污水處理總氮控制調(diào)整

唐艷云 蔡 欣 林維金

（廣東順控環(huán)境投資有限公司，廣東 佛山528325）

造成生化系統(tǒng)總氮去除效率低的原因可能有以下幾點(diǎn)：（1）碳源不足。（2）污泥濃度不夠、品質(zhì)較差、反硝化菌數(shù)量或者活性不夠。（3）需要考慮反硝化菌生長(zhǎng)的環(huán)境：PH、溶解氧、溫度。（4）考慮污泥輕微中毒的可能性。（5）內(nèi)回流比小。為了尋找到造成總氮偏高的真正原因，計(jì)劃先在實(shí)驗(yàn)室做個(gè)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果再對(duì)生化系統(tǒng)做調(diào)整，避免在現(xiàn)場(chǎng)盲目調(diào)整。

1 分析和實(shí)驗(yàn)

1.1 檢查硝化池運(yùn)行參數(shù)

先檢查硝化池運(yùn)行的幾個(gè)參數(shù)，基本排除了PH、溫度和溶解氧對(duì)生化系統(tǒng)有不良影響：

（1）生化系統(tǒng)PH，由于進(jìn)水氨氮含量高，進(jìn)水PH 值高，但硝化池和反硝化池，在不投加片堿時(shí)，PH 緩慢下降，理論上，pH在4.5～6.5 時(shí)，絲狀菌成為系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)菌種，硝化菌和反硝化菌的生長(zhǎng)受到抑制。我司硝化池污水經(jīng)常需要加堿調(diào)整PH 值，PH 值到6.7～6.8 時(shí)投加片堿，為了投加方便，常常整包投加到反硝化池中，反硝化池池容小，導(dǎo)致PH 突然升高，檢測(cè)反硝化池投加片堿前后PH 的變化情況，投加前PH 為6.7～6.8，加堿后PH 在幾分鐘內(nèi)升高到7.6 左右，為了避免PH 劇烈波動(dòng)，需要考慮片堿的投加方式。

（2）由于是南方地區(qū)，生化系統(tǒng)的溫度長(zhǎng)年在20 度以上，適宜微生物生長(zhǎng)。

（3）硝化池溶解氧，控制在2～4mg/l 之間，反硝化池的溶解氧在0.3mg/l 以下，溶解氧都滿足硝化、反硝化條件。硝化池氨氮檢測(cè)的結(jié)果在2mg/l 以下。

1.2 檢查生化系統(tǒng)污水重金屬含量

檢查生化系統(tǒng)污水重金屬含量，取硝化池污水送重金屬實(shí)驗(yàn)室用重金屬測(cè)定儀檢測(cè)其重金屬含量，與循環(huán)水水質(zhì)對(duì)比，排除了污泥重金屬中毒的可能性，重金屬含量檢測(cè)結(jié)果如表1。

表1

1.3 考慮硝化池中氨氮含量和亞硝酸根離子含量

考慮硝化池中氨氮含量和亞硝酸根離子含量對(duì)系統(tǒng)的影響：理論上，游離氨濃度達(dá)到10～150mg/l 時(shí)，對(duì)亞硝酸鹽菌、硝酸菌產(chǎn)生抑制作用，亞硝酸鹽含量超過(guò)30mg/l 會(huì)抑制反硝化作用。我司每天都檢測(cè)硝化池氨氮含量，檢測(cè)結(jié)果一般小于2mg/l，亞硝酸根離子也遠(yuǎn)低于30mg/l，而且硝化池的溶解氧控制在2～4mg/l，從理論上判斷，氨氮含量和亞硝酸根離子含量也應(yīng)該很低，可以排除氨中毒、亞硝酸鹽中毒。低濃度處理系統(tǒng)內(nèi)回流比達(dá)到500～600%:1，高于理論上生活污水系統(tǒng)內(nèi)回流比要求的200～400%:1。

