文_辛志杰 山西京玉發(fā)電有限責(zé)任公司

1 污水廠概況

右玉污水處理廠設(shè)計(jì)處理水量10000m3/d，實(shí)際運(yùn)行總水量10000m3/d 左右，并列兩組A2O 工藝，每組處理5000m3/d，每組的厭氧池380m3，缺氧618m3，好氧池1900m3。主體處理工藝流程為粗格柵—集水池—細(xì)格柵—厭氧池—缺氧池—好氧池—二沉池—消毒池—排放，出水排放標(biāo)準(zhǔn)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A 的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 問(wèn)題分析與調(diào)試方法

2.1 水質(zhì)問(wèn)題

2019 年6 月13 日開(kāi)始調(diào)試運(yùn)行，調(diào)試期間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)采樣檢測(cè)，該廠生化段進(jìn)水含氮化合物主要為氨氮，總氮含量為28.80mg/L。經(jīng)過(guò)氧化溝處理后，出水以硝態(tài)氮為主，硝態(tài)氮有14.85mg/L，氨氮和亞硝態(tài)氮都很低，總氮濃度為16.67mg/L，出水總氮不達(dá)標(biāo)。夏季出水總氮不穩(wěn)定，冬季總氮不達(dá)標(biāo)，出水要求穩(wěn)定降低TN＜15mg/L。

2.2 生化池溫度問(wèn)題

目前生化池的溫度比較低，為15℃左右，冬天更低，能達(dá)到5℃左右，但當(dāng)生化池溫度低于20℃，反硝化菌就會(huì)受到抑制，因此會(huì)影響到反硝化菌的降解效果。

2.3 工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題

右玉污水處理廠A2O 生化池的總體積5796m3，設(shè)計(jì)的MLSS 為4000mg/L，按照≤室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范≥推算，如果日變化系數(shù)為1.1，則厭氧、缺氧、好氧池的停留時(shí)間分別為1.82h，2.96h，9.13h。外回流（污泥回流）比是100%，內(nèi)回流（硝化液回流，好氧出水回到缺氧進(jìn)水）300%。則缺氧池實(shí)際的處理時(shí)間為0.74h，時(shí)間較短。

2.4 實(shí)驗(yàn)方法

通過(guò)在進(jìn)水投加復(fù)合碳源（市售碳源產(chǎn)品，COD 含量800g/L），調(diào)節(jié)進(jìn)水的碳氮營(yíng)養(yǎng)比，碳源投加點(diǎn)設(shè)置在一期和二期的A 池的進(jìn)水端。增加內(nèi)回流管路（硝化液回流），控制內(nèi)回流比，調(diào)整好回流混合液中的溶解氧；通過(guò)投加低溫菌強(qiáng)化生化系統(tǒng)，提升總氮的去除效果。COD 以重鉻酸鹽法檢測(cè)，TN以堿性過(guò)硫酸鉀消解-紫外分光光度計(jì)法檢測(cè)。中試期間，上述指標(biāo)每天取樣兩次進(jìn)行檢測(cè)。

2.5 中試調(diào)試步驟

重新購(gòu)置回流泵，使得好氧回流回到缺氧池進(jìn)水的回流系統(tǒng)改造成好氧回流到厭氧進(jìn)水的回流系統(tǒng)，改造后的內(nèi)回流比150%，使得改造前的缺氧區(qū)的反硝化時(shí)間0.74h 增加到1.9h，A2O 內(nèi)回流改造情況如圖1 所示。

圖1 A2O 內(nèi)回流改造情況

復(fù)合碳源投加：增加現(xiàn)場(chǎng)碳源加藥設(shè)備，三個(gè)出藥口并聯(lián)通過(guò)計(jì)量泵加藥，加藥管道用PPR 材質(zhì)，外部設(shè)置保溫。復(fù)合碳源COD 為60 萬(wàn)mg/L 左右，碳源投加量為30 ～45m3/h，每天投加量1.8 ～2.0t，采取隔膜計(jì)量泵投加。

菌種投加：2019 年6月13 日16：00 投加菌種480kg 于厭氧A 池進(jìn)水中，菌劑濃度高達(dá)109CFU/mL，6 月14 日投加220kg菌種于厭氧A 池中。

水質(zhì)監(jiān)控：每天取各工藝段水樣檢測(cè)COD、總氮、氨氮，硝態(tài)氮數(shù)據(jù)記錄保存。每天測(cè)3 次，并求平均值。

3 結(jié)果與討論

3.1 提高碳氮比影響出水實(shí)驗(yàn)

以現(xiàn)場(chǎng)二沉池出水為小試處理對(duì)象，添加少量硝態(tài)氮使得出水總氮高于20mg/L。小試處理1.5h，隨著碳源比的升高，出水硝態(tài)氮的濃度逐漸降低，當(dāng)碳氮比為1.0 和1.5，處理后的硝態(tài)氮分別是14.43mg/L 和12.01mg/L，且都有亞硝態(tài)氮積累。當(dāng)處理組4 的碳氮比提升到2，處理后的硝態(tài)氮降低到8.75mg/L，且沒(méi)有亞硝態(tài)氮的積累。當(dāng)碳氮比繼續(xù)升高，碳氮比為2.5 和3.0 處理后的硝態(tài)氮不再降低，且沒(méi)有亞硝態(tài)氮的積累。考慮到成本和處理效果，當(dāng)碳氮比為2.0 為最優(yōu)參數(shù)，與之前的研究一致。

