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1、ICS 13.030.20CCS Z23T/CI 164-2022燃煤火电厂脱硫脱硝尾液的厌氧氨氧化处理工艺及运行调试规范Anammox treatment process and operation debugging specification fordesulfurization and denitrification tail liquid of coal-fired thermal powerplants中国国际科技促进会发布团体标准2022-12-26 发布2022-12-26 实施T/CI 164-20221前言本文件按照GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第1部分：标准化
2、文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件规定了燃煤火电厂脱硫脱硝尾液的厌氧氨氧化处理工艺流程、设计参数、技术要求和运行调试等内容。本文件由中国国际科技促进会标准化工作委员会提出。本文件由中国国际科技促进会归口。本文件主要起草单位：青岛大学威海创新研究院、青岛思普润水处理有限公司、西北电力设计院、海永顺环保科技有限公司、青岛大川环境工程有限公司。本文件主要起草人：于德爽、吴迪、于璐、王晓霞、杨霄、李振宇、陈光辉、苗圆圆、赵骥、李翔、赵晓东。本文件为首次发布。T/CI 164-20222燃煤火电厂脱硫脱硝尾液的厌氧氨氧化处
3、理工艺及运行调试规范1 范围本文件规定了燃煤火电厂脱硫脱硝尾液厌氧氨氧化处理工艺的术语和定义、工艺流程、设计参数、技术要求和运行调试等内容。本文件适用于我国燃煤火电厂脱硫脱硝尾液的厌氧氨氧化处理工艺及运行调试。2 规范性引用文件本标准内容引用了下列文件中的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB 8978污水综合排放标准GB 18918城镇污水处理厂污染物排放标准GB 50660大中型火力发电厂设计规范CJJ 60城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程HJ/T 92水污染物排放总量监测技术规范HJ 2013升流式厌氧污泥床（UASB）反应器污水处理工程技
4、术规范DL/T 997火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标DL/T 938火电厂排水水质分析方法DL/T 5046火力发电厂废水治理设计技术规程3 术语与定义下列术语和定义适用于本标准。3.1燃煤火电厂 coal-fired thermal power plant燃煤火力发电厂简称燃煤火电厂，是利用煤作为燃料生产电能的工厂。3.2烟气脱硫脱硝 flue gas desulfurization and denitrification对燃煤火电厂锅炉烟气进行净化，降低其中氮氧化物（NOX）、硫氧化物（SOX）含量T/CI 164-20223的烟气处理工艺。3.3脱硫脱硝尾液 flue gas
5、 desulfurization and denitrification wastewater烟气脱硫脱硝系统在运行中排出的废水。3.4厌氧氨氧化 anammox在厌氧条件下，厌氧氨氧化菌（AnAOB）以氨为电子供体，以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化成氮气的过程。3.5序批式反应器 sequencing batch reactor(SBR)SBR 属于间歇式活性污泥法的一种生物处理系统，它是集进水、反应、沉淀、排水于一个反应器，无污泥回流系统，可以根据不同工艺要求灵活变换运行方式。3.6厌氧序批式反应器 anaerobic sequencing batch reactor(ASBR)ASBR 是
