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【摘要】本文通过对影响炼油污水中氨氮去除因素分析,采取正确措施尽快调整水质,减少污水出水不合格次数,为污水回用提供更加稳定优质的水源。
【关键词】氨氮?炼油污水?去除
1 概述
炼油污水主要来自于原油的直接蒸馏、重质油的裂化与蒸馏以及某些馏分的精制等过程中产生的生产废水。除一般有机物外,主要的污染物还有油脂、酚类、硫化物和氨氮等,其COD含量较高,难降解物质多,废水的pH变化较大,来水不稳定,经常出现出水氨氮高的现象,通过影响氨氮去除因素分析,找出根本原因,采取正确措施尽快调整水质,减少污水出水不合格次数,为污水回用提供更加穩定优质的水源。
2 污水中氨氮去除原理
生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。机理需要经过硝化和反硝化两个阶段。
硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌,它们利用废水中的碳源,通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下:
亚硝化:2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+硝化: 2NO2-+O2→2NO3-
在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例,其反应式为:
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
3 影响氨氮去除因素分析3.1 PH值的影响
pH值是氨氮硝化的决定性因素,生物体内的生化反应都是在酶的参与下进行的,酶反应需要合适的pH值范围,过高或过低的pH值会导致酶的失活,因此pH值对于硝化反应、反硝化反应的影响很大,一般硝化反应适宜pH值为7.5-8.5,反硝化反应的适宜pH值为6.5-7.5,为了满足要求PH最好在7.5左右。当pH值低于6或高于8时,反硝化反应受到强烈抑制。据资料表明,在硝化过程中,每氧化1gNH3-N需要消耗碱度7.14g(以CaCO3计),而在反硝化过程中每还原1gNO3-只产生3.5g(以CaCO3计)碱度。所以在反应进行时需要补充碱度防止pH值下降。在实际生产中,炼油污水生化池PH一般在7.0左右,如果要达到7.5还需要投加碱液,进行调整。3.2 温度的影响
微生物生长的全过程都完全取决于生化反应,而这些反应的速率又直接受温度的影响。在限值内,微生物的生长会随温度的增高而逐渐达到最大生长率,超过限值后,酶的活性会随温度升高迅速失活,微生物的生长率便很快下降。一般而言,温度在20-30℃时微生物生长很快,水处理效果也好,但当温度高于35℃或低于10℃时,微生物生长缓慢,水处理的效果变差,出水水质变坏。同时,温度也是影响氧转移速率的直接因素,随着温度的升高,水中溶解氧呈下降趋势,从而减缓了有机物的氧化分解,降低了系统的处理效率;促使氨的硝化过程不完全,造成亚硝酸盐的积累。
但近年来研究发现,通过控制温度并联合溶解氧作为控制参数,以亚硝酸盐途径进行硝化反硝化既可以提高废水的处理效率又能节省能源和减少容积。一般微生物生长要求温度为20- 40℃,但经过微生物镜检发现,30-40℃时自氧菌生长加快,而异氧菌生长相对较慢。由于降解各类有害物质的主要是异氧菌,因此,有些污水处理厂要通过加入消防水的方法保持曝气池温度在20-30℃。由于我厂生化池进行封闭,不需加温度控制措施。
3.3 溶解氧含量影响
在好氧条件下硝化反应才能进行,溶解氧浓度不仅影响硝化反应速率,而且影响其代谢产物。为满足正常的硝化反应,在活性污泥中,溶解氧的浓度至少不要小于2mg/ L,当溶解氧浓度低于0.5-0.7mg/L,硝化过程受到抑制。在炼油污水现场运行一台风机,溶解氧含量在2.0 mg/L左右,如果要保证溶解氧含量达到2.5 mg/L以上就需要运行两台风机,但是耗电量会相应增加。3.4 营养物的投加
由于进曝气池的污水氨氮含量较高,因此,不需要再加入尿素,而应加强磷盐的投加。一般保持BOD5,N,P 的质量比为100∶ 5∶1 即可。
3.5 污泥龄
污泥龄是废水硝化管理的重要控制指标。为了使硝化菌群能在连续流的系统中生存下来,系统的污泥龄必须大于自养型硝化菌的生长速率。否则,泥龄过短会导致硝化细菌的流失及硝化速率的降低。
3.6 有毒物质
有毒物质包括,重金属、蛋白质的沉淀剂(变性;与-SH结合而失活)、氰化物、H2S或硫化物、卤族元素及其化合物、酚、醇、醛、染料等有毒物质直接对硝化菌造成毒害和抑制,影响硝化反应催化酶的活性,从而抑制硝化反应的正常进行。
4 结束语
炼油污水中氨氮去除的影响因素,还有硝化液回流等其他因素,但是硝化液回流在现场调节时,一般变化不大,在此不做具体分析。通过以上分析,了解了氨氮去除的影响因素,在日常的生产中多关注这些指标的变化,正确分析判断出出水氨氮高的原因,及时采取调整措施,保证出水的持续稳定合格,为污水回用提供更加稳定优质的水源。
