次氯酸鈉投加方式對污水處理消毒及氨氮去除的影響

吳飛

（南京高科水務(wù)有限公司，江蘇南京 210038）

為保護(hù)收納自然水體，控制污水中病原微生物，多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）將糞大腸菌群數(shù)作為病原微生物指標(biāo)對排水加以管控。目前城鎮(zhèn)污水處理主要采取紫外線、次氯酸鈉、二氧化氯和臭氧方式對尾水消毒[1-2]。次氯酸鈉消毒因具有管理簡單和效果穩(wěn)定等優(yōu)勢而被應(yīng)用廣泛[3-4]，按不同方式投加次氯酸鈉，不僅直接影響消毒效率也會對污水處理穩(wěn)定性產(chǎn)生間接影響[5]。因此，以南京市一污水處理廠為對象，考察不同次氯酸鈉投加點(diǎn)位、投加量對消毒及NH4+-N去除效果的影響，為污水的安全處理提供理論依據(jù)

1 材料與方法

1.1 進(jìn)水水質(zhì)

進(jìn)水主要指標(biāo)（當(dāng)?shù)貓@區(qū)接管標(biāo)準(zhǔn)）：COD值121.4～197.3 mg/L（≤ 500 mg/L），NH4+-N 值 7.28～16.12 mg/L（≤ 35 mg/L），pH 值 6.22～8.68（6～9）。試驗(yàn)污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)主要是生物醫(yī)藥、電子制造類企業(yè)，沒有居民住宅小區(qū)。園區(qū)接管標(biāo)準(zhǔn)是基于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）三級標(biāo)準(zhǔn)制定，對企業(yè)排水按糞大腸菌群數(shù)≤5000個/L要求，但污水處理廠實(shí)際進(jìn)水中不可避免混入部分市政用水，進(jìn)水糞大腸菌群數(shù)約在106個/L。試驗(yàn)用次氯酸鈉符合《次氯酸鈉》（GB19106-2013）要求，外觀呈現(xiàn)淺黃色透明狀，其中有效氯≥10%，游離堿為0.1%～1%。

1.2 工藝流程

該污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力4×104m3/d，出水執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)。工藝流程如圖1所示。預(yù)處理段包括粗、細(xì)格柵和曝氣沉砂池；二級生物處理包括AAO+二沉池；三級處理包括高效沉淀池+濾布濾池+次氯酸鈉消毒工藝。試驗(yàn)在工藝中設(shè)置3個不同次氯酸鈉投加點(diǎn)位：A點(diǎn)位，即二沉池出水段；B點(diǎn)位，即高效沉淀池出水段；C點(diǎn)位，即濾布濾池出水段。均利用管道和構(gòu)筑物混合作接觸消毒用。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

依次在A、B、C 3個點(diǎn)位由低到高按0.6 mg/L、0.9 mg/L、1.2 mg/L投加量（有效氯計(jì)）依次投加次氯酸鈉，分析出水糞大腸菌群數(shù)和NH4+-N變化情況。

1.4 檢測方法

水銀溫度計(jì)測定水溫；重鉻酸鉀法測定COD，重鉻酸鉀藥品為優(yōu)級純；納氏試劑分光光度法測定NH4+-N，配置納氏試劑的碘化鉀、碘化汞藥品為優(yōu)級純，氫氧化鈉藥品為分析純；PB-21型pH計(jì)測定pH；多管發(fā)酵法測定糞大腸菌群數(shù)；便攜式余氯儀測定余氯。

2 試驗(yàn)結(jié)果及經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 A點(diǎn)位投加

試驗(yàn)期間水溫22～26 ℃，處理量約3.6×104m3/d，工藝運(yùn)行平穩(wěn)，生化好氧段溶氧控制在2～4 mg/L、混合液懸浮固體濃度（MLSS）約3.5 g/L、高效沉淀池投藥比例固定不變。按污水實(shí)際處理量核算A、B、C這3個投藥點(diǎn)位消毒接觸時間，分別為2 h、0.36 h和0.21 h。