6、厌氧状态下运行的 SBR 非稳态厌氧生物反应器，可实现反应器的厌氧功能，每个运行周期分为进水、反应、沉淀、排水、闲置等 5 个阶段。3.7上流式厌氧污泥床反应器 upflow anaerobic sludge blanket reactor(UASB)UASB 是一种处理污水的厌氧生物方法，又叫升流式厌氧污泥床，是指废水通过布水装置依次进入底部的污泥层和中上部污泥悬浮区，与其中的厌氧微生物进行反应，气、液、固混合液通过上部三相分离器进行分离，污泥回落到污泥悬浮区，分离后的废水排出系统。UASB 反应器包括：进水和配水、排水系统、反应器的池体和三相分离器。3.8膨胀颗粒污泥床反应器 expand
7、ed granular sludge bed reactor(EGSB)EGSB 是在 UASB 反应器的基础上发展起来的第三代厌氧生物反应器，其构造可分为进水配水系统、反应区、三相分离区和出水渠系统。与 UASB 反应器不同之处是，EGSB反应器设有专门的出水回流系统。T/CI 164-202243.9内循环厌氧反应器 internal circulation reactor(IC)IC 反应器是新一代高效厌氧反应器，由 2 层 UASB 反应器串联而成。按功能划分，反应器由下而上共分为 5 个区：混合区、第 1 厌氧区、第 2 厌氧区、沉淀区和气液分离区。3.10全程自养脱氮工艺 comp
8、letely autotrophic ammonium removal over nitrite在单个反应器内或生物膜内通过控制溶解氧实现亚硝化和厌氧氨氧化，从而达到脱氮的目的，简称 CANON 工艺。3.11短程硝化脱氮工艺 single reactor high activity ammonium removal over nitrite利用在高温（30-35）下亚硝酸菌的比增长速率大于硝酸菌这一微生物动力学特性来实现亚硝化的过程，简称 SHARON 工艺。3.12亚硝化 nitrosation污水中的氨氮在亚硝化细菌的作用下，在有氧条件下将氨态氮转化为亚硝态氮的过程。3.13硝化 nit
9、ration污水中的亚硝态氮在硝化细菌的作用下，在有氧条件下将亚硝态氮转变为硝态氮的过程。3.14反硝化 denitrification污水中的硝态氮在反硝化细菌的作用下，在缺氧条件下将硝态氮状变为亚硝态氮并进一步转化为氮气的过程。3.15容积负荷 volume loading(Nv)反应器单位容积每日接受废水中有机污染物的质量，一般以 kg/(m3d)表示。3.16T/CI 164-20225污泥龄 sludge retention time(SRT)反应池中活性污泥的总量与每日排放的污泥量之比，也称为生物固体的平均停留时间，单位为 d。3.17水力停留时间 hydraulic retent
10、ion time(HRT)待处理污水在反应器内的平均停留时间，即池容/进水流量就是水力停留时间，单位 h。4 工艺流程4.1 基本原则燃煤火电厂脱硫脱硝尾液的厌氧氨氧化处理工艺的选择应符合 GB 50660 和 DL/T 5046的规定，并满足以下总体要求：（1）工艺流程先进、合理，技术可行；（2）达到规定排放或回用水标准，处理效果好；（3）占地面积小，能耗低，污泥产量少；（4）运行费用合理；（5）运行操作简单，调控管理方便。4.2 工艺流程的选择4.2.1 两段式亚硝化-厌氧氨氧化处理工艺图1 两段式亚硝化-厌氧氨氧化处理工艺流程该工艺厌氧氨氧化过程分成两段，第一段是在好氧反应器中将一半的
11、NH4+转化为NO2-，第二段是在厌氧反应器中将剩余的 NH4+和 NO2-一起直接转化为 N2。预处理包括中和、混凝沉淀、气浮等，预处理阶段应该控制该阶段出水的 C/N 比在3:1以内；亚硝化可采用控制溶解氧（限氧自养硝化-反硝化工艺，即 OLAND 工艺）、pH及游离氨、以及控制反应器温度（SHARON 工艺）实现；反硝化是将厌氧氨氧化过程产生的 NO3-转变为 N2。调节池的作用在于调节进水的 pH、水质及水量；深度处理可采用活性炭过滤、膜生物反应器工艺等。深度处理调节池预处理亚硝化厌氧氨氧化反硝化进水出水T/CI 164-202264.2.2 一段式亚硝化-厌氧氨氧化处理工艺图2 一段