1.4 TN 含量高原因分析

CN 比偏低、兼性菌團(tuán)數(shù)量或活性不夠引起產(chǎn)水TN 含量高：理論上，1g 硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)庑枰荚次镔|(zhì)BOD52.86g。如果以COD 計(jì)，COD：TN 一般不能低于5.5:1，我司廢水碳氮比例失衡，進(jìn)水碳氮比在2:1 到5:1 之間波動(dòng)（以COD 計(jì)），肯定是導(dǎo)致總氮去除率不高的一方面原因，還有一種原因可能是污泥濃度低、反硝化菌數(shù)量或活性不夠。為了查找主要原因，我們專(zhuān)門(mén)設(shè)置了兩組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比分析（為保證實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)過(guò)量加入葡萄糖，做增加污泥濃度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，污泥濃度補(bǔ)加也較多。）

（1）實(shí)驗(yàn)1：取低濃度反硝化池污水5L，放置在小桶中，同時(shí)取小樣檢測(cè)取樣的各項(xiàng)指標(biāo)，開(kāi)啟攪拌器攪拌試樣，轉(zhuǎn)速控制在600 轉(zhuǎn)/分鐘左右，讓試樣能慢速旋轉(zhuǎn)，慢速攪拌的目的是保證添加的葡萄糖均勻混合在試樣中，同時(shí)需要將溶解氧控制在0.2mg/l 以下（反硝化環(huán)境條件）。補(bǔ)充2.5 克葡萄糖，1 小時(shí)后取樣檢測(cè)，再加入2.5 克葡萄糖，再過(guò)1 小時(shí)取樣檢測(cè)。

（2） 實(shí)驗(yàn)2：取低濃度反硝化池污水4L（污泥濃度為2300mg/l）+1 升高濃度反硝化池污水1L （污泥濃度為18000mg/l）混合，高濃度池的反硝化效果好，污泥濃度高，按4:1混合，提高污泥濃度、補(bǔ)充反硝化菌。取混合后的試樣檢測(cè)樣品的各項(xiàng)指標(biāo)，開(kāi)啟攪拌器攪拌試樣，轉(zhuǎn)速控制在600 轉(zhuǎn)/分鐘左右，讓試樣能慢速旋轉(zhuǎn)，慢速攪拌的目的是保證添加的葡萄糖均勻混合在試樣中，同時(shí)將溶解氧控制在0.2mg/l 以下（反硝化環(huán)境條件）。補(bǔ)充2.5 克葡萄糖，1 小時(shí)后取樣檢測(cè)后再加入2.5 克葡萄糖，過(guò)1 小時(shí)取樣檢測(cè)。

1.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)論（表2）

實(shí)驗(yàn)1 第一次加葡萄糖1 小時(shí)后檢測(cè)，TN 有所下降，當(dāng)再加葡萄糖后，TN 下降速度緩慢，表示補(bǔ)充碳源對(duì)降低TN 有幫助。實(shí)驗(yàn)2 補(bǔ)充碳源的同時(shí)補(bǔ)充了高濃度反硝化池的污泥，提高污泥濃度（補(bǔ)充反硝化菌），總氮下降的速度較實(shí)驗(yàn)1 明顯快，實(shí)驗(yàn)1 經(jīng)過(guò)2 小時(shí)后總氮的去除為31.2%，實(shí)驗(yàn)2，2 小時(shí)后總氮的去除率達(dá)到81.12%，葡萄糖的利用率大幅度提高，2 小時(shí)后COD 的檢查結(jié)果，實(shí)驗(yàn)1 為637.96mg/l，實(shí)驗(yàn)2 為349.51mg/l。表明生化系統(tǒng)反硝化菌數(shù)量不足或者是污泥活性不夠也是造成總氮去除效率低的主要原因。

表2

2 現(xiàn)場(chǎng)總氮高的工藝調(diào)整方案及結(jié)果

2.1 工藝調(diào)整

由于進(jìn)水TN 升高，產(chǎn)水總氮達(dá)到80～90mg/l 左右，依據(jù)平時(shí)運(yùn)行的數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的結(jié)論，為解決進(jìn)入3 月份以來(lái)低濃度產(chǎn)水總氮偏高的問(wèn)題，做了以下工藝調(diào)整：

