝化环境。（3）反硝化所需的碳源不足。生物脱氮系统的反硝化能力主要是可利用碳源数量的函数，C/N是重要的设计参数。一般认为，只有当废水的C/N值大于4时，才能满足反硝化对碳源的需求，而实际运行中缺氧池的碳氮比远低于这个值。

本发明提出的一种化肥废水处理工艺优化方法，包括如下优化条件和步骤：

（1）调节池的水质调节

化肥厂高浓度氨氮、COD废水通过调节池底的鼓风曝气管曝气，使其混合均匀，调节池内COD浓度为430~550mg/L，氨氮浓度为50~95mg/L；

（2）初级曝气池的DO优化

经调节池均值、均量后的化肥废水进入初级曝气池去除部分COD，但是该池的COD去除率跟DO浓度密切相关。因此，必须优化DO参数，使其处理后的COD既能满足后续缺氧池的反硝化需要，又不至于导致系统处理后出水的COD超标。优化后的初曝池DO浓度为0.5~0.9mg/L，最佳为0.9mg/L。

（3）初沉池处理