Bardenpho+MBR+臭氧催化氧化工藝在液蛋加工廢水中的應(yīng)用

諸大宇，師恩耀，王文娜

（北京藍(lán)源恒基環(huán)?？萍加邢薰?，北京 100013）

液蛋是指液體鮮蛋，是禽蛋經(jīng)打蛋去殼，將蛋液經(jīng)一定殺菌處理后包裝冷藏，代替鮮蛋消費(fèi)的產(chǎn)品〔1〕。液蛋加工廢水主要來源于蛋液分離過程中的沖洗廢水，廢水中含有大量的有機(jī)物和蛋白質(zhì)，如果不經(jīng)處理直接排放，將會(huì)污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡，威脅人類的生產(chǎn)生活。由于液蛋廢水中營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，不含有毒有害物質(zhì)，可生化性良好，在經(jīng)過預(yù)處理之后，一般可采用生物處理法對(duì)其進(jìn)行處理。

某蛋業(yè)加工廠位于北京郊區(qū)，因附近沒有市政污水管網(wǎng)，污水處理后直接排入地表Ⅳ類水體，出水執(zhí)行《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11/307—2013）中的B 排放限值標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)總氮和COD 的要求較為嚴(yán)格，為使液蛋加工廢水達(dá)標(biāo)排放，需選擇可同時(shí)高效去除總氮和有機(jī)物的污水處理工藝。Bardenpho 工藝是在常規(guī)AAO 工藝基礎(chǔ)上增加后置缺氧池和后置好氧池，用以提升去除有機(jī)物能力和脫氮能力的工藝，后置好氧池可通過增設(shè)膜組件改為MBR 工藝，利用膜的高效截留特性，使活性污泥不隨出水流失，在生化池中形成高濃度的活性污泥，強(qiáng)化生化系統(tǒng)的處理效果。對(duì)于生物法脫氮，碳源不足嚴(yán)重制約了脫氮效率，投加外部碳源是行業(yè)內(nèi)通用手段，難點(diǎn)是前置好氧池到第一個(gè)缺氧池回流比的確定和碳源投加量的平衡，過高的回流比會(huì)帶來較高的溶解氧，進(jìn)而抑制工藝反硝化效果，過低的回流比又會(huì)導(dǎo)致脫氮效率較低〔2〕。工業(yè)廢水中通常含有部分難降解有機(jī)物，僅采用生物法處理存在少量難降解有機(jī)物無法去除的問題，需增加深度處理工藝。臭氧催化氧化技術(shù)是目前處理高濃度、難降解廢水的先進(jìn)技術(shù)〔3〕，生物處理后采用臭氧催化氧化進(jìn)行深度處理，能進(jìn)一步去除廢水中的部分難降解有機(jī)物，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

通過介紹該液蛋加工廢水工程實(shí)例，旨在探索Bardenpho+MBR+臭氧催化氧化組合工藝在液蛋加工廢水實(shí)際工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵參數(shù)和應(yīng)用效果，以期為類似廢水處理工藝設(shè)計(jì)提供參考。

1 工程概況

工程設(shè)計(jì)處理水量為400 m3/d。通過取樣檢測(cè)得到實(shí)際水質(zhì)數(shù)據(jù)，進(jìn)而制定進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11/307—2013）中的B 排放限值。設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。因來水TP 較低，生化處理工藝對(duì)BOD5去除效果較好，出水TP 和BOD5易于達(dá)標(biāo)，因此本工程重點(diǎn)關(guān)注COD、NH3-N、TN、SS 的達(dá)標(biāo)情況。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)Table 1 Design inlet and outlet water quality

2 工程設(shè)計(jì)

2.1 工藝選擇

1）預(yù)處理部分。預(yù)處理包括格柵、提升泵井、轉(zhuǎn)鼓格柵和調(diào)節(jié)池，格柵和轉(zhuǎn)鼓格柵截留污水中的懸浮物、纖維狀物質(zhì)，避免后續(xù)管道、水泵的堵塞，防止堵塞膜組件。調(diào)節(jié)池具有調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量的作用，可降低生化池的運(yùn)行沖擊負(fù)荷，保證生化工藝正常運(yùn)行。

