氨氧化工艺(AMOXP)处理高氨氮有机废水

某生物科技股份有限公司以玉米为原料，主要产品为味精、玉米淀粉、赖氨酸等，其生产废水具有COD浓度较高、水质水量变化大、可生化性好等特点。

1废水水质水量
根据公司提供的数据资料，废水处理站的水质水量如表1所示。

废水处理后的出水水质达到《味精工业水污染物排放标准》（GB19431—2008）。COD≤100mg/L，NH3-N≤20mg/L，总氮≤40mg/L，pH6~9。

2工艺流程
根据废水的水质水量情况，同时考虑到工程投资和运行管理费用，确定采用高效厌氧处理循环式颗粒污泥反应器（以下简称MQIC反应器）-高效生物脱氮氨氧化工艺（以下简称AMOXP）处理该废水，工艺流程如图1所示。

由图1可见，来自各生产车间的废水混合后进入污水处理站，首先经过格栅渠，隔离污水中的杂物后进入调节池，调节池起到均化水质水量的作用，提高后续生化工段的运行稳定性；废水在配水井内进行温度、pH的调整，通过泵提升至MQIC反应器，去除大部分COD，同时产生沼气；出水自流至氨氧化生物脱氮池，进行氨氮和总氮的降解去除，并深度降解COD，废水经过絮凝沉淀池时，水中投加少量混凝剂后，将少量浮泥和不易生化降解的COD去除，处理后的出水达标排放。

3主要处理构筑物及设备参数
3.1MQIC反应器
循环式颗粒污泥反应器，即MQIC反应器，结构示意如图2所示。

MQIC反应器：数量4座，钢筋混凝土基础，碳钢防腐罐体结构。基本原理是利用厌氧颗粒污泥降解废水中的有机污染物。MQIC反应器，具有如下的优点：（1）容积负荷高，水力停留时间短；（2）抗冲击负荷强；（3）避免固形物沉积，减少结垢；（4）基建投资省和占地面积小；（5）依靠沼气提升实现自身的内循环，减少能耗；（6）减少药剂投量，降低运行费用；（7）出水稳定性好。MQIC反应器尺寸为：D8m×20m，容积负荷为10kg/（m3?d），HRT为9.6h。每个MQIC反应器配有2台外循环泵，流量135m3/h，扬程10m。

3.2氨氧化生物脱氮池
氨氧化生物脱氮工艺，即AMOXP，结构示意如图3所示。

 AMOXP：1座，尺寸为77m×55m×5.3m，有效容积为19160m3，HRT为1.9d。配有6台鼓风机，型号为GRB-250-1180，风量60m3/min。整个池体分为36格，每格中有生物填料。传统的生物脱氮理论包括硝化和反硝化两个过程，分别由自养型硝化菌和异养型反硝化菌完成。传统生物脱氮工艺需要消耗大量的溶解氧、碳源，造成较高的运行成本〔3〕。AMOXP系统中，亚硝化细菌和厌氧氨氧化细菌进行协同作用，即亚硝化细菌在限氧的条件下利用氧气进行部分硝化作用，将部分NH4+-N氧化成NH2--N，在氧气消耗后的缺氧和厌氧条件下，厌氧氨氧化细菌将剩余的NH4+-N和转化的NH2-反应生成N2〔4〕。与其他脱氮工艺相比，AMOXP具有以下优势：（1）整个过程在同一反应器中进行，简化了工艺流程，减少了基建费用；（2）NH4+-N仅部分被氧化，且只需进行到NH2--N阶段，减少了供氧量，节省能耗；理论上可节约供氧62.5%；（3）亚硝化细菌和厌氧氨氧化细菌均为自养菌，因此不需要外加有机碳源，降低了运行成本；（4）只需要硝化50%的氨氮，硝化步骤只需要控制到亚硝化阶段，因此可以节约碱度50%；（5）总氮去除率高，可达90%以上。因此，AMOXP处理高氨氮有机废水经济可行。

但迄今为止，文献报道的AMOXP研究大多采用模拟废水或消化污泥分离液，尚未拓展至其他废水，也未发现工程规模的实例。笔者采用AMOXP对玉米深加工废水进行处理，开辟了AMOXP生物脱氮工艺在新领域的应用，更为工业废水脱氮处理提供了新的高效节能方法。

4工程调试
工程调试的重点在于MQIC反应器和氨氧化生物脱氮池的启动。

4.1MQIC反应器调试
接种污泥取自美泉环保其他工程中MQIC反应器所产的厌氧颗粒污泥，含水率为90%，投加量为反应器容积的20%，用清水注满MQIC反应器后，开始进水驯化。起始负荷控制在1kg/（m3?d），连续进水，当厌氧处理效率达到80%以上，稳定运行2~3d后再提高负荷，每次提高1.0~1.5kg/（m3?d）。MQIC反应器调试运行期间变化如表2所示。

工程共用17d成功启动MQIC反应器，稳定运行容积负荷为7.5kg/（m3?d）。

4.2氨氧化生物脱氮池调试
将企业原污泥压滤机的泥饼投入氨氧化生物脱氮池，使初始MLSS为3000mg/L。配合MQIC反应器负荷提升的进行，MQIC反应器的出水直接进入氨氧化生物脱氮池，并进行污泥回流和污水回流，控制池中的DO在0.5~1.5mg/L，逐步实现亚硝化菌和厌氧氨氧化菌的共生。氨氧化生物脱氮池调试情况如图4所示。

由图4可见，启动初期，COD的去除率较低，大概在78%左右，随着调试的进行，去除率逐渐升高，可达90%左右，出水水质趋于稳定，出水COD在100~120mg/L。氨氮的出水一直比较稳定，去除率保持在98%以上，说明氨氧化生物脱氮池对氨氮的去除效果很好。

5运行情况
该工程建设完工后经调试，目前已运行近2a，废水处理效果如表3所示。

该工程总投资额为2814万，其中土建费用为1090万，设备费用为251万，运行费用为1.14元/m3，其中电费0.73元/m3，人工费用0.06元/m3，药剂费用0.35元/m3。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

6结论和建议
（1）采用调节池-MQIC反应器-氨氧化生物脱氮池-絮凝沉淀池工艺处理味精废水，运行结果表明：出水COD低于100mg/L，氨氮低于6mg/L，总氮低于40mg/L，pH和SS都满足排放要求。

（2）采用MQIC高效厌氧反应器可以降解大部分COD，COD去除率75%~85%；氨氧化生物脱氮池（AMOXP）在工程中实现稳定运行，氨氮去除率99%以上，TN去除效果好，能耗节约50%以上，大大降低了污水处理站运行费用。

（3）AMOXP可以在其他高氨氮废水中推广应用，节能降耗，实现氮的无害化循环。

（4）该工程造价比国内外同类企业低3~5倍，且运行稳定，操作简便，其社会效益、环境效益、经济效益明显，值得全面推广。

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