甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究

关键词：

甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究（精选5篇）

篇1：甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究

甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究

运用多效真空蒸发兼热泵技术回收甘氨酸厂高氨氮废水中的氯化铵,通过实验找到了治理此废水的最佳真空度,克服了采用常规蒸发方法的能耗大、料液对设备腐蚀性强的缺点.最后运用吹脱法对蒸发冷凝水进行了治理,通过实验得到了吹脱的.最佳工艺参数:吹脱时间6 h、pH 12.5、吹脱温度60℃,为运用生化法彻底解决甘氨酸厂高氨氮工业废水的污染难题奠定了基础.

作 者：杨春光 赵景利 徐烈  作者单位：杨春光,徐烈(上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海,30)

赵景利(河北工业大学化工学院,天津,300130)

刊 名：环境污染治理技术与设备  ISTIC PKU英文刊名：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL 年，卷(期)： 5(12) 分类号： 关键词：甘氨酸   氯化铵   氨氮   吹脱法  

篇2：甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究

1 实验分析

为了对A/O-生物膜工艺处理效果进行有效的分析, 对实验装置的建立与选择尤为必要。实验装置采用长方形装置, 运用聚乙烯板粘结, 以完善装置的可利用性。实验的流程为水进入到厌氧池, 厌氧池的尺寸可以设计成为1m×1.2m×2m的形式, 池内的有效容积设定为1.55m3, 在有效容积内对流入的水进行搅拌, 搅拌过程中运用池内设置的内循环泵以及多项喷射管, 对进水进行充分搅拌以后, 流入到好氧池。好氧池的尺寸为1.55m×1.55m×1.2m, 有效容积为2.74m3, 在好氧池内部进行填充聚氨酯填料, 填料填充完成以后, 要对填料进行固定处理, 在好氧池内部进行填充过程中, 对填充的填料体积具有一定的要求, 要求其体积在1.55m3, 并且完成填充率为35%, 在好氧池进行填充固定处理以后, 进水会流入到沉淀池, 沉淀池具有一定的表面负荷, 为1.0m3/m2·h。在实验过程中, 整个装置采取的是A/O-生物膜工艺, 通过好氧池中填充的聚氨酯填料的应用, 能够增加生物的浓度, 进行提高好氧段的氨氮降解效率, 确保实验的准确性。在实验过程中, 实验用水来自企业污水处理厂调节池水。实验运行过程中, 采用的是24h的HRT, 通过系统启动开始本次实验, 将启动第一天到第十天的数据进行综合分析, 发现到了第十天, 后生动物产生, 也就意味着生物膜开始变得逐渐成熟, 此时呈现出黄褐色的现象, 预示着挂膜启动基本完成。在这个过程中, 观察水质, 水质呈现出一定的稳定性, COD与氨氮浓度相对低于65和15mg/L以下, 浓浊度同样降低, 降低到12NTU以下[1]。

2 结果与讨论

通过实验分析可以得知, 通过在好氧池中填充一定比例的聚氨酯填料, 能够有效的形成A/O-生物膜系统。该系统具有挂膜快、启动时间短的特征, 可以有效的对驯化阶段产生的泡沫予以恢复。当温度处于250C时, A/O-生物膜复合工艺就会产生较强的抗冲击负荷能力, 出水COD与氨氮浓度相对低于65和15mg/L以下时, 去除率可以高达92%与95.3%以上, 氨氮的去除负荷能够达到0.69kg/ (m3.d) 。即使温度下降, 下降到100C以下, 这种工艺处理技术也可以有效维持出水COD的水质。虽然出水水质不受任何的影响, 但是, 对于氨氮的去除效果来说具有一定的制约, 受这种低温条件的影响, 氨氮去除效果不够明显[2]。

实验结果表明, 与A/O-生物膜工艺不同的是, 复合工艺中生物膜的活性较高, 而且远远高于悬浮污泥, 相对于高温环境来说, 低温状态下的影响程度更高, 同时也能够体现出在这种低温状态下悬浮污泥活性的影响比生物膜更大。在某种程度上来说, 与A/O-生物膜工艺形成了鲜明的对比, 凸显了A/O-生物膜工艺的处理效果。这种工艺处理技术在处理过程中具有一定的稳定性, 可以良好的运行, 也就是说A/O-生物膜工艺对煤化工高氨氮废水具有一定的优势, 但是在具体实施过程中, 建议A/O-生物膜系统在运行过程中应当注重好氧池填料的填充率, 以控制在30%以内为宜[3]。鉴于此, 利用A/O-生物膜工艺处理高氨氮废水, 可以对煤化工废水进行有效去除, 进而实现出水水质能够满足南水北调工程沿线的排放标准, 在实际运行过程中, 可以依据水质条件、环境状况以及工艺运行等进行调整, 以期实现推广使用。

