氨基酸生产废水处理站设计

A. 氨基酸废水处理采用什么成熟工艺

目前,对于氨基酸废水处理,国内外尚无成熟的可以普遍推广的处理工艺。
国家主要采用强氧化预处理工艺和稀释好氧生化处理工艺。此类处理工艺的处理效率可靠,但运行费用高昂。一些常规的物化工艺也经常被应用在医药行业的废水处理中,例如混凝沉淀工艺、电解工艺、化学氧化工艺。生物处理普遍采用厌氧水解工艺和好氧处理工艺,但对于不同类型的废水处理效果差别很大。宜昌某制药有限公司生产氨基酸原料所排放的氨基酸废水属高浓度酸性有机废水,废水BOD5/CODcr=0.57,属于可生化性较好的工业废水。可以采用水解酸化、二级好氧生物处理及深度处理工艺。经工艺比选论证,确定废水处理工艺为:进水→细格栅→调节池→一沉池→水解酸化池→CASS池→涡凹气浮器→配水井→曝气生物滤池→二沉池→出水。对氨基酸医药废水的物化处理进行了混凝试验研究。通过混凝试验确定了有机与无机混凝剂混配的用量:聚合硫酸铁(PFS)为200mg/L,聚丙烯酰胺(PAM)用量为3mg/L。废水处理站设计进水水量4000m3/d,进水CODcr为14000mg/L,BOD5为8000mg/L,SS浓度6700mg/L,NH3-N为890mg/L,出水CODcr为95.3mg/L,BOD5为32.8mg/L,SS为35.1mg/L,NH3-N为18.3mg/L,出水指标达到国家《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB21903-2008)水污染物排放标准。宜昌某制药有限公司氨基酸医药废水处理工程所采用的处理工艺可为同类生产废水的处理提供参考。

B. 一套氨氮污水处理需花费多少钱

我做过的项目的参考数据：
加设你这个污水没有有机氮的物质（氨基酸、蛋白质），因为有机氮可以分解成为氨氮。
按照国内一般水平给你参考，不用进口设备和全自动化管理之类的。

一、高浓度和极高浓度的项目（氨氮>400mg/L）：
南方地区（忽略冬季影响，冬季再需要准备些蒸汽设备的费用。）
①采用脱氮塔：2012年报价80万一套的脱氮吹脱塔大约可以处理每天600吨的高浓度氨氮废水，浓度在1000以上甚至到几万都是这个价格，能够处理到氨氮<200。成本5~10元左右
②采用高效脱氮塔（广州氨氮公司陈平教授的设备）设备，每天100~200吨项目，需要200万元，浓度同上，成本2~5元/吨。北方冬季蒸汽用的很少。
应用领域是石化裂解、渗滤液、焦化蒸氨之类的废水。
土建单算，就是一些必须用的池子，大约吨水投资再加500~1000元就够了。

二、中低浓度（氨氮在40~400mg/L）
采用传统技术多是生化法，水温较低时（小于15℃）没效果，每天一千吨废水的吨水投资在3000~8000元/吨之间。处理目标是5~15mg/L之间。如果纯粹是氨氮废水，则需要结合BOD、TP数据才能合理设计出来。

三、超低浓度氨氮深度处理（氨氮10~40之间），采用普通市政污水处理工艺或者土地处理法，每天一千吨废水的吨水投资在1000~3000元/吨之间。处理目标是稳定<5mg/L之间。

如果你能把水质情况，应用领域，污水纬度气温水温等因素说清楚，我能给你一个准确的数据。市面上环保公司报价差异很大，能差出2~5倍，当然质量也能差的很多。
看你需求了，是要省钱还是要省心。一分钱一分货，你做这些事情要明确自己的需求，就跟买车似的，都是开车，价格差很多很正常。

