高浓度脂肪胺废水处理工艺

Posted 2023-01-13 脂肪

篇首语：笛里谁知壮士心，沙头空照征人骨。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了高浓度脂肪胺废水处理工艺相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

随着产业规模的扩大和人类活动的加剧，生活污水和工业废水的排放量迅速增加，导致水质严重恶化。目前主要采用生化法、离子交换法、折点加氯法、气提法和吹脱法等进行废水脱氮。高浓度脂肪胺废水中含有氨氮及脂肪胺，对于该类废水常采用吹脱耦合生化处理工艺，但是由于此类废水中不仅含有无机氨氮还含有很多脂肪胺，吹脱对于脂肪胺去除效果很差。

针对此情况，本研究通过物化和生化相结合方法综合治理该类废水，物化处理工艺采用催化吹脱，该工艺在吹脱装置中添加自制活性催化剂，该催化剂是将多种过渡金属离子负载在颗粒活性炭上通过高温煅烧而成，经过吹脱处理后废水氨氮浓度极大降低，吹脱出氨氮采用酸液吸收利用，催化吹脱后废水投加脱氮微生物菌剂，采用兼氧- 好氧(A/O) 工艺降解废水中未被吹脱的剩余氨氮及有机氮，出水各项指标均低于国家污水综合排放一级标准。

1 试验部分

1. 1 试验设备

吹脱设备为有机玻璃自制装置，带有微孔曝气器和电磁式空气泵。A/O 试验装置由碳钢制作，设计处理水量为20 L/h，系统由缺氧池、好氧池、沉淀池三部分组成，有效容积分别为192，600，160 L，混合液回流比为3，沉淀池污泥回流比为60%。

1. 2 废水水质

试验用脂肪胺废水取自江苏某生产脂肪胺产品企业，pH 值为9. 5，ρ(COD) 为2 000～3 000 mg/L，ρ(NH3-N) 为2 324 mg/L，ρ(TKN) 为3 860 mg/L。

1. 3 分析方法

试验需分析指标有: COD、NH3-N、TKN、pH 值。分析方法均采用国家标准方法。

1. 4 试验方法

1. 4. 1脂肪胺催化吹脱处理试验

首先调节废水pH 值到合适范围并投加少量的ClO2溶液，然后将催化剂按照一定的比例投加于吹脱装置中，在一定温度下用空气压缩机曝气处理，出水进行生化处理，吹脱出的氨氮采用无机酸液吸收。

1. 4. 2吹脱处理后废水A/O 试验

以A/O 为工艺，采用脱氮微生物菌剂，对经过催化吹脱处理高氨氮脂肪胺废水进行连续生化试验，通过稀释方法，不断加大氨氮浓度，增强菌株的适应性，最后全部加入吹脱后脂肪胺废水，使工艺全负荷运行。

2 结果与讨论

2. 1 体系pH 值对吹脱处理效果的影响

在吹脱温度为50 ℃，吹脱时间为2 h，ClO2投加量为10 mg/L，气水体积比为3 000∶1，催化剂投加量为5%，调节脂肪胺废水pH 值，考察吹脱前后脂肪胺废水TKN 去除率，试验结果如图1 所示。

由图1 可知: 随着废水体系pH 值增大，吹脱前后TKN 去除率呈现不断上升最后趋于稳定的趋势。由反应式

2. 2 体系温度对吹脱处理效果的影响

在吹脱pH 值为11，吹脱时间为2 h，ClO2投加量为10 mg/L，气水体积比为3 000∶1，催化剂投加量为5%，调节脂肪胺废水不同温度，考察吹脱前后脂肪胺废水TKN 去除率，试验结果如图2 所示。

由图2 可知: 随着废水体系温度增高，TKN 去除率不断增大，50℃时已超过80%。这是因为，反应式

2. 3 吹脱时间对处理效果的影响

在吹脱温度为50 ℃，吹脱pH 值为11，ClO2投加量为10 mg/L，气水体积比为3 000∶1，催化剂投加量为5%，调节吹脱时间，考察吹脱前后脂肪胺废水TKN 去除率，试验结果如图3 所示。

由图3 可知: 随着废水体系吹脱时间的延长，吹脱前后TKN 去除率呈现不断上升最后趋于稳定的趋势，说明2 h 后氨气在气、液两相达到平衡，考虑到工程运行，吹脱最佳时间确定为2 h。

2. 4 催化剂投加量对处理效果的影响

在吹脱温度为50 ℃，吹脱时间为2 h，吹脱pH值为11，ClO2投加量为10 mg/L，气水体积比为3 000∶1，改变催化剂的投加量，考察吹脱前后脂肪胺废水TKN 去除率，试验结果如图4 所示。

由图4 可知: 随着催化剂投加量的增大，对脂肪胺催化吹脱速率迅速增大，脂肪胺转化为低分子氨速率也随着增大，TKN 去除率迅速增大，当催化剂投加量超过5%时去除效果趋于稳定，因此催化剂的最佳投加量确定为5%。

2. 5 吹脱最佳工艺条件下平行试验情况

吹脱最佳工艺条件为: 温度为50 ℃，时间为2 h、pH 值为11，ClO2为投加量为10 mg/L，气水体积比为3 000∶1，催化剂投加量为5%，在该条件下对原水ρ(TKN) = 3 860 mg/L 脂肪胺废水进行平行试验，试验结果如表1 所示。

表1 吹脱最佳工艺条件下平行试验情况

由表1 可知: 在最佳工艺参数下对脂肪胺废水进行6 次平行试验，吹脱对TKN 去除率均大于80%，TKN 平均去除率为83%，效果良好，说明所用的吹脱催化剂对该废水的处理效果显著。

2. 6 不同吹脱出水氨氮浓度对A/O 脱氮系统运行效果影响

图5 为系统进行短程硝化反硝化稳定运行后，通过改变经过吹脱后脂肪胺废水氨氮浓度，研究不同氨氮浓度对短程生物脱氮系统运行效果影响。

从图5 可知: 随着进水氨氮浓度提高(从500～700 mg/L)，系统维持短程硝化反硝化生物脱氮，出水氨氮浓度一直稳定在3 mg/L 以下，系统对高浓度氨氮废水具有良好的处理效果。一般认为，氨氮浓度和亚硝酸盐浓度过高时会对微生物产生毒害和抑制作用，但是该生物脱氮系统可在氨氮浓度为700 mg/L的条件下稳定运行，在该条件下出水氨氮稳定达标，缺氧池大量异养型微生物对毒性有机物的降解为后续短程硝化工艺顺利实施提供了保证。。

3 结论

1) 对脂肪胺废水催化吹脱最佳工艺条件为: 当温度为50 ℃，时间为2 h，pH 值为11，ClO2投加量为10 mg/L，气水体积比为3 000∶1，催化剂投加量为5%时，进水ρ(TKN) ＞ 2 000 mg/L，脂肪胺废水处理TKN 去除率达83%左右。

2) 采用A/O 主体工艺对经过催化吹脱处理的脂肪胺废水进行短程硝化反硝化生化处理试验，出水ρ(NH3-N) ≤15 mg/L。处理效果显著、稳定，为工程应用提供依据。