肖 艷

(中煤科工集團(tuán)杭州研究院有限公司，浙江 杭州 311201)

0 引 言

1 試驗(yàn)裝置與方法

1.1 試驗(yàn)水質(zhì)

浙江某電廠循環(huán)冷卻排污水水量為8 000 m3/d，外排要求滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 33/2169—2018)要求，原水水質(zhì)及目標(biāo)水質(zhì)見表1。

表1 原水水質(zhì)及目標(biāo)水質(zhì)

1.2 試驗(yàn)流程

圖1 試驗(yàn)工藝流程Fig.1 Process flow chart of experiments

1.3 試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置處理水量8 000 m3/d。SBOT采用2組，每組6格，總有效容積1 500 m3，水力停留時(shí)間4.5 h，SBOT內(nèi)采用穿孔管鼓風(fēng)曝氣，載體為大孔隙高分子聚合物，型號(hào)De-CNitrogen，生物載體填充率為45%。澄清池2組，直徑12.0 m，澄清池上升流速1.93 m3/(m2·h)。濾池2組，濾料為石英砂、無煙煤雙層濾料，厚700 mm，正常濾速8.2 m/h，臭氧氧化塔2組，活性炭濾池2組，炭層厚度2 m，濾速6.8 m/h。試驗(yàn)從2020年9月3日開始，至2020年10月2日結(jié)束。

1.4 試驗(yàn)與分析方法

1.4.1 試驗(yàn)方法

(1)SBOT運(yùn)行

試驗(yàn)初期，先將SBOT池注滿水，投加SBOT專用菌種300 kg，悶曝3天，進(jìn)水量調(diào)至1/3，每天投加菌種100 kg，3天后，進(jìn)水量調(diào)至2/3，每天投加菌種50 kg，3天后，進(jìn)水量調(diào)至滿負(fù)荷。保持池內(nèi)溶解氧2～4 mg/L，氨氮負(fù)荷為0.27 kg/(m3·d)，為使老化生物膜快速脫落，定期間歇加大曝氣量。

(2)澄清池運(yùn)行

根據(jù)燒杯試驗(yàn)選取了除磷效果較好的聚合硫酸鋁鐵(PAFS)為混凝劑，投加量為35 mg/L，聚丙烯酰胺(PAM)為助凝劑，投加量為0.2 mg/L，運(yùn)行至反應(yīng)室污泥沉降比為30%時(shí)開始排泥，運(yùn)行初期藥劑投加量增加0.5～1.0倍，穩(wěn)定后逐步降低藥劑量，排泥間隔時(shí)間為2 h，每次排泥時(shí)長為3～5 min。

(3)濾池運(yùn)行

通過間歇定時(shí)對(duì)濾池出水檢測(cè)，最終確定反沖洗強(qiáng)度為14.5 L/(s·m2)。

(4)臭氧-活性炭過濾運(yùn)行

臭氧接觸時(shí)間30 min，臭氧投加量55 mg/L，活性炭濾池設(shè)氣水反沖洗，氣沖洗強(qiáng)度15 L/(s·m2)，水反沖洗強(qiáng)度8.0 L/(s·m2)。

1.4.2 分析方法

2 結(jié)果與討論

2.1 對(duì)CODCr的去除效果

試驗(yàn)分別考察了SBOT、臭氧及活性炭過濾單元對(duì)CODCr的去除效果，見圖2。

圖2 對(duì)CODCr的去除效果Fig.2 Removal effect of CODCr

從圖2可見，SBOT單元出水CODCr最大值35.4 mg/L，最小值22.1 mg/L，平均值28.1 mg/L，平均去除率64.4%。臭氧氧化-活性炭過濾單元出水CODCr最大值12.9 mg/L，最小值7.6 mg/L，平均值10.8 mg/L，平均去除率21.9%。CODCr總體最大去除率87.4%，最小去除率84.7%，平均去除率86.3%。該污水水源為城市中水，城市污水處理廠生化處理后，CODCr多為難降解有機(jī)物，經(jīng)測(cè)定B/C小于0.3，可生化性差，SBOT單元進(jìn)水端的厭氧區(qū)以及池內(nèi)多孔生物載體內(nèi)部的厭氧環(huán)境為大分子有機(jī)物降解提供了有利條件。SBOT單元末端出現(xiàn)少量玫瑰旋輪蟲，說明單元內(nèi)具有活性污泥的生理特性。臭氧氧化利用過程產(chǎn)物羥基自由基進(jìn)一步降解有機(jī)物，活性炭對(duì)有機(jī)物的去除開始以物理吸附為主，運(yùn)行一段時(shí)間，碳層表面形成一層生物膜，發(fā)生生物降解反應(yīng)，活性炭濾池具有生物降解功能[16]。

