宿遷村莊污水處理設備TH-88省時(shí)省力

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其中進(jìn)水區有效容積為150m3，實(shí)現了進(jìn)水與回流硝化液、回流二沉池污泥的充分混合；A池有效容積310m3，水流下進(jìn)上出，有效保持了較高污泥濃度；O池有效容積3200m3；二沉池表面負荷為0.80m3/（m2•h），池型為輻流式，沉淀效果好，有效保障了生化系統的高污泥濃度。

1.2 A池污泥反硝化速率測定試驗

采用批次試驗對系統中的污泥進(jìn)行反硝化速率測定。具體方法：在3000mL燒杯中加入1000mL系統進(jìn)水與1000mL硝化回流液（O池末端混合液）；缺氧狀態(tài)下攪拌，每隔10min取樣適量混合液樣品，加硫酸酸化至pH小于2，高速離心，測定上清液中COD、NO2--N、NO3--N、TKN的濃度。由于系統進(jìn)水與硝化回流液混合后溶液所含NO3--N濃度較低，故在此基礎上額外補充了10mg/LNO3--N以提高反硝化速率測定的準確性。

1.3 O池中污染物降解試驗

為了考察污染物在O池中的降解過(guò)程，在O池中沿水流方向每隔10m設置1個(gè)取樣點(diǎn)，分別標注0#、1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#取樣點(diǎn)；并在二沉池出水處取樣（9#取樣點(diǎn)）。測定各取樣點(diǎn)上清液中COD、NO2--N、NO3--N、TKN的濃度，分析其降解過(guò)程。

1.4 分析測定方法

廢水水質(zhì)的COD、NO2--N、NO3--N、TKN和pH以及表征污泥性質(zhì)的混合液懸浮固體濃度（MLSS）均參照《水和廢水監測分析方法（第四版）》測定；污泥含氮量參照《城市污水處理廠(chǎng)污泥檢驗方法》（CJ/T211—2005）測定。

需要指出的是，由于味精精制生產(chǎn)廢水中的氮主要源自含氮有機物所以實(shí)驗均用TKN進(jìn)行研究。

2、結果與討論

2.1 味精精制生產(chǎn)廢水生物處理裝置運行效果

該工程自2013年5月投入運行以來(lái)，運行穩定，考察生產(chǎn)過(guò)程中100d運行的監測數據。監測結果表明：廢水流量為（1270±335）m3/d，原水COD為（1724±897）mg/L，TKN為（93.5±41.5）mg/L，pH為8.5±2.4，處理系統活性污泥的混合液懸浮固體質(zhì)量濃度（MLSS）為（5.3±0.2）g/L。

進(jìn)水水量水質(zhì)波動(dòng)很大，水量平均波動(dòng)26.3%、平均COD波動(dòng)52.0%、日COD負荷平均波動(dòng)92%，但出水COD為（10.4±5.1）mg/L，平均COD去除率為99.4%，處理效果好而且穩定；出水TKN為（0.6±0.4）mg/L，平均TKN去除率為99.4%；出水TN為（7.2±1.5）mg/L，TN平均去除率為91.7%，說(shuō)明系統不僅對氨氮、有機氮有的去除（硝化）作用，而且有很高的反硝化能力。

2.2 脫氮途徑分析

對系統進(jìn)行了30d的現場(chǎng)測定，包括進(jìn)水流量、進(jìn)出水水質(zhì)、污泥濃度、污泥VSS/SS值、污泥含氮量、計算氮的去除總量、剩余污泥排放中氮的去除量。實(shí)驗期間，為確?，F場(chǎng)測定數據的準確性，將進(jìn)水總污染負荷保持在一個(gè)較為穩定的狀態(tài)。

統計30d的系統進(jìn)出水數據可知，系統進(jìn)水流量為（1400±45）m3/d，COD為（1256±64）mg/L，TKN為（84.7±6.0）mg/L，NO2--N、NO3--N未檢出，故進(jìn)水TN可用TKN代替；出水COD為（14±3）mg/L，TN為（7.4±1.9）mg/L。通過(guò)計算可得，系統平均COD、TN去除量分別為1739、108.2kg/d。

統計生化系統排泥數據得到：30d總計外運脫水污泥約9.6t，污泥含水率為84.5%±1.5%，VSS/SS為0.77±0.02，污泥含氮量為（54.6±1.1）mgN/gVSS。測定期間系統污泥濃度變化不大，在表觀(guān)污泥產(chǎn)率系數計算中基本可以忽略；系統出水SS小于5mg/L，也忽略其對污泥濃度的影響。經(jīng)統計計算可得，平均剩余污泥產(chǎn)量為208.7kgVSS/d，表觀(guān)污泥產(chǎn)率系數為0.12kgVSS/kgCOD，泥齡約100d。