（1）葡萄糖的投加方式：先用桶溶解后，再緩慢自流到反硝化池。盡可能24 小時(shí)均勻投加。

（2）片堿的投加方式：為緩和片堿整包投加PH 上升快的情況，每次投加半包，由往反硝化池投加改為往硝化池投加（硝化池水量為反硝化池的3 倍）。

表3

（3）反硝化池進(jìn)水方式：保持不變，連續(xù)穩(wěn)定從調(diào)節(jié)池進(jìn)水。

（4）2020 年3 月5 日上午，從高濃度反硝化池抽40 立方的泥至低濃度反硝化池，目標(biāo)：將低濃度硝化池的污泥濃度從2300mg/l 提高到2730mg/l。同時(shí)補(bǔ)充葡萄糖，葡萄糖的量從COD/TN=5:1 提高到6:1。

（5）2020 年3 月6 日上午，視情況再?gòu)母邼舛认趸爻?0立方的泥至低濃度反硝化池，目標(biāo)：將污泥濃度從2730mg/l 提高到3150mg/l。葡萄糖的量從COD/TN=6:1 提高到7:1。后續(xù)因?yàn)檫M(jìn)水COD 的變化，進(jìn)反硝化池的C：N 比有所變化。

（6）降低回流量，但保證回流比大于3:1，控制反硝化池的停留時(shí)間超過(guò)2.5 小時(shí)。反硝化池溶解氧低于0.2mg/l。

2.2 工藝調(diào)整后運(yùn)行情況

調(diào)整前后關(guān)鍵數(shù)據(jù)檢測(cè)結(jié)果，取平均值(從硝化池末端取樣）（表3）

（1）工藝調(diào)整后，片堿的投加量由原來(lái)的每天兩包減少到每天一包，硝化池PH 下降較調(diào)整工藝前緩慢。表示反硝化作用產(chǎn)生堿度，補(bǔ)充了硝化反應(yīng)過(guò)程中消耗的堿度。

（2）片堿投加方式改變后，PH 變化：調(diào)整前6.8 突然升高到7.6，調(diào)整后PH 從6.8 升高到7.3。

（3）曝氣泵開(kāi)啟的臺(tái)數(shù)無(wú)明顯變化，表示耗氧量變化不明顯。

（4）采取調(diào)整措施后的效果：3 月份初，進(jìn)水總氮從2 月份的110mg/l 升高到3 月份的170mg/l，產(chǎn)水總氮升高到80～90mg/l，經(jīng)調(diào)整后總氮降到50～60mg/l，總氮去除率從2 月份的49.2%升高到3 月份70%，產(chǎn)水總氮達(dá)到我司回用水目標(biāo)。

（5）從上面的檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，污水進(jìn)調(diào)節(jié)池后，COD 有所損耗，但調(diào)節(jié)池總氮和進(jìn)水比較基本無(wú)變化，為了提高碳源的利用率，減少葡萄糖的補(bǔ)加，后續(xù)可縮短污水在調(diào)節(jié)池的停留時(shí)間。

3 結(jié)論

從較長(zhǎng)期的運(yùn)行來(lái)看，C/N 比低于6:1 時(shí)，總氮的去除率較低，C/N 比有時(shí)候要到10:1 才能達(dá)到較理想的效果，實(shí)際運(yùn)行時(shí)C:N 比要比理論上5:1 要高。由于進(jìn)水氨氮波動(dòng)較大，在調(diào)整葡萄糖的添加量后，產(chǎn)水COD 變化不明顯，TN 降低有時(shí)候需要在葡萄糖增量后2-5 天才能體現(xiàn)，表示反硝化菌生長(zhǎng)緩慢，最好的辦法是發(fā)現(xiàn)進(jìn)水TN 升高，增加葡萄糖用量的同時(shí)，條件允許的情況下也補(bǔ)充反硝化菌，這樣葡萄糖的添加效果才會(huì)快速體現(xiàn)。