污水回用中COD和氨氮的去除方法詳解

對污水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水的水質指標進行了分析并提出了部分建議水質指標，對污水回用工程中涉及的COD、氨氮深度去除工藝進行了探討，針對回用目標提出了建議處理方法。

1、概述

隨著社會經濟的高速發(fā)展，有限的水資源越來越不能滿足迅速增加的用水要求，造成了工農業(yè)和居民用水的嚴重緊缺現象，國內外都在為解決這一矛盾開發(fā)新的水資源，污水回用也相應的成為國內外研究的重點。石化行業(yè)是用水大戶，也是排水大戶，具備污水回用的基本條件，近年來逐漸得到有關部門的重視，有關企業(yè)也進行了很多試驗研究，取得了不少成果，行業(yè)內污水回用的時機也逐漸成熟，可以預計，在不久的將來會迎來污水回用的大發(fā)展。

根據污水回用的目的，有用作生活雜用水、生產直流冷卻水和循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水等多種途徑，從用水量上看，以循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水為zui大，因此這一回用目標也成為研究的重點，國內多家石化企業(yè)已經對煉油污水回用于循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水進行了多年的試驗，證明采用合適的水質穩(wěn)定配方和合適的深度處理工藝，可以達到循環(huán)冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。以下就生產污水經二級生化處理后回用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水的深度處理工藝進行分析。

2、污水回用水質指標

污水回用作為循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補充水時，再生水水質指標應結合循環(huán)冷卻系統(tǒng)的運行來考慮。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，由于補充水水質的原因，通常會產生結垢、腐蝕和大量微生物繁殖的問題，其中腐蝕和微生物的大量繁殖又是關聯的，對循環(huán)冷卻系統(tǒng)水質的控制也是從解決這三個問題入手。目前各企業(yè)循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水基本上是采用清凈地表水、地下水或自來水，而且各自都形成了較完善的水質穩(wěn)定控制方法，將補充水更換為再生污水后，運行中可能出現的問題可以通過對補充水水質成分變化進行分析得出。

一般情況下，再生污水同其它清凈水源相比存在以下特征:

(1)總溶解性固體較高;

(2)COD、BOD5濃度高;

(3)氨氮濃度高;

(4)細菌群落數量多，懸浮物濃度較高。

總溶解性固體高時會使系統(tǒng)的腐蝕傾向增大，其中的鈣、鎂離子含量高時可能產生結垢;當補充水的有機物濃度(COD，BOD5)和氨氮濃度較高時，微生物可能在循環(huán)系統(tǒng)內大量繁殖，進而產生微生物粘垢，如粘垢粘附在管壁或換熱器壁上，會產生局部的腐蝕;如補充水中異養(yǎng)菌群數量大，則相當于為系統(tǒng)中微生物的繁殖提供了大量的接種菌群，為微生物粘泥的產生創(chuàng)造了條件，為此在污水回用工程中應對上述指標進行針對性的分析。

對于補充水總溶解性固體，各企業(yè)的控制標準不一，低者500mg/L，高者1000mg/L，石化企業(yè)一般控制在較低范圍內，也有研究[1]表明，當總溶解固體在850mg/L左右時，循環(huán)冷卻系統(tǒng)仍可穩(wěn)定運行，建議循環(huán)系統(tǒng)補充水總溶解固體的上限值采用1000mg/L，超出此值應采取除鹽措施。關于COD標準，美國水污染控制協會建議值為75mg/L，我國研究人員提出一類標準為40mg/L，二類標準為60mg/L，還有些企業(yè)提出20mg/L的指標。相關研究表明，石油化工二級處理的污水經深度處理后(COD平均為44mg/L)回用于循環(huán)水時，微生物的生長繁殖狀況與自來水相近，沒有出現大量繁殖的情況。主要原因是回用水中有機物不易被微生物降解，即不能作為微生物代謝的碳源，因此不必對回用水的COD提出過高的要求，建議采用40mg/L。對于BOD5，由于可直接作為微生物基質，建議采用較低值5mg/L。關于氨氮指標，國內外有二種建議值，即3mg/L和1mg/L，建議采用1mg/L。研究表明，對于深度處理后的回用水，即使補充水中異養(yǎng)菌群數量很大，同自來水作補充水相比，并沒有產生微生物的大量增殖，采用合適的殺菌劑*可以控制，而且污水回用處理中，混凝沉淀+過濾作為zui基本操作單元，在去除懸浮物的同時可以將大量的細菌去除，因此對異養(yǎng)菌數目不必提出專門的控制指標。

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3、污水回用處理方法

在污水回用處理中，除鹽工藝由于成本高很少涉及，此處不作分析，懸浮物、濁度和石油類可以通過混凝沉淀、過濾工藝去除并達標，因此重點解決的問題就是COD和氨氮的去除，下面僅就這二個問題進行討論。

3.1COD的去除

一般情況下，經過二級生化處理后的污水中COD濃度已經降到100mg/L以下，BOD5濃度更低，針對這種水質特點，目前采用的深度處理方法有生化法、活性炭吸附法和臭氧預處理+生化法等。

3.1.1生化處理方法

采用生化處理方法時，由于基質的限制，微生物增長緩慢，如果采用普通的活性污泥工藝，生長很慢的活性污泥將隨水流流出，曝氣池中的污泥濃度很低，達不到理想的處理效果，因此對二級生化出水一般不采用活性污泥法，而是采用對微生物具有較強固著能力的生物膜法。與普通二級生化處理中的生物膜法不同的是，對污水進行深度處理時對填料的選擇應更慎重，主要考慮的指標是填料的掛膜性能，采用普通的軟性、半軟性塑料或纖維填料時，由于其掛膜性能較差，難以達到預期的處理效果。研究表明，采用生物陶粒填料的接觸氧化工藝可以取得很好的處理效果，對于煉油污水，出水的COD可穩(wěn)定在40mg/L以下。遼寧盤錦瀝青股份有限公司采用生物陶粒接觸氧化處理生產污水并將處理后污水回用作循環(huán)系統(tǒng)補水已經成功的運行了近2年，效果良好。因此采用生物陶粒為載體的生物膜法是深度去除COD的成功工藝。

應說明的是，生化方法所能夠去除的主要是二級出水中可以生化降解的有機物，對于生化難降解的有機物是不起作用的。