筆者研究中，認為該生化系統的脫氮總量M按發(fā)生的位置可以分為3個(gè)部分：（1）A池中的脫氮總量記為M1；（2）O池中的脫氮總量記為M2；（3）經(jīng)剩余污泥排放的脫氮總量M3。其中系統M=M1+M2，M3是被包含在M1與M2中的，因缺氧狀態(tài)與好氧狀態(tài)污泥產(chǎn)率的差異導致無(wú)法區分。根據日均剩余污泥產(chǎn)量與污泥含氮量計算可得，通過(guò)剩余污泥排放的脫氮總量M3為11.4kg/d，約占TN去除總量的11%。

2.3 A池COD與氮降解分析

系統進(jìn)水、硝化回流液和污泥回流液在A(yíng)池前進(jìn)水區混合均勻，此階段A池進(jìn)水流量為（8400±270）m3/d，混合后A池進(jìn)水COD、TKN、NO3--N分別為（222±13）、（14.6±1.2）、（6.7±0.2）mg/L，A池出水COD、TKN、NO3--N分別為（125±11）、（13.9±1.2）、（0.2±0.1）mg/L，進(jìn)出水均未檢出NO2--N，COD、TN平均去除量分別為806.4、60.9kg/d。由此可知A池中M1為60.9kg/d，約占系統TN去除總量的56%。

A池出水NO3--N為（0.2±0.1）mg/L，NO2--N未檢出，說(shuō)明NO3--N在A(yíng)池中幾乎實(shí)現了反硝化。A池有效容積310m3，MLSS為5.3g/L，可計算出污泥反硝化速率為1.86mgN/（gSS•h）。

為了進(jìn)一步了解污泥反硝化活性，采用1.2所述的方法對A池污泥最大反硝化速率進(jìn)行了測定?；旌弦撼跏糃OD、NO3--N、TKN分別為638、14.1（含補充的10mg/LNO3--N）、

氟、氯是工業(yè)廢水中常見(jiàn)的污染物，尤其是在銅、鉛、鋅冶煉過(guò)程的制酸工序產(chǎn)生的污酸廢水含量特別高，通常具有高酸度、高濃度氟離子和氯離子等特點(diǎn)，酸性條件下的氟、氯離子不僅在生產(chǎn)過(guò)程中對管道設備有很大的腐蝕作用。因廢水同時(shí)還含有砷、鉛、汞、鎘等有毒有害元素，水質(zhì)復雜，是一種典型難處理的工業(yè)廢水，隨廢水排出的氟、氯進(jìn)入水體會(huì )污染環(huán)境，對農、牧業(yè)和人體健康造成嚴重危害，過(guò)量的氟會(huì )對植物造成毒害作用，抑制作物的新陳代謝、呼吸作用及光合作用，研究發(fā)現，當水中含氟質(zhì)量濃度高于4．0mg／L時(shí)，會(huì )引起骨膜增生、骨刺形成、骨節硬化、骨質(zhì)疏松、骨骼變形與發(fā)脆等氟骨病，另外對肝臟、腎臟、心血管系統、免疫系統、生殖系統、感官系統等非骨組織均有不同程度的損害。因此，國家對于含氟、氯廢水、廢氣的排放標準越來(lái)越嚴格。

國內目前處理污酸廢水的方法主要有硫化鈉一石灰中和法、石灰一鐵鹽共沉淀法、離子交換法、膜法、電滲析法、光催化氧化法、生物技術(shù)等，應用較多的是前兩種。但這兩種工藝對氟、氯去除效果一般，處理后的水由于氟、氯濃度高等原因，嚴重制約著(zhù)水的回用，同時(shí)中和處理產(chǎn)生大量含砷及重金屬的危廢渣需要專(zhuān)門(mén)地方堆存，占用大量土地，并且滲透水對周邊環(huán)境造成一定污染。

污酸中的硫酸用途廣泛。污酸經(jīng)過(guò)除雜、濃縮，即獲得純凈的稀硫酸，可代替工藝水補入成品酸中，也可用于電解、選礦、制磷肥等，因此硫酸的再循環(huán)利用是污酸廢水處理的核心目標。但若除雜不好，由于氟、氯離子的存在，并且濃度會(huì )越來(lái)越高，輸送過(guò)程中腐蝕管道，回用于電解，提高了陰陽(yáng)極的消耗，降低了產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性，并對冶煉系統的設備和現場(chǎng)操作環(huán)境造成較大影響，因此在污酸回用前¨3|，氟、氯的去除尤為關(guān)鍵。

