A/O生物流化床工艺处理催化剂废水
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摘要：本试验通过将曝气生物流化床工艺(ABFT)改为A/O生物流化床工艺来提高催化剂废水的处理效果。试验证明选用硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料易挂膜、负荷高、稳定性好、生物活性高、去除有机物及氨氮效果好等优点。在设计进水水量为30m3/h下，出水氨氮和CODcr均达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准，在对装置进行水量冲击负荷试验发现，装置受到冲击负荷后，其出水氨氮和CODcr均能达标排放，说明A/O生物流化床工艺对催化剂废水氨氮和CODcr的去除效果较好，且抗冲击负荷能力强。
关键词：催化剂废水；A/O；生物流化床；
中图分类号：X703 文献标识码：A
1 前言
兰州石化公司已建有污水处理设施，接纳催化剂厂排放生产污水和炼油系统排出的含硫污水，处理规模650m3/h。该污水具有水量变化大、酸碱度高、悬浮物高、氨氮浓度高、C/N比值较低以及冲击负荷高等特点，此废水先采用格栅、均质、中和、调节、加药混凝、初级沉淀池等工艺措施进行预处理后，再采用ABFT工艺进行生化法处理后达标排放。
由于原有的ABFT工艺中投加的生物填料磨损严重，处理效果难以保证；且生物载体开孔度不高，加之曝气作用导致载体浮力过大，载体在上拦截网的挤压下变形严重，甚至板结硬化，同时造成碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐在拦截网即载体表面结垢，微生物结膜，造成气、水阻塞，处理效果下降。因此急需改进现有的生化工艺来满足废水的达标排放，本试验将单纯的生物膜法改为泥膜联用，曝气生物流化床工艺(ABFT)改为A/O生物流化床工艺来提高催化剂废水的处理效果。
2 试验
2.1试验目的
本试验通过采用A/O生物流化床工艺，来提高催化剂废水氨氮和有机物的处理效果，并且达标排放。
2.2试验水质
设计进水量30m3/h，生化阶段进出水水质见表2-1。
表2-1生化池进出水水质单位：mg/L
项目 CODcr NH3-N SS
设计进水质 ≤300 mg/L ≤180mg/L ≤200mg/L
设计出水质 ≤60 mg/L ≤15mg/L ≤70mg/L
2.3试验生物填料
本试验选用硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料，它采用科学配方将高分子材料进行改性，添加特定数量抗氧化剂和水溶性高分子材料制成特殊几何结构的生物载体,使其具有巨大的表面积、易挂膜、负荷高、稳定性好、生物活性高、去除有机物及氨氮效果好等优点。
2.4试验方法
表2.2 试验方法
序号 项目 试验方法
1 CODcr 重铬酸钾法
2 NH3-N 纳氏试剂分光光度法
3 试验分析
3.1填料挂膜及调试阶段
针对本试验的特点，污泥培养可采用连续培养驯化的方法。接种污泥拟取兰州石化公司炼油污水处理部含硫催化剂废水处理工艺现有ABFT池1和8廊道沉淀池污泥。
3.1.1填料挂膜
由于采用的是原有催化剂废水处理工艺A1、A8廊道回流污泥，因此污泥的培养时间很短。当沉淀池的出水较清澈，且氧化池进出水CODcr去除率＞60％时，可认为生物膜的培养基本结束。当污泥培养成功之后，即可进行污泥驯化阶段。采用逐级增大催化剂废水处理量的方式。观察出水水质情况，若沉淀池的出水较清澈，加大提升泵出水水量，重复以上步骤，直至达到满负荷，当处理水量达到满负荷，水质亦能达标时，驯化阶段结束。进入试运行阶段。
3.1.2填料挂膜前后对比
硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜10天后填料表面的变化情况如下图3.1和3.2所示。
图3.1 填料挂膜前 图3.2 填料挂膜后
由上图我们可以清楚看到硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜前后填料表面明显的变化，与挂膜前相比，填料表面附着不同程度的微生物，由此可以说明，挂膜效果较好。
3.1.3挂膜调试阶段运行效果分析
1）挂膜调试阶段氨氮处理效果分析如下图3.3所示：
图3.3 填料挂膜阶段氨氮处理效果
由上图可以看到，在填料挂膜调试阶段，在逐渐增加进水量的情况下，出水氨氮浓度都在1mg/L左右，达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准，说明硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜效果较佳。
2）挂膜调试阶段CODcr处理效果分析如下图3.4所示：
图3.4 填料挂膜阶段CODcr处理效果
由上图可以看到，在填料挂膜调试阶段，进水量在不断的增加，而出水CODcr都在60-70mg/L之间波动，出水达到国家《污水综合排放标准》二级排放标准，由于是在挂膜阶段，所以出水CODcr较不稳定。
3.2稳定运行阶段
3.2.1稳定运行阶段氨氮处理效果分析
稳定运行阶段氨氮处理效果分析如下图3.5所示：
图3.5 稳定运行阶段氨氮处理效果
由上图可以看到，当进水量控制在设计值30m3/h，且在水质较稳定的情况下，出水氨氮浓度基本都保持在1mg/L左右，出水达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准。由于废水中的氮主要为氨氮，在亚硝化及硝化菌的作用下，氨氮进一步分解氧化为亚硝酸及硝酸盐氮，氨氮得以去除。
3.2.2稳定运行阶段CODcr处理效果分析
稳定运行阶段CODcr处理效果分析如下图3.6所示：
图3.6 稳定运行阶段CODcr处理效果
由上图可知，在进水量恒定的情况下，水质有不同程度的波动，但是出水CODcr基本保持在50mg/L左右，出水CODcr达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准。比填料挂膜调试阶段，出水CODcr有所降低，处理效果明显，说明该装置对催化剂废水有机物的去除效果较好。
3.3大流量运行下处理效果分析
3.3.1大流量运行下氨氮处理效果分析
大流量运行下氨氮处理效果分析如下图3.7所示：
图3.7 大流量运行下氨氮处理效果
该装置处理水量控制在40m3/h时，其出水氨氮浓度在5mg/L以下。在7月18号这日，由于进水氨氮突然升高，导致装置受到冲击，但是由图可以看到，装置在运行一天后就恢复了原有的处理能力，说明A/O生物流化床工艺抗氨氮冲击负荷能力较强。
3.2.2 大流量运行下CODcr处理效果分析
大流量运行下CODcr处理效果分析如下图3.7所示：
图3.8 大流量运行下CODcr处理效果
在达到设计进水量为30m3/h要求的前提下，对装置进行流量冲击负荷试验发现，装置受到冲击负荷后，其出水CODcr在60mg/L左右浮动，说明A/O生物流化床工艺抗有机物冲击负荷能力较强。
4 结论
1）在填料挂膜调试阶段，出水氨氮和CODcr均达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准，说明硬质聚乙烯材质新型微生物膜载体填料挂膜效果较佳。
2）在进水量恒定的情况下，进水水质有不同程度的波动，但是出水氨氮和CODcr均达到国家《污水综合排放标准》一级排放标准，说明A/O生物流化床工艺对催化剂废水氨氮和有机物的去除效果较好。
3）对装置进行水量冲击负荷试验发现，装置受到冲击负荷后，其出水氨氮和CODcr均能达标排放，说明A/O生物流化床工艺抗冲击负荷能力较强。