3.2 低溫高效菌劑強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)

以碳氮比為2，15℃下處理1.5h，未投加總氮菌劑的處理組，出水總氮為13.52mg/L，總氮去除率為45.68%；投加菌劑101 的處理組，出水總氮為9.56mg/L，總氮去除率為61.59%。當(dāng)溫度降低到10℃下處理1.5h，未投加總氮菌劑的處理組，出水總氮為13.67mg/L，總氮去除率為37.80%；投加菌劑的處理組，出水總氮為9.52mg/L，總氮去除率為56.69%。當(dāng)溫度降低到5℃下處理1.5h，未投加總氮菌劑的處理組，出水總氮為13.97mg/L，總氮去除率為33.53%；投加菌劑的處理組，出水總氮為9.66mg/L，總氮去除率54.04%。結(jié)果表明，反硝化高效菌劑對(duì)該廠水質(zhì)有較好的適應(yīng)性，對(duì)該污水處理廠缺氧污泥有強(qiáng)化作用；在較低溫度下（5℃），脫總氮菌能夠有效強(qiáng)化該廠缺氧區(qū)脫氮功能。

3.3 中試實(shí)驗(yàn)

中試上機(jī)實(shí)驗(yàn)共兩次，第一次調(diào)試時(shí)間：2019.6.13 ～2019.7.6，實(shí)驗(yàn)溫度15 ～18℃。外回流100%，內(nèi)回流150%。進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前，進(jìn)水總氮為38.7mg/L，出水總氮有28.4mg/L，水廠出水總氮處于不達(dá)標(biāo)狀態(tài)。6月13日進(jìn)場(chǎng)調(diào)試，16：00 開(kāi)始投加總氮低溫菌種后，第二天出水總氮開(kāi)始下降，出水總氮為15mg/L，后續(xù)出水總氮處于穩(wěn)定達(dá)標(biāo)狀態(tài)，說(shuō)明加入高效反硝化低溫菌種改善了微生物的種群結(jié)構(gòu)，提升了缺氧系統(tǒng)的反硝化能力。由于進(jìn)水cod 波動(dòng)差值比較大，進(jìn)水總氮波動(dòng)數(shù)值變化不大，導(dǎo)致進(jìn)水碳氮比波動(dòng)較大，補(bǔ)加碳源需穩(wěn)定在一個(gè)值，保證出水總氮穩(wěn)定性。

第二次調(diào)試時(shí)間：2019.10.27 ～2019.11.8，實(shí)驗(yàn)溫度11～13℃。外回流100%，內(nèi)回流150%。進(jìn)場(chǎng)調(diào)試前，進(jìn)水總氮為48.5mg/L，出水總氮在14 ～15mg/L 之間波動(dòng)，從10月27 ～29 日數(shù)據(jù)可以看到出水總氮在低于15℃條件處于超標(biāo)邊緣。基于此背景下，啟動(dòng)了第二次生化強(qiáng)化脫氮，即從10 月30 日開(kāi)始投加低溫反硝化菌劑（添加量為水量千分之一），30日晚上的出水總氮呈現(xiàn)出明顯的下降趨勢(shì)，直到11 月8 日，出水總氮穩(wěn)定在10mg/L左右。這直接說(shuō)明了高效反硝化低溫菌種改善了微生物的種群結(jié)構(gòu)，提升了缺氧系統(tǒng)的反硝化能力。

考慮到回流比的調(diào)整可能會(huì)對(duì)除總磷效果造成影響，對(duì)生化強(qiáng)化前后總磷進(jìn)出水的變化進(jìn)行了觀察。生化工藝參數(shù)及反硝化菌劑調(diào)整前后，出水總磷濃度基本維持在0.05 ～0.08mg/L 范圍內(nèi)。本研究中調(diào)整好氧出水硝化液回流到厭氧區(qū)，控制了合適的回流比，同時(shí)補(bǔ)充了充足的碳源，作為反硝化過(guò)程的電子供體，達(dá)到良好的反硝化除氮的效果，同時(shí)也保證了厭氧區(qū)聚磷菌所需要的有機(jī)物，并未與聚磷菌產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)。好氧區(qū)的聚磷菌也獲得合適的有機(jī)物，也未影響到生物除磷的作用。

4 結(jié)論

①在厭氧池進(jìn)水連續(xù)投加碳源，提高進(jìn)水碳氮比≥2，可實(shí)現(xiàn)低溫下總氮達(dá)標(biāo)。

②改造內(nèi)回流系統(tǒng)，使得原來(lái)的好氧出水硝化液回流到缺氧池進(jìn)水改造成回流到厭氧池進(jìn)水，使得反硝化的停留時(shí)間由0.74h 提升到1.9h，有利于總氮去除。

③在厭氧池和缺氧池通過(guò)投加低溫反硝化細(xì)菌，提高生化系統(tǒng)的活力，有利于總氮去除。