3 结语

通过本文的研究可知, 利用A/O-生物膜工艺对煤化工高氨氮废水进行处理以后, 煤化工废水中的有机物基本全部脱除, 出水中难降解有机碳源, 经过悬浮物以及固定化污泥的共同作用下, 得到了较高的降解利用, 呈现出一定的利用效果。不仅如此, 总氮去除得到一定的效率, 在76.3%以上, 出水硝态氮浓度相对降低。但是依据目前实际运行操作处理来看, 还存在一定的弊端, 需要在今后的研究中进行合理化的调整与应用。

参考文献

[1]庄会栋, 刘勃, 苏颖等.固定化微生物增强A/O工艺处理煤化工高氨氮废水的中试研究[J].水处理技术, 2011, 02 (12) :75-77.

[2]赵维电, 王新华, 高宝玉, 等.A/O-生物膜系统处理煤化工废水[J].环境工程学报, 2012, 05 (10) :3481-3484.

篇3：甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究

关键词：CASS工艺,合成氨废水,废水处理

CASS工艺也叫循环式活性污泥法,它在SBR工艺中加设了生物选择器,使工艺更加简单,占地面积减小[1]。CASS工艺的抗冲击性更好,操作方便,效果好,可以根据进水水质和排放标准控制运行参数,调整方便,是目前废水处理的热门工艺方法[2,3]。

新疆某企业采用天然气制合成氨工艺,生产规模为合成氨30万吨 / 年,尿素520万吨 / 年。企业采用清洁生产,各环节产生的废水实现清污分流,工程中设置了循环水系统,水循环利用率为95% ,废水总处理量约为960 m3/ d。

1废水来源、进水水质指标及出水水质指标

1.1废水来源

天然气制合成氨生产过程中所排放的废水主要是含氨氮的废水。主要来自甲烷化和变换工段的工艺冷凝液以及车间冲洗水等。

1.2进水水质指标

某天然气制合成氨企业氨氮产生量约为1. 88 kg/t氨,COD 1. 28 kg / t氨,而悬浮物的产生量为0. 5 kg / t氨,挥发酚为0. 21 × 10- 3kg / t氨,悬浮物和挥发酚的含量很低。

1.3出水水质指标

某天然气制合成氨企业处理后的出水主要用于循环使用及厂内绿化,结合国家《合成氨工 业水污染 物排放标 准 》 ( GB13458 - 2001) ( 大型厂) 及《废水综合排放标准》( GB 8978 1996) 。废水处理工段具体设计进水及出口水质指标见表1。

2工艺流程

2.1工艺流程简介

某天然气制合成氨企业采用 “气浮池 + CASS + 多介质过滤”工艺,厂区废水由地下管道进入废水处理工序,首先进入到格栅槽,通过格栅除污机除去较大悬浮物后进入监控池。对监控池水样进行取样分析,关注进水指标,正常时废水经废水提升泵流入废水调节均质池,调节池中设有空气搅拌装置不停地搅拌,停留时间为20 h。而后送至气浮池,投加聚合氯化铝 ( PAC) 、聚丙烯酰胺( PAM) ,通过气浮除去水中非溶解性的COD。处理后的水流至缓冲水池储存,再送至CASS生化反应池,在此除去废水中的有机物及氨氮,再通过沉淀实现水与污泥的分离,排出废水,回流部分污泥,并通过闲置使污泥继续繁殖生长,提高污泥的浓度,完成一个运行周期,运行时以硝化 - 反硝化多次交替进行,以强化脱氮效果。合格的处理水进入多介质过滤器处理后循环使用。

2.2主要构建物及设备参数

根据设计情况,企业废水处理工段的主要设备情况见表2, 主要构建物情况见表3。

在CASS池中,由鼓风机提供曝气过程中所需要的空气, 根据反应所需的空气量调节曝气时间,并控制鼓风机的启动与停止。在CASS池中有自动检测仪表,可以监测p H及溶解氧 ( DO) 的浓度,及时调整反应池中的溶解氧浓度控制在最佳范围。每个CASS池均为间歇曝气,CASS池主反应区设计曝气池溶解氧浓度为1. 0 ~ 2. 0 mg/L,混合液污泥浓度MLSS设计为3500 mg / L,污泥龄为20天,污泥回流比为20% ,污泥负荷约为0. 081 kg BOD5/ kg MLSS·d。

