江蘇省南通市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)通盛排水有限公司 劉海燕

一、前言

目前，污水處理廠的出水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，對(duì)出水的總氮要求也越來(lái)越嚴(yán)格。南通某污水處理廠位于開(kāi)發(fā)區(qū)港口工業(yè)三區(qū)，進(jìn)水的可生化性較差，進(jìn)水BOD5偏低，而一級(jí)A出水的TN要求較高，碳源存在不足，為確保出水TN達(dá)標(biāo)進(jìn)行研究，選擇合適碳源，研究其合適投加量，使其最終出水達(dá)到GB18918-2002中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

二、碳源的選擇

外加的碳源種類(lèi)繁多，現(xiàn)有的外加碳源大體上分為兩類(lèi)：一是以葡萄糖、甲醇、乙酸等液態(tài)有機(jī)物及其混合物為主的傳統(tǒng)碳源。二是以一些低廉的固體有機(jī)物為主，包括含纖維素類(lèi)物質(zhì)的天然植物及一些可生物降解聚合物等在內(nèi)的新型碳源。目前大多數(shù)污水脫碳工藝的研究中都是采用低分子有機(jī)物和糖類(lèi)物質(zhì)作為液體碳源。低分子有機(jī)物易于生物降解，極易被反硝化細(xì)菌利用且微生物細(xì)胞產(chǎn)率較低，本文對(duì)乙酸、乙酸鈉及生物碳源作為碳源時(shí)的投加進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)比較。

三、AAO池中乙酸鈉、乙酸投加的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

（1）將乙酸鈉、乙酸兩種碳源進(jìn)行性質(zhì)化驗(yàn)，如表1所示。

表1 乙酸、乙酸鈉藥劑對(duì)比

（2）實(shí)驗(yàn)水來(lái)源為三期工程AAO池。AAO污水處理工藝是一種常用的污水處理工藝，利用微生物菌群實(shí)現(xiàn)除磷脫氮以及有機(jī)物的去除。

公司服務(wù)范圍內(nèi)以工業(yè)污水企業(yè)為主，總氮在工業(yè)廢水中的含量根據(jù)不同工業(yè)廢水水質(zhì)及水量具有很大差異，任何廢水中均含有一定數(shù)量的總氮，污水廢水中的總氮元素主要由氨氮、有機(jī)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮以及氮氧化合物組成，其中，氨氮主要來(lái)自氨水以及氯化銨等無(wú)機(jī)物。有機(jī)氮主要來(lái)自一些有機(jī)物中的含氮基團(tuán)，比如有機(jī)胺類(lèi)等。氮氧化合物諸如一氧化氮以及二氧化氮等是有毒氣體，由于狀態(tài)不穩(wěn)定，一般很少存在。硝態(tài)氮在自然界中比較穩(wěn)定，且含量較高，比如機(jī)械化學(xué)等工業(yè)使用大量與硝酸鹽相關(guān)的原材料作為氧化劑，同時(shí)很多污水通過(guò)前期生化以及硝化以后也含有大量的硝酸鹽，因?yàn)橄鯌B(tài)氮十分穩(wěn)定，且極易溶解于水。通過(guò)幾年的運(yùn)行數(shù)據(jù)得知，工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)水水量、水質(zhì)的變化較生活污水處理廠相比，具有變化不穩(wěn)定的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室的小試數(shù)據(jù)沒(méi)有代表性，本次實(shí)驗(yàn)直接用于AAO池中，根據(jù)總氮的去除率進(jìn)行比選。

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論。

①乙酸鈉的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) （表2）

表2 乙酸鈉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

選用乙酸鈉作為碳源藥劑，在活性污泥法AAO工藝中，在缺氧段投加。實(shí)際運(yùn)行下來(lái)需要投入的乙酸鈉/去除的NO3--N比值大部分在7:1-8:1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小試的30:1-40:1。碳源乙酸鈉購(gòu)買(mǎi)是固體粉劑，孔隙率比較大，干度比較高，單位質(zhì)量的體積比較大，粉劑儲(chǔ)罐需要的容積比較大，而且實(shí)際投加的藥劑量偏大。從藥劑的品性上來(lái)看，乙酸鈉是粉劑，溶解在水中肯定有一定量的雜質(zhì)。借鑒國(guó)外的成熟污水廠投加量，實(shí)際需要的乙酸鈉/去除的NO3--N比例可在：（5.0/0.68=7.35）～（5.5/0.68=8.10）:1 之間。本廠投加的有效乙酸鈉比例為7-10:1，合適并適量。