2）廢水可生化性判斷。通過前期進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)分析可知，進(jìn)水B/C=0.47>0.45，m（BOD5）/m（總凱氏氮）=4.8>4.0，m（BOD5）/m（TP）=63.0>17，可生化性較好，滿足《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50014—2021）中同步脫氮除磷生化處理工藝對(duì)水質(zhì)的要求。

3）生化處理工藝選擇。根據(jù)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)可知，需處理的重點(diǎn)污染物是COD、BOD5、氨氮和總氮，難點(diǎn)是COD 和總氮的去除。由于出水直接排入地表Ⅳ類水體，對(duì)于COD、BOD5、氨氮、總氮、總磷、懸浮物等指標(biāo)均有較高去除率要求，需選用污泥齡較長的工藝。本研究中，生化段選用改良Bardenpho五段式生化處理工藝+MBR 工藝。改良Bardenpho工藝由于后端增加后缺氧池和好氧池，解決了傳統(tǒng)AAO 工藝因總氮去除率受回流比限制難以提高的問題，強(qiáng)化了工藝脫氮效果。為了增強(qiáng)后缺氧池的脫氮效果，在后缺氧池投加優(yōu)質(zhì)碳源，提高工藝對(duì)總氮的去除效率〔4〕。MBR 膜組件放于后置好氧池內(nèi)，由于膜的高效截留作用，微生物被大量攔截在生物反應(yīng)池內(nèi)，通過膜池高濃度污泥回流使生化系統(tǒng)維持較高微生物量，硝化細(xì)菌等污泥齡較長的微生物得以富集，系統(tǒng)的硝化和反硝化效率大幅度提高，同時(shí)對(duì)難降解有機(jī)物也保持一定的去除效率〔5〕。但本研究中Bardenpho+MBR 工藝仍不能穩(wěn)定將COD 去除到30 mg/L 以下，需在MBR 系統(tǒng)后增加深度處理工藝。

4）深度處理工藝選擇。深度處理選用臭氧催化氧化工藝，臭氧催化氧化既可以去除水中難降解有機(jī)物，又可以通過影響生物細(xì)胞的物質(zhì)交換能力進(jìn)行殺菌，因此在廢水深度處理中的應(yīng)用越來越廣，其兼具消毒、脫色及COD 去除功能〔6-7〕。

5）除磷工藝選擇。對(duì)于總磷，僅依靠生物除磷難以達(dá)標(biāo)，本研究采用強(qiáng)化生物除磷和輔助化學(xué)除磷相結(jié)合的方法，在生物反應(yīng)池投加聚合氯化鋁（PAC）進(jìn)行同步除磷，并通過剩余污泥排放來達(dá)到去除總磷的目的。

綜上，為保證處理出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)及工藝運(yùn)行穩(wěn)定，采用預(yù)處理+Bardenpho+MBR+催化氧化處理工藝對(duì)液蛋廢水進(jìn)行處理，工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程Fig. 1 Process flow chart

2.2 工藝計(jì)算

1）污泥質(zhì)量濃度計(jì)算。MBR 池設(shè)計(jì)污泥質(zhì)量濃度9 000 mg/L，MBR 池到好氧池污泥回流比取500%，則好氧池污泥質(zhì)量濃度理論值為7 500 mg/L；缺氧池2 污泥質(zhì)量濃度與好氧池污泥質(zhì)量濃度一致，為7 500 mg/L；好氧池到缺氧池1 污泥回流比取300%，則缺氧池1 污泥質(zhì)量濃度為5 600 mg/L；缺氧池1 污泥回流比取200%，則厭氧池污泥質(zhì)量濃度為3 750 mg/L。