C. 废水处理营养盐加在预酸化池前后原因是

营养盐应添加于酸化池前，因厌氧工艺要求 C: N :P= (350-500):5:1；
其反应机理：
水解阶段——被细菌胞外酶分解成小分子。例如：纤维素被纤维酶水解为纤维二糖和葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦牙糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白酶水解为短肽和氨基酸等，这些小分子的水解产物能被溶解于水，并透过细胞为细胞所利用。
发酵阶段——小分子的化合物在发酵菌（即酸化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物，并分泌到细胞外。这一阶段主要产物为挥发性脂肪酸（VFA）醇类、乳酸、CO2、氢、氨、硫化氢等。
产酸阶段——上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢、碳酸以及新的细胞物质。
产甲烷阶段——在这一阶段乙酸、氢、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新细胞物质。

D. 高氨氮废水的最佳处理方式

1 物化法 1.1 吹脱法在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与湿度、PH、气液比有关。 1.2 沸石脱氨法利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。 1.3 膜分离技术利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。例如：气水分离膜脱除氨氮氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中NH3形态比例升高，在一定温度和压力下，NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕．查德里（A.L.LE Chatelier）原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1＞20℃,PH1＞9,P1＞P2保持一定的压力差，那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面，在膜表面分压差的作用下，穿越膜孔，进入吸收液，迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。 1.4MAP沉淀法主要是利用以下化学反应：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁（MAP），除去废水中的氨氮。 1.5 化学氧化法利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但是产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。 2 生物脱氮法传统和新开发的脱氮工艺有A/O，两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。 2.1A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。其特点是缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%，除磷只有20～30%。尽管如此，由于A/O工艺比较简单，也有其突出的特点，目前仍是比较普遍采用的工艺。

