近年來，我國對環(huán)境污染治理問題加大關注力度，并針對石油化工生產(chǎn)的污染物排放標準進行了規(guī)劃?；の鬯枰獞孟鄳募夹g進行處理，去除污水中的污染物質，且排出的污水必須達到設定的排放標準。反硝化新技術經(jīng)過多年的使用和創(chuàng)新，得到了廣泛的應用，例如硝化-反硝化工藝、厭氧脫氮工藝以及大孔樹脂吸附工藝等，因此對其進行研究具有現(xiàn)實意義。

1、傳統(tǒng)A/O生物脫氮工藝

1.1 工藝原理

化工污水處理中A/O生物脫氮工藝應用的時間比較長，這種工藝屬于傳統(tǒng)模式的脫氮技術類型。A/O生物脫氮工藝就是利用微生物將污水中的有機氮轉化成氮氣，將氨態(tài)氮轉化成NxO。整體的脫氮流程包括氨化反應、硝化反應和反硝化反應三個階段，每個階段的運行均具備獨立性，需要應用沉淀池和污泥回流裝置，并配備專用的反應器[1]。其中前置反硝化反應需要在缺氧池裝置中實現(xiàn)，硝化反應要配備好氧池，當污水進入處理系統(tǒng)中后，會從缺氧池經(jīng)過好氧池后與沉淀池的污泥進行同步回流，最后到缺氧池。然后，污泥與好氧池混合液的回流能夠為缺氧池與好氧池補充微生物數(shù)量，讓其能夠實現(xiàn)硝化反應，產(chǎn)出硝酸鹽物質。當污水與混合液進入缺氧池之后，內(nèi)部的碳源有機物含量就會達到比較豐富充足的狀態(tài)，推動反硝化反應的實現(xiàn)，反應完成之后的出水會進入好氧池，在池內(nèi)完成BOD5的降解反應。

1.2 存在的問題

傳統(tǒng)A/O生物脫氮工藝在實際應用期間，因所有反應器結構的建設材質都是鋼筋和混凝土，所以在工藝運行期間傳質效果比較低，單位容積狀態(tài)下，污染物質的去除率也不高，處理的負荷水平處于偏低的狀態(tài)。因此，通常需要加大反應器的容積，來強化污染物質去除的質量，這樣就會使鋼筋混凝土反應器建設的規(guī)模比較大，成本比較高。并且脫氮流程的運行時間比較久，需要配備的裝置比較紛雜，附屬設備種類也比較多，所以在脫氮的過程中需要長期對堿度和碳源進行補足，總體工藝應用的成本較高。

2、新型脫氮工藝設計與運行效果分析

2.1 硝化-反硝化工藝

2.1.1 工藝設計

在硝化-反硝化工藝設計期間需要對能耗、溶解氧、沉淀池的污泥以及硝化菌繁殖、酸堿消耗等內(nèi)容進行綜合考量。這種工藝分為短程和同步兩種類型，其中短程硝化反硝化工藝是經(jīng)NH4＋–N→NO2－–N→N2完成，整個過程較全程硝化反硝化工藝時間大大縮短。同步硝化反硝化工藝原理如圖1所示。

針對硝化-反硝化工藝運行的能耗問題，脫氮系統(tǒng)需要設置兩個系統(tǒng)，其中一個是污泥回流系統(tǒng)，另一個是內(nèi)回流系統(tǒng)。兩個系統(tǒng)中內(nèi)回流系統(tǒng)運行的回流比基本都會超過200%，時能達到400%，應用成本與性能會因此顯著提升。在進行工藝革新設計時，需要針對回流泵進行改良，增加變頻控制功能，來對脫氮期間的回流比進行控制，實現(xiàn)降低能耗。另外，溶解氧在硝化反應環(huán)節(jié)含量比較多，它跟著回流直接進入缺氧池內(nèi)部，這樣會對反硝化反應造成不良的影響。在進行工藝設計時需要對硝化反應環(huán)節(jié)運行期間的溶解氧含量進行控制，不能超過4mg/L，還要將硝化反應尾部的曝氣量進行降低，達到減少回流當中的溶解氧含量。在缺氧池區(qū)域，要增設水下攪拌器裝置，對污水與空氣的接觸進行一定防控，應用攪拌器也能提升污水攪拌的充分性，以此就能夠將缺氧池內(nèi)部的溶解氧控制在0.5mg/L以內(nèi)[2]。