2）缺氧池和好氧池容積計(jì)算。根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中AAO 工藝缺氧池容積和好氧池容積計(jì)算公式，水溫取10~25 ℃，按水量、水質(zhì)和污泥質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)計(jì)算得到缺氧池有效容積Vn為265 m3，好氧池有效容積Vo為256 m3。為提高系統(tǒng)處理效率，缺氧池有效容積實(shí)際取400 m3，其中缺氧池1 為300 m3，缺氧池2 為100 m3，缺氧池單位MLSS 總氮負(fù)荷為0.02 kg/（kg·d），滿足《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50014—2021）總氮負(fù)荷≤0.05 kg/（kg·d）的要求。好氧池+MBR池總有效容積取400 m3，其中好氧池為300 m3，MBR池為100 m3，好氧池+MBR 池單位MLSS 的BOD5污泥負(fù)荷為0.08 kg/（kg·d），滿足BOD5污泥負(fù)荷0.05~0.10 kg/（kg·d）的要求。

3）碳源投加量計(jì)算。缺氧池1 脫氮率與好氧池硝化液回流比（r）成正相關(guān)，好氧池到缺氧池1 設(shè)計(jì)回流比為300%，計(jì)算可得缺氧池1 的理論脫氮率為r/（r+1）=75%。缺氧池1 設(shè)計(jì)脫氮率取70%，缺氧池2 需去除剩余硝態(tài)氮的質(zhì)量濃度為120×（1-70%）=36 mg/L。參考文獻(xiàn)〔8〕，甲醇投加量按去除硝態(tài)氮量的3 倍取值，則甲醇投加量為108 mg/L，按日處理水量為400 m3計(jì)算，得到每天甲醇投加量為43.2 kg。

4）臭氧投加量計(jì)算〔8〕。設(shè)計(jì)臭氧催化氧化去除COD 10 mg/L，每降解1 mg COD 需消耗4 mg 臭氧，計(jì)算臭氧投加量為40 mg/L，設(shè)計(jì)臭氧最大投加量為60 mg/L。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 預(yù)處理單元

預(yù)處理單元包括格柵渠、提升泵井、轉(zhuǎn)鼓格柵和調(diào)節(jié)池。

1）格柵渠。2 座，尺寸2.5 m×0.8 m×3.0 m。格柵渠內(nèi)設(shè)置機(jī)械回轉(zhuǎn)格柵2 臺(tái)，用于攔截并清除污水中粗大懸浮物及雜質(zhì)，格柵寬度500 mm，柵隙3 mm，功率0.55 kW。

2）提升泵井。1 座，尺寸3.4 m×2.3 m×5.0 m，有效容積19.6 m3。井內(nèi)設(shè)污水泵2 臺(tái)，用于提升污水至轉(zhuǎn)鼓格柵，流量50 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率2.2 kW。

3）轉(zhuǎn)鼓格柵。2 臺(tái)，轉(zhuǎn)鼓直徑600 mm，柵隙1 mm，功率0.55 kW。

4）調(diào)節(jié)池。用于對(duì)不同時(shí)段產(chǎn)生的水質(zhì)、水量差異較大的廢水進(jìn)行均質(zhì)處理，調(diào)節(jié)水量。1 座，尺寸18.0 m×4.5 m×5.0 m，有效容積364.5 m3，停留時(shí)間21.8 h。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺(tái)，功率2.2 kW；設(shè)污水泵2臺(tái)，流量20 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率1.5 kW。

3.2 生化處理單元

生化處理單元包括厭氧池、缺氧池1、好氧池、缺氧池2 和MBR 池。在厭氧池的厭氧環(huán)境下聚磷菌釋放菌體內(nèi)儲(chǔ)存的多聚磷酸鹽，為好氧吸磷做準(zhǔn)備。在缺氧池1 內(nèi)反硝化細(xì)菌利用好氧池回流混合液帶來的硝酸鹽以及進(jìn)水中的有機(jī)物進(jìn)行反硝化反應(yīng)，把硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)忉尫诺娇諝庵羞_(dá)到去除總氮的目的。好氧池中，微生物在好氧環(huán)境下去除有機(jī)污染物，同時(shí)把有機(jī)氮和氨氮轉(zhuǎn)換成硝酸鹽氮；聚磷菌對(duì)胞外磷酸鹽超量吸收，通過排泥以達(dá)到去除總磷的目的。在缺氧池2 內(nèi)反硝化細(xì)菌利用投加的有機(jī)碳源和從好氧池帶來的硝酸鹽進(jìn)行反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步去除污水中的總氮。MBR 池中膜的高效截留作用使生化池中活性污泥保持較高濃度，提高了有機(jī)物的去除效率，并保證了硝化效果。

