焦化废水脱除氨氮过程的操作优化.pdf

《焦化废水脱除氨氮过程的操作优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第6期计算机与应用化学Vo1．31，No．62014年6月28日ComputersandAppliedChemistryJune28，2014焦化废水脱除氨氮过程的操作优化廖明森1,2,3赵月红，宁朋歌，曹宏斌，温浩，张懿，f1．天津大学化工学院，天津，300072；2．中国科学院过程工程研究所，北京，100190；3．精馏技术国家工程研究中心，天津，300072)摘要：当前针对焦化废水氨氮去除过程的优化研究多集中在单元操作，对脱除氨氮全过程的研究较少。本文对蒸氨塔预处理一短程硝化／厌氧氨氧化／全程硝化(D．O一A—O2)耦合脱除氨氮的工艺过程进行了建

2、模和优化。在蒸氨塔预处理和O1一A—O2生物脱氮2个操作单元优化模型的基础上，通过合理简化建立了全过程操作优化模型。模型结果显示：在蒸氨塔入口氨氮浓度4000mg·L。的条件下，当蒸氨塔出口氨氮浓度为128mg·L一，短程硝化反应周期为10h，蒸氨塔出水旁路输送量为11．448m3·h时，整体操作费用最低。进一步分析表明：对于采用O。一A．O2工艺进行生物脱氮的过程，主要操作费用集中在O。过程，通过将部分蒸氨塔出水直接输送至厌氧氨氧化反应器可以降低O，负荷30．174％，从而整体操作费用降低0．606￥·t～。关键词：焦化废水；过程优化；蒸氨塔；短程硝化；厌氧

3、氨氮氧化中图分类号：TQ028．31文献标识码：A文章编号：1001—4160(2014)06—669．674D0I：1Ol17l9／corn．app．chem201406061引言特别适合处理氨氮浓度高、碳氮比低的污水，目前短程硝化反硝化．厌氧氨氮氧化耦合工艺已应用于生活污水焦化废水是原煤高温干馏、煤气净化及化工产品精的处理并取得较为满意的效果【J1-12]。同时短程硝化／厌氧制过程中产生的废水，其主要特点为氨氮浓度高、含有氨氧化／全程硝化(0．A．O)工艺也证明可以有效去除焦大量酚类和焦油类物质，碳氮比低，处理难度大、成本化废水中的氨氮。高⋯。其中来自炼焦

4、过程产生的剩余氨水所占比重最大，在焦化废水脱除氨氮的过程中，蒸氨塔的主要作用氨氮浓度可达(2000～4000)mg·L。[2-3]0考虑到氨氮类物是通过精馏降低污水氨氮浓度，使其满足后续生化处理质对生物、水体和环境的毒害作用，国家对氨氮的排放要求；生化处理的主要目标是去除污水中的残留氨氮和提出严格要求(10mg-L)]，经济有效地去除焦化废水中其他污染物，保证出水要求。目前针对蒸氨塔的操作优的高浓度氨氮具有重要意义。化研究比较充分，如通过考察操作压力【】、进料温度、生物处理可以同时去除污水中的各类有害物质，且再沸器加热方式【”】、公用工程流量【】6J等的影响，

5、通过模成本低于传统化工技术，在焦化废水的处理中得到了广拟和优化【J刨显著地降低了预处理成本。研究表明出口氨泛应用。对于经过除油、脱酚、蒸氨等预处理的焦化废氮浓度对蒸氨塔的操作和生化处理的运行均有很大影水，常规的生化方法可有效去除污水中所含的酚类、氰响：若蒸氨塔出口浓度增大，则蒸氨塔操作费用降低，化物等有害物质，但是对氨氮的去除作用很少，因此需但是生化处理负荷加重，生化处理成本升高，容易造成要针对生物脱氮过程进行强化【5】。对于生物脱氮强化技出水不稳定、氨氮排放超标甚至污泥失活；若蒸氨塔出术，除传统的活性污泥法和硝化反硝化外，一些新工艺口浓度减小，则蒸氨塔费用显

6、著增加，且可能无法充分和新技术也日渐成熟，如同步硝化反硝化(Simultaneous利用生化处理的低成本优势，导致整体操作费用的升NitrificationDenitrification，SND)[，短程硝化反硝化。因此，需要从全过程出发，综合考虑二者的成本(ShortcutNitrificationDenitrification)t，全程自养脱氮}8】，和负荷，寻求合适的蒸氨塔出口氨氮浓度，在出水达标厌氧氨氧化脱氮(anaerobicammoniumoxidation，的前提下降低整体操作费用，为工业操作提供指导。ANAMMOX)t9]等。其中与传统的全程硝

7、化反硝化过程相本文的主要目标是对蒸氨塔预处理．短程硝化／厌氧比，短程硝化反硝化具有硝化过程耗氧量低34．9％、反氨氧化／全程硝化(D．O．A—O2)耦合去除氨氮的工艺进行硝化过程碳源需求少40％、反硝化速率高、产生污泥少建模和优化，得到整体操作费用最低的操作参数。为建5O％和反应器容积减少32％的特点【JuJ；在ANAMMOX立操作优化模型，本文首先对蒸氨塔预处理和0rA．02工艺中，厌氧氨氧化细菌以NO2为电子受体，NH4+为电生物脱氮2个单元进行建模；之后根据全过程的关键操子供体，将二者同时转化为氮气，无需额外添加有机碳作参数进行简化。最后利用优化模型对关

8、键操作参数如源，药剂消耗少，极大地降低