2.3运行周期

CASS池的一个运行周期为10 h,每个阶段的时间为: 进水0. 5 h,曝气6 h,沉淀1 h,排水2 h,闲置0. 5 h( 用于反硝化) 。由于日处理废水规模为960 m3,则每一周期处理的总废水量为400 m3,考虑到进水、排水以及缓冲水池容积,设计将CASS池分为两个反应池,则每个反应池一个周期需要处理的废水量为200 m3,根据工程经验设计进水和排水的流量为30 m3/ h。反应区的进水及排水均由水位控制,而曝气则由水位及时间共同控制。CASS池运行周期表见表4。

注: J -进水; P -曝气; H -回流; C -沉淀; B -滗水; N -排泥; X -闲置。

3处理结果

经过一年多的运行,“气浮池 + CASS + 多介质过滤”工艺运行平稳,运行期间进、出水p H值波动幅度很小,基本稳定在7 ~ 8之间,废水中的氨氮及COD去除效果都比较好。

3.1废水中氨氮变化趋势

由图1可以看出,CASS池入口废水的氨氮浓度变化不大, 出口废水中的氨氮浓度也仅在9月污泥出现问题时波动较大, 其余时间氨氮的处理效果均比较好,氨氮的去除率可以达到97% ~ 99% 。

3.2废水COD的变化趋势

由图2可以看出,仅有9月初污泥膨胀的恢复期COD的去除率较差,出水COD去除率均在80% ~ 89% ,但总体来说, COD的去除率仍有提高的可能。

3.3废水pH值变化趋势

从图3可以看出,在运行期间进、出水p H值波动幅度很小,基本稳定在7 ~ 8之间,满足进水设计标准,同时也满足CASS工艺所需的p H要求,有利于菌胶团的培养,也有利于废水处理过程的稳定运行。

3.4“气浮+CASS+多介质过滤”工艺处理效果

企业投产一年多以来,生产运行正常,通过对废水水质情况进行监测,发现虽然入水的水质有波动,但出水水质较稳定,监测污染物情况统计见表5。

由表5可知,进水中的氨氮浓度主要在60 mg/L左右,COD浓度主要有130 mg/L左右,而出口的氨氮浓度主要在0. 8 ~1 mg/L左右,去除率稳定在99% 左右,COD浓度主要在14 ~ 25 mg/L左右,去除率达到85% 左右,均远远低于国家标准中对废水排放的指标要求。所以在大型天然气制合成氨企业中,进水中的氨氮和COD浓度相对较低,通过采用“气浮 + CASS + 多介质过滤”的工艺方法,出水水质比较稳定,可以达到国家《合成氨工业水污染物排放标准》( GB13458 - 2001) ( 大型厂) 的要求。

4结语

大型天然气制合成氨企业中采用 “气浮池 + CASS + 多介质过滤”工艺,能有效去除废水中的氨氮COD。整套工艺结构简单,抗冲击性好,废水处理效果稳定。CASS池的运行周期为10 h,其中进水0. 5 h,曝气6 h,沉淀1 h,排水2 h,闲置0. 5 h时,能得到较好的处理效果。

篇4：食品级甘氨酸工艺废水的再利用

关键词：食品级,甘氨酸,工艺废水,再利用

氨基乙酸广泛地应用于医药、食品、饲料等行业。随着人民生活水平的提高, 食品、日化、医药行业将成为氨基乙酸的主要消费领域。

食品级氨基乙酸可以作为调味剂、甜味剂、增香剂、营养增补剂。广泛用于动植物食品加工;腌制咸菜和甜酱以及酱油、醋、果汁等的添加剂, 从而改善食品的风味和增加食品的营养;还可作为防腐剂, 可用作鱼糜制品、花生酱等的防腐剂以及奶油、干酪等的稳定剂, 起到抗氧化的作用;作为缓冲剂, 可对食盐和醋等味感起缓冲作用。

