污泥干化冷凝废水处理工程实例

摘    要：污泥干化处置过程中产生的干化冷凝废水，具有高氨氮、高化学耗氧量（以下简称CODcr）、可生化性较差的特点。通过设置氨氮吹脱预处理，降低氨氮，投加营养元素和混合项目其他可生化性废水提高可生化性，最后通过高级厌氧生化反应处理系统降低水质参数r，运行效果达到预期。具有良好的环境效益和经济效益。

关键词：干化冷凝废水 高氨氮 高化学耗氧量 可生化性差 氨氮吹脱 高级厌氧生化反应

1  引言

污泥干化适用于各种废水污泥处置，包括难以处置的剩余活性污泥[1]。针对浙江某污泥处置工程研究，其干化冷凝废水采用两级吹脱的预处理工艺，再结合高级厌氧生化处理工艺，投加碳源提高废水的可生化性和混合其他生活污水降低成本的的处理方式。

2  污泥干化废水水质及接管标准

污泥干化会产生大量的冷凝废水。由于高温下污泥中微生物裂解，使得冷凝水中含有大量的有机物和氨氮。通过对污泥干化废水和厂区其他废水的水质检测分析显示。

表1  进出水水质

[废水类别 日废水 COD（mg/L） BOD（mg/L） 氨氮（mg/L） SS

（mg/L） pH 干化废气冷凝废水 360.0 9560.0 50.0 1450.0 149.0 5.3～6.5 其他废水 12.7 308.8 52.7 7.4 213.9 7 出水指标 [≤]1000 [≤]60 [≤]200 6～9 ]

3  处理工艺

预处理通过调二级吹脱降低约80%。厌氧反应是污泥废水处置的一种常用方法[2]。预处理后的干化废气冷凝废水与其他废水混合，综合废水采用高级厌氧大幅降低COD。

3.1  预处理

氨氮吹脱塔能够有效的去除水中的氨氮[3]，工艺流程如图1。

干化废气冷凝废水主要污染指标为氨氮指标，原水氨氮为1450mg/L，先进行吹脱处理，吹脱的氨氮采用氨吸收塔进行收集，收集氨水可以作为农用肥料或其它工业用途。在废水进行氨吹脱前，先将pH调节至11～12为宜[4]，通过塔内填面表面进行气液交换，将废水中的氨氮吹脱至大气中，含氨的气体进入氨吸收塔进行吸收形成硫酸铵，收集进行经济利用。

3.2  吹脱塔设计选型

吹脱塔采用多面空心球填料，材质FRP。

3.2.1  一级吹脱塔选型

吹脱气水比宜为4500m3/h（m3·h）～5500m3/h（m3·h）[5]，考虑经济效益和处理效果以及项目参数后实际采用：一级吹脱塔设计处理水量：15m3/h，气水比：4500，吹脱气量为67500m3/h，空塔流速2m/s，吹脱塔面积9.375m2，吹脱塔直径3500mm，吹脱时间设置40min，填料高度为1.5m，吹脱塔总高度6.4m。其中：

[A=Q3600×V]                                            （1）

式中：

A——吹脫塔面积，m2;

Q——吹脱气量，m3/h;按照67500m3/h设计;

V——空塔流速，m/s;按照2m/s设计。

3.2.2  二级吹脱塔选型

二级吸收塔设计处理水量：15m3/h，气水比：3000，吹脱气量为45000m3/h，空塔流速2m/s，吹脱塔面积6.25m2，吹脱塔直径2800mm，吹脱时间设置40min，填料高度为1.5m，吹脱塔总高度6.4m，计算详见公式（1）。

3.2.3  吸收塔设计选型

两级吹脱气体进入吸收塔用酸吸收，形成硫酸铵废水，混合气体的处理量为112511m3/h，其中氨体积分数为0.01%，吸收塔规格Ф3000[×]6400mm。

4  综合废水处理

预处理后汇入其它废水（生活污水、冲洗废水）一并进行生化处理，以此降低低成本的运行环境下将COD、氨氮及总氮指标控制在纳管标准以下。

进入好氧生化处理之前采用高级厌氧+好氧反应器+二沉池处理工艺，系统设置24小时连续工作，主体工艺设施按385m3/d，16m3/h配套，综合废水处理工艺如图2。

其中厌氧反应可以去除大部分有机污染物质，降低后续污泥负荷，厌氧反应器停留时间43h，尺寸：17m[×]9m[×]5m ， 有效水深4.5m，数量：1座，总有效容积688.5m3。

[V=Q×S01000×NV]                                             （2）

式中：

V——反应器有效容积，m3;

Q——厌氧反应器设计流量，按照385m3/d设计;

NV——容积负荷，kgCODcr/（m3·d），按照6kgCODcr/（m3·d）[5]设计;

S0——厌氧反应器进水有机浓度，mgCODcr/L，按照10530.32mgCODcr/L设计。

通过预处理、生化处理和混凝沉淀后主要指标出水水质见表2。

当进入反应池的BOD5/总凯氏氮（TKN）小于4时，宜在缺氧池（区）中投加碳源[6]。 综合废水的BOD5浓度参数为57.06mg/L，NH3-N浓度参数为301.76mg/L。该水质无法满足后续生化硝化、反硝化过程中消耗的营养元素（碳源），需要额外投加碳源。投加量计算：按照BOD5：N=5：1 ，CM=5N[7]比例碳源投加量，根据BOD与氨氮的关系BOD进水浓度=5（Nk-60）mg/L。

5  结束语

针对污泥干化处置过程中产生的干化冷凝废水的特点，采用了二级吹脱有效的降低氨氮含量，其氨氮吸收液回用;再通过高级厌氧降低COD，投加碳源和混合生活污水提供可生化性，硝化反硝化降低氨氮含量。经过对其去除效果的分析，可知氨氮吹脱加硝化反硝化是处理高浓度氨氮废水的一种高效处理方式，后续生化通过混合生活污水加碳源提高污水的可生化性是既经济又有效的方法。

参考文献：

[1] 韩洪军.污水处理构筑物设计与计算[M] .哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002.

[2] 岳培恒，安洪光，宋学平，等.处理高氨氮废水吹脱塔的设计和运行[J].化工技术与开发，2013（7）：57～58.

[3] 冯权识.关于氨氮废水吹托处理的温度与pH值的选择.工程技术（建筑），2015（14）：113.

[4] 杨健，吴一繁，陈杰.气水比对废水吹脱除氮效果的影响[J].四川环境，2000（1）：33～36.

[5] HJ 2013-2012.升流式厌氧污泥床反应器污水处理工程技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2012（8）.

[6] HJ 576-2010.厌氧-缺氧-好氧活性污泥法污水处理工程技术规范[S].北京：中国环境科学出版社，2010（8）.

[7] 周丹，周雹.污水脱氮工艺中外部碳源投加量简易计算方法[J].给水排水，2011（11）：38～41.

作者简介：

尹小梅（1971—）女，汉，湖南澧县，硕士研究生，高级工程师，水处理。