2.2 對(duì)的去除效果

圖3 對(duì)的去除效果

2.3 對(duì)TN的去除效果

對(duì)TN的去除效果見圖4。

圖4 對(duì)TN的去除效果Fig.4 Removal effect of TN

從圖4可見，SBOT單元出水TN最大為8.8 mg/L，最小為6.2 mg/L，平均為7.7 mg/L。TN最大去除率為81.5%，最小為75.1%，平均為75.7%。TN的去除效果與C/N、回流比、pH密切相關(guān)。SBOT單元結(jié)合了生物膜法和活性污泥法兩者特性，池內(nèi)水流切割氣泡運(yùn)動(dòng)，氧利用率高，生物載體固定微生物后形成流化狀態(tài)，微生物量可達(dá)10～20 g/L，單個(gè)生物載體(7.5 cm×7.5 cm×7.5 cm)由內(nèi)到外依次形成厭氧、缺氧、好氧的微環(huán)境，形成上萬個(gè)短程硝化反硝化及厭氧氨氧化微單元，在低C/N(2.0左右)條件下仍具備較好的脫氮效果。

2.4 對(duì)TP的去除效果

對(duì)TP的去除效果見圖5。

從圖5可見，SBOT出水TP最大為0.94 mg/L，最小為0.52 mg/L，平均為0.78 mg/L，過濾出水TP最大為0.21 mg/L，最小為0.08 mg/L，平均為0.15 mg/L，TP去除率最大為95.5%，最小為86.0%，平均為91.2%。TP的去除主要依靠生化和化學(xué)作用，僅依靠生化作用無法滿足外排要求，需要輔助化學(xué)除磷[17]，澄清單元投加的聚合鋁鐵水解產(chǎn)生氫氧化鐵，氫氧化鐵凝膠團(tuán)吸附磷酸根，生成FePO4、Fe2.5PO4(OH)4.5等難溶化合物[18]。

2.5 對(duì)SS的去除效果

對(duì)SS的去除效果見圖6。從圖6可見，SBOT單元出水SS最大為18.2 mg/L，最小為14.3 mg/L，平均為16.3 mg/L。過濾出水SS最大為2.4 mg/L，最小為0.5 mg/L，平均為1.7 mg/L。SS去除率最大為97.6%，最小為89.1%，平均為91.9%。SS主要為老化脫落的生物膜及部分無機(jī)污泥顆粒，少部分通過底部排泥管排走，大部分在澄清單元混凝沉淀去除，殘余少部分膠體物過濾去除。

3 結(jié) 論

(2)SBOT工藝對(duì)難降解、低碳源污水具有較好的處理效果，水力停留時(shí)間4.5 h，溶解氧3.0 mg/L，生物載體填充率45%。CODCr平均去除率64.4%，氨氮平均去除率97.2%，TN平均去除率75.7%，TP平均去除率54.7%。較傳統(tǒng)生化工藝，具有水力停留時(shí)間短、占地面積省、能耗低、不需要投加碳源、運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)。

(3)澄清單元上升流速1.93 m3/(m2·h)，聚合硫酸鋁鐵(PAFS)投加量為35 mg/L，聚丙烯酰胺(PAM)投加量為0.2 mg/L，濾池濾速8.2 m/h，可有效去除水中TP和SS，具有運(yùn)行管理簡單、出水穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

(4)臭氧氧化、活性炭吸附可進(jìn)一步去除難降解有機(jī)物，臭氧投加量55 mg/L，接觸時(shí)間30 min，活性炭濾速6.8 m/h，CODCr去除率21.9%，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，活性炭逐步發(fā)揮了生物活性炭過濾的作用。