医药行业中, 氨基乙酸可用作药物溶剂和缓冲剂, 主要用于氨基酸注射液作营养输液, 对不能经消化吸收 (消化道功能障碍) , 长期消耗性疾病及急需补充营养以增强体质的患者, 用作金属霉素缓冲剂;作抗巴金森氏病的药物L-多巴 (L-Dopa) , 维生素B6, 以及苏氨酸等氨基酸的合成原料, 合成咪唑乙酸中间体等等;用作维生素C的稳定剂;用于医学微生物和生物化学氨基酸代谢研究的用药。

1 食品级甘氨酸的生产工艺

甘氨酸在水中的溶解度随温度改变而改变, 在0~100℃之间, 随温度升高溶解度增大, 反之随温度降低而减少, 利用此性质, 以水为溶剂在高温下溶解工业品氨基乙酸, 经活性炭脱色后将此溶液经过滤后进入结晶罐, 在脱色和过滤过程去除部分杂质。

溶液在冷却作用下达到过饱和, 根据固液平衡条件氨基乙酸从溶液中结晶析出, 并与杂质分离, 然后经离心分离出母液, 而得精制甘氨酸湿品, 经干燥筛分而得成品。

离心分离出的母液进入母液罐, 一部分经母液泵打回溶解釜循环使用;另外一部分母液进入蒸馏罐, 通过蒸气加热, 水分被蒸干, 得到回收的甘氨酸, 被蒸干的水分通过冷凝器冷凝成热水, 流到污水处理站经行处理。

1.1 现有蒸馏废水排放到污水处理站的分析

现有的蒸馏废水直接排放到污水处理站, 因为废水COD含量200~400左右, 造成污水站很大的负担, 就拿现有的1万吨车间, 每天排到污水站的废水达30吨左右。

1.2 蒸馏废水回用到溶解岗位

蒸馏废水是比较干净的, 里面含有的杂志应该是生产过程中的杂志, 不会造成对产品质量的影响。

这样以来, 溶解岗位需要从制水机组来的软化水全部省去, 带来巨大的节约。

2 实验

2.1 小试

实验仪器:

三口烧瓶 (2个) 、集热式磁力搅拌器、循环水水多用真空泵、抽滤瓶、漏斗、滤纸、电动搅拌、电热恒温干燥箱。

取一定量的车间蒸馏罐废水, 加入三口烧瓶, 加入磁力棒, 放入集热式磁力搅拌器进行加热, 依次加入活性炭、工业级甘氨酸, 溶解后, 把料液放入铺好滤纸的漏斗中, 用真空泵分离, 把抽滤瓶中的母液放入另一个三口烧瓶中, 进行降温结晶, 降到常温后进行抽滤, 分离产品和母液, 产品进行干燥化验, 母液回用。

产品化验结果如下:

2.2 车间实验

一套化料釜、一组过滤膜、一台结晶釜、一台离心机、一台双锥干燥器。车间实验前, 首先把软化水管道改成用蒸馏废水管道。在车间连续进行三天实验。产品的化验结果如下:

3 结论

食品级甘氨酸蒸馏废水循环利用, 不影响产品的质量, 同时由于废水不再排放到污水处理站, 大大降低污水处理的负担, 同时也减少软化水的制备, 降低一次水的消耗。

参考文献

[1]潘国昌, 郭庆丰.化工原理课程设计教材.清华大学出版社, 1996.

[2]化工工程编委会.化学工程手册.第一篇化工急促数据, 1980.

[3]陈敏恒.化工原理下册 (第二版) 化学工业出版社, 2000.

[4]徐克勋.精细有机化工原料及中间体手册.北京化学出版社, 1998.

篇5：甘氨酸厂氨氮废水治理的工艺及实验研究

关键词：工业废水,曝气生物流化床,微生物,载体

曝气生物流化床工艺是高效废水处理新技术[1,2]。该工艺处理高浓度废水的容积负荷大于3.6kg/(m3·d),尤其在去除NH+4—N方面具有诸多优点[3]。本工作采用曝气生物流化床工艺处理工业废水,考察了微生物加入量、pH值、水力停留时间、曝气量等对NH+4—N去除率的影响。

1 实验部分

1.1 原材料

废水:NH+4—N质量浓度为90～140mg/L,化学需氧量为130～200mg/L,pH值为6～7,取自中国石油兰州石化公司污水处理厂。固定化微生物为B 750型菌酶添加剂,生物载体牌号为JHE-3,二者均由兰州捷晖生物环境工程有限公司生产。NaHCO3,K2HPO4:市售品,微生物营养来源。

