连云港市污水反硝化池地埋一体化废水处理设备

含氮废水的排放是导致水体富营养化、黑臭的主要原因之一。太阳能电池行业多晶硅片生产过程中，多采用氢氟酸和硝酸混合液进行制绒、蚀刻，然后采用高纯水进行原料清洗，这些过程将产生相当量的含氟高氮废水。废水中的f-通常采用钙盐沉淀法去除，其出水tn质量浓度仍为400~600mg/l，其中氨氮占比约为25%，其余为硝态氮，是一种典型的高氮废水。

　　为减少环境隐患，目前已有大量学者致力于高氮废水处理技术研究。与物理化学法相比，生物反硝化脱氮成本低廉，去除效率高，是高氮废水的主流处理手段。某化工厂废水硝态氮质量浓度高达1350mg/l，杨婷等采用厌氧流化床生物技术进行脱氮处理，出水tn质量浓度低于100mg/l。廖润华采用egsb反应器处理高硝态氮废水，实现了完全反硝化，并研究了盐分、有毒物质胁迫下反应器微生物群落与功能的变化。厌氧反硝化技术能够将高硝态氮废水处理至较低水平，而膨胀颗粒污泥床反应器是新一代厌氧反应器，其优点在于占地面积小、处理效果稳定、能够处理高浓度或有毒工业废水，有望应用于太阳能电池生产行业高氮废水的处理。

　　然而反硝化作用的终产物、反应速率及处理效率受多种环境因素的影响，目前已广有研究。除温度、ph值、碳源种类、水力条件等常规影响因子外，太阳能电池行业高氮废水中不可避免的含有钙盐处理后残余的f-(ρ=10mg/l)、ca2+(ρ=200mg/l)以及生产中产生的氨氮(ρ=120mg/l)，是影响生物脱氮过程的潜在干扰因子。李祥等的研究表明，f-对细菌具有毒害作用，反硝化污泥脱氮性能将受f-冲击影想。ca2+的存在将导致结垢、破坏系统ph值平衡和影响微生物新陈代谢，进而影响生物反应器处理效率。高浓度氨氮具有生物毒性，且利用egsb反应器进行反硝化脱氮需要提供碳源，碳源及硝态氮的存在都将抑制厌氧氨氧化作用，使氨氮处理受限，影响反应器tn处理效果。

　　目前鲜有研究系统探究这些干扰因子对egsb反应器脱氮过程的影响。因此，本文在egsb反应器中研究不同浓度f-，ca2+和氨氮对脱氮过程的影响，以期为太阳能电池行业高氮废水的处理提供技术参考。

　　1、材料与方法

　　1.1 废水水质

　　实验用水是根据太阳能电池行业含氮废水配制模拟废水，进水tn由***配置，硝态氮质量浓度为600mg/l;乙酸钠作为外加碳源，cod质量浓度2400mg/l;碳氮比为4。

　　f-，ca2+和氨氮对反应器处理效果影响通过配制含有干扰因子的模拟废水实现。相应模拟废水采用氟化钠、氯化钙和氯化铵配制，取f-质量浓度梯度为0，10和20mg/l，ca2+质量浓度梯度为500，1000和1500mg/l，氨氮质量浓度梯度为120和600mg/l。

　　1.2 测试方法

　　cod，tn，no2-n分别采用****法、碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法和n-(1-萘基)-乙二胺光度法测定。

　随着我国工业化水平的不断提高，生态环境遭到了严重的破坏，产生了许多污染垃圾，废水污水等污染问题日益严重，引起了社会各界的关注，污染处理工作也取得了一定的进步。但污泥中往往会含有大量的洗涤剂等有害物质，严重影响了生态环境，一旦处理不当，就会使污染物扩散，从而加深污染，所以，污泥的处理工作迫在眉睫。因此，相关专家研发了回转窑焚烧技术来处理污泥，进而有效的降低污泥带给生态环境的破坏力度。

　　一、污泥焚烧技术设备的选择

　　在干化焚烧污泥时，污泥能够被分解，而且污泥中的有机质等有害物质也会遭受不同程度的破坏，其影响也就会被进一步降低。但在具体的处理过程中，往往会遇到一些含有害物质较多的污泥，比较简单的处理方法已经不适用于这些污泥的处理工作。近几年来，相关单位和技术人员研究并使用焚烧技术来处理污泥。不同地区的相关人员在处理不同程度的污泥时，要充分考虑实际情况，再选择合适的焚烧方法。在焚烧污泥过程中，回转窑焚烧炉和流化床式焚烧炉等是使用得比较多的设备。

　　回转窑焚烧炉被广泛的用于冶金、环保和化工等工业领域。使用回转窑焚烧炉时能够将需要处理的污泥进行充分搅拌，而且相对来说回转窑的受热面积比较大，能够有效的利用热力，运转比较简单，出现故障时，比较容易维修。但回转窑焚烧炉往往需要较大的占地面积，而且对设备各部分的连接的密封性以及安装的精度都有很高的要求。但回转窑焚烧炉也有一些独特的优点，它能够有效的处理各类污泥和垃圾，而且设备的稳定性比较高，垃圾燃尽率在百分之九十九以上，随着回转窑焚烧炉及技术的不断进步，它已逐渐成为干化焚烧垃圾和污泥的主要技术。