【关键词】氨氮?炼油污水?去除
1 概述
炼油污水主要来自于原油的直接蒸馏、重质油的裂化与蒸馏以及某些馏分的精制等过程中产生的生产废水。除一般有机物外,主要的污染物还有油脂、酚类、硫化物和氨氮等,其COD含量较高,难降解物质多,废水的pH变化较大,来水不稳定,经常出现出水氨氮高的现象,通过影响氨氮去除因素分析,找出根本原因,采取正确措施尽快调整水质,减少污水出水不合格次数,为污水回用提供更加穩定优质的水源。
2 污水中氨氮去除原理
生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。机理需要经过硝化和反硝化两个阶段。
硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌,它们利用废水中的碳源,通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下:
亚硝化:2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+硝化: 2NO2-+O2→2NO3-
在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例,其反应式为:
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
3 影响氨氮去除因素分析3.1 PH值的影响
pH值是氨氮硝化的决定性因素,生物体内的生化反应都是在酶的参与下进行的,酶反应需要合适的pH值范围,过高或过低的pH值会导致酶的失活,因此pH值对于硝化反应、反硝化反应的影响很大,一般硝化反应适宜pH值为7.5-8.5,反硝化反应的适宜pH值为6.5-7.5,为了满足要求PH最好在7.5左右。当pH值低于6或高于8时,反硝化反应受到强烈抑制。据资料表明,在硝化过程中,每氧化1gNH3-N需要消耗碱度7.14g(以CaCO3计),而在反硝化过程中每还原1gNO3-只产生3.5g(以CaCO3计)碱度。所以在反应进行时需要补充碱度防止pH值下降。在实际生产中,炼油污水生化池PH一般在7.0左右,如果要达到7.5还需要投加碱液,进行调整。3.2 温度的影响
微生物生长的全过程都完全取决于生化反应,而这些反应的速率又直接受温度的影响。在限值内,微生物的生长会随温度的增高而逐渐达到最大生长率,超过限值后,酶的活性会随温度升高迅速失活,微生物的生长率便很快下降。一般而言,温度在20-30℃时微生物生长很快,水处理效果也好,但当温度高于35℃或低于10℃时,微生物生长缓慢,水处理的效果变差,出水水质变坏。同时,温度也是影响氧转移速率的直接因素,随着温度的升高,水中溶解氧呈下降趋势,从而减缓了有机物的氧化分解,降低了系统的处理效率;促使氨的硝化过程不完全,造成亚硝酸盐的积累。
但近年来研究发现,通过控制温度并联合溶解氧作为控制参数,以亚硝酸盐途径进行硝化反硝化既可以提高废水的处理效率又能节省能源和减少容积。一般微生物生长要求温度为20- 40℃,但经过微生物镜检发现,30-40℃时自氧菌生长加快,而异氧菌生长相对较慢。由于降解各类有害物质的主要是异氧菌,因此,有些污水处理厂要通过加入消防水的方法保持曝气池温度在20-30℃。由于我厂生化池进行封闭,不需加温度控制措施。
3.3 溶解氧含量影响
在好氧条件下硝化反应才能进行,溶解氧浓度不仅影响硝化反应速率,而且影响其代谢产物。为满足正常的硝化反应,在活性污泥中,溶解氧的浓度至少不要小于2mg/ L,当溶解氧浓度低于0.5-0.7mg/L,硝化过程受到抑制。在炼油污水现场运行一台风机,溶解氧含量在2.0 mg/L左右,如果要保证溶解氧含量达到2.5 mg/L以上就需要运行两台风机,但是耗电量会相应增加。3.4 营养物的投加
由于进曝气池的污水氨氮含量较高,因此,不需要再加入尿素,而应加强磷盐的投加。一般保持BOD5,N,P 的质量比为100∶ 5∶1 即可。
3.5 污泥龄
污泥龄是废水硝化管理的重要控制指标。为了使硝化菌群能在连续流的系统中生存下来,系统的污泥龄必须大于自养型硝化菌的生长速率。否则,泥龄过短会导致硝化细菌的流失及硝化速率的降低。
3.6 有毒物质
有毒物质包括,重金属、蛋白质的沉淀剂(变性;与-SH结合而失活)、氰化物、H2S或硫化物、卤族元素及其化合物、酚、醇、醛、染料等有毒物质直接对硝化菌造成毒害和抑制,影响硝化反应催化酶的活性,从而抑制硝化反应的正常进行。
4 结束语
炼油污水中氨氮去除的影响因素,还有硝化液回流等其他因素,但是硝化液回流在现场调节时,一般变化不大,在此不做具体分析。通过以上分析,了解了氨氮去除的影响因素,在日常的生产中多关注这些指标的变化,正确分析判断出出水氨氮高的原因,及时采取调整措施,保证出水的持续稳定合格,为污水回用提供更加稳定优质的水源。