1.2 实验方法

曝气生物流化床反应器由4个反应池组成。每个反应池尺寸为:25cm×25cm×25cm,总有效容积为62.5 L。废水由1号反应池上部进入,4号反应池上部排出。曝气管置于反应器下部(距底部2～3cm处),在其底部还设有排泥或放空管。

实验时,向反应器中注入废水,加入固定化微生物,微生物和污泥菌胶团附着于生物载体上。载体在水中呈悬浮状。曝气提供载体流化所需要的动力和微生物生长需要的氧气。生物膜与废水充分接触,闷曝3d后,按要求向反应池中加入废水,同时定期向反应池中投加营养盐,并调节pH值使之保持恒定。

1.3 分析方法

采用纳氏试剂光度法,在上海纳诺仪器有限公司制造的Helios Alpha 型紫外可见分光光度计上,测定NH+4—N质量浓度。

2 结果与讨论

2.1 微生物加入量对NH+4—N去除率的影响

由图1可知,在pH值为8,水力停留时间为3d,水中曝气量为0.9L/min的条件下,随着微生物加入量增加,NH+4—N去除率逐渐提高,当加入量为130mg/L时,去除率达到最大值(65%),继续提高加入量,去除率变化趋于平缓。这是由于微生物加入量低于130mg/L时,反应池中没有足够的微生物进行硝化作用,无法形成良好的生物膜;当加入量高于130mg/L时,生物膜厚度达到饱和状态,氧无法渗入内层,造成内层处于厌氧状态,此时生物膜的附着力减弱,在载体间的碰撞、摩擦及水流冲刷下,生物膜开始脱落。因此,本工作微生物的加入量以130mg/L为最佳。

2.2 pH值对NH+4—N去除率的影响

由图2可知,在微生物加入量为130mg/L,水力停留时间为3d,曝气量为0.9L/min的条件下,当废水处于弱碱条件下,NH+4—N去除率较高;若处于中性或强碱条件下,去除率明显降低;pH值为8时,去除率达到最大。这是由于在硝化过程中要消耗碱,碱量不足会使硝化作用减弱,去除率降低;当碱量过高时,微生物细胞中酶的活性受到抑制,致使NH+4—N去除率降低。因此,本工作最佳pH值为8。

2.3 水力停留时间对NH+4—N去除率的影响

由图3可知,在微生物加入量为130mg/L,曝气量为0.9L/min,废水pH值为8的条件下,随着水力停留时间的延长,废水中NH+4—N去除率提高;当停留时间为5d时,NH+4—N去除率为最高(可达93%)。这是由于停留时间较短时,水流剪切力较大,对微生物表面产生作用,生物膜较薄,另外污染物容积负荷率较大,微生物与污染物无法充分接触,从而使去除率较低;随着停留时间延长,污染物容积负荷率降低,系统脱氮效果明显增强;若继续延长停留时间,由于硝化作用生成的NO-3积累,抑制了硝化作用,导致NH+4—N去除率降低。因此,本工作最佳水力停留时间为5d。

2.4 曝气量对NH+4—N去除率的影响

由图4可知,在微生物加入量为130mg/L,停留时间为5d,pH值为8的条件下,随着曝气量的增加,NH+4—N去除率存在最大值。当曝气量为0.3L/min时,水中溶解氧较低,载体絮凝产生缺氧区,抑制了硝化作用的进行;为0.6～1.2L/min时,水中溶解氧量增加,硝化细菌活性增强,NH+4—N去除率较高;继续增加曝气量,氧气不能充分溶解于水中,溶解氧量减少,氧气利用率降低,同时过高的进气量导致载体间摩擦加剧,不利于微生物的附着和生长,硝化作用减弱,去除率降低。因此,本工作最佳曝气量为0.9L/min,此时NH+4—N去除率为93%,处理后的水质达到GB 8978—96要求。

3 结论

采用曝气生物流化床工艺处理工业废水,在微生物加入量为130mg/L,pH值为8,水力停留时间为5d,曝气量为0.9L/min的最佳条件下,N+4—N去除率可达93%,处理后的水质达到GB 8978—96要求。

参考文献

[1]陈怡,卢建国.曝气生物流化床处理高浓氨氮废水[J].中国给水排水,2003,19(4):88-90.

[2]水春雨.曝气生物流化床反应器COD降解动力学分析[J].铁路节能环保与安全卫生,2011,1(4):194-197.