12、式亚硝化-厌氧氨氧化处理工艺流程该工艺流程在同一个反应器内将一半的 NH4+转化为 NO2-，然后将 NH4+和 NO2-一起直接转化为 N2。一段式亚硝化-厌氧氨氧化反应器多采用 CANON 反应器，亚硝化及厌氧氨氧化过程在同一个反应器完成，工艺流程短、建设成本低、占地面积小。4.2.3 投加亚硝态氮的厌氧氨氧化处理工艺NO2-图3 投加亚硝态氮的厌氧氨氧化处理工艺流程由于燃煤火电厂排放的脱硫脱硝尾液水量一般较少（小于 300 m3/d），因此亦可采用在厌氧氨氧化反应器直接投加亚硝态氮的方式，NO2-投加量与 NH4+摩尔比按照 1:1，然后将NH4+和 NO2-一起直接转化为N2。4.3
13、反应器形式的选择厌氧氨氧化反应器可供选择的形式有：厌氧序批式反应器（ASBR）、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、及改进型的 UASB 反应器，例如膨胀颗粒污泥床反应器（EGSB）、内循环（IC）厌氧反应器等。反应器形式的选择应满足以下条件：（1）反应器需设置避光设施，以避免光照对反应器的影响；（2）反应器应能够保证厌氧氨氧化菌种的充分截留，以避免菌种流失；（3）反应器应具备悬浮污泥均匀混合的搅拌条件，可采用机械搅拌或惰性气体（如氮气）搅拌的形式；（4）在冬季运行时，反应器应具备一定的保温条件，以保证反应器的运行效率。5 工程设计深度处理调节池预处理亚硝化-厌氧氨氧化反硝化深度处理调节池预处
14、理厌氧氨氧化反硝化进水出水进水出水T/CI 164-202275.1 设计参数（1）温度控制燃煤火电厂脱硝脱硫尾液的出水温度一般能够保持在 30-40，适合于厌氧氨氧化的运行。在北方地区的冬季厌氧氨氧化装置应有适当的保温措施。（2）pH 控制厌氧氨氧化的适宜 pH 范围为 6.7-8.3，如不能满足要求应该在污水调节池调整 pH 值。（3）溶解氧（DO）浓度控制厌氧氨氧化反应器应保持无氧的运行条件，当尾液中的氧浓度过高时可以采用惰性气体搅拌的方式进行脱氧处理。DO 浓度宜控制在 0.5 mg/L以下。（4）基质浓度控制基质氨和硝酸盐对厌氧氨氧化的活性影响较小，当氨浓度和硝酸盐浓度低于 1000
15、mg/L时，不会对厌氧氨氧化活性产生抑制作用。在基质浓度控制中，应重点控制亚硝酸盐浓度，使之低于 5 mmol/L。（5）C/N 比控制厌氧氨氧化工艺进水 C/N 比控制宜小于 3。当进水 C/N 比大于 3 时，应加强预处理去除 COD，使之符合 C/N 比小于 3 的要求。（6）氨氮负荷控制Anammox工艺的氨氮容积负荷宜控制在 0.3-0.5 kg NH4+/(m3d)，氨氮污泥浓度负荷宜控制在 0.02-0.3kg NH4+/(kgMLSSd)。（7）污泥浓度（MLSS）厌氧氨氧化菌属于化能自养菌，生长速率缓慢，但在培养成熟的活性污泥系统中污泥浓度仍可以不断提高，污泥浓度可维持在 3
16、000-10000 mg/L 之间。（8）水力停留时间（HRT）水力停留时间宜控制在 8-12 小时。（9）泥龄控制（SRT）厌氧氨氧化菌的倍增时间长达 11d，因此 Anammox 工艺的泥龄越长越好。因此，厌氧氨氧化工艺基本不需要排泥。5.2 设计计算设计计算主要涉及厌氧氨氧化反应器，包括反应器结构尺寸的确定、布水系统、三相分离器、出水收集系统、排泥及放空系统等。（1）反应器容积的确定=0（1）T/CI 164-20228式中：V 反应器有效容积，m3；Q 反应器进水流量，m3/d；S0进水氨氮初始浓度，kg/m3；Nv 氨氮容积负荷，kg/(m3d)。（2）主要构造尺寸的确定反应器表面积
17、：=（2）式中：A 反应器表面积，m2；q 反应器表面负荷，m3/(m2d)。反应器高度：=（3）式中：H 反应器高度，m；V 反应器有效容积，m3；A 反应器表面积，m2。（3）反应器搅拌功率采用 ASBR 反应器时，通常的机械搅拌方式有搅拌浆搅拌和水下搅拌机搅拌，其输入功率可以通过该设备的运行工况点确定。对于水力混合搅拌方式，其输入功率即为水泵的运转功率，可以根据水泵的运行工况点确定。（4）布水系统设计采用 UASB 反应器时应符合 HJ 2013 规定，采用多点布水系统，一个进水点最大服务面积宜控制在 1-2 m2。出水孔应向下，距池底 200 mm，出水孔需设置 45 导流板使出水分布