由于經(jīng)濟及技術(shù)原因，國內外企業(yè)深度凈化或全部處理回用的企業(yè)較少，這樣不僅浪費資源，而且容易造成環(huán)境的二次污染，所以資源化處理是今后污酸廢水處理的發(fā)展方向，研究出新的，具有好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的工藝，通過(guò)資源回收，變廢為寶，實(shí)現效益。本文針對污酸廢水中氟、氯的特性，實(shí)驗研究利用硫酸中氫離子與污酸廢水氟離子、氯離子反應生成氣體，達到去除氟、氯的目的，為進(jìn)一步污酸廢水處理后回用打下基礎。

傳統的生物脫氮除磷工藝一般都采用單一污泥懸浮生長(cháng)系統，在該系統中有多種差別較大的微生物，不同功能的微生物對營(yíng)養物質(zhì)和生長(cháng)條件的要求都有很大的不同，要保證所有的微生物都達到最佳生長(cháng)條件是不可能的，這就使得系統很難達到高效運行。

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2．2 泥齡問(wèn)題

由于硝化菌的世代期長(cháng)，為獲得良好的硝化效果，必須保證系統有較長(cháng)的泥齡。而聚磷菌世代期較短，且磷的去除是通過(guò)排除剩余污泥實(shí)現的，所以為了保證良好的除磷效果，系統必須短泥齡運行。這就使得系統的運行，在脫氮和除磷的泥齡控制上存在矛盾。

2．3 碳源問(wèn)題

在脫氮除磷系統中，碳源主要消耗在釋磷、反硝化和異養菌的正常代謝等方面。其中，釋磷和反硝化的反應速率與進(jìn)水碳源中易降解的部分，尤其是揮發(fā)性有機脂肪酸的含量關(guān)系很大。一般說(shuō)來(lái)，城市污水中所含的易降解的有機污染物是有限的，所以在生物脫氮除磷系統中，釋磷和反硝化之間存在著(zhù)因碳源不足而引發(fā)的競爭性矛盾。

2．4 回流污泥中的硝酸鹽問(wèn)題

在整個(gè)系統中，聚磷菌、硝化細菌、反硝化細菌及其它多種微生物共同生長(cháng)，并參與系統的循環(huán)運行。常規工藝中，由于厭氧區在前，回流污泥不可避免地將一部分硝酸鹽帶人該區，一旦聚磷菌與硝酸鹽接觸，就導致聚磷效果下降。這主要是由于反硝化細菌與聚磷菌對底物形成競爭，其脫氮作用造成碳源無(wú)法滿(mǎn)足聚磷菌的充分釋磷所致。

3、生物脫氮除磷新工藝

3．1 DEPHANOX工藝

DEPHANOX工藝是BortoneG等于1996年提出的一種具有硝化和反硝化除磷雙污泥回流系統的技術(shù)，是為了滿(mǎn)DPB所需的環(huán)境要求而開(kāi)發(fā)的一種強化生物除磷工藝。該工藝在厭氧池與缺氧池之間增加了沉淀池和固定膜反應池，可以避免由于氧化作用而造成有機碳源的損失并穩定系統的硝酸鹽濃度。污水在厭氧池中釋磷，在沉淀池中進(jìn)行泥水分離，含氨較多的上清液進(jìn)人固定膜反應池進(jìn)行硝化，污泥則跨越固定膜反應池進(jìn)入缺氧段完成反硝化和攝磷。

該工藝具有能耗低，污泥產(chǎn)量低且COD消耗量低的特點(diǎn)。但該工藝中磷的去除效果很大程度上取決于缺氧段硝酸鹽的濃度，當缺氧段硝酸鹽不充足時(shí)，磷的過(guò)量攝取受到限制；反之硝酸鹽又會(huì )隨回流污泥進(jìn)入厭氧段，干擾磷的釋放和聚磷菌體的PHB的合成。

該工藝優(yōu)點(diǎn)在于不但能解決除磷系統反硝化碳源不足的問(wèn)題和降低系統的能源(曝氣)消耗，而且可縮小曝氣區的體積，降低剩余污泥量，尤其適用于處理低COD／TKN(TKN為總凱氏氮)的污水。不過(guò)由于進(jìn)水中氮和磷的比例很難恰好滿(mǎn)足缺氧攝磷的要求，從而給系統的控制帶來(lái)一定困難。工藝流程見(jiàn)圖4。