1）厭氧池。1 座，尺寸2.0 m×3.0 m×5.0 m，有效容積27.0 m3，停留時(shí)間1.6 h。池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)2 臺(tái)，功率0.37 kW。

2）缺氧池1。1 座，尺寸17.0 m×4.0 m×5.0 m，有效容積300.0 m3，停留時(shí)間18.0 h，污泥回流比r1=200%。池內(nèi)設(shè)污泥回流泵2臺(tái)，揚(yáng)程6 m，流量50 m3/h，功率2.2 kW；設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺(tái)，功率2.2 kW。

3）好氧池。1 座，尺寸17.0 m×4.0 m×5.0 m，有效容積300.0 m3，停留時(shí)間18.0 h，硝化液回流比r2=300%，氣水比15∶1，設(shè)計(jì)曝氣速率4.2 m3/min。池內(nèi)設(shè)污泥回流泵2 臺(tái)，流量50 m3/h，揚(yáng)程6 m，功率2.2 kW；設(shè)管式微孔曝氣器80 套，D=67 mm，長1 m。

4）缺氧池2。1 座，尺寸6.0 m×4.0 m×5.0 m，有效容積100.0 m3，停留時(shí)間6.0 h。池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)2 臺(tái)，功率1.1 kW；設(shè)甲醇投加計(jì)量泵2 臺(tái)，流量30 L/h，功率0.22 kW。

5）MBR 池。1 座，尺寸6.0 m×4.0 m×5.0 m，有效容積100.0 m3，停留時(shí)間6.0 h，混合液回流比r3=500%。池內(nèi)設(shè)污泥回流泵2 臺(tái)，揚(yáng)程6 m，流量80 m3/h，功率2.2 kW；設(shè)剩余污泥泵2 臺(tái)，流量10 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率0.75 kW。膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)：PVDF中空纖維膜，膜平均通量13.3 L/（m2·h），膜面積1 250 m2，膜組件2 臺(tái)，膜吹掃曝氣量6.0 m3/min；空氣懸浮鼓風(fēng)機(jī)2 臺(tái)，風(fēng)量12 m3/min，風(fēng)壓60 kPa，功率11 kW；膜產(chǎn)水泵2 臺(tái)，流量25 m3/h，揚(yáng)程12 m，功率1.5 kW；膜反洗泵2 臺(tái)，流量12 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率0.75 kW；反洗加藥計(jì)量泵2 臺(tái)，流量300 L/h，功率0.22 kW；除磷藥劑PAC 投加計(jì)量泵2 臺(tái)，流量30 L/h，功率0.22 kW。

3.3 催化氧化池

設(shè)臭氧催化氧化池1 座，尺寸4.0 m×2.5 m×5.0 m，有效水深2.5 m，水力停留時(shí)間2.5 h，臭氧和催化劑有效接觸時(shí)間1.5 h，含活性炭濾層高度2.0 m，過濾速度1.6 m/s，臭氧最大投加質(zhì)量濃度60 mg/L。池內(nèi)設(shè)催化氧化池布水系統(tǒng)和鈦合金曝氣系統(tǒng)各1 套；設(shè)臭氧發(fā)生器1 臺(tái)，功率11 kW，臭氧產(chǎn)生量1 000 g/h；設(shè)空壓機(jī)2 臺(tái)，功率7.5 kW；設(shè)冷卻循環(huán)水泵2 臺(tái)，功率0.55 kW；設(shè)濾池反洗水泵2 臺(tái)，流量50 m3/h，揚(yáng)程25 m，功率4 kW。

