改進(jìn)的活性污泥法——同步氧化池法研究簡介

張　堯　岳雙喜

一、工藝比較

1.間隙式活性污泥工藝（SBR）

SBR工藝是傳統(tǒng)活性污水泥法，具有好氧、缺氧、厭氧的過程，達(dá)到脫氮目的。SBR生物脫氮是利用自然界的氮循環(huán)原理，采用人工控制的方法予以實(shí)現(xiàn)的。

SBR工藝處理氣化廢水具有以下缺點(diǎn)：

缺點(diǎn)：

a.電費(fèi)能耗大，運(yùn)行過程中需要投加營養(yǎng)物，處理成本高；

b.生物量小，并易出現(xiàn)污泥膨脹，出水水質(zhì)不穩(wěn)定；

c.操作管理復(fù)雜。

2.SBOT（同步生物氧化池）工藝

SBOT（同步生物氧化池）工藝綜合了同步生物氧化處理、去除氨氮的過程，尤其適用于污水的氨氮的去除。SBOT工藝具有以下特征：

2.1生物量大，處理效果好

SBOT工藝采用了新型的填料，這種新型填料具有比表面積大、掛膜容易、生物膜更新快等優(yōu)點(diǎn)。由于具有較大的比表面積和掛膜容易等特點(diǎn)，因而生物量大，生物量可以達(dá)到10-20g/L以上，比SBR法高出5倍以上；而且由于生物膜更新比較快，因而微生物具有較高的活性，大大提高了處理效率和污水處理效果。

2.2短程硝化，無需添加營養(yǎng)物，脫氮效果好

SBOT池內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)同步硝化/反硝化，且脈動曝氣為同步硝化/反硝化提供良好條件，易于實(shí)現(xiàn)短程硝化/反硝化脫氮。氨氮去除率高，可達(dá)95%以上。

2.3能耗低，處理水成本低

由于填料不斷地與氣泡進(jìn)行接觸并不斷切割，因而其充氧效率高，動力效率在3kg/（kw·h）以上，相比其它工藝提高30%，節(jié)省曝氣能耗。

2.4產(chǎn)生污泥量少，無需污泥回流

填料在池中一直處于流化狀態(tài)，由于空氣攪動使整個反應(yīng)池內(nèi)污水和填料充分接觸，生物膜和水流之間產(chǎn)生較大的相對流速，加快了細(xì)菌表面的介質(zhì)更新，增強(qiáng)了傳質(zhì)效果，加快了生物代謝速度。由于生物量大，泥齡長，污泥產(chǎn)量少。

2.5投資省，占地面積省，易于維護(hù)管理。

二、試驗(yàn)過程

主要分析項目與測試方法

試驗(yàn)用水取自本公司污水站的調(diào)節(jié)池，通過調(diào)節(jié)池中的潛水泵持續(xù)進(jìn)水。我公司采用“德士古”水煤漿加壓氣化、克勞斯脫硫、低溫甲醇洗等生產(chǎn)工藝生產(chǎn)甲醇，其廢水主要包括：氣化廢水、煤漿系統(tǒng)沖洗水、廠區(qū)生活污水以及灰水處理、甲醇精餾、硫回收等裝置所排生產(chǎn)廢水。

該公司廢水來源主要為氣化廢水，氣化廢水為連續(xù)排放，其他廢水為間斷排放。綜合廢水高氨氮，氨氮以無機(jī)氨為主；COD含量適中，有機(jī)物以甲酸為主，可生化性較好；懸浮物以無機(jī)物為主。

試驗(yàn)過程可分為養(yǎng)生、馴化、穩(wěn)定處理和正常運(yùn)行4個階段。試驗(yàn)在冬季進(jìn)行，為保證生化反應(yīng)所需要的溫度，在試驗(yàn)過程中對水體進(jìn)行控溫加熱，各池中水體溫度始終控制在19～28℃之間。

1.養(yǎng)生階段

廢水從試驗(yàn)裝置的進(jìn)水端開始，依次充滿后續(xù)各試驗(yàn)裝置后停止進(jìn)水，開始曝氣并投加高效微生物菌種，在控制合適的溶解氧、pH 值、氮和磷等營養(yǎng)物質(zhì)的環(huán)境下進(jìn)行悶曝養(yǎng)生，每天投加微生物1次，共投加5次，投加數(shù)量依次為100g、80g、50g、40g、20g，悶曝養(yǎng)生5d。

2.馴化階段

悶曝養(yǎng)生5d后開始小流量進(jìn)水，進(jìn)水流量為0.72m3/ d，置換裝置內(nèi)已有的水，在污染物濃度不高的情況下對已經(jīng)成長的微生物進(jìn)行培養(yǎng)和馴化，使之適應(yīng)所處理廢水的環(huán)境，馴化時間為10 d。

3.穩(wěn)定處理階段

馴化10d 后，逐漸調(diào)整進(jìn)水流量，流量由小到大逐漸遞增，水力停留時間達(dá)到66.69h 時，進(jìn)水量為2.4m3/d，同時調(diào)整氣水比為10∶1，穩(wěn)定運(yùn)行。穩(wěn)定處理時間為14d。

4.正常運(yùn)行階段

穩(wěn)定處理階段過后，開始進(jìn)入正常的運(yùn)行階段，進(jìn)水量依然為2.4m3/d，保持水力停留時間在66.69h，生化池溶解氧控制在2 .3～3.2mg/L，每天對處理工藝的各處取樣點(diǎn)進(jìn)行定時取樣，分析水中污染物指標(biāo)的含量。

5.參數(shù)調(diào)整階段

為獲取更多試驗(yàn)結(jié)果，對水力停留時間和氨氮負(fù)荷等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以分析不同運(yùn)行參數(shù)對處理效果的影響。

三、結(jié)論

SBOT工藝對于NH4+-N和CODCr有很好的去除效果，抗沖擊負(fù)荷良好。NH4+-N和CODCr在各池均可以被同步氧化。

試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)：DO控制在1.5～2.5mg/L，系統(tǒng)氧化1mgNH4+-N所消耗的甲基橙堿度（以CaCO3計）為3.1～3.8mg。硝化反應(yīng)中每克氨氮氧化成硝態(tài)氮需消耗7.14g堿度，反硝化反應(yīng)中每還原1g硝態(tài)氮為氮?dú)饪苫厥?.57g堿度，去除1g BOD5可產(chǎn)生0.3g堿度 由此可知，系統(tǒng)中存在中同步硝化反硝化的現(xiàn)象。

在進(jìn)水NH4+-N濃度小于540mg/L的情況下，進(jìn)水NH4+-N濃度變化對氨氮去除率影響較小，出水NH4+-N濃度小于5mg/L 。原水中COD以甲酸為主，甲酸為易降解有機(jī)物，在保證充足溶解氧的前提下即可保證對COD的較高去除率。

SBOT工藝兼有生物接觸氧化池和曝氣生物濾池的優(yōu)點(diǎn)，生物量大、不需要反沖洗、處理效果穩(wěn)定可靠。能夠在同一個池內(nèi)同時發(fā)生硝化和反硝化反應(yīng)，在氧化氨氮的同時降低COD，避免了硝酸鹽和亞硝酸鹽的積累，實(shí)現(xiàn)了短程硝化反硝化。中試過程中無需加堿，可大幅縮減水處理成本。