氨氧化工藝(AMOXP)處理高氨氮有機廢水

某生物科技股份有限公司以玉米為原料，主要產(chǎn)品為味精、玉米淀粉、賴(lài)氨酸等，其生產(chǎn)廢水具有COD濃度較高、水質(zhì)水量變化大、可生化性好等特點(diǎn)。

1廢水水質(zhì)水量
根據公司提供的數據資料，廢水處理站的水質(zhì)水量如表1所示。

廢水處理后的出水水質(zhì)達到《味精工業(yè)水污染物排放標準》（GB19431—2008）。COD≤100mg/L，NH3-N≤20mg/L，總氮≤40mg/L，pH6~9。

2工藝流程
根據廢水的水質(zhì)水量情況，同時(shí)考慮到工程投資和運行管理費用，確定采用高效厭氧處理循環(huán)式顆粒污泥反應器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)MQIC反應器）-高效生物脫氮氨氧化工藝（以下簡(jiǎn)稱(chēng)AMOXP）處理該廢水，工藝流程如圖1所示。

由圖1可見(jiàn)，來(lái)自各生產(chǎn)車(chē)間的廢水混合后進(jìn)入污水處理站，首先經(jīng)過(guò)格柵渠，隔離污水中的雜物后進(jìn)入調節池，調節池起到均化水質(zhì)水量的作用，提高后續生化工段的運行穩定性；廢水在配水井內進(jìn)行溫度、pH的調整，通過(guò)泵提升至MQIC反應器，去除大部分COD，同時(shí)產(chǎn)生沼氣；出水自流至氨氧化生物脫氮池，進(jìn)行氨氮和總氮的降解去除，并深度降解COD，廢水經(jīng)過(guò)絮凝沉淀池時(shí)，水中投加少量混凝劑后，將少量浮泥和不易生化降解的COD去除，處理后的出水達標排放。

3主要處理構筑物及設備參數
3.1MQIC反應器
循環(huán)式顆粒污泥反應器，即MQIC反應器，結構示意如圖2所示。

MQIC反應器：數量4座，鋼筋混凝土基礎，碳鋼防腐罐體結構�；�本原理是利用厭氧顆粒污泥降解廢水中的有機污染物。MQIC反應器，具有如下的優(yōu)點(diǎn)：（1）容積負荷高，水力停留時(shí)間短；（2）抗沖擊負荷強；（3）避免固形物沉積，減少結垢；（4）基建投資省和占地面積��；（5）依靠沼氣提升實(shí)現自身的內循環(huán)，減少能耗；（6）減少藥劑投量，降低運行費用；（7）出水穩定性好。MQIC反應器尺寸為：D8m×20m，容積負荷為10kg/（m3?d），HRT為9.6h。每個(gè)MQIC反應器配有2臺外循環(huán)泵，流量135m3/h，揚程10m。

3.2氨氧化生物脫氮池
氨氧化生物脫氮工藝，即AMOXP，結構示意如圖3所示。

 AMOXP：1座，尺寸為77m×55m×5.3m，有效容積為19160m3，HRT為1.9d。配有6臺鼓風(fēng)機，型號為GRB-250-1180，風(fēng)量60m3/min。整個(gè)池體分為36格，每格中有生物填料。傳統的生物脫氮理論包括硝化和反硝化兩個(gè)過(guò)程，分別由自養型硝化菌和異養型反硝化菌完成。傳統生物脫氮工藝需要消耗大量的溶解氧、碳源，造成較高的運行成本〔3〕。AMOXP系統中，亞硝化細菌和厭氧氨氧化細菌進(jìn)行協(xié)同作用，即亞硝化細菌在限氧的條件下利用氧氣進(jìn)行部分硝化作用，將部分NH4+-N氧化成NH2--N，在氧氣消耗后的缺氧和厭氧條件下，厭氧氨氧化細菌將剩余的NH4+-N和轉化的NH2-反應生成N2〔4〕。與其他脫氮工藝相比，AMOXP具有以下優(yōu)勢：（1）整個(gè)過(guò)程在同一反應器中進(jìn)行，簡(jiǎn)化了工藝流程，減少了基建費用；（2）NH4+-N僅部分被氧化，且只需進(jìn)行到NH2--N階段，減少了供氧量，節省能耗；理論上可節約供氧62.5%；（3）亞硝化細菌和厭氧氨氧化細菌均為自養菌，因此不需要外加有機碳源，降低了運行成本；（4）只需要硝化50%的氨氮，硝化步驟只需要控制到亞硝化階段，因此可以節約堿度50%；（5）總氮去除率高，可達90%以上。因此，AMOXP處理高氨氮有機廢水經(jīng)濟可行。