E. 氨氮废水处理的处理方法

高氨氮废水如何处理，我们着重介绍一下其处理方法： 1. 吹脱法
在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与温度、PH、气液比有关。
2. 沸石脱氨法
利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。
3.膜分离技术
利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。例如：气水分离膜脱除氨氮。氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中NH3形态比例升高，在一定温度和压力下，NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕．查德里（A.L.LE Chatelier）原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的压力差，那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面，在膜表面分压差的作用下，穿越膜孔，进入吸收液，迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。
4.MAP沉淀法
主要是利用以下化学反应：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁（MAP），除去废水中的氨氮。
5.化学氧化法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但是产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。 传统和新开发的脱氮工艺有A/O，两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。
1.A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。其特点是缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%，除磷只有20～30%。尽管如此，由于A/O工艺比较简单，也有其突出的特点，目前仍是比较普遍采用的工艺。
2.两段活性污泥法能有效的去除有机物和氨氮，其中第二级处于延时曝气阶段，停留时间在36小时左右，污水浓度在2g/l以下，可以不排泥或少排泥从而降低污泥处理费用。
3.强氧化好氧生物处理其典型代表有粉末活性炭法（PACT工艺）
粉末活性碳法的主要特点是向曝气池中投加粉末活性炭（PAC）利用粉末活性炭极为发达的微孔结构和更大的吸附能力，使溶解氧和营养物质在其表面富集，为吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活环境从而提高有机物的降解速率。
近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺，为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等。
4. 短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式，是去除水中氨氮的一种较为经济的方法，其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环，利用硝化菌和反硝化菌的联合作用，将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气，曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节（即将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化）。该技术具有很大的优势：①节省25%氧供应量，降低能耗；②减少40%的碳源，在C/N较低的情况下实现反硝化脱氮；③缩短反应历程，节省50%的反硝化池容积；④降低污泥产量，硝化过程可少产污泥33%~35%左右，反硝化阶段少产污泥55%左右。实现短程硝化反硝化生物脱氮技术的关键就是将硝化控制在亚硝酸阶段，阻止亚硝酸盐的进一步氧化。
5. 厌氧氨氧化（ANAMMOX）和全程自养脱氮(CANON)
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。
厌氧氨氧化（Anaerobicammoniaoxidation，简称ANAMMOX）是指在厌氧条件下，以Planctomycetalessp为代表的微生物直接以NH4+为电子供体，以NO2-或NO3-为电子受体，将NH4+、NO2-或NO3-转变成N2的生物氧化过程。该过程利用独特的生物机体以硝酸盐作为电子供体把氨氮转化为N2，最大限度的实现了N的循环厌氧硝化，这种耦合的过程对于从厌氧硝化的废水中脱氮具有很好的前景，对于高氨氮低COD的污水由于硝酸盐的部分氧化，大大节省了能源。目前推测厌氧氨氧化有多种途径。其中一种是羟氨和亚硝酸盐生成N2O的反应，而N2O可以进一步转化为氮气，氨被氧化为羟氨。另一种是氨和羟氨反应生成联氨，联氨被转化成氮气并生成4个还原性[H]，还原性[H]被传递到亚硝酸还原系统形成羟氨。第三种是：一方面亚硝酸被还原为NO，NO被还原为N2O，N2O再被还原成N2；另一方面，NH4+被氧化为NH2OH，NH2OH经N2H4，N2H2被转化为N2。厌氧氨氧化工艺的优点：可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗；免去反硝化反应的外源电子供体；可节省传统硝化反硝化反应过程中所需的中和试剂；产生的污泥量极少。厌氧氨氧化的不足之处是：到目前为止，厌氧氨氧化的反应机理、参与菌种和各项操作参数不明确。
全程自养脱氮的全过程实在一个反应器中完成，其机理尚不清楚。Hippen等人发现在限制溶解氧（DO浓度为0.8·1.0mg/l）和不加有机碳源的情况下，有超过60%的氨氮转化成N2而得以去除。同时Helmer等通过实验证明在低DO浓度下，细菌以亚硝酸根离子为电子受体，以铵根离子为电子供体，最终产物为氮气。有实验用荧光原位杂交技术监测全程自养脱氮反应器中的微生物，发现在反应器处于稳定阶段时即使在限制曝气的情况下，反应器中任然存在有活性的厌氧氨氧化菌，不存在硝化菌。有85%的氨氮转化为氮气。鉴于以上理论，全程自养脱氮可能包括两步第一是将部分氨氮氧化为烟硝酸盐，第二是厌氧氨氧化。
6. 好氧反硝化
传统脱氮理论认为，反硝化菌为兼性厌氧菌，其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应，必须在缺氧环境下。近年来，好氧反硝化现象不断被发现和报道，逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来，有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化（如Robertson等分离、筛选出的Tpantotropha.LMD82.5）。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化，简化了工艺流程，节省了能量。
7.超声吹脱处理氨氮
超声吹脱法去除氨氮是一种新型、高效的高浓度氨氮废水处理技术，它是在传统的吹脱方法的基础上，引入超声波辐射废水处理技术，将超声波和吹脱技术联用而衍生出来的一种处理氨氮的方法。将这两种方法联用不仅改进了超声波处理废水成本较高的问题，也弥补了传统吹脱技术去除氨氮不佳的缺陷，超生吹脱法在保证处理氨氮的效果的同时还能对废水中有机物的降解起到一定的提高作用。技术特点（1）高浓度氨氮废水采用90年代高新技术——超声波脱氮技术，其总脱氮效率在70~90%，不需要投加化学药剂，不需要加温，处理费用低，处理效果稳定。（2）生化处理采用周期性活性污泥法（CASS）工艺，建设费用低，具有独特的生物脱氮功能，处理费用低，处理效果稳定，耐负荷冲击能力强，不产生污泥膨胀现象，脱氮效率大于90%，确保氨氮达标。

