□文/倪泳泉 孫曉瑩 馬明媚

山東某顏料化工廠主要產(chǎn)品為有機(jī)顏料A和無(wú)機(jī)顏料B，無(wú)機(jī)顏料B生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量酸性廢水。該廢水有機(jī)物含量較低，氨氮含量高且含有大量表面活性劑和助劑等物質(zhì)，可生化性較差。該廠廢水處理站采用簡(jiǎn)單的絮凝沉淀處理，未設(shè)生化處理系統(tǒng)，因此出水氨氮濃度高，增加了下游污水處理廠進(jìn)水氨氮負(fù)荷，造成其出水氨氮不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。針對(duì)該廠廢水處理站原處理工藝存在的問題，采用天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)科研院生產(chǎn)的污水處理系統(tǒng)硝化強(qiáng)化劑對(duì)生化系統(tǒng)進(jìn)行硝化功能快速啟動(dòng)，在最短時(shí)間內(nèi)使出水氨氮濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 廢水處理站現(xiàn)狀分析

1.1 處理工藝

現(xiàn)有廢水處理站處理工藝流程見圖1。

圖1 現(xiàn)有廢水處理站處理工藝流程

廢水首先經(jīng)過板框壓濾回收部分顏料，濾出液進(jìn)入中和調(diào)節(jié)池，該池分為調(diào)節(jié)池及中和池兩部分：調(diào)節(jié)池有效容積1 000 m3，用于收集生產(chǎn)廢水；中和池有效容積100 m3，用于將廢液pH調(diào)節(jié)至堿性，該過程中產(chǎn)生大量黃色沉淀物。

此后，廢水通過提升泵泵入混凝罐，該罐有效容積20 m3，在混凝罐中投加聚丙烯酰胺，對(duì)廢水中的沉淀物進(jìn)行絮凝處理。

絮凝處理后的廢水流入斜板沉淀池。斜板沉淀池有效容積300 m3，用于將廢水中的懸浮物、膠凝物沉淀去除，達(dá)到固液分離的目的。出水進(jìn)入清水池，外排至污水收集管網(wǎng)。

1.2 存在問題

該廢水處理站各工段水質(zhì)情況見表1。

表1 現(xiàn)廢水處理站各工段水質(zhì)

由表1可知，該廠生產(chǎn)廢水具有氨氮較高但COD較低的特點(diǎn)；而現(xiàn)有廢水處理工藝為簡(jiǎn)單的物化處理，對(duì)色度的去除較明顯，但對(duì)氨氮的去除率較低，因此最終出水氨氮濃度較高。

2 工藝整改方案制定與實(shí)施

2.1 進(jìn)出水指標(biāo)

整改后，該廠廢水處理站生化段進(jìn)出水需達(dá)到的指標(biāo)見表2。由表2可知，該系統(tǒng)生化段的主要功能為去除氨氮。

表2 廢水處理站生化處理段進(jìn)出水設(shè)計(jì)水質(zhì)

2.2 工藝整改方案比選

制定了3套整改方案，見表3。

表3 廢水處理站工藝整改方案

方案1優(yōu)點(diǎn)是投資低，但后期運(yùn)行維護(hù)因需要外投碳源會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用；方案2后期運(yùn)行費(fèi)用低，但該硝化強(qiáng)化劑沉降性能一般，采用二沉池難以實(shí)現(xiàn)有效的固液分離，因此需在好氧池中增加膜組件用于固液分離，盡管采用硝化強(qiáng)化劑可進(jìn)行快速硝化功能啟動(dòng)，但膜組件的選型、采購(gòu)、安裝及調(diào)試需一定周期，因此需4～6周才能實(shí)現(xiàn)氨氮達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)前期投資費(fèi)用較高；方案3前期需購(gòu)買硝化強(qiáng)化劑，投資費(fèi)用中等，后期運(yùn)行維護(hù)因需要外投碳源也會(huì)產(chǎn)生一定的費(fèi)用，優(yōu)點(diǎn)是可在1周內(nèi)實(shí)現(xiàn)氨氮達(dá)標(biāo)排放，使工廠盡快恢復(fù)生產(chǎn)，將經(jīng)濟(jì)損失降至最低。