A點(diǎn)位在0.6 mg/L投加量時，出水糞大腸菌群數(shù)在250個/L以內(nèi)；提高到0.9 mg/L時，出水糞大腸菌群數(shù)基本未檢出，但在試驗(yàn)9 d后，出現(xiàn)了出水NH4+-N異常升高情況，提高到1.2 mg/L，出水NH4+-N持續(xù)上升接近一級A標(biāo)準(zhǔn)，水質(zhì)變化詳見圖2。緊急暫停投加，采取加大曝氣強(qiáng)度延長停留時間等強(qiáng)化運(yùn)行手段恢復(fù)工藝運(yùn)行?？偨Y(jié)查找原因：（1）較高的消毒接觸時間消毒效果較好；（2）NH4+-N異常升高應(yīng)與利用高效沉淀池作為接觸消毒池有關(guān)，高效沉淀池每日有大量剩余污泥排入儲泥池進(jìn)行污泥脫水，一方面容積有限的儲泥池會有含次氯酸鈉的上清液回流進(jìn)入生化系統(tǒng)，另一方面污泥脫水后混有次氯酸鈉清液也會回流到生化系統(tǒng)，一段時間后硝化反應(yīng)受到抑制。綜上所述，A點(diǎn)位投加次氯酸鈉接觸消毒時間最長，易控制出水糞大腸菌群數(shù)，但抑制了工藝去除NH4+-N。

圖1 污水處理工藝流程圖

圖2 二沉池出水段投加次氯酸鈉出水水質(zhì)變化

2.1.1 B點(diǎn)位投加

在生化段恢復(fù)正常運(yùn)行后，在B點(diǎn)位繼續(xù)試驗(yàn)。在0.6 mg/L投加量時，出水糞大腸菌群數(shù)約在450個/L；提高到0.9 mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)逐漸未檢出，但在試驗(yàn)15 d后又出現(xiàn)類似A點(diǎn)位運(yùn)行出水NH4+-N異常的情況，水質(zhì)變化詳見圖3。暫停投藥，采取強(qiáng)化措施。分析原因：（1）接觸消毒時間由2.0 h左右降至0.3 h后，消毒效率相對下降，但在0.9 mg/L投藥時消毒效果仍較好；（2）雖沒有高效沉淀池污水回流影響，但濾布濾池每隔2～4 h反沖洗后含次氯酸鈉排水仍會回流到生化系統(tǒng)，相較A點(diǎn)位該股污水的量較小，在15 d后NH4+-N才出現(xiàn)異常情況。綜上所述，B點(diǎn)位投加次氯酸鈉消毒也會影響出水NH4+-N穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

2.1.1 C點(diǎn)位投加

在生化系統(tǒng)重新恢復(fù)運(yùn)行正常后，考察后續(xù)沒有污水回流的C點(diǎn)位投加次氯酸鈉出水水質(zhì)變化情況。在0.6 mg/L投加量時，出水糞大腸菌群數(shù)約在700個/L；提高到0.9 mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)控制在100個/L以內(nèi)；提高到1.2 mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)未檢出，水質(zhì)變化詳見圖4。該投加點(diǎn)位運(yùn)行下，出水NH4+-N未見明顯異常，持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，C點(diǎn)位投加次氯酸鈉消毒對NH4+-N去除沒有影響，出水糞大腸菌群數(shù)可持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 高效沉淀池出水投加次氯酸鈉出水水質(zhì)變化

圖4 濾布濾池出水投加次氯酸鈉出水水質(zhì)變化

試驗(yàn)記錄不同次氯酸鈉投加方式下出水余氯數(shù)據(jù)，不同點(diǎn)位投加出水余氯相差不大，均不超過0.3 mg/L，攜帶該余氯量的出水排入自然水體，對自然水體影響較小。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)濟(jì)效益分析主要考察在出水水質(zhì)指標(biāo)沒有影響前提下，出水糞大腸菌群數(shù)能夠穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)時次氯酸鈉溶液的投加費(fèi)用。主要包括動力費(fèi)和藥劑費(fèi)。經(jīng)核算，試驗(yàn)用次氯酸鈉有效氯≥10%，約1000元/噸，按投藥量1 mg/L（有效氯），計(jì)算得每噸污水處理成本約0.01元，次氯酸鈉消毒費(fèi)用占全部污水處理費(fèi)用的比例較小。

3 結(jié)論

（1）不同點(diǎn)位投加次氯酸鈉均可有效控制出水糞大腸菌群數(shù)，但在二沉池出水段和高效沉淀池出水段投加次氯酸鈉因受到污水回流影響，會對工藝去除NH4+-N產(chǎn)生抑制。

（2）在濾布濾池出水段投加次氯酸鈉能控制出水糞大腸菌群數(shù)且對NH4+-N去除無影響。投加量為0.9 mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)小于100個/L；提高到1.2 mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)未檢出。本研究中不同次氯酸鈉投加下出水余氯均在0.3 mg/L以內(nèi)，攜帶該余氯量的出水對自然水體影響較小。

（3）若條件允許，建設(shè)接觸消毒池以充分發(fā)揮消毒作用。