宿迁村庄污水处理设备TH-88省时省力

其中进水区有效容积为150m3，实现了进水与回流硝化液、回流二沉池污泥的充分混合；A池有效容积310m3，水流下进上出，有效保持了较高污泥浓度；O池有效容积3200m3；二沉池表面负荷为0.80m3/（m2•h），池型为辐流式，沉淀效果好，有效保障了生化系统的高污泥浓度。

1.2 A池污泥反硝化速率测定试验

采用批次试验对系统中的污泥进行反硝化速率测定。具体方法：在3000mL烧杯中加入1000mL系统进水与1000mL硝化回流液（O池末端混合液）；缺氧状态下搅拌，每隔10min取样适量混合液样品，加硫酸酸化至pH小于2，高速离心，测定上清液中COD、NO2--N、NO3--N、TKN的浓度。由于系统进水与硝化回流液混合后溶液所含NO3--N浓度较低，故在此基础上额外补充了10mg/LNO3--N以提高反硝化速率测定的准确性。

1.3 O池中污染物降解试验

为了考察污染物在O池中的降解过程，在O池中沿水流方向每隔10m设置1个取样点，分别标注0#、1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#取样点；并在二沉池出水处取样（9#取样点）。测定各取样点上清液中COD、NO2--N、NO3--N、TKN的浓度，分析其降解过程。

1.4 分析测定方法

废水水质的COD、NO2--N、NO3--N、TKN和pH以及表征污泥性质的混合液悬浮固体浓度（MLSS）均参照《水和废水监测分析方法（第四版）》测定；污泥含氮量参照《城市污水处理厂污泥检验方法》（CJ/T211—2005）测定。

需要指出的是，由于味精精制生产废水中的氮主要源自含氮有机物所以实验均用TKN进行研究。

2、结果与讨论

2.1 味精精制生产废水生物处理装置运行效果

该工程自2013年5月投入运行以来，运行稳定，考察生产过程中100d运行的监测数据。监测结果表明：废水流量为（1270±335）m3/d，原水COD为（1724±897）mg/L，TKN为（93.5±41.5）mg/L，pH为8.5±2.4，处理系统活性污泥的混合液悬浮固体质量浓度（MLSS）为（5.3±0.2）g/L。

进水水量水质波动很大，水量平均波动26.3%、平均COD波动52.0%、日COD负荷平均波动92%，但出水COD为（10.4±5.1）mg/L，平均COD去除率为99.4%，处理效果好而且稳定；出水TKN为（0.6±0.4）mg/L，平均TKN去除率为99.4%；出水TN为（7.2±1.5）mg/L，TN平均去除率为91.7%，说明系统不仅对氨氮、有机氮有的去除（硝化）作用，而且有很高的反硝化能力。

2.2 脱氮途径分析

对系统进行了30d的现场测定，包括进水流量、进出水水质、污泥浓度、污泥VSS/SS值、污泥含氮量、计算氮的去除总量、剩余污泥排放中氮的去除量。实验期间，为确保现场测定数据的准确性，将进水总污染负荷保持在一个较为稳定的状态。

统计30d的系统进出水数据可知，系统进水流量为（1400±45）m3/d，COD为（1256±64）mg/L，TKN为（84.7±6.0）mg/L，NO2--N、NO3--N未检出，故进水TN可用TKN代替；出水COD为（14±3）mg/L，TN为（7.4±1.9）mg/L。通过计算可得，系统平均COD、TN去除量分别为1739、108.2kg/d。

统计生化系统排泥数据得到：30d总计外运脱水污泥约9.6t，污泥含水率为84.5%±1.5%，VSS/SS为0.77±0.02，污泥含氮量为（54.6±1.1）mgN/gVSS。测定期间系统污泥浓度变化不大，在表观污泥产率系数计算中基本可以忽略；系统出水SS小于5mg/L，也忽略其对污泥浓度的影响。经统计计算可得，平均剩余污泥产量为208.7kgVSS/d，表观污泥产率系数为0.12kgVSS/kgCOD，泥龄约100d。

笔者研究中，认为该生化系统的脱氮总量M按发生的位置可以分为3个部分：（1）A池中的脱氮总量记为M1；（2）O池中的脱氮总量记为M2；（3）经剩余污泥排放的脱氮总量M3。其中系统M=M1+M2，M3是被包含在M1与M2中的，因缺氧状态与好氧状态污泥产率的差异导致无法区分。根据日均剩余污泥产量与污泥含氮量计算可得，通过剩余污泥排放的脱氮总量M3为11.4kg/d，约占TN去除总量的11%。

2.3 A池COD与氮降解分析

系统进水、硝化回流液和污泥回流液在A池前进水区混合均匀，此阶段A池进水流量为（8400±270）m3/d，混合后A池进水COD、TKN、NO3--N分别为（222±13）、（14.6±1.2）、（6.7±0.2）mg/L，A池出水COD、TKN、NO3--N分别为（125±11）、（13.9±1.2）、（0.2±0.1）mg/L，进出水均未检出NO2--N，COD、TN平均去除量分别为806.4、60.9kg/d。由此可知A池中M1为60.9kg/d，约占系统TN去除总量的56%。

A池出水NO3--N为（0.2±0.1）mg/L，NO2--N未检出，说明NO3--N在A池中几乎实现了反硝化。A池有效容积310m3，MLSS为5.3g/L，可计算出污泥反硝化速率为1.86mgN/（gSS•h）。

为了进一步了解污泥反硝化活性，采用1.2所述的方法对A池污泥最大反硝化速率进行了测定。混合液初始COD、NO3--N、TKN分别为638、14.1（含补充的10mg/LNO3--N）、