4 工藝調(diào)試

1）活性污泥培養(yǎng)。設(shè)備單機(jī)和清水調(diào)試結(jié)束后，采用污泥接種法進(jìn)行生化調(diào)試。接種微生物取自附近市政污水處理廠脫水污泥。首先向生化池（總有效容積827 m3，包含厭氧池、缺氧池1、好氧池、缺氧池2 和MBR 池）內(nèi)注入占池體積一半的污水，開啟鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣，然后接種15 t 含水率80%的脫水污泥，經(jīng)計(jì)算，活性污泥投加質(zhì)量濃度=15×20%×109/（827×1 000）=3 627 mg/L。污泥均勻投加在好氧池和膜池后，添加污水至設(shè)計(jì)液位，開啟風(fēng)機(jī)連續(xù)曝氣48 h，至污泥顏色變?yōu)楹稚?，開啟厭氧池和缺氧池?cái)嚢铏C(jī)，開啟回流泵，繼續(xù)曝氣24 h 后，測(cè)得MBR池上清液COD 為50.3 mg/L，活性污泥初期培養(yǎng)結(jié)束。

2）階梯流量提升法調(diào)試。開啟膜產(chǎn)水泵使其間歇運(yùn)行，運(yùn)行7 min，停止1 min。初始產(chǎn)水量取設(shè)計(jì)通量的20%，第1 天膜產(chǎn)水泵流量設(shè)定為3.5 m3/h，檢測(cè)出水COD 穩(wěn)定在60 mg/L 以下，NH3-N 和TN 去除率低于20%；第5 天調(diào)整產(chǎn)水泵流量為7 m3/h，檢測(cè)出水COD 穩(wěn)定在50 mg/L 以下，NH3-N 和TN 去除率提升至40%；第10 天調(diào)整產(chǎn)水泵流量為10.5 m3/h，檢測(cè)出水COD 穩(wěn)定在30 mg/L 以下，已滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，出水NH3-N、TN 分別為6.8、23.6 mg/L，仍未達(dá)標(biāo)；第15 天調(diào)整產(chǎn)水泵流量為14 m3/h，檢測(cè)出水NH3-N 穩(wěn)定在1.3 mg/L，TN 為16.7 mg/L，COD 和NH3-N 均已穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；第20 天提升流量為17 m3/h，檢測(cè)MBR 池污泥質(zhì)量濃度達(dá)到9 000 mg/L，膜系統(tǒng)負(fù)壓穩(wěn)定，出水COD、NH3-N 和TN 均已穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，生化工藝調(diào)試結(jié)束。

3）運(yùn)行階段參數(shù)設(shè)置。設(shè)置MBR 池回流比500%，好氧池回流比300%，缺氧池1 回流比200%，甲醇投加量為120 mg/L，臭氧投加量為50 mg/L，好氧池溶解氧質(zhì)量濃度為1.5~2.5 mg/L，缺氧池溶解氧質(zhì)量濃度為0.2~0.5 mg/L。

5 運(yùn)行效果分析

5.1 沿程水質(zhì)檢測(cè)

在設(shè)定的參數(shù)下運(yùn)行，連續(xù)35 d 對(duì)沿程水樣進(jìn)行了連續(xù)取樣檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)平均值見表2。

表2 沿程水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)Table 2 Water quality detection datas along the way mg/L

5.2 工藝對(duì)COD 的去除效果

運(yùn)行期間，連續(xù)35 d 對(duì)進(jìn)水和出水COD 進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見圖2。

圖2 系統(tǒng)進(jìn)出水COD 變化Fig. 2 COD changes of system inlet and outlet water

由圖2 可知，系統(tǒng)進(jìn)水平均COD 945.9 mg/L，出水COD 穩(wěn)定在30.0 mg/L 以下，出水平均COD 23.5 mg/L，工藝對(duì)COD 的平均去除率為97.5%，去除效果良好。表1 沿程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，由于缺氧池回流污泥的稀釋作用，以及活性污泥對(duì)有機(jī)物的吸附和降解作用致使COD 在厭氧池降幅較大；之后，缺氧池1的反硝化作用和好氧池微生物的降解作用均消耗了一部分COD，使COD 進(jìn)一步降低；進(jìn)入缺氧池2 后，出水COD 出現(xiàn)升高現(xiàn)象，這是由于在缺氧池2 投加過量甲醇用于反硝化脫氮，部分碳源沒有被微生物利用導(dǎo)致缺氧池2 出水COD 升高。

