“BAF-混凝”工藝處理生化尾水的調(diào)試及運(yùn)行研究

蔡國飛，李 棟，蔣和凱，王智寧，潘興華，趙選英，戴建軍

(1.池州南環(huán)環(huán)?？萍加邢薰?，安徽 池州 247100；2.江蘇南大華興環(huán)?？萍脊煞莨荆K 鹽城 224000)

BAF(生物濾池)工藝是生物膜法處理污水的傳統(tǒng)工藝，特點(diǎn)是微生物附著生長在填料表面，形成的生物膜吸附轉(zhuǎn)化與其接觸的廢水，達(dá)到凈化污水作用?；炷に囎鳛橐环N物化處理方法，被廣泛使用，是廢水處理中的重要的工藝過程[1]。由于目前工業(yè)廢水普遍存在嚴(yán)重的氮、磷污染，這類營養(yǎng)物質(zhì)排入湖泊等水流緩慢的水體，會(huì)導(dǎo)致藻類大量繁殖，即“富營養(yǎng)化”現(xiàn)象[2]。

在“BAF-混凝”工藝中將硝化-反硝化生物脫氮的原理應(yīng)用到BAF工藝，同時(shí)組合生物膜反應(yīng)器的運(yùn)行方式，使其具備生物脫氮能力，再在出水端采用混凝工藝，通過投加絮凝藥劑進(jìn)行化學(xué)除磷，從而使整個(gè)工藝具備脫氮除磷的能力，下面以我單位目前正調(diào)試的項(xiàng)目為對象，考察整個(gè)工藝的脫氮除磷性能。

1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目所在的公司污水站采用“水解+A/O”工藝，缺少對總氮和總磷的有效處理單元，同時(shí)廢水中總氮和總磷含量高，設(shè)計(jì)采用“BAF-混凝”工藝對生化尾水進(jìn)行處理，處理工藝如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)情況如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)表

各構(gòu)筑物主要設(shè)計(jì)參數(shù)為：

BAF濾池：共四個(gè)罐子，1#、2#為反硝化罐、3#、4#為硝化罐；水力停留時(shí)間12 h，其中硝化6 h，反硝化6 h；生物填料材質(zhì)為聚氨酯，規(guī)格為50×50×50(大孔)，空隙為10～20 ppi。

混凝沉淀池：水力停留時(shí)間8 h；前端設(shè)置混凝段，采用機(jī)械攪拌；后端設(shè)置為斜板沉淀[3-4]。

2 啟動(dòng)、調(diào)試過程

“BAF-混凝”由兩套獨(dú)立工藝構(gòu)成，即生物濾池和混凝沉淀系統(tǒng)，因此需要對這兩部分分別進(jìn)行啟動(dòng)。首先，將一定量市政污水廠的新鮮污泥作為接種污泥注入生物濾池罐體內(nèi)，再加入消防水進(jìn)行培養(yǎng)，每日向罐體中加入甲醇、磷酸氫二鈉、醋酸鈉和尿素等營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行掛膜培養(yǎng)，其中1#罐、2#罐聯(lián)合循環(huán)掛膜，3#罐、4#罐進(jìn)行悶曝培養(yǎng)，兩周后開始將污水站生化出水小流量排入BAF系統(tǒng)中，從而馴化反硝化菌種[5-6]。

從 BAF四個(gè)罐體不同高度取得生物填料，觀察到其表面已附著上一層生物膜，膜層連片生長，表明BAF掛膜完成。待BAF掛膜成功時(shí)，將BAF和混凝沉淀連接起來進(jìn)行正常走水。

調(diào)試階段，因BAF進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)、進(jìn)水水量不定的情況下，每日調(diào)整甲醇(濃度為99.9%)的投加量，調(diào)控進(jìn)水水質(zhì)的C/N比?；炷に嚨恼{(diào)試過程先進(jìn)行燒杯實(shí)驗(yàn)，分別對不同投加量的PAC、PAM進(jìn)行混凝沉淀實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而確定混凝藥劑PAC和PAM的最佳投加量分別為20 mg/L和10 mg/L。

3 結(jié)果與討論

3.1 脫氮性能

圖2 “BAF-混凝”體系對總氮的去除效果

對總氮的去除效果如圖2所示，BAF進(jìn)水總氮平均值為100 mg/L，混凝出水總氮平均值為8.5 mg/L，平均去除率為90%?？梢姡m然進(jìn)水總氮波動(dòng)較大，通過調(diào)整甲醇投加量，保持調(diào)試期間進(jìn)水有足夠的C/N比，從而保證反硝化段有足夠的碳源，“BAF-混凝”體系對于總氮的去除效果是穩(wěn)定的。

3.2 除磷性能

體系對總磷的去除規(guī)律如圖3所示。BAF進(jìn)水總磷濃度較低，平均值為0.75 mg/L，混凝出水總磷平均值為0.3 mg/L，去除率為60%。選取第10天的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，BAF進(jìn)水總磷濃度為0.96 mg/L，經(jīng)過生物濾池出水總磷濃度為0.81 mg/L，生物濾池去除總磷的效果不明顯。通過將BAF濾池出水自流至混凝沉淀池，在機(jī)械攪拌下投加20 mg/L的PAC和10 mg/L的PAM后，再經(jīng)由斜板沉淀，可以改善除磷的效果，混凝出水總磷濃度降低至0.33 mg/L，這說明“BAF+混凝沉淀”體系具備一定的同步除磷功效。

圖3 “BAF-混凝”體系對總磷的去除效果

3.3 對COD去除特性

圖4 “BAF-混凝”體系對COD的去除效果

從圖4可以看出，調(diào)試期間原污水站BAF進(jìn)水水質(zhì)存在較大的波動(dòng)，導(dǎo)致混凝出水COD濃度隨之波動(dòng)，為提高BAF體系的脫氮功能，在BAF進(jìn)水的引水罐中投加甲醇，提高生物濾池的進(jìn)水COD濃度，從而控制進(jìn)水的C/N比。從整體上來看，BAF進(jìn)水COD為60～138 mg/L，平均為90 mg/L，混凝出水濃度基本穩(wěn)定在90 mg/L以下，平均為60 mg/L，平均去除率為30%，通過生化濾池和混凝沉淀的處理，原廢水中的可生化性物質(zhì)亦可進(jìn)一步降解。由此可見，“BAF+混凝沉淀”體系具有一定的生化作用，在脫氮除磷的同時(shí)還能夠進(jìn)一步降解廢水中的COD。

4 結(jié)論

(1)“BAF-混凝”工藝對總氮、總磷、COD的平均去除率分別為90%、60%和30%，平均出水濃度分別為8.5 mg/L、0.3 mg/L和60 mg/L，出水水質(zhì)滿足GB 18918-2002中一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)總氮主要在BAF中被去除，總磷主要在混凝沉淀中被去除。該系統(tǒng)采用反硝化去除總氮以及混凝沉淀脫除總磷，強(qiáng)化脫氮除磷的功效，具備出水水質(zhì)好，抗負(fù)荷高的特點(diǎn)，適用于污水站尾水對總氮以及總磷指標(biāo)的有效把控。

(3)本項(xiàng)目經(jīng)調(diào)試后，達(dá)到了設(shè)計(jì)處理要求。BAF工藝具有靈活的模塊化設(shè)計(jì)、占地面積小、運(yùn)行成本低以及效果穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種有較好應(yīng)用前景的污水處理工藝。