贛州水西工業(yè)污水處理廠應對系統(tǒng)氨氮超標對策淺析

魏躍林 周 康 趙 波

0 引言

目前，江西省內(nèi)工業(yè)類型繁多，而每種工業(yè)又由多段工藝組成，故產(chǎn)生的廢水性質完全不同，成分也非常復雜。贛州水西工業(yè)園區(qū)納管企業(yè)生產(chǎn)工藝需消耗大量含氮原料，生產(chǎn)原料及副產(chǎn)品混入外排廢水中，且企業(yè)污染處理設施管理不到位，造成含有濃度較高的氨氮進入下游水廠，給水廠持續(xù)、穩(wěn)定達標排放造成了巨大的壓力。本研究通過對上游排污源頭控制，采取較為有利的應對措施，在確保水廠正常生產(chǎn)的前提下，解決了系統(tǒng)氨氮超標的問題。

1 園區(qū)及水廠工程概況

1.1 園區(qū)概況

贛州水西工業(yè)園區(qū)為鈷鉬稀有金屬產(chǎn)業(yè)基地，以電子信息和稀土加工為主導產(chǎn)業(yè)。目前納管企業(yè)主要以電子信息企業(yè)，水量約為3 000m3/d。

1.2 水廠工程概況

水廠處理規(guī)模為10 000 m3/d。工藝采用物化+生化處理，物化段為粗細格柵+沉砂池+調(diào)節(jié)事故池+混凝沉淀池工藝，核心生化段為水解酸化（預留）+A2/O生物反應池工藝，出水消毒采用紫外線消毒方式。污水經(jīng)處理后排入贛江，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級B標準。

2 上游企業(yè)氨氮超標排放情況

2018年2月13日-2月25日，贛州水西工業(yè)污水處理廠上游企業(yè)間斷排放氨氮超標事故廢水，期間，日均進水氨氮平均濃度為43.5 mg/L，最高時段進水濃度為98.6 mg/L；日超標進水量約為1 000m3,系統(tǒng)共計含氮超標廢水約13 000 m3。

3 處理難點

（1）企業(yè)生產(chǎn)工藝段含氮原料大量使用，且未得到有效回收或處理；（2）水溫為11℃，系統(tǒng)硝化與反硝化處理能力不足；（3）正常情況下，日處理水量為3 000-3 600 m3，雖生化系統(tǒng)1用1應急備用，但超標來水量較大，導致突發(fā)情況應對不足。

4 應對措施

4.1 上游管控

水廠與園區(qū)管理部門、環(huán)境監(jiān)管部門和相關企業(yè)負責人進行多次溝通解決氨氮超標廢水的方案，最終達成共識。企業(yè)層面：梳理各企業(yè)生產(chǎn)過程中的各工藝段使用的原料、原料中的雜質、生產(chǎn)的產(chǎn)品、生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品和廢水處理過程中投加的藥劑等清單，發(fā)現(xiàn)含氮原料建議少用或替代使用，環(huán)保部門負責監(jiān)督。并形成錯時排水方案，控制污水水量排放。

水廠層面：逐步提高系統(tǒng)氨氮日處理能力。環(huán)保層面：要求水廠出水氨氮達標排放。園區(qū)層面：要求水廠不能停產(chǎn)，正常進水，以減輕企業(yè)生產(chǎn)壓力；園區(qū)負責園區(qū)管網(wǎng)排查。

4.2 工藝控制

水廠采用提高生化氨氮的去除率和末端次氯酸鈉去除相結合的方法進行控制。

4.2.1 系統(tǒng)內(nèi)中低濃度氨氮廢水處理

由于所有池體全部裝滿事故廢水，需打通一組池體出水，通過投加次氯酸鈉強氧化氨氮，事故調(diào)節(jié)池廢水投加次氯酸鈉，進入生化系統(tǒng)日均氨氮濃度由43.5 mg/L降低至23.3 mg/L,削減率為46.43 %；經(jīng)A2/0池出水平均濃度5.1 mg/L,削減率為88.27 %。

4.2.2 2# A2/0池活性污泥培養(yǎng)

水廠培養(yǎng)濃度為2 000 mg/L的污泥，需要含水率為80%的干污泥重量m=2 000 mg/L*5 000 m3/0.2=50 t，由于污泥在工藝段折損，實際需要干污泥60 t，分兩天投加至A2/0池，如圖5所示。考慮水廠現(xiàn)實情況培菌營養(yǎng)源為面粉（25 kg）一袋以及附近養(yǎng)豬場沖洗豬圈廢水，水廠在A2/0投入一袋面粉可提高A2/0池BOD5=25 kg*0.66/5 000m3=3.3 mg/L，培菌分以下幾步進行：