研究表明，該工藝對(duì)COD 的高效去除作用主要源于：1）生化段活性污泥的吸附和生物降解作用可高效去除COD；2）微濾膜對(duì)懸浮活性污泥絮體具有截留作用，這使得系統(tǒng)保持較高的微生物濃度，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的生化效果；3）臭氧催化氧化工藝對(duì)難降解有機(jī)物具有高效去除作用〔9〕。

5.3 工藝對(duì)NH3-N 的去除效果

運(yùn)行期間，連續(xù)35 d 對(duì)進(jìn)水和出水NH3-N 進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見圖3。

圖3 系統(tǒng)進(jìn)出水NH3-N 變化Fig. 3 NH3-N changes of system inlet and outlet water

由圖3 可知，進(jìn)水NH3-N 在26.2~97.7 mg/L 之間波動(dòng)，出水NH3-N 穩(wěn)定在1.5 mg/L 以下，出水平均NH3-N 0.8 mg/L，工藝對(duì)NH3-N 的平均去除率為98.5%。表1 沿程數(shù)據(jù)顯示，厭氧池和缺氧池去除NH3-N 效率較低，其對(duì)NH3-N 的降低主要源于回流污泥的稀釋作用；NH3-N 的去除主要是在好氧池，因好氧池設(shè)計(jì)停留時(shí)間較長，微生物硝化效果較為徹底。

研究顯示工藝對(duì)NH3-N 的去除效果較好，由于膜的高效分離作用，使得生長世代周期較長的硝化菌得以在生物反應(yīng)器內(nèi)富集〔10〕，從而保證了硝酸細(xì)菌和亞硝酸細(xì)菌在活性污泥中所占的比例；同時(shí)，膜沖刷曝氣量充足，MBR 池較高的溶解氧濃度強(qiáng)化了對(duì)氨氮的去除效果。

5.4 工藝對(duì)TN 的去除效果

運(yùn)行期間，連續(xù)35 d 對(duì)進(jìn)水和出水TN 進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見圖4。

圖4 系統(tǒng)進(jìn)出水TN 變化Fig. 4 TN changes of system inlet and outlet water

由圖4可知，進(jìn)水TN在45.3~118.7 mg/L之間波動(dòng)，出水TN 穩(wěn)定在15 mg/L 以下，TN 平均去除率為 85.9%，出水平均TN 為10.5 mg/L。表1 沿程檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示，厭氧池去除TN 效率較低，其總氮下降是由于回流污泥的稀釋作用導(dǎo)致；TN 大部分是在缺氧池1 內(nèi)經(jīng)由反硝化作用被去除，少部分是在缺氧池2 內(nèi)通過投加碳源經(jīng)由反硝化作用被去除；好氧池和MBR 池對(duì)TN去除效率較低，好氧池的硝化作用可把氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。

進(jìn)水中的氮主要以氨氮和有機(jī)氮的形式存在，硝態(tài)氮含量極低，而出水中氮的主要成分以硝態(tài)氮為主〔11〕。研究表明，系統(tǒng)對(duì)TN 具有較好去除效果的原因如下：1）>400%的硝化液回流比會(huì)攜帶過量的溶解氧破壞缺氧池1 的缺氧環(huán)境，從而抑制反硝化效果，本研究選用了合理的硝化液回流比（300%），使缺氧池1 能夠保持缺氧環(huán)境，有利于增強(qiáng)反硝化脫氮的效果；2）在缺氧池2 補(bǔ)充充足的碳源強(qiáng)化了后缺氧池反硝化脫氮效果，部分解決了因回流比限制致使前缺氧池脫氮效率無法提升的問題；3）缺氧池設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間較長，同時(shí)MBR 池的污泥回流使得系統(tǒng)得以保持較高污泥濃度，維持較好的脫氮效果〔12〕。

5.5 工藝對(duì)SS 的去除效果

運(yùn)行期間，連續(xù)35 d 對(duì)進(jìn)水和出水SS 進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見圖5。

