制藥廢水對(duì)生活污水處理系統(tǒng)中污泥活性的影響探究分析

閆俊娟

（山西省環(huán)境工程設(shè)計(jì)院，山西 太原 030000）

1 某生活污水廠處理工藝簡(jiǎn)介

所述污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為20 000 m3/d，采用的生活污水處理工藝為“A2/O+混凝沉淀過(guò)濾”。污水處理廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)COD、NH3-N、TP 符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)限值[1]，其余指標(biāo)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[2]（GB 18918—2002）中規(guī)定的一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) 單位：mg/L

運(yùn)行工藝流程如圖1 所示。

圖1 污水處理廠工藝流程圖

1.1 預(yù)處理工藝

預(yù)處理段包括：粗格柵、進(jìn)水提升井、細(xì)格柵、曝氣沉砂池。

格柵的作用：截留較大的懸浮物或漂浮物；減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷；保護(hù)后續(xù)處理構(gòu)筑物或水泵機(jī)組[3]。同時(shí)為減輕后續(xù)生化池?zé)o機(jī)污染物含量，設(shè)計(jì)增加內(nèi)進(jìn)流超細(xì)格柵，提升生化池的處理效率。

曝氣沉砂池：去除污水中粒徑大于0.2 mm、密度大于2.65 t/m3的砂粒，通過(guò)水的旋流運(yùn)動(dòng)，增加了無(wú)機(jī)顆粒之間的相互碰撞與摩擦的機(jī)會(huì)，使黏附在砂粒上的有機(jī)污染物得以去除，把表面附著的有機(jī)物除去[4]。

1.2 二級(jí)處理工藝

A2/O 工藝是目前應(yīng)用較為廣泛的一種典型的脫氮除磷工藝，是一種利用生活污水自帶的有機(jī)物，在同一反應(yīng)器中將分解有機(jī)物、脫氮除磷同時(shí)完成的工藝。其作用原理分三段進(jìn)行，第一段為A1 段（厭氧反應(yīng)），第二段為A2 段（缺氧反應(yīng)），第三段為O 段（好氧反應(yīng)）。

厭氧段進(jìn)水為原生活污水和二沉池外回流的含磷污泥，作用原理是聚磷菌在厭氧段為了維持細(xì)菌生命活動(dòng)，充分釋放體內(nèi)積聚的多聚磷酸鹽，以獲得所需能量。與此同時(shí)，污水中磷濃度升高，溶解性有機(jī)物被微生物細(xì)胞吸收，BOD5濃度下降。另外，NH3-N 因細(xì)胞的合成而被去除一部分，NO3-N 含量沒(méi)有變化[5]。

缺氧段的作用原理是反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源[進(jìn)水水質(zhì)C/N（質(zhì)量比）＜4 時(shí)，碳源略顯不足，需外加補(bǔ)充確保出水TN 達(dá)標(biāo)]，將好氧段回流混合液中帶入的大量NO3-N 和NO2-N 還原為N2逸出水體被去除，因此此段BOD5濃度下降，NO3-N濃度大幅度下降，而磷的變化很小[5]。

好氧段的作用原理是有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，因而NH3-N 濃度顯著下降，NO3-N 的濃度顯著增加[5]。同時(shí)，聚磷菌會(huì)超量吸收污水中的磷，二沉池內(nèi)沉降污泥通過(guò)排泥將富含聚磷菌（超量吸磷）的污泥排出生化系統(tǒng)，達(dá)到除磷的效果。

該工藝在厭氧-缺氧-好氧三種不同的環(huán)境中交替運(yùn)行下條，其厭氧、缺氧段猶如生物選擇器，通過(guò)生化系統(tǒng)中多種微生物種群的有機(jī)結(jié)合，能夠在去除有機(jī)物的同時(shí)，取得較好的脫氮除磷的效果，且能夠較好地抑制絲狀菌的過(guò)量繁殖，不易發(fā)生污泥膨脹。

1.3 深度處理

一般情況，生活污水經(jīng)生物處理后，ρ（TP）很難穩(wěn)定到0.4 mg/L 以下，ρ（SS）一般在10 mg/L 以上，所以需要進(jìn)行深度處理。本法采用化學(xué)輔助除磷進(jìn)一步降低出水ρ（TP），通過(guò)絮凝沉淀過(guò)濾進(jìn)一步降低出水ρ（SS）。

