陳晶晶

（廈門(mén)水務(wù)中環(huán)污水處理有限公司集美水質(zhì)凈化廠，福建 廈門(mén) 361021）

0 引言

廈門(mén)某污水處理廠原出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》及《廈門(mén)市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB35/322-2018）要求，污水處理廠出水需執(zhí)行類(lèi)地表IV類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)。本文將針對(duì)污水處理廠原有工藝和提標(biāo)工藝情況進(jìn)行介紹，分析運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題，查找原因，提出采取的措施并指出其成效。

1 原有工藝及提標(biāo)工藝情況

1.1 原有工藝

該污水處理廠規(guī)劃總規(guī)模25萬(wàn)噸，目前設(shè)計(jì)規(guī)模為日處理污水9萬(wàn)噸，一期工程于2000年6月建成投入使用，一期設(shè)計(jì)規(guī)模4.5萬(wàn)噸/日，污水處理采用改良奧貝爾氧化溝活性污泥處理工藝；二期工程設(shè)計(jì)規(guī)模4.5萬(wàn)噸/日，污水處理采用A/A/O工藝，于2014年5月底建設(shè)投入運(yùn)行。一二期工藝尾水采樣紫外消毒工藝，出水執(zhí)行《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 提標(biāo)目標(biāo)

根據(jù)《廈門(mén)市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB35/322-2018）A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，主要出水指標(biāo)執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)：BOD5≤6mg/L、COD≤30mg/L、TP≤0.3mg/L、TN：≤10mg/L、NH3-N：≤1.5mg/L、SS≤10mg/L、糞大腸菌群數(shù)≤1000個(gè)/L。

1.3 提標(biāo)工藝

經(jīng)論證，污水處理廠提標(biāo)工程采用以“磁混凝沉淀池+反硝化深床濾池+接觸消毒（納米催化電解消毒）”為主體的深度處理工藝，在原有處理工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行提標(biāo)改造。

2 提標(biāo)工藝介紹

（1）磁混凝沉淀：在常規(guī)混凝沉淀工藝中增加了磁粉，并使得混凝絮體與磁粉有效結(jié)合，因此大大增加了混凝絮體的比重，從而大大加快了絮體的沉降速度。進(jìn)一步去除尾水中的TP和SS，保證尾水達(dá)標(biāo)排放[1]。

（2）反硝化深床濾池：采用石英砂濾料，集生物脫氮及過(guò)濾功能合二為一的處理單元。通過(guò)培養(yǎng)，在濾料層聚集大量的反硝化菌，在缺氧的條件下進(jìn)行反硝化作用（異化作用），投加的有機(jī)物（甲醇、乙酸鈉）作為電子供體提供能量并得到氧化降解，硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮中的氮作為電子受體，在反硝化菌的作用下還原成氮?dú)?，達(dá)到脫氮的功效[2-3]。

（3）納米催化電解消毒：納米催化電解（下稱NCE）技術(shù)集納米技術(shù)、催化技術(shù)和電化學(xué)技術(shù)為一體，是污水處理廠尾水（中水）消毒的一種新型水處理技術(shù)。NCE陽(yáng)極表層為納米級(jí)涂層，這些納米涂層具有很高的電化學(xué)活性和催化性能，使得電解液在通電的情況下能產(chǎn)生化學(xué)活性很強(qiáng)的自由基（如·Cl、·H、·O、·OH），這些自由基具有極高的化學(xué)活性，能夠迅速氧化分解有機(jī)物，對(duì)細(xì)菌、病毒及藻類(lèi)的孢子具有很強(qiáng)的殺滅效果[4]。

3 運(yùn)行中存在的主要問(wèn)題分析

通過(guò)調(diào)試運(yùn)行中，在藥劑穩(wěn)定投加的基礎(chǔ)上，二沉池出水經(jīng)過(guò)磁混凝沉淀及反硝化深床濾池處理后BOD5、COD、TP、TN、NH3-N、SS等指標(biāo)都能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。但運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)存在消毒效果不穩(wěn)定、消毒藥劑投加超過(guò)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的情況。

3.1 氯消毒影響因素分析

氯消毒目前廣泛應(yīng)用于污水處理廠尾水消毒，影響氯消毒殺菌的主要因素有以下幾項(xiàng)：①pH值。pH值對(duì)氯消毒殺菌作用影響最大，pH值越高，殺菌效果越弱，pH值降低，殺菌作用增強(qiáng)[5]；②濃度。在pH值、溫度、有機(jī)物等不變的情況下，有效氯濃度增加殺菌作用增強(qiáng)；③溫度。在一定范圍內(nèi)，溫度升高能增強(qiáng)殺菌作用[6]；④有機(jī)物。有機(jī)物能消耗有效氯，降低其殺菌效能；⑤氨及氨基化合物。在含有氨和氨基化合物的水中，游離氯的殺菌作用大大降低；⑥硫化物。硫代硫酸鹽和亞鐵鹽類(lèi)可降低氯消毒劑的殺菌作用。

3.2 影響消毒效果主要因素確定

消毒工藝的前一個(gè)工藝為反硝化深床濾池，潛在影響因素有亞硝酸鹽氮、氨氮、亞鐵等其他還原性物質(zhì)，為找到主要影響因素開(kāi)展以下試驗(yàn)及分析：

對(duì)二沉池出水、反硝化進(jìn)水、反硝化出水消毒效果進(jìn)行燒杯試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)反硝化出水余氯與糞大腸菌群結(jié)果與二沉池出水及反硝化進(jìn)水差異較大，初步判斷是反硝化階段對(duì)消毒效果產(chǎn)生影響。

表1 二沉池出水、反硝化進(jìn)水、反硝化出水?dāng)?shù)據(jù)

