SBR生物脫氮技術(shù)在味精廢水治理中的應用

摘要：本文介紹了通過(guò)調整SBR的運行參數和運行方式來(lái)實(shí)現生物脫氮的應用實(shí)踐，為水污染防治特別是味精廢水的管理運營(yíng)和設計提供了借鑒思路。

關(guān)鍵詞：生物脫氮 SBR 味精廢水  運行控制

1  前言

味精生產(chǎn)屬發(fā)酵行業(yè)，生產(chǎn)過(guò)程主要是以水為媒介進(jìn)行，所排廢水中以有機污染物為主，濃度較高，成份相對復雜，治理難度較大。由于味精生產(chǎn)過(guò)程中使用了液氨作為輔料，使得處理的廢水中NH3-N濃度較高，對流域水系造成了一定的污染，且到2007年1月1日，根據味精污染物排放標準的要求[1]，所有外排味精廢水COD≤200mg/L，NH3-N≤50mg/L，標準更嚴，環(huán)境要求更加迫切，解決廢水的脫氮問(wèn)題成為同行業(yè)的主要環(huán)保工作。為此，公司在2005年組織有關(guān)工程技術(shù)人員進(jìn)行了脫氮研究，對現有治理設施進(jìn)行完善，對現有治理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng )新，以期提前實(shí)現味精工業(yè)污染物排放標準的新要求。

2  氨氮治理的技術(shù)路線(xiàn)

通過(guò)將近一年的研究、探討、摸索、優(yōu)化和實(shí)踐，自2005年12月份以來(lái)，我們已基本解決了味精廢水的氨氮治理問(wèn)題，實(shí)現了味精廢水的穩定達標排放，主要污染物控制指標優(yōu)于味精工業(yè)污染物排放新標準，達到外排廢水COD≤150mg/L，NH3-N≤35mg/L。

具體技術(shù)路線(xiàn)敘述如下。

2.1  實(shí)施清潔生產(chǎn)  強化源頭控制

對生產(chǎn)中產(chǎn)生高NH3-N濃度的發(fā)酵取樣水、發(fā)酵看pH水進(jìn)行收集后隨發(fā)酵液一起進(jìn)入下道工序；對產(chǎn)生較高NH3-N濃度的粗制濃縮蒸發(fā)水回用到發(fā)酵車(chē)間，作為其它輔料的配料水進(jìn)入發(fā)酵罐，同時(shí)也節省了液氨的投加量；對產(chǎn)生較低NH3-N濃度的發(fā)酵洗罐廢水、粗制尾液濃縮蒸發(fā)水全部收集后送到污水處理廠(chǎng)進(jìn)行生物處理。通過(guò)分流和回用等措施使污水處理廠(chǎng)每天接收廢水中的NH3-N總量減少了75%～80%，其中第一污水處理廠(chǎng)每天接收的中、低濃度廢水水量由原來(lái)的4500 m3減少到3000 m3，綜合水質(zhì)的NH3-N濃度由550 mg/L降到200 mg/L。實(shí)施清潔生產(chǎn)和源頭控制為后續生物脫氮處理創(chuàng )造了條件，減輕了壓力。

2.2  創(chuàng )新治理技術(shù)  提高脫氮效果

原有中、低濃度廢水的處理設施先后于1996年和1997年建成投產(chǎn)運行，采用“UASB+SBR”工藝，SBR設施的原設計進(jìn)水水質(zhì)為COD≤1500mg/L，NH3-N≤550mg/L，出水水質(zhì)為COD≤300mg/L，NH3-N≤120mg/L，不能滿(mǎn)足行業(yè)廢水排放的新要求，特別是對氨氮指標的要求，再加之部分設備老化，為此，必須完善設施、創(chuàng )新技術(shù)、提高效果。于是對接收的綜合廢水利用原有SBR處理設施，在調整控制參數、增加脫氮設施、改變運行方式的基礎上進(jìn)行生物脫氮研究。首先，我們對污水處理設施進(jìn)行了大規模的整修，并在每個(gè)SBR反應池內增加了兩臺推流器，使調節池的各種進(jìn)水與反應池的活性污泥進(jìn)行充分混合，以便反硝化反應的良好進(jìn)行；其次，通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，我們對調節池的綜合水質(zhì)進(jìn)行調整，控制C/N比值在5：1左右，pH≥6.5，提高反硝化反應的效率；第三，結合常規硝化反硝化理論和好氧反硝化[2]的新理論，我們對工藝參數和運行方式進(jìn)行了優(yōu)化調整，處理流程為：進(jìn)水→缺氧攪拌（3h）→曝氣（6.5h）→缺氧攪拌（1h）→沉淀（lh）→排水（0.5h）。

3  生物脫氮總結（以第一污水處理廠(chǎng)為例）

為了工藝完善和更進(jìn)一步的優(yōu)化，我們對現階段采用生物脫氮技術(shù)后的好氧生化處理情況進(jìn)行了整理，并結合一年來(lái)的治理情況進(jìn)行了分析和總結。