1.4 污泥處理

剩余污泥經(jīng)泵提升先進(jìn)入帶式脫水機(jī)中進(jìn)行濃縮，濃縮至含水率80%后，進(jìn)入污泥調(diào)理池，泥漿與三氯化鐵在污泥調(diào)理池中進(jìn)行攪拌混合、反應(yīng)調(diào)質(zhì)，然后進(jìn)入板框壓濾機(jī)脫水至含水率為60%，濃縮后的污泥運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)處置。

2 運(yùn)行中遇到的技術(shù)難點(diǎn)及探究

所述污水廠一直運(yùn)行正常，化驗(yàn)數(shù)據(jù)合理，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。突然某天化驗(yàn)出水氨氮指標(biāo)異常超高，外觀表現(xiàn)為短時(shí)間內(nèi)，氨氮迅速超標(biāo)，不符合常理的運(yùn)行趨勢(shì)。

排除了常規(guī)的運(yùn)行工藝問(wèn)題、化驗(yàn)儀器誤差等因素，為確定來(lái)水水質(zhì)是否有問(wèn)題，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

該污水處理廠進(jìn)水有兩條支路，一條為城鎮(zhèn)主管網(wǎng)來(lái)水，一條為泵站提升來(lái)水，提升泵站工作時(shí)間為08：00—22：00。

實(shí)驗(yàn)所用活性污泥取自正常運(yùn)行的A 污水處理廠，對(duì)進(jìn)入本污水處理廠水樣進(jìn)行氨氮降解試驗(yàn)，每隔2 h 取一次樣。

氨氮進(jìn)出水含量（質(zhì)量濃度）及降解率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2 及圖2。

圖2 氨氮降解率對(duì)比折線圖

表2 氨氮進(jìn)出水含量及降解率 單位：mg/L

表2、圖2 數(shù)據(jù)顯示，相同實(shí)驗(yàn)條件下，白天提升泵站進(jìn)水時(shí)，氨氮降解率明顯下降，說(shuō)明有可能是提升泵站來(lái)水水質(zhì)有異常，從而對(duì)生化系統(tǒng)活性污泥產(chǎn)生了抑制作用。

據(jù)調(diào)查，提升泵站來(lái)水確實(shí)混入了某工業(yè)園區(qū)處理不充分的制藥廢水，經(jīng)化驗(yàn)成分，該制藥廢水中污染物成分復(fù)雜，含有大量沖擊微生物的化學(xué)物質(zhì)，如硫氰化物、氰化物、揮發(fā)酚等。

為進(jìn)一步確定該混合制藥廢水單獨(dú)的危害程度，結(jié)合各藥企污水處理站是否有效運(yùn)行等實(shí)際情況，抽樣各廠的污水進(jìn)行對(duì)正?；钚晕勰嗟亩拘栽囼?yàn)。試驗(yàn)過(guò)程如下：

取A 污水處理廠曝氣池正常活性污泥800 mL。水樣1 添加100 mL A 污水處理廠生活水樣；水樣2添加100 mL B 制藥有限公司污水水樣（中藥類制藥企業(yè)）；水樣3 添加100 mL C 藥業(yè)化學(xué)合成有限公司污水水樣（化學(xué)合成類制藥企業(yè)）；水樣4 添加100 mL D 藥業(yè)股份有限公司污水水樣（中藥類制藥企業(yè)）。

將上述活性污泥分別與水樣混合后，曝氣8 h，取樣分析。各混合液原水氨氮質(zhì)量濃度為X0，取樣各試驗(yàn)器皿中混合液測(cè)定氨氮質(zhì)量濃度為X1，分析各水樣對(duì)氨氮的降解情況，從而得出各廢水對(duì)活性污泥的毒性大小程度。試驗(yàn)水樣和試驗(yàn)裝置如圖3、圖4 所示。

圖3 試驗(yàn)水樣

圖4 試驗(yàn)裝置（含曝氣）

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 各水樣的氨氮降解效果對(duì)比

試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，A 污水處理廠活性污泥處理其生活污水氨氮去除率達(dá)到了99.4%。相同條件下，C 藥業(yè)化學(xué)合成有限公司污水水樣的氨氮去除率僅為17.1%，很明顯污泥硝化速率被抑制，即C 水樣對(duì)活性污泥的毒性最大，D 水樣次之；B 水樣最小，但均可不同程度的造成活性污泥硝化菌失活，使之氨氮降解能力下降。

3 結(jié)論

不管是單一水樣試驗(yàn)還是混合水樣試驗(yàn)，結(jié)果均顯示為該工業(yè)園區(qū)制藥廢水對(duì)市政生活污水處理廠生化系統(tǒng)中的污泥活性有明顯抑制作用，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐缮到y(tǒng)崩潰。