水解酸化-厭氧/缺氧/好氧改進工藝技術研究

□文/霍 偉

針對天津市某污水處理廠進水工業廢水比例較高，水質成分復雜，難降解有機物比例較高，原有厭氧/好氧活性污泥法（A/O工藝）不能穩定達標，故進行水解酸化-厭氧/缺氧/好氧（A2/O）改進工藝試驗。

1 試驗設計

工藝流程見圖1。

圖1 試驗工藝流程

主要運行參數見表1。

表1 裝置主要運行參數

2 試驗分析

2.1 進水水質分析

由于污水處理廠進水中工業廢水比例較高，成分比較復雜，為更好開展試驗研究，首先對近3 a內進水水質進行分析研究，見表2。

表2 某污水廠進水水質分析

從B/C數值來看，進水具有一定的可生化性；從C/N數值來看，可以滿足生物處理需要，但B/N并不高，說明可利用的易降解碳源不足，TN出水要穩定達標，需增加進水的B/C或投加外加易降解碳源；從B/P、C/P數值來看，可以滿足生物除磷需要，但由于實際運行中脫氮、除磷存在碳源競爭，不能保證生物除磷的穩定達標，必要時需增加化學除磷。

2.2 試驗填料選擇

選擇兩種填料進行試驗研究并確定最佳填料進行下一步試驗研究。填料一為彈性組合填料，填料二為泡沫填料。

試驗是在厭氧生物膜反應器掛膜成功之后開始，穩定運行90 d。整個試驗期間，進水的容積負荷在1.54～1.66 kgCOD/（m3·d）之間，進水 pH值調控在 7.0～7.0～7.2，反應器水溫15℃左右，研究水力停留時間分別為 6 h（1～20 d）、8 h（20～50 d）、10 h（50～80 d）、12 h（80～90 d），見圖 2。

圖2 兩種填料出水B/C提高比的比較

由圖2可知，進水的B/C值在0.3～0.4之間波動，經水解酸化反應器后，組合填料和泡沫填料出水的B/C值均有所提高，這說明水解酸化工藝較大地改善廢水的生物處理性能，提高出水的可生化性。在水力停留時間為10 h（50～80 d）時，組合填料和泡沫填料的提高率均達到了最大值，其中組合填料出水B/C值提高率最大；試驗也表明，縮短和延長水力停留時間都對可生化性的提高有一定影響，所以水解酸化池最佳停留時間為10 h，最佳填料為組合填料。

2.3 試驗進出水水質分析

1）COD的處理效果見圖3。

圖3 COD處理效果

由圖3可知，由于增加水解酸化處理過程，改善了進水水質，提高了進水水質的可生化性，與原有工藝相比，出水穩定在60 mg/L以內，平均出水49 mg/L，較原工藝平均出水66 mg/L有了較大的提高，出水能穩定達到GB18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級B標準。

2）NH3-N處理效果見圖4。

圖4 NH3-N處理效果

由圖4可知，原有工藝對NH3-N基本沒有去除能力，表明進水中含有抑制硝化菌活性的有毒物質，致使硝化效果較差；采用水解酸化裝置后，系統硝化能力大大提升，出水NH3-N保持在15 mg/L以下，平均10 mg/L，滿足GB 18918-2002一級B標準。

3）TN處理效果見圖5。

圖5 TN處理效果

由圖5可知，由于原工藝基本沒有硝化能力，所以原工藝中出水TN去除量也有限；試驗工藝出水TN有了明顯提升，TN出水平均值為38 mg/L，由于進水碳源不足，導致出水TN不能達標，需投加外加碳源使TN穩定達標。

4）TP處理效果見圖6。

圖6 TP處理效果

由圖6可知，原有工藝出水TP較試驗工藝出水TP效果好，這是由于原有工藝硝化效果差，厭氧池沒有硝酸鹽，不存在反硝化菌與聚磷菌爭奪碳源的條件，所以原工藝出水TP效果較好；試驗工藝由于具有較好的硝化效果，厭氧池中聚磷菌和反硝化菌存在碳源爭奪，所以出水TP偏高，為保證出水TP穩定達標，需輔助化學除磷方法保證TP滿足出水指標。

3 結論

1）含高比例工業廢水水質，增加水解酸化處理過程可改善廢水的生物處理性能，提高廢水的可生化性。

2）水解酸化池最佳停留時間為10 h，減少和增加停留時間不能改善水質效果。

3）水解酸化池內投加填料可大大提升水解酸化處理效果。

4）水解酸化過程可大大提升出水COD、NH3-N、TN的處理效果。

5）對碳源不足的廢水，要使TN和TP穩定達標，需投加外加碳源和輔助化學除磷方法滿足出水要求。