2.1.2 運行效果

通過上述對硝化-反硝化工藝設計的優(yōu)化改良，總氮的去除率有了顯著的提升，基本都能夠達到80%以上。新工藝要求脫氮裝置的進水總氮質量濃度最少為30mg/L，不超過70mg/L，出水的總氮質量濃度均在9.23mg/L以下的水平，這樣經(jīng)過處理后的化工污水，總氮含量符合國家要求的化工污水排放標準，整體脫氮運行的質量和效率都比較優(yōu)良。

2.2 厭氧脫氮工藝

2.2.1 工藝設計

厭氧脫氮工藝是將化工污水放置在厭氧的狀態(tài)下，微生物能夠讓硝酸鹽或亞硝酸鹽成為電子受體，讓氨氮作為電子供體，實現(xiàn)讓氨氮產(chǎn)生氧化反應，最終生成氮氣，硝酸鹽和亞硝酸鹽經(jīng)過還原反應也轉換成氮氣。這種工藝是應用生物反應原理實現(xiàn)脫氮，是生物脫氮工藝的創(chuàng)新體現(xiàn)。

2.2.2 運行效果

厭氧脫氮工藝作為新型的化工污水脫氮工藝，在實際應用中使用的各項裝置規(guī)模都比較小，具有良好的經(jīng)濟性，但在工藝裝置運行時，對自動化控制系統(tǒng)的建設水平要求比較高。由于創(chuàng)新型技術的實踐應用時間還相對較短，因此在實際運行時還沒有達到成熟的水平，各項裝置在運行期間產(chǎn)生波動的概率比較大，所以運行穩(wěn)定性是厭氧脫氮工藝實踐應用當中需要重點強化的問題。若是工藝運行期間裝置出現(xiàn)波動的情況，需要采取修復措施幫助其恢復運行，這樣會需要消耗大量的時間，因此還需對工藝技術進行進一步的研發(fā)創(chuàng)新，才能得以廣泛的應用。

2.3 大孔樹脂吸附工藝

2.3.1 工藝設計

大孔樹脂吸附工藝也是現(xiàn)代化工污水處理廠在創(chuàng)新脫氮工藝期間比較常用的技術手段，其工藝設計期間會對進水與出水的水質特點進行全面分析，在建設期間需要重點對TN指標進行強化[3]。在整體工藝中，需要在反硝化深床濾池的后端部位安裝大孔樹脂吸附脫氮裝置，運用其功能來吸附化工污水當中的硝酸根、亞硝酸根離子等物質，將大孔樹脂吸附脫氮裝置污水中的總氮物質進行分離和濃縮處理，最終消除總氮物質。在吸附一段時間或者吸附量達到一定水平之后，可以使用氯化鈉溶液來促進樹脂物質的再生，使樹脂重新恢復到良好的脫氮狀態(tài)，因而可以實現(xiàn)樹脂的循環(huán)利用。

在脫氮工藝流程運行過程中，污水經(jīng)過反硝化深床濾池處理后進入大樹脂吸附脫氮裝置，由樹脂進行吸附處理之后，再流到消毒池當中，就能夠直接達到排放標準。吸附達到飽和狀態(tài)的樹脂會進入到再生裝置內(nèi)，與氯化鈉溶液進行混合，實現(xiàn)再生恢復吸附能力，然后持續(xù)的為樹脂吸附脫氮裝置補充樹脂含量。

2.3.2 運行效果

大孔樹脂吸附脫氮工藝的應用，能夠明顯減少污水中TN的濃度，對廢水中的多種污染物質都能夠實現(xiàn)良好的吸附和去除，讓排出的水質保持良好的穩(wěn)定狀態(tài)。

大孔樹脂吸附脫氮工藝再與生物脫氮工藝結合進行應用，能夠全面提升工藝脫氮的質量，其運行期間的抗力也比較強，溫度變化不會對其產(chǎn)生明顯的作用，并且也能夠很好地面對沖擊負荷，保持穩(wěn)定的運行狀態(tài)，達到促進化工污水脫氮率的大幅度提升。