氟、氯是工业废水中常见的污染物，尤其是在铜、铅、锌冶炼过程的制酸工序产生的污酸废水含量特别高，通常具有高酸度、高浓度氟离子和氯离子等特点，酸性条件下的氟、氯离子不仅在生产过程中对管道设备有很大的腐蚀作用。因废水同时还含有砷、铅、汞、镉等有毒有害元素，水质复杂，是一种典型难处理的工业废水，随废水排出的氟、氯进入水体会污染环境，对农、牧业和人体健康造成严重危害，过量的氟会对植物造成毒害作用，抑制作物的新陈代谢、呼吸作用及光合作用，研究发现，当水中含氟质量浓度高于4．0mg／L时，会引起骨膜增生、骨刺形成、骨节硬化、骨质疏松、骨骼变形与发脆等氟骨病，另外对肝脏、肾脏、心血管系统、免疫系统、生殖系统、感官系统等非骨组织均有不同程度的损害。因此，国家对于含氟、氯废水、废气的排放标准越来越严格。

国内目前处理污酸废水的方法主要有硫化钠一石灰中和法、石灰一铁盐共沉淀法、离子交换法、膜法、电渗析法、光催化氧化法、生物技术等，应用较多的是前两种。但这两种工艺对氟、氯去除效果一般，处理后的水由于氟、氯浓度高等原因，严重制约着水的回用，同时中和处理产生大量含砷及重金属的危废渣需要专门地方堆存，占用大量土地，并且渗透水对周边环境造成一定污染。

污酸中的硫酸用途广泛。污酸经过除杂、浓缩，即获得纯净的稀硫酸，可代替工艺水补入成品酸中，也可用于电解、选矿、制磷肥等，因此硫酸的再循环利用是污酸废水处理的核心目标。但若除杂不好，由于氟、氯离子的存在，并且浓度会越来越高，输送过程中腐蚀管道，回用于电解，提高了阴阳极的消耗，降低了产品质量的稳定性，并对冶炼系统的设备和现场操作环境造成较大影响，因此在污酸回用前¨3|，氟、氯的去除尤为关键。

由于经济及技术原因，国内外企业深度净化或全部处理回用的企业较少，这样不仅浪费资源，而且容易造成环境的二次污染，所以资源化处理是今后污酸废水处理的发展方向，研究出新的，具有好的经济效益和环境效益的工艺，通过资源回收，变废为宝，实现效益。本文针对污酸废水中氟、氯的特性，实验研究利用硫酸中氢离子与污酸废水氟离子、氯离子反应生成气体，达到去除氟、氯的目的，为进一步污酸废水处理后回用打下基础。

传统的生物脱氮除磷工艺一般都采用单一污泥悬浮生长系统，在该系统中有多种差别较大的微生物，不同功能的微生物对营养物质和生长条件的要求都有很大的不同，要保证所有的微生物都达到最佳生长条件是不可能的，这就使得系统很难达到高效运行。

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2．2 泥龄问题

由于硝化菌的世代期长，为获得良好的硝化效果，必须保证系统有较长的泥龄。而聚磷菌世代期较短，且磷的去除是通过排除剩余污泥实现的，所以为了保证良好的除磷效果，系统必须短泥龄运行。这就使得系统的运行，在脱氮和除磷的泥龄控制上存在矛盾。

2．3 碳源问题

在脱氮除磷系统中，碳源主要消耗在释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面。其中，释磷和反硝化的反应速率与进水碳源中易降解的部分，尤其是挥发性有机脂肪酸的含量关系很大。一般说来，城市污水中所含的易降解的有机污染物是有限的，所以在生物脱氮除磷系统中，释磷和反硝化之间存在着因碳源不足而引发的竞争性矛盾。

2．4 回流污泥中的硝酸盐问题

在整个系统中，聚磷菌、硝化细菌、反硝化细菌及其它多种微生物共同生长，并参与系统的循环运行。常规工艺中，由于厌氧区在前，回流污泥不可避免地将一部分硝酸盐带人该区，一旦聚磷菌与硝酸盐接触，就导致聚磷效果下降。这主要是由于反硝化细菌与聚磷菌对底物形成竞争，其脱氮作用造成碳源无法满足聚磷菌的充分释磷所致。

3、生物脱氮除磷新工艺

3．1 DEPHANOX工艺

DEPHANOX工艺是BortoneG等于1996年提出的一种具有硝化和反硝化除磷双污泥回流系统的技术，是为了满DPB所需的环境要求而开发的一种强化生物除磷工艺。该工艺在厌氧池与缺氧池之间增加了沉淀池和固定膜反应池，可以避免由于氧化作用而造成有机碳源的损失并稳定系统的硝酸盐浓度。污水在厌氧池中释磷，在沉淀池中进行泥水分离，含氨较多的上清液进人固定膜反应池进行硝化，污泥则跨越固定膜反应池进入缺氧段完成反硝化和摄磷。

该工艺具有能耗低，污泥产量低且COD消耗量低的特点。但该工艺中磷的去除效果很大程度上取决于缺氧段硝酸盐的浓度，当缺氧段硝酸盐不充足时，磷的过量摄取受到限制；反之硝酸盐又会随回流污泥进入厌氧段，干扰磷的释放和聚磷菌体的PHB的合成。

该工艺优点在于不但能解决除磷系统反硝化碳源不足的问题和降低系统的能源(曝气)消耗，而且可缩小曝气区的体积，降低剩余污泥量，尤其适用于处理低COD／TKN(TKN为总凯氏氮)的污水。不过由于进水中氮和磷的比例很难恰好满足缺氧摄磷的要求，从而给系统的控制带来一定困难。工艺流程见图4。