圖5 系統(tǒng)進(jìn)出水SS 變化Fig. 5 SS changes of system inlet and outlet water

由圖5 可知，進(jìn)水SS 在90.5~192.7 mg/L 之間波動(dòng)，由于微濾膜的高效截留能力，出水懸浮物平均質(zhì)量濃度為1.3 mg/L，平均去除率為99.1%。

MBR 工藝對(duì)懸浮物的去除效率較高。由于膜組件的膜孔徑非常小，可將生物反應(yīng)器內(nèi)全部的懸浮物和污泥都截留下來，原水中小顆粒物質(zhì)被膜生物反應(yīng)器中活性污泥降解合成自身所需的有機(jī)物質(zhì)，再加上膜本身及其表面附著濾餅層的共同作用實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水中懸浮固體的截留，使得膜生物反應(yīng)器對(duì)懸浮物維持在較好的去除水平〔13〕。

5.6 MBR 膜污染情況

MBR 膜污染表現(xiàn)為產(chǎn)水通量下降或跨膜壓差（TMP）升高，運(yùn)行期間膜通量設(shè)定為13.3 L/（m2·h），在恒定通量條件下運(yùn)行，TMP 的變化情況見圖6。

圖6 膜運(yùn)行通量和跨膜壓差變化Fig. 6 Variation of membrane operating flux and transmembrane pressure difference

由圖6 可知，運(yùn)行初始TMP 為2.7 kPa，運(yùn)行到第21 天時(shí)TMP 逐漸升高到9.5 kPa，隨即采用1 000 mg/L 的次氯酸鈉藥液實(shí)施在線化學(xué)清洗，清洗后TMP 恢復(fù)到4.3 kPa，在后期的運(yùn)行過程中TMP 變化較穩(wěn)定，呈緩慢上升的趨勢(shì)。膜在運(yùn)行的5 周內(nèi)TMP 一直保持在10 kPa 以下，膜污染發(fā)生較為緩慢，其原因如下：1）選用了進(jìn)口高品質(zhì)膜產(chǎn)品，該膜產(chǎn)品抗污染能力較強(qiáng)；2）膜通量設(shè)計(jì)較為保守，MBR 在低于臨界通量條件下運(yùn)行；3）定期對(duì)膜實(shí)施在線化學(xué)清洗，一定程度上減緩了膜污染的發(fā)生〔14〕。

6 經(jīng)濟(jì)分析

廢水處理設(shè)計(jì)規(guī)模為400 m3/d，工程總投資520萬元，其中設(shè)備費(fèi)用285 萬元，土建費(fèi)用235 萬元，噸水投資費(fèi)用1.3 萬元。直接運(yùn)行成本包括電費(fèi)和藥劑費(fèi)，其中，工藝運(yùn)行每天耗電912.4 kW·h，合噸水電耗2.28 kW·h，電費(fèi)按0.8 元/（kW·h）計(jì)，噸水用電成本約1.82 元，藥劑成本核算如表3 所示，約0.68元/t，直接運(yùn)行成本共計(jì)約2.50 元/t。

表3 藥劑成本核算Table 3 Pharmaceutical cost accounting

7 結(jié)論

本研究采用“預(yù)處理+Bardenpho+MBR+催化氧化”組合工藝對(duì)液蛋加工綜合廢水進(jìn)行處理，工程實(shí)踐表明，在進(jìn)水平均COD 945.9 mg/L，NH3-N、TN、SS分別為26.2~97.7、45.3~118.7、90.5~192.7 mg/L 時(shí)，通過回流比的調(diào)整，碳源的投加，缺氧池和好氧池溶解氧的控制等綜合手段，經(jīng)該工藝處理后出水COD、NH3-N、TN 分別穩(wěn)定在30.0、1.5、15 mg/L 以下，SS 平均質(zhì)量濃度為1.3 mg/L，滿足《水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11/307—2013）中的B 排放限值要求，處理效果穩(wěn)定，可為類似廢水處理工程設(shè)計(jì)提供參考。