培泥準備（激活菌種）：此階段時長3天，接種污泥時開始計算。工藝控制：投加面粉200 kg，0：00-19:00期間不進水悶曝，底部曝氣保持開啟狀態(tài)保證污泥與污水充分混合，底部曝氣開啟控制DO在1.5-2.5 mg/L，保證微生物內(nèi)源呼吸對溶解氧的需求；19:00-20:00關閉底部曝氣，污泥沉降1小時增加污泥絮凝性；20:00-24:00進水4小時關閉曝氣同時開啟外回流30分鐘，循環(huán)上述操作3天。

培泥階段：此階段時長為5天。菌種激活后需要穩(wěn)定的營養(yǎng)源保證其正常的生理活動，此階段工藝控制：投加面粉300 kg，上下午各投加豬糞水50 kg（豬糞水含c、n、p以及微量元素），0：00-19:00期間不進水悶曝，底部曝氣保持開啟狀態(tài)保證污泥與污水充分混合，控制DO在2-3 mg/L，保證微生物合成對DO的需求；19:00-20:00底部曝氣，污泥沉降1小時增加污泥絮凝性；20:00-24:00進水4小時曝氣同時開啟外回流30分鐘，循環(huán)上述操作5天。5天后檢測污泥濃度、鏡檢以及SV30，若污泥性狀較差，還需延長上述操作至污泥具有較好活性。

馴化階段：此階段時長為6天。在污泥培養(yǎng)較好的情況下，應該馴化污泥適應水廠水質，操作主要為分批次進水。工藝控制：面粉從300 kg每天減少50 kg直至不投加面粉，豬糞水視養(yǎng)豬場庫存情況投加。底部曝氣不關閉，5:00-6:00、11:00-12:00、17:00-18:00、23:00-24:00開啟二次提升泵進水，進水時開啟外回流，停止進水關閉外回流。DO控制在2-3 mg/L。系統(tǒng)生化功能逐漸恢復至正常功能，污泥絮花明顯，且伴有泥腥味，鏡檢發(fā)現(xiàn)，污泥中含有鐘蟲，污泥性能良好。

4.2.3 末端次氯酸鈉氧化處理

二沉池出水口增加氯酸鈉溶液投放管路處理中低濃度氨氮[1]，對二沉池出水進行氧化處理。經(jīng)過詳細計算和現(xiàn)場試驗，次氯酸鈉質量體積分數(shù)為萬之一至萬分之三，不銹鋼切割水泵2臺，功率為1.5 kW，流量為15 m3/h，PVC管材若干米，出水PH控制在8.5左右，控制方式為流量比例控制。

5 處理效果

2018年2月26采取了以上措施后，為生化系統(tǒng)逐步恢復爭取了時間的同時，在確保出水達標的情況下，為生化系統(tǒng)活性污泥培養(yǎng)爭取了時間，對總排污口處的氨氮濃度進行檢測，氨氮平均出水降至6.0 mg/l以下，如表1所示，達到了降低氨氮的目的。

表1采取降低氨氮措施后化驗結果

從表1可以看出，通過采取上游管控，工藝優(yōu)化和末端技改等相結合的方式進行控制，上游企業(yè)排水中的氨氮符合納管要求，確保了水廠正常運行，出水氨氮穩(wěn)定達標排放。

6 經(jīng)濟效益分析

保守預估培泥期間共消耗面粉3 t，每噸面粉2 920元，需要花費8 760元；漂白粉（次氯酸鈉）消耗18 t，每噸漂白粉（次氯酸鈉）為800元，共花費14 400元；次氯酸鈉投放裝置及配件，共花費4 000元，合計27 160元。雖然每處理1噸高氨氮廢水的價格為2.01元，但是參照氨氮單獨處理設施的工程投資成本，該費用大大降低。同時也間接地降低了園區(qū)、環(huán)保，上游企業(yè)和水廠之間的溝通成本。

7 結束語

本次對水廠系統(tǒng)氨氮超標問題的處理，在原有的工藝基礎上進行了技改，在二沉池出水口安裝了次氯酸鈉應急管道，利用折點氯化法處理氨氮[2-3]，作為水廠運行應急能力的補充。

通過上游管控以及調(diào)整調(diào)節(jié)事故池的使用功能，從前端有效降低氨氮濃度，同時對水廠生化系統(tǒng)功能進行了強化，在保證水廠達標排放的前提下，有效地降低了廢水中氨氮的含量，降低了環(huán)保風險，為解決同類問題提供了可靠的經(jīng)驗。

本次氨氮綜合處理方法效果明顯，操作靈活，運行簡單、投資少，避免了氨氮超標帶來的環(huán)境風險，具有較大的經(jīng)濟效益，值得借鑒與推廣。