F. 废水厌氧生物处理的原理

1. 在厌氧处理过程中，废水中的有机物被大量微生物共同作用，最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。这一过程中，不同微生物的代谢过程相互影响，相互制约，形成了复杂的生态系统。
2. 高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段：水解阶段、发酵（或酸化）阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
3. 水解阶段是指复杂的非溶解性聚合物被转化为简单的溶解性单体或二聚体的过程。高分子有机物因相对分子量巨大，不能透过细胞膜，因此不可能被细菌直接利用。它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如，纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质被蛋白质酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。水解过程通常较缓慢，因此被认为是含高分子有机物或悬浮物废液厌氧降解的限速阶段。多种因素如温度、有机物的组成、水解产物的浓度等可能影响水解的速度与水解的程度。水解速度的可由以下动力学方程加以描述：ρ=ρo/(1+Kh.T)ρ ——可降解的非溶解性底物浓度（g/L）；ρo———非溶解性底物的初始浓度（g/L）；Kh——水解常数（d^-1）；T——停留时间（d）。
4. 发酵（或酸化）阶段是指有机物化合物既作为电子受体也是电子迟差供体的生物降解过程，在此过程中溶解性有机物被转化为以挥发性脂肪酸为主的末端产物，因此这一过程也称为酸化。在这一阶段，上述小分子的化合物发酵细菌（即酸仿此化菌）的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。发酵细菌绝大多数是严格厌氧菌，但通常有约1%的兼性厌氧菌存在于厌氧环境中，这些兼性厌氧菌能够起到保护像甲烷菌这样的严格厌氧菌免受氧的损害与抑制。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等，产物的组成取决于厌氧降解的条件、底物种类和参与酸化的微生物种群。与此同时，酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质，因此，未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。在厌氧降解过程中，酸化细菌对酸的耐受力必须加以考虑。酸化过程pH下降到4时能可以进行。但是产甲烷过程pH值的范围在6.5～7.5之间，因此pH值的下降将会减少甲烷的生成和氢的消耗，并进一步引起酸化末端产物组成的改变。
5. 产乙酸阶段是指在产氢产乙酸菌的作用下，上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。其某些反应式如下：CH3CHOHCOO-+2H2O —> CH3COO-+HCO3-+H++2H2 ΔG’0=-4.2KJ/MOL；CH3CH2OH+H2O－> CH3COO-+H++2H2O ΔG’0=9.6KJ/MOL；CH3CH2CH2COO-+2H2O－> 2CH3COO-+H++2H2 ΔG’0=48.1KJ/MOL；CH3CH2COO-+3H2O－> CH3COO-+HCO3-+H++3H2 ΔG’0=76.1KJ/MOL；4CH3OH+2CO2－> 3CH3COO-+2H2O ΔG’0=-2.9KJ/MOL；2HCO3-+4H2+H+－>CH3COO-+4H2O ΔG’0=-70.3KJ/MOL。
6. 甲烷阶段是指乙酸、氢气、碳酸、甲酸和备旦迅甲醇被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。甲烷细菌将乙酸、乙酸盐、二氧化碳和氢气等转化为甲烷的过程有两种生理上不同的产甲烷菌完成，一组把氢和二氧化碳转化成甲烷，另一组从乙酸或乙酸盐脱羧产生甲烷，前者约占总量的1/3，后者约占2/3。最主要的产甲烷过程反应有：CH3COO-+H2O－>CH4+HCO3- ΔG’0=-31.0KJ/MOL；HCO3-+H++4H2－>CH4+3H2O ΔG’0=-135.6KJ/MOL；4CH3OH－>3CH4+CO2+2H2O ΔG’0=-312KJ/MOL；4HCOO-+2H+－>CH4+CO2+2HCO3- ΔG’0=-32.9KJ/MOL。
7. 在甲烷的形成过程中，主要的中间产物是甲基辅酶M（CH3-S-CH2-SO3-）。需要指出的是：一些书把厌氧消化过程分为三个阶段，把第一、第二阶段合为一个阶段，称为水解酸化阶段。在这里我们则认为分为四个阶段能更清楚反应厌氧消化过程。
8. 上述四个阶段的反应速度依废水的性质而异，在含纤维素、半纤维素、果胶和脂类等污染物为主的废水中，水解易成为速度限制步骤；简单的糖类、淀粉、氨基酸和一般蛋白质均能被微生物迅速分解，对含这类有机物的废水，产甲烷易成为限速阶段。
9. 虽然厌氧消化过程可分为以上四个过程，但是在厌氧反应器中，四个阶段是同时进行的，并保持某种程度的动态平衡。该平衡一旦被pH值、温度、有机负荷等外加因素所破坏，则首先将使产甲烷阶段受到抑制，其结果会导致低级脂肪酸的积存和厌氧进程的异常变化，甚至导致整个消化过程停滞。