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。
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
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%)。
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。
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。
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。
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
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
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
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
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。