②乙酸的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（表3）

表3 乙酸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表

選用乙酸作為碳源藥劑，乙酸溶液是完全溶解的成品酸，所以加入比較干凈，麻煩的是需要運(yùn)輸槽車(chē)、卸料泵等配套設(shè)備，純乙酸為危險(xiǎn)化學(xué)品，具有較強(qiáng)的腐蝕性。借鑒國(guó)外的成熟污水廠投加量，實(shí)際需要的外碳源COD/去除的NO3--N比例一般在5.0:1-5.5:1之間，采用乙酸的話(huà)，實(shí)際需要的乙酸/去除的NO3--N比例可在：（5.0/1.07=4.67）-（5.5/1.07=5.14）:1之間。本廠投加的乙酸比例在5:1-6.5:1，適量合適。

以上兩組數(shù)據(jù)中，日均去除的NO3-總量扣除水解酸化池沉淀污泥帶走有機(jī)氮、生化池剩余污泥帶走有機(jī)氮量，上述兩者有機(jī)氮帶走量按進(jìn)水的20%計(jì)，為前后十天的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，因?qū)嶒?yàn)是連續(xù)做的，乙酸作為碳源的第一天是接在乙酸鈉實(shí)驗(yàn)之后，數(shù)據(jù)偏高。從后四天的數(shù)據(jù)看，基本趨于穩(wěn)定。

③實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與討論

生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可以看到，投加乙酸作為碳源時(shí)，二沉池的出水可以穩(wěn)定達(dá)到GB18918-2002一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)。下面就兩種藥劑的運(yùn)行成本進(jìn)行分析：

乙酸鈉的運(yùn)行成本如表4所示，乙酸的運(yùn)行成本如表5所示，從運(yùn)行成本分析，乙酸的投加成本要低于乙酸鈉，并且投加效果優(yōu)于乙酸鈉。

表4 乙酸鈉成本分析表

表5 乙酸成本分析表

四、AAO池中乙酸、生物碳源投加的對(duì)比實(shí)驗(yàn)

生物碳源是以多種礦物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)發(fā)酵和特種酶水解技術(shù)生產(chǎn)的一種新型碳源。生物碳源的COD當(dāng)量可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，與乙酸鈉、乙酸相比較，較為靈活。與乙酸鈉、乙酸相比較，生物碳源是利用生物技術(shù)的綜合性碳源，更為安全，在污水處理中促進(jìn)反硝化脫氮、異養(yǎng)菌群繁殖、提高污水總氮去除效果，可作為傳統(tǒng)碳源的替代品。

實(shí)驗(yàn)在AAO池中進(jìn)行碳源投加，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為本公司化驗(yàn)室檢測(cè)。生物碳源的COD當(dāng)量值為1256500mg/L，稀釋1000倍后PH為7.08，其余生產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 生產(chǎn)數(shù)據(jù)表

通過(guò)分析數(shù)據(jù)得到以下結(jié)論：AAO池中的碳源從2021年6月23日下午4點(diǎn)開(kāi)始從乙酸改為生物碳源，6月23日數(shù)據(jù)為上午取樣分析，即池內(nèi)投加的是乙酸，從6月24日開(kāi)始，硝態(tài)氮及出水總氮的數(shù)據(jù)均遠(yuǎn)高于乙酸投加期間，由于數(shù)據(jù)持續(xù)走高，6月30日下午將碳源改為乙酸，7月1日的各項(xiàng)指標(biāo)均有下降。通過(guò)上述分析，此次生物碳源從脫氮效果看，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。

五、結(jié)論

通過(guò)生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看到，在該污水處理廠的碳源投加中，從經(jīng)濟(jì)、操作等方面進(jìn)行綜合比較，最終選擇乙酸作為碳源比較穩(wěn)定，可用于工業(yè)污水處理廠參考。

相關(guān)鏈接

當(dāng)前，城市污水處理廠工藝調(diào)試的重要性還沒(méi)被普遍認(rèn)識(shí)和接受，不少污水廠建成后沒(méi)有進(jìn)行工藝調(diào)試，這就產(chǎn)生了要么運(yùn)行不起來(lái)，要么運(yùn)行起來(lái)水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行成本偏高等現(xiàn)象。

事實(shí)上，工藝調(diào)試是污水廠投產(chǎn)前的一項(xiàng)重要工作，其重要性表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備、設(shè)施、控制、工藝等方面出現(xiàn)的問(wèn)題，使污水廠投入正常運(yùn)行;二是實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)目標(biāo)，即出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求;三是確定符合實(shí)際進(jìn)水水量和水質(zhì)的各項(xiàng)控制參數(shù)，在出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能的降低運(yùn)行成本。

第一，帶負(fù)荷試車(chē)，解決影響連續(xù)運(yùn)行的各種問(wèn)題，為下一步工作打好基礎(chǔ);

第二，活性污泥培養(yǎng)，主要是積累處理所需微生物的量;

第三，活性污泥馴化，其目的是選擇適應(yīng)實(shí)際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無(wú)用的微生物;

第四，確定符合實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)水量的工藝控制參數(shù)，在確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，盡可能降低能耗;

第五，編制工藝控制規(guī)程，以指導(dǎo)今后的運(yùn)行。