出于改善水環(huán)境質(zhì)量的考慮和環(huán)境容量本底較小的局限，山西省響應國家號召，要求國考劣Ｖ類(lèi)水質(zhì)斷面控制單元內所有工業(yè)企業(yè)外排廢水（礦井水除外）達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（ＧＢ３８３８－２００２）中的Ⅴ類(lèi)標準，即要求ρ（ＣＯＤｃｒ）≤４０ｍｇ／Ｌ、ρ（ＴＮ）（以Ｎ計）≤１０ｍｇ／Ｌ、ρ（ＴＰ）（以Ｐ計）≤０.４ｍｇ／Ｌ。
而控制單元內某屠宰與肉類(lèi)加工型企業(yè)生產(chǎn)排放的廢水，經(jīng)現有工藝“格柵—兩級氣浮—調節—厭氧—缺氧—好氧—ＭＢＲ膜—消毒”運行處理后，出水對比達標水質(zhì)，ＴＮ、ＴＰ超標，需進(jìn)行針對性的工藝改造。
１、現存問(wèn)題與成因分析
１.１ 冬季廢水處理能力問(wèn)題與成因
改造企業(yè)地處北方地區，廠(chǎng)區污水收集管網(wǎng)長(cháng)，生產(chǎn)廢水來(lái)源復雜且多為間歇式排放，經(jīng)調節緩存、均化后，冬季最低時(shí)水溫在１０℃～１２℃。加之冬季為企業(yè)生產(chǎn)旺季，日排水量增加，而廢水本質(zhì)特點(diǎn)又與企業(yè)生產(chǎn)相對應，水質(zhì)隨之波動(dòng)大，油脂、有機物濃度高，所以廢水處理冬季壓力比較大。
１.２ ＴＮ現存問(wèn)題與成因
根據圖１監測數據，廢水處理站采用Ａ／Ｏ法生物脫氮工藝，末端監測出水氨氮值低，表明好氧段硝化反應進(jìn)行較為充分，氨氮在硝化菌、亞硝化菌作用下充分轉化；但另一方面，總氮的去除效果不理想，分析主要的原因在于缺氧池反硝化效果不佳。
經(jīng)現場(chǎng)測量核實(shí)，確系原設計水溫與底物濃度等與生產(chǎn)實(shí)際不符，造成缺氧池池容嚴重不足，反硝化反應不完全，總氮脫除有限，體現為二沉池可見(jiàn)氣泡溢出，即部分反硝化的延遲進(jìn)行。
１.３ ＴＰ現存問(wèn)題與成因
廢水處理站設有厭氧環(huán)境的水解酸化池，但工藝運行并非針對除磷的厭氧－好氧工藝，未設有之間的污泥傳質(zhì)聯(lián)絡(luò )，無(wú)法實(shí)現釋磷菌的除磷作用，僅靠微生物同化作用消耗，磷的去除有限。
２、工藝改造與過(guò)程優(yōu)化對系統脫氮除磷的影響分析
２.１ 生物脫氮工藝改造與過(guò)程優(yōu)化
在兼顧脫除效果、改造成本及現有工人運行水平之后，切實(shí)可行的生物脫氮工藝改造與過(guò)程優(yōu)化如下。
２.１.１ 反應環(huán)境溫度優(yōu)化
在脫氮的硝化與反硝化進(jìn)程中，硝化速率受環(huán)境溫度影響比較大，如式（１）所列，環(huán)境溫度的提升可以促進(jìn)硝化的速率的增快。
式中：μｍｔ為溫度ｔ（℃）時(shí)的最大比生長(cháng)速率，ｄ－１；μｍ２０為標準溫度（２０℃）時(shí)的最大比生長(cháng)速率，ｄ－１；θ′為溫度系數。