18、均匀。一管多孔式布水管的孔口流速应不小于 2 m/s，配水管直径应大于 100 mm，可采用脉冲间歇进水的形式。（5）三相分离器设计宜采用整体式或组合式的三相分离器。三相分离器宜选用高密度聚乙烯（HDPE）、碳钢、不锈钢等材料，如采用碳钢材质应进行防腐处理。沉淀区的表面负荷宜小于 0.8 m3/(m2h)，沉淀区总水深应大于 1.0 m。（6）出水收集装置出水收集装置应设在反应器顶部，断面为矩形的反应器出水宜采用几组平行出水堰的出水方式，断面为圆形的反应器出水宜采用放射状的多槽或多边形槽出水方式。集水槽上应加设三角堰，堰上水头大于 25 mm，水位宜在三角堰齿 1/2 处。出水堰口负荷宜小于
19、1.7 L/(sm)。（7）排泥及放空管T/CI 164-20229反应器宜采用重力多点排泥方式。排泥管管径应大于 150 mm；底部排泥管可兼作放空管。6 调试及运行6.1 一般规定（1）污水处理厂的运行、维护、调试及安全管理参照 CJJ 60 执行。（2）运行管理人员必须熟悉本处理工艺流程以及相关设施、设备的运行要求及技术指标。（3）运行操作人员应了解本处理工艺流程，熟悉本岗位设施、设备的运行要求及技术指标。（4）运行调试前应全面检查设施及设备的完整情况，排除安全隐患。（5）操作人员应严格按照安全操作规程，建立健全岗位责任制，确保运行安全。（6）污水处理厂调试前，各工段、工种应认真培训，制
20、定出污水处理工段、污泥处理工段、设备维护保养、供电和仪表自控等工艺规程操作注意事项，确保试运行中设备安全。6.2 调试准备（1）启动设备前应做好设备的全面检查，主要包括：供配电设备、电机是否完好，电气设备绝缘性能是否合格，周围环境是否正常，各种显示仪表是否正常等。（2）接种菌种准备有条件的污水处理站可引进厌氧氨氧化菌中，无条件的可以引进可采用城市污水处理厂厌氧消化污泥作为厌氧氨氧化接种菌种。（3）制定设备档案表格，试运行期间应将全部设备的运行情况记录在设备档案中，包括处理污水量、污泥产量、药剂耗用量、生产电耗量、自来水耗量等，对进出水水质和活性污泥等均应有足够的分析数据。（4）在调试阶段，工艺
21、运行的控制、调整应以培养、驯化污泥为主，检查各工艺设备运行状况。对污水处理设备的运行切实做好控制、观察、记录和分析检验工作。6.3 接种菌种的投加对于接种类似企业的厌氧氨氧化菌种按照污水量的 3%投加污泥混合液；对于接种城市污水处理厂的厌氧消化污泥按照污水量的 10%投加污泥混合液。厌氧氨氧化菌种的培养可以采用连续培养，也可以采用间歇培养的方法。6.3.1 引进厌氧氨氧化菌种有条件的污水处理站可以从类似行业的污水处理站引进厌氧氨氧化菌种，在菌种输送T/CI 164-202210过程中需注意避光且无氧。在菌种投入到新的厌氧氨氧化工艺中，一般经过 1-2 周的适应性运行后，菌种即可恢复其活性。6.
22、3.2 引进厌氧消化污泥菌种可以从城市污水处理厂引进消化污泥作为菌种进行培养，在避光、无氧的条件下控制进水 pH、温度、C/N 比、氨氮负荷等运行因素按照设计参数的要求，一般经过 3-4 月的时间即可完成菌种驯化过程。为保证污水处理设施正常顺利运行，可在污水处理站启动运行前先从测流建立一条厌氧氨氧化菌种培养路线，培养成功后逐渐投加到运行工艺中。另一方面，该路线亦可作为处理工艺的厌氧氨氧化菌种失活或流失时的补给菌种。6.3.3 引进海湾浅滩底泥作为菌种近海地区燃煤火电厂可以利用海湾浅滩底泥作为菌种，将底泥中的海洋厌氧氨氧化菌种驯化，培养过程分为 4 个阶段：菌体自溶期（115 d）、迟滞期（16
23、150 d）、活性提高期（151180 d）与稳定运行期（181200 d）。海洋厌氧氨氧化菌对污水中的盐度更好的适应性，可为高盐度污水处理提供保障。6.3.4 嗜盐厌氧氨氧化菌的驯化培养燃煤火电厂脱硫脱硝尾液往往含有较高的 NaCl 盐度，当 Cl-浓度大于 6000 mg/L 时，会抑制厌氧氨氧化菌的活性，但经过长期驯化仍可提高其耐盐性。通常采用“阶梯式”逐步提高盐度的驯化方式，每阶梯可采用 1000-1500 mg/L的幅度逐步增加盐度，当达到稳定且较高去除率的时候，再进入到下一调试阶段，这样可使厌氧氨氧化反应器逐步适应高盐环境并保持较高的脱氮效率。为加速高盐度环境下厌氧氨氧化菌培养过程
