副產(chǎn)甲醇作為外加碳源時(shí)脫氮效果的應(yīng)用研究

張樂(lè)樂(lè)，劉 兵，楊 號(hào)，趙曉鋒，程志剛

（江蘇方洋水務(wù)有限公司，江蘇 連云港 222065）

碳源是細(xì)菌代謝的必需物質(zhì)和能量來(lái)源，它在污水生物脫氮處理中起著重要的作用，是反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行的必備條件[1-2]。可是，外碳源的使用勢(shì)必會(huì)增加污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用，目前人們對(duì)碳源的種類、運(yùn)行效果及投加量等開展了大力研究[3-8]。

盛虹石化產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目副產(chǎn)甲醇不僅價(jià)格低、易獲取，而且純度高（純度約90%）。更為有利的是，無(wú)需在污水廠廠區(qū)構(gòu)建甲醇儲(chǔ)存裝置，直接用管廊架將甲醇從甲醇儲(chǔ)罐泵入廠區(qū)投加點(diǎn)，可大大降低運(yùn)行成本。本文以其作為外加碳源，通過(guò)小試研究了進(jìn)水pH對(duì)脫氮效果的影響，探索了出水總氮達(dá)15 mg/L時(shí)對(duì)進(jìn)水總氮的要求。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)水樣

江蘇省某新區(qū)污水處理廠主要處理新區(qū)內(nèi)的PTA工業(yè)污水，一期工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模5萬(wàn)t/d，遠(yuǎn)期處理規(guī)模為20萬(wàn)t/d，采用的工藝流程如圖1所示。試驗(yàn)所用廢水為此工藝的調(diào)節(jié)池出水，COD約80 mg/L，進(jìn)水總氮為13～15 mg/L，pH=8.5～8.8。

圖1 污水處理工藝流程

1.2 儀器和材料

試驗(yàn)儀器：小試試驗(yàn)裝置，含調(diào)節(jié)罐、A池、O池、二沉池。

試驗(yàn)材料：污泥取自大系統(tǒng)對(duì)應(yīng)工段；鹽酸AR（31%），調(diào)進(jìn)水pH；硝酸AR，補(bǔ)充總氮；副產(chǎn)甲醇（其中甲醇90.75%，硼酸甲酯6.24%，丁酸0.50%，乙酸丁酯1.71%，其他0.80%）。

1.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)小試調(diào)節(jié)罐容量，計(jì)算進(jìn)水負(fù)荷所需外加碳源的總量，準(zhǔn)確稱量后，一次性加入調(diào)節(jié)罐并混勻后進(jìn)樣，連續(xù)進(jìn)水，A池?cái)嚢杵鲾嚢?，O池采用微孔曝氣頭曝氣，內(nèi)回流120%，外回流100%，每24 h取樣檢測(cè)，測(cè)試氨氮、硝態(tài)氮及總氮去除效果，持續(xù)7 d變換一個(gè)條件[8-10]。試驗(yàn)在以下條件下進(jìn)行：溫度為26℃、MLSS為3033 mg/L、MLVSS為2023 mg/L，A池DO＜0.5 mg/L，O池DO＜5 mg/L。

1.4 測(cè)試方法

NO3-N、NH3-N、總氮采用《水和廢水檢測(cè)分析方法》（第四版）測(cè)定。DO用便攜式溶氧儀測(cè)定，pH用便攜式pH計(jì)測(cè)定。

1.5 出水執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水總氮≤15 mg/L。

2 結(jié)果與討論

2.1 pH對(duì)脫氮效果的影響

用鹽酸將調(diào)節(jié)罐進(jìn)水pH調(diào)為7.45、7.01，考察pH對(duì)脫氮效果的影響，如表1所示。由表1可見(jiàn)，進(jìn)水pH降低至7.45時(shí)，總氮去除率略有提高，但是當(dāng)進(jìn)水pH繼續(xù)降低至7.01時(shí)，總氮去除率約50%，結(jié)合反硝化原理將進(jìn)水pH調(diào)整在7.0～8.5是比較理想的[11-12]。

表1 pH對(duì)脫氮效果的影響

2.2 進(jìn)水總氮為20 mg/L時(shí)，活性污泥對(duì)總氮的去除效果

以90%虹港副產(chǎn)甲醇為碳源，加入硝酸將進(jìn)水總氮調(diào)整到約20 mg/L，BOD5/TN=4時(shí)，活性污泥對(duì)總氮的去除效果如表2所示。由表2可見(jiàn)，當(dāng)進(jìn)水總氮約為20.36 mg/L時(shí)，出水總氮約為11.6 mg/L，總氮去除率為43.02%。原因可能是進(jìn)水總氮突然增加，污泥需要一定的適應(yīng)期。

表2 副產(chǎn)甲醇對(duì)總氮的去除效果

2.3 進(jìn)水總氮為25 mg/L時(shí)，活性污泥對(duì)總氮的去除效果

以90%虹港副產(chǎn)甲醇為碳源，當(dāng)BOD5/TN=4，進(jìn)水總氮為25 mg/L時(shí)，其對(duì)總氮的去除效果如表3所示。由表3可見(jiàn)，當(dāng)進(jìn)水總氮約為25.38 mg/L時(shí)，出水總氮約為12.43 mg/L，總氮去除率為51.02%。

表3 副產(chǎn)甲醇對(duì)總氮的去除效果

2.4 進(jìn)水總氮為30 mg/L時(shí)，活性污泥對(duì)總氮的去除效果

以90%虹港副產(chǎn)甲醇為碳源，當(dāng)BOD5/TN=4，進(jìn)水總氮為30 mg/L時(shí)，其對(duì)總氮的去除效果如表4所示。由表4可見(jiàn)，當(dāng)進(jìn)水總氮為29 mg/L時(shí)，出水總氮有超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

表4 副產(chǎn)甲醇對(duì)總氮的去除效果

3 結(jié)論

實(shí)踐表明，進(jìn)水總氮約為15 mg/L，pH在7.0～8.5時(shí)，總氮去除率在50%以上。隨著進(jìn)水總氮濃度的增大，總氮去除率在50%附近波動(dòng)，當(dāng)進(jìn)水總氮達(dá)29 mg/L時(shí)，出水總氮有超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。工作人員應(yīng)采取相應(yīng)的措施，保證進(jìn)水總氮和出水總氮的正常值，從而提高污水處理效率。