工藝改造優(yōu)先利用企業(yè)肉制品加工余熱，同時(shí)考慮企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中現有熱源為冬季低溫儲備熱，并盡可能對廢水管道與設施做保溫或封閉處理。經(jīng)現場(chǎng)檢測，在調試運行期間改造后的生化處理系統溫度可維持在２７℃～３５℃。魏等人在實(shí)驗中表明當溫度高于１９.８℃時(shí)，比反硝化負荷的提高量有了一定的提高，由此類(lèi)推，反應溫度的優(yōu)化可以改善脫除效果，并在冬季低溫時(shí)段更為明顯。
２.１.２ 外源物質(zhì)優(yōu)化
分段進(jìn)水是基于同步硝化反硝化和動(dòng)力學(xué)的研究成果，借助改進(jìn)進(jìn)水方式來(lái)提高廢水脫氮處理效果。Ｌｉｎ等人研究表明，在相同的進(jìn)水負荷條件下，分段進(jìn)水出水的硝態(tài)氮含量遠低于傳統出水。
根據Ａ／Ｏ工藝運行特點(diǎn)并結合工藝實(shí)體，為保障后段缺氧池進(jìn)水的ｍ（ＢＯＤ）／ｍ（ＴＮ）比值，促使反硝化地充分進(jìn)行，將缺氧池進(jìn)水改為分段進(jìn)水。
２.１.３物理改造與過(guò)程調控
在Ａ／Ｏ生物脫氮工藝中，硝化液回流比對系統的脫氮效果影響很大，過(guò)程調控如圖２所示。同時(shí)回流量又受缺氧池池容限制，故此，經(jīng)工藝整合與池體功能改造，對現有缺氧池進(jìn)行了一次擴容，增加約１.４倍池容。對于尚缺池容，提出將二沉池上清液回流以稀釋和改善缺氧池運行環(huán)境，如降低大量硝化液回流攜帶的缺氧池溶氧過(guò)高等來(lái)彌補。
２.２ 除磷工藝改造
鑒于原有生物系統對磷更多地體現在同化作用脫除，工藝改造上主要依托化學(xué)除磷技術(shù)，而限于化學(xué)除磷系統混合程度、反應時(shí)間、接觸均化、分離效果等影響及工人運行水平的差異，化學(xué)除磷投加難以做到精準，作為保障體系，在尾水增設吸附法以保障出水達標。
能夠用于化學(xué)除磷的金屬藥劑大部分為鋁鹽、鐵鹽與鈣鹽。以改造后二沉池出水（ＴＰ＝２.９７ｍｇ／Ｌ）為測試水樣對目前常用的三種除磷劑不同投加量下的除磷效果實(shí)驗結果見(jiàn)表１與圖３。
考慮作用效果及價(jià)格、來(lái)源等因素，優(yōu)化工藝擬選用聚合硫酸鐵（ＰＦＳ）作為除磷劑，如圖３試驗結果中，除磷效果在投加適量的前提下可以達到９０％以上。
３、改造后系統脫氮除磷的效果
系統改造完成后，經(jīng)過(guò)３個(gè)月的調試運行，處理水質(zhì)達到了預期指標要求。表２為２０１８年４月１５日至６月２０日對系統的檢測結果。
４、結語(yǔ)
在提標改造中，施以工程層面改造并擴充了缺氧池池容，增設了化學(xué)除磷設施，工藝優(yōu)化方面主要有以下幾點(diǎn)：
１）提高了生化系統反應溫度，尤其改善了冬季對氮的脫除效果；
２）對缺氧段采用分段進(jìn)水的形式，改善了反硝化反應外源物質(zhì)條件；
３）過(guò)程調控并優(yōu)化了回流液內循環(huán)功能；
４）經(jīng)過(guò)化學(xué)除磷劑的篩選，驗證了鐵鹽對除磷效果的影響。經(jīng)為期３個(gè)月的調試運行，證實(shí)上述改造效果良好，問(wèn)題指標ＴＮ與ＴＰ均可達標外排。（來(lái)源：山西國環(huán)環(huán)境工程有限公司）