24、，还可采取以下措施：（1）适量投加甜菜碱，当甜菜碱浓度为 0.10.4 mmol/L 时，添加甜菜碱可缓解盐胁迫对厌氧氨氧化菌生长的抑制，并促进厌氧氨氧化菌培养过程。（2）适量投加海绵填料，以增加厌氧氨氧化菌生物量并可有效防止厌氧氨氧化污泥流失。按照厌氧氨氧化的运行条件启动厌氧氨氧化工艺。由于厌氧氨氧化菌的生长速率较慢（倍增时间约为 11 d），因此整个驯化周期较长，根据达到的盐度的目标值不同可能需要更长的驯化时间。在嗜盐菌培养驯化过程中，要将避免盐度冲击对驯化过程的影响，盐度冲击的波动区间不应大于 2000 mg/L。宜在污水处理站前端设置盐度监测装置。6.4 厌氧氨氧化的启动T/CI 16
25、4-202211NO2-N 和 NH4+-N 按比例稳定的去除是 Anammox 工艺稳定运行的关键特征。当厌氧氨氧化反应器稳定运行时，理论上，NH4+-N 消耗量/NO2-N 消耗量/NO3-N 生成量的比值为1:1.32:0.26。厌氧氨氧化反应机理：OHNOCHNONHHCONONHAOBA215.05.0232n32403.2066.026.002.113.0066.032.11 厌氧氨氧化菌含有丰富的细胞色素C，成熟的厌氧氨氧化污泥呈浅红色，可用作厌氧氨氧化反应器启动进程的指示参数，污泥颜色的变化可验证启动过程中厌氧氨氧化菌的发展进程。厌氧氨氧化的启动过程中，污泥的颜色变化逐渐由黑色
26、变为黄棕色，再进一步变浅，最后逐渐出现砖红色，并有肉眼可辨的红色颗粒，可作为厌氧氨氧化成功启动的标志。6.5 水质监测6.5.1 水质监测的要求（1）要求水质监测数据应准确、可靠、及时。（2）化验室水质监测人员应熟悉掌握水质分析化验方法，能够快速准确地提供检测数据。（3）根据污水处理站的运行情况建立监测数据档案，为运行工况分析提供可靠依据。6.5.2 水质监测的常规分析项目水质监测规范及分析方法应符合 HJ/T 92 和 DL/T 938 的规定。按照污水处理站检测要求，可分为三类监测指标：（1）污水处理站的进出水水质，包括：温度、pH、BOD5、COD、SS、NH4+、TN、PO42-、NO
27、3-、NO2-、C/N 比等。（2）活性污泥指标，包括：混合液悬浮固体（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）、污泥沉降比（SV）、污泥容积指数（SVI），及生物相观察等。（3）运行环境指标，包括：水温、pH、DO、氮、磷等。6.5.3 出水水质处理后的出水水质应符合 GB 8978、GB 18918 和 DL/T 997 的规定。T/CI 164-202212附录 A（资料性）燃煤火电厂脱硫脱硝尾液水质参考表序号项目单位数值(1)Temperature3040(2)pH无量纲58(3)BOD5生化需氧量mg/L100(4)COD 化学需氧量mg/L300(5)SS总悬浮物mg/L
28、500(6)Ammonia(N)氨（以 N计）mg/L150(7)Total Nitrogen(N)总氮（TN）mg/L350(8)Total Phosphorous(P)总磷（P）mg/L4.5(9)Cl-盐度mg/L15000(10)SO42-硫酸根mg/L5000(11)Phenol 苯酚mg/L1.0(12)Arsenic 砷mg/L0.01(13)Mercury 汞mg/L0.5(14)Lead 铅mg/L0.5(15)Cadmium 镉mg/L0.05(16)Chromium(Total)铬（总）mg/L0.5(17)Chromium(VI)铬（VI）mg/L0.5(18)Iron 铁mg/L200(19)Copper 铜mg/L0.1(20)Zinc 锌mg/L0.1(21)Nickel 镍mg/L0.5(22)Manganese 锰mg/L0.5(23)Fluoride 氟化物mg/L250(24)Cyanide 氰化物mg/L0.05(25)Coliform 大肠杆菌个/LNA