綜合考慮各方面因素后，選擇方案3作為最終整改方案。

2.3 整改后的處理工藝

該廢水處理站整改后工藝流程見圖2。

圖2 整改后處理工藝流程

在原絮凝池后增加好氧曝氣池和二沉池，好氧池有效容積1 400 m3，停留時(shí)間33.6 h，在好氧池中同時(shí)投加活性污泥和硝化強(qiáng)化劑進(jìn)行硝化功能啟動(dòng)；二沉池有效容積300 m3，停留時(shí)間7.3 h；二次沉淀池產(chǎn)生的污泥一部分回流至生物處理段，另一部分經(jīng)壓濾脫水、焚燒等處理后運(yùn)到下游污泥廠妥善處理，二沉池出水進(jìn)入清水池排放。

3 系統(tǒng)調(diào)試與維護(hù)運(yùn)行

3.1 硝化強(qiáng)化劑投加

向好氧池投加含水率為80%的活性污泥10 t，同時(shí)投加硝化強(qiáng)化劑0.5 t，停止進(jìn)水和回流，悶曝處理?？刂坪醚醭刂衟H為8，溶解氧濃度＞2 mg/L。

3.2 進(jìn)水調(diào)試

待好氧池中廢水氨氮濃度降至45 mg/L以下后，以500 m3/d的流量進(jìn)水，根據(jù)出水氨氮的濃度逐漸加大進(jìn)水流量至1 000 m3/d，控制好氧池中pH在7～8，溶解氧＞2 mg/L。

3.3 運(yùn)行維護(hù)

每天向生化池中補(bǔ)加750 kg乙酸鈉并持續(xù)監(jiān)測(cè)進(jìn)出水氨氮濃度，以確定硝化系統(tǒng)是否能穩(wěn)定運(yùn)行。

4 運(yùn)行效果分析

調(diào)試運(yùn)行期間系統(tǒng)進(jìn)出水氨氮濃度見表4和圖3。

表4 調(diào)試運(yùn)行期間進(jìn)出水氨氮濃度

圖3 調(diào)試運(yùn)行期間進(jìn)出水氨氮濃度變化

由表4和圖3可知，自3月25日開始投加活性污泥和硝化強(qiáng)化劑，2 d后生化池中硝化功能已基本建立，氨氮濃度由158 mg/L降至3 mg/L，去除率達(dá)到98%，3月27日開始連續(xù)進(jìn)出水后，廢水處理量穩(wěn)定在1 000 m3/d，系統(tǒng)進(jìn)水氨氮濃度為150～185 mg/L，出水氨氮均維持在6.5 mg/L以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于45 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)。

取系統(tǒng)活性污泥進(jìn)行鏡檢，發(fā)現(xiàn)污泥絮團(tuán)較小、較松散，呈黑綠色，測(cè)得SVI為29.4 mL/g，污泥濃度2 500 mg/L，而良好的活性污泥SVI常在100 mL/g左右，可見本系統(tǒng)內(nèi)活性污泥處于貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，這是由于進(jìn)水COD較低，外加碳源量不足造成的。但由于該系統(tǒng)的主要功能為去除氨氮，而使用的硝化強(qiáng)化劑所含的亞硝化菌為自養(yǎng)菌，無(wú)需碳源，維持一定量的活性污泥為硝化菌提供可依附的場(chǎng)所即可，因此即使在較低的污泥濃度下，也能實(shí)現(xiàn)完全硝化。只投加活性污泥進(jìn)行硝化功能啟動(dòng)，需要約1月的時(shí)間，投加普通硝化菌劑進(jìn)行硝化快速啟動(dòng)也需要1～2周的時(shí)間，而本硝化強(qiáng)化劑僅用2 d即完成硝化功能啟動(dòng)，這表明本硝化強(qiáng)化劑較同類產(chǎn)品而言，具有見效時(shí)間短、降解能力旺盛等優(yōu)勢(shì)。

5 結(jié)果與討論

通過在較低污泥濃度情況下投加硝化強(qiáng)化劑，該廠廢水處理站快速建立硝化功能，出水氨氮遠(yuǎn)低于排放指標(biāo)，這表明本硝化強(qiáng)化劑可實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)硝化功能快速啟動(dòng)，氨氮去除率達(dá)到98%以上，相比同類產(chǎn)品，啟動(dòng)時(shí)間更短，降解能力更高，具有運(yùn)行穩(wěn)定、易于維護(hù)等優(yōu)勢(shì)，可用于市政污水處理系統(tǒng)在低溫及惡劣工況下的硝化效果強(qiáng)化及受沖擊后的快速恢復(fù)，垃圾填埋場(chǎng)、煤化工、焦化廠、煉油廠、石油化工廠、化肥廠、畜禽養(yǎng)殖廠等各種高氨氮廢水的處理，推廣價(jià)值較高。