　　其次，在焚烧劣质材料时用的比较多的是流化床焚烧炉，其主要特点是有较快的传热速度，能够彻底的燃烧垃圾和污泥，其机构也比较简单。但流化式焚烧炉在工作时需要有辅助设备，这就需要相关单位增加投资，而且在焚烧污泥和垃圾时，常常会浪费床料，消耗大量的电能，所以流化床焚烧炉并不能成为目前焚烧污泥和垃圾的设备。

　　另外，目前我国电力行业中应用比较多的是机械式链条炉，机械式链条炉在污泥和垃圾的预处理方面的要求比较低，但对材质有比较高的要求，而且它在耐冲力方面的能力相对来说比较弱，不适合用于比较大型的加工制造工作。

　　二、回转窑污泥焚烧技术的工作原理

　　(一)回转窑炉焚烧污泥技术工艺流程

　　回转窑焚烧的工艺工艺流程主要包含：进料》回转窑焚烧炉》二燃室》余热利用系统》尾气处理系统。

　　(二)回转窑炉焚烧污泥技术工艺原理

　　在使用回转窑焚烧炉进行焚烧污泥时，污泥需要从窑尾筒体进入到回转窑内进行焚烧。燃烧机一般从窑头伸入，烟气方向与污泥逆向流动，热烟气通过与污泥换热，降温后从窑尾罩排出。由于筒体有一定倾斜度，随着筒体转动，污泥沿着筒体倾斜方向向窑头的出料口逐渐移动，同时不断升温。污泥在炉内首先进入烘干段，水分烘干后继续升温直至点燃，彻底焚烧后炉渣从窑头罩排出，进入到下一个阶段进行冷却。污泥焚烧过程本身会释放一定的热量，从而节省燃料。

　　(三)二燃室单元概述

　　二燃室主要是由出口高温烟道、炉墙和燃烧器等部分组成。在回转窑焚烧污泥过程中设置二燃室主要是为了能够将并进行进一步的燃烧未燃尽的污泥和烟气。二燃室几何形状设计的是否合理对氧气和残余的污泥颗粒物能够均匀的接触有一定的影响，而控制好烟气在二燃室内停留的时间能够有效的确保氧气和残余的污泥颗粒物的接触以及产生反应的时间。另外，设置二燃室能够有效的将回转窑焚烧炉中烟气的灰分分离出去，减少后端除尘压力，从而提高回转窑焚烧炉的工作效率。

　　(四)余热利用系统概述

　　在二燃室之后设置余热利用系统主要是为了能够再次利用二燃室出口高温烟气的余热，而利用余热所产生的蒸汽能够有效地降低整个工作的成本，同时降低烟气温度，在一定程度上可以减轻处理尾气的工作负荷。但与一般的工业炉窑相比，回转窑焚烧炉的运行介质和运行条件相对来说都比较特殊，所以在回收余热时必须要提前确保回转窑焚烧炉工作的安全性。

　　(五)尾气处理系统

　　尾气处理系统一般包含烟气降温、脱硫脱硝、布袋除尘等设备，其中烟气需要迅速降温，并通过碱性物质中和其中的酸性气体，并通过除尘设备滤除焚烧过程产生的粉尘，一般采用布袋除尘器。可以回转窑出气口设置旋风除尘，以减少布袋除尘的负荷。

　　随着国内环保要求越来越严，污泥焚烧系统都需要配置相应的尾气处理设备。

　　三、回转窑焚烧维护和处理污泥的具体优势

　　回转窑焚烧炉及其技术是常压下高温焚烧污泥和垃圾的专用设备和技术之一，在实际的工作过程中，相关人员可以借助回转窑焚烧炉来进一步干燥处理脱水之后的污泥，然后再借助高温氧化技术来进一步去除污泥中的有害物质，然后再将其燃烧成灰烬。

　　在运行稳定性方面，回转窑即使生产发生波动或物料未完全燃尽，可以通过回转窑本身的转动排出，不容易出现炉膛堵塞的情况，从而保持较高的运转率。而且可以通过回转窑的转速调整焚烧系统的产量，有一定的灵活性。

　　通过炉内物料的移动和翻滚，回转窑焚烧炉能够充分的发挥辐射传热以及对流传热的优势，而且在热效率方面有比较明显的优势。另外，回转窑焚烧炉对污泥含水量和形态没有严格的要求。

　　四、回转窑焚烧技术的应用要点

　　回转窑配套建筑和机械设备附件的能力，以及相关工作人员操作回转窑焚烧炉的能力，在一定程度上能够对回转窑焚烧炉运转的安全性以及运作的效率带来很大的影响。相关人员在保养和维修相关的传动装置零件时，要注重使用适当的润滑剂等来加强设备中转动部件的润滑度，进而有效的确保设备中传动装置的运行效果。回转窑运行过程应注意温度，防止温度升降过快，损坏窑内的保温材料，注意控制处理量、燃烧机和配风的匹配，防止燃烧区局部超温造成大范围烧结。在回转窑不能充分燃尽物料的情况下，二燃室需要保证足够的氧气和停留时间，确保污泥中的有机物被彻底氧化。

　　为了能够保障污泥彻底燃尽，需要充分考虑实际情况，合理的在二燃室的下部安装炉排，将没有在中尾部完全燃烧的固废污泥、垃圾和炉渣等物质燃尽，进而提高污泥炉渣的燃烧率。在设计干化和焚烧污泥工作时，相关工作人员需要充分考虑回转窑焚烧炉的技术，然后再根据具体的情况技术路线和工艺配置，进而提高干化焚烧污泥的经济效益。