3.1 污水處理廠(chǎng)每天接收的來(lái)水情況

小麥淀粉廢水水量為50～100 m3，COD在9000mg/L左右，NH3-N在100mg/L左右；制糖廢水水量為10～20 m3，COD在12000mg/L左右，NH3-N在300mg/L左右；發(fā)酵廢水水量為50～70 m3，COD在15000mg/L左右，NH3-N在650mg/L左右；粗制廢水水量為900～1000m3，COD在500mg/L左右，NH3-N在450mg/L左右；精制廢水水量為300～350 m3，COD在400mg/L左右，NH3-N在110mg/L左右；尾液濃縮蒸發(fā)水水量為300～350 m3，COD在800mg/L左右，NH3-N在250mg/L左右；脫泥水水量為800 m3～1200 m3，COD在150mg/L左右，NH3-N在35mg/L左右；綜合水量為2800 m3/d左右，COD在1000mg/L左右，NH3-N在200mg/L左右。

3.2 SBR好氧工藝調整情況

控制調節池的實(shí)際水質(zhì)為：COD在1000mg/L左右，NH3-N在200mg/L左右。好氧系統共有8個(gè)SBR反應池，每個(gè)SBR反應池的有效容積為1600 m3，控制MLSS為3500～4000 mg／L，每周期進(jìn)水250～280 m3，進(jìn)水的同時(shí)輕微開(kāi)啟曝氣閥（以翻動(dòng)污泥為準），同時(shí)開(kāi)啟推流器，使SBR反應池污泥與進(jìn)水充分接觸反應，3小時(shí)后停推流器和開(kāi)大曝氣閥，DO控制在0.5 mg／L～1.5 mg／L，進(jìn)行硝化反應，曝氣6～7h后關(guān)閉氣閥、開(kāi)啟推流器攪拌1h，然后進(jìn)行靜沉操作，沉淀1h后開(kāi)始逐步下降排水。排水水質(zhì)為：pH 7.2左右，COD在150mg/L以下，NH3-N在35mg/L 以下。

3.3 數據分析

表1是8#SBR反應池（2006年8月1日至10日）在運行周期內不同時(shí)間點(diǎn)的水質(zhì)測定的平均值。 

氨氮的變化：

NH3－N在反應池第一缺氧攪拌段和第二缺氧攪拌段的變化不大，說(shuō)明沒(méi)有發(fā)生硝化反應，反硝化菌將上一周期剩余的NO-3-N還原為N2[3]。在曝氣段，NH3-N濃度呈現逐漸降低的趨勢，說(shuō)明在有氧狀態(tài)下發(fā)生了硝化反應，NH3-N主要是在曝氣段的前3h內降低，3h后濃度降低的較平緩，總去除率為88％左右。

CODCr的變化：

CODCr在反應池的第一缺氧攪拌期間內下降比較多，說(shuō)明硝酸鹽反硝化時(shí)需消耗有機物。第二缺氧攪拌期間內下降較少，說(shuō)明由于經(jīng)曝氣段之后有機物已被基本耗盡，反硝化細菌主要進(jìn)行內源反硝化。在曝氣段，CODCr的下降也主要發(fā)生在前3h，總體上濃度呈逐漸降低。從出水水質(zhì)看，CODCr的去除率為87％左右。

C/N比值對脫氮的影響：

從味精生產(chǎn)廢水的處理實(shí)踐看，當C/N低于4時(shí)，脫氮效果較差。而我公司的綜合廢水的C/N比值可基本保持在5:1，完全可滿(mǎn)足生化過(guò)程對碳源的需求，達到良好的脫氮效果。

溶解氧對脫氮的影響：

2005年，我們通過(guò)在1.0mg/ L、2.0 mg/L和3.0 mg/L三種DO濃度下的好氧生化實(shí)踐效果進(jìn)行對比，監測結果表明，NH3-N去除率基本一致，因此我們選定維持較低的DO濃度，這樣即降低運行費用，而同時(shí)還提高了脫氮效率。

污泥濃度對脫氮的影響：

曾通過(guò)控制MLSS分別在3000mg/ L、3500mg/L、4000 mg/L和4500 mg/L四種情況下的生物脫氮效果進(jìn)行同期運行對比，結果表明，MLSS在3500mg/L和4000 mg/L時(shí) NH3-N去除率較高。

4  結束語(yǔ)

通過(guò)我們在味精廢水治理中的應用實(shí)踐表明：對SBR工藝的運行方式和運行參數進(jìn)行合理調整和有效控制，不僅能顯著(zhù)降解BOD，而且也能取得良好的脫氮效果。

參考文獻

[1] GB19431-2004，味精工業(yè)污染物排放標準[S].

[2] 呂錫武.氨氮廢水處理過(guò)程中的好氧反硝化研究[J].給水排水.2000，26（4）：17－22.

[3] 孫錦宜.含氮廢水處理技術(shù)與應用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.4.178－179.作者: 周 陽(yáng), 高立棟, 王現星