通過(guò)對(duì)消毒效果不穩(wěn)定時(shí)期反硝化進(jìn)出水及消毒出水各水質(zhì)數(shù)據(jù)（表2）進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)亞硝鹽氮在反硝化深床濾池出現(xiàn)一定量的累積（圖1），經(jīng)過(guò)反硝化深床濾池后，反硝化出水亞硝酸鹽氮明顯提高，再經(jīng)電解消毒后，消毒出水亞硝酸鹽氮比反硝化出水硝氮明顯降低，且趨勢(shì)一致（圖2）。

表2 反硝化進(jìn)水、反硝化出水、消毒出水?dāng)?shù)據(jù)

圖1 反硝化進(jìn)水與反硝化出水亞硝酸鹽氮趨勢(shì)圖

圖2 反硝化出水與消毒出水亞硝酸鹽氮趨勢(shì)圖

通過(guò)二沉池、反硝化進(jìn)水及反硝化出水及投加消毒劑后的指標(biāo)進(jìn)行分析，基本可以排除外源因素的影響，基本確定消毒效果不穩(wěn)定因素為亞硝酸鹽氮，反硝化出水（即消毒進(jìn)水）亞硝酸鹽氮含量對(duì)消毒效果及藥劑消耗影響較大[7]。

對(duì)2020年反硝化深床濾池進(jìn)、出水硝酸鹽去除量及反硝化深床濾池出水亞硝酸鹽氮數(shù)據(jù)分析，可以判斷亞硝酸鹽的累積量與硝酸鹽的去除量有關(guān)，呈線性關(guān)系（圖3），大約為去除量的五分之一。

圖3 出水亞硝酸鹽氮散點(diǎn)圖

3.3 亞硝酸鹽氮對(duì)消毒效果的影響

通過(guò)對(duì)不同濃度亞硝酸氮與有效率反應(yīng)進(jìn)行燒杯實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在確保達(dá)標(biāo)情況下不同濃度的亞硝酸氮對(duì)應(yīng)的電解機(jī)產(chǎn)生的有效氯（1mg/L有效氯約對(duì)應(yīng)10mg/L10%次氯酸鈉）投加量如下：

表3 亞硝酸鹽濃度與有效氯投加量的關(guān)系

從以上圖表可以看出，在保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下，亞硝酸鹽濃度與有效氯投加量呈線性關(guān)系，當(dāng)亞硝酸鹽濃度＞2.0mg/L時(shí)，對(duì)應(yīng)的有效氯投加量有明顯的上升趨勢(shì)，且呈新的線性關(guān)系。在高濃度（＞2mg/L）亞硝氮條件下，需要投加更多的有效氯方可確保糞群個(gè)數(shù)在達(dá)標(biāo)范圍內(nèi)。

3.4 采取的措施及成效

經(jīng)試驗(yàn)分析，反硝化深床濾池出現(xiàn)的亞硝酸鹽氮累積為影響消毒效果的主要因素，為了消除亞氮累積影響，確保糞大腸菌群數(shù)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，污水廠采取以下措施進(jìn)行調(diào)控：

（1）調(diào)整濾池運(yùn)行參數(shù)，減少亞硝酸鹽在濾池累積。通過(guò)調(diào)整反硝化深床濾池驅(qū)氮設(shè)置，增加驅(qū)氮沖洗時(shí)間，由原來(lái)的55-80秒提高至125-150秒，從而盡可能減少亞硝酸鹽氮在濾池的堆積，調(diào)整后在硝酸氮去除量較大時(shí)，亞硝鹽氮峰值由4-5mg/L，降至2-3mg/L，從而減少對(duì)消毒有效氯的消耗，約可減少5mg/L-10mg/L消毒劑，約節(jié)約藥劑成本0.003元/噸-0.005元/噸。

（2）脫氮盡可能在二級(jí)處理中實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)，避免亞硝酸鹽累積對(duì)消毒的影響。在保證生化系統(tǒng)出水氨氮達(dá)標(biāo)前提下，盡可能降低A2O生化系統(tǒng)溶解氧，調(diào)整曝氣廊道，將部分好氧段調(diào)整為缺氧段，延長(zhǎng)缺氧區(qū)域停留時(shí)間，提高生化系統(tǒng)的脫氮效率，降低進(jìn)入反硝化深床濾池硝酸鹽氮，經(jīng)調(diào)控，目前該污水廠夏季進(jìn)入反硝化深床濾池進(jìn)水硝氮基本控制在9mg/L以下，冬季基本控制在14mg/L以下，從而減少反硝化深床氯池硝氮去除量，減少了亞硝酸鹽氮在反硝化深床濾池系統(tǒng)內(nèi)堆積，盡可能消除出水亞氮對(duì)消毒系統(tǒng)的影響。

（3）運(yùn)行時(shí)需注意反硝化深床濾池進(jìn)水硝氮及出水亞硝酸氮的變化趨勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)反硝化出水亞硝酸鹽氮的監(jiān)測(cè)，同時(shí)通過(guò)在線余氯值變化，及時(shí)調(diào)整工業(yè)鹽投藥量以覆蓋亞硝酸鹽氮的影響，確保出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析查找原因，確定了反硝化深床濾池出水亞硝酸鹽氮為影響消毒效果的主要因素及確定不同濃度亞硝酸鹽氮需消耗的有效氯投加量。通過(guò)提高二級(jí)處理生化脫氮能力降低濾池硝氮去除量，調(diào)整濾池運(yùn)行參數(shù)盡可能減少了亞氮在反硝化深床濾池的累積，保證了出水糞大腸菌群穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。提標(biāo)調(diào)試后該污水廠出水穩(wěn)定達(dá)到《廈門(mén)市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB35/322-2018）中出水A級(jí)排放要求。