但迄今為止，文獻報道的AMOXP研究大多采用模擬廢水或消化污泥分離液，尚未拓展至其他廢水，也未發(fā)現工程規模的實(shí)例。筆者采用AMOXP對玉米深加工廢水進(jìn)行處理，開(kāi)辟了AMOXP生物脫氮工藝在新領(lǐng)域的應用，更為工業(yè)廢水脫氮處理提供了新的高效節能方法。

4工程調試
工程調試的重點(diǎn)在于MQIC反應器和氨氧化生物脫氮池的啟動(dòng)。

4.1MQIC反應器調試
接種污泥取自美泉環(huán)保其他工程中MQIC反應器所產(chǎn)的厭氧顆粒污泥，含水率為90%，投加量為反應器容積的20%，用清水注滿(mǎn)MQIC反應器后，開(kāi)始進(jìn)水馴化。起始負荷控制在1kg/（m3?d），連續進(jìn)水，當厭氧處理效率達到80%以上，穩定運行2~3d后再提高負荷，每次提高1.0~1.5kg/（m3?d）。MQIC反應器調試運行期間變化如表2所示。

工程共用17d成功啟動(dòng)MQIC反應器，穩定運行容積負荷為7.5kg/（m3?d）。

4.2氨氧化生物脫氮池調試
將企業(yè)原污泥壓濾機的泥餅投入氨氧化生物脫氮池，使初始MLSS為3000mg/L。配合MQIC反應器負荷提升的進(jìn)行，MQIC反應器的出水直接進(jìn)入氨氧化生物脫氮池，并進(jìn)行污泥回流和污水回流，控制池中的DO在0.5~1.5mg/L，逐步實(shí)現亞硝化菌和厭氧氨氧化菌的共生。氨氧化生物脫氮池調試情況如圖4所示。

由圖4可見(jiàn)，啟動(dòng)初期，COD的去除率較低，大概在78%左右，隨著(zhù)調試的進(jìn)行，去除率逐漸升高，可達90%左右，出水水質(zhì)趨于穩定，出水COD在100~120mg/L。氨氮的出水一直比較穩定，去除率保持在98%以上，說(shuō)明氨氧化生物脫氮池對氨氮的去除效果很好。

5運行情況
該工程建設完工后經(jīng)調試，目前已運行近2a，廢水處理效果如表3所示。

該工程總投資額為2814萬(wàn)，其中土建費用為1090萬(wàn)，設備費用為251萬(wàn)，運行費用為1.14元/m3，其中電費0.73元/m3，人工費用0.06元/m3，藥劑費用0.35元/m3。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

6結論和建議
（1）采用調節池-MQIC反應器-氨氧化生物脫氮池-絮凝沉淀池工藝處理味精廢水，運行結果表明：出水COD低于100mg/L，氨氮低于6mg/L，總氮低于40mg/L，pH和SS都滿(mǎn)足排放要求。

（2）采用MQIC高效厭氧反應器可以降解大部分COD，COD去除率75%~85%；氨氧化生物脫氮池（AMOXP）在工程中實(shí)現穩定運行，氨氮去除率99%以上，TN去除效果好，能耗節約50%以上，大大降低了污水處理站運行費用。

（3）AMOXP可以在其他高氨氮廢水中推廣應用，節能降耗，實(shí)現氮的無(wú)害化循環(huán)。

（4）該工程造價(jià)比國內外同類(lèi)企業(yè)低3~5倍，且運行穩定，操作簡(jiǎn)便，其社會(huì )效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟效益明顯，值得全面推廣。