高回流比處理低碳氮比制藥廢水技術應用與示范

陳思勇

摘 要：以HJ高效菌種為平臺，借鑒寧波市恒潔水務發(fā)展有限公司以往的成功項目案例，優(yōu)化傳統(tǒng)AO工藝并采用改良的新技術即控制回流比實現(xiàn)厭氧氨氧化，完成對泰瑞制藥股份有限公司生產泰勒菌素、泰秒菌素及維生素B12混合廢水（碳氮比小于3：1，BOD5小于100mg/l）的脫氮處理，并達標排放。

關鍵詞：HJ高效菌 泰勒泰秒菌素 碳氮比 回流比 短程硝化

1工程概況

寧夏泰瑞制藥股份有限公司主要致力于獸用原料藥、預混劑和飼料添加劑的研發(fā)、生產和銷售，包括泰樂菌素、泰妙菌素、泰樂堿、替米考星、預混劑、VB12等系列產品，每日廢水量達到3000方，出水指標要求COD300mg/L以下，氨氮15mg/L以下，該制藥廢水水質比較特殊，主要表現(xiàn)在三個方面：碳氮比失衡（2：1至3：1）、水質波動較大、可生化性BOD5較低（小于100mg/L）。在原水COD平均不到1600mg/L，而氨氮平均達500mg/L的情況下，傳統(tǒng)的AO工藝已經達不到徹底脫氮的效果，并且運行中極易出現(xiàn)污泥膨脹、污泥老化等問題，本次升級改造采用HJ高效微生物菌種活性污泥，通過控制AO結構單元的比例，并對系統(tǒng)運行條件進行改良的先進技術，使最終出水指標中氨氮去除率達到99%，總氮去除率達到80%，COD為500mg/l左右。

2工藝流程

生產廢水中主要是維生素B12及泰勒泰秒菌素廢水，通過收集池收集進入調節(jié)池，進行曝氣混勻并調節(jié)堿度，泵入厭氧塔進行水解及甲烷化二個過程，出水進入淺層氣浮系統(tǒng)，去除殘留的懸浮物（SS<1000mg/l）后，進入生化系統(tǒng)A池，折流入各O池，有機物和氨氮被降解后自流到二沉池進行沉降，上清液自流入后反應端集水池，泵入四項反應器進行高級強氧化處理，出水經終沉池沉淀后排放。

3過程分析與結果討論

3.1廢水的碳源（COD、BOD5/N比）對氨氮去除率的影響；運行條件：以COD分別為700mg/L、1200mg/L、1600mg/L，2000mg/L的厭氧塔出水為A池進水，各池pH值調節(jié)到7.8左右、A池溶氧為0.5mg/L、各O池溶氧為3-4mg/L左右、A池HRT為10h、硝化液回流比為200%、MLSS濃度為9mg/L，測定A池、O1、O4的氨氮，并計算其去除率。

可看出，進水COD濃度越大，A池和O4池氨氮去除率明顯上升，當原水COD小于700mg/L時A池反硝化不明顯，O池硝化反應受到抑制，相對于A池基本沒有去除率；調試中發(fā)現(xiàn)A池反硝化劇烈程度隨原水COD的升高而升高，同時A池發(fā)生厭氧氨氧化反應（短程硝化）后氨氮去除率明顯增加，在碳氮比達到4：1時，去除率達到了80%，極大的降低了O池的氨氮負荷，節(jié)省了好氧池的能耗（耗電、耗堿量）。

3.2停留時間HRT（回流比的大小）對氨氮去除率的影響

運行條件：以HRT分別為5小時、8小時、10小時、13小時為A池混合液停留時間，進水COD為2200mg/L、回流比（硝化液及污泥回流總量比進水量分別為600%、400%、200%、100%）、氨氮為600mg/L，各池pH值調節(jié)到7.8左右、在A池溶氧為0.5mg/L以下、各O池溶氧為3-4mg/L左右、MLSS濃度為9mg/L，測定A池、O1、O4的氨氮，并計算其去除率。

隨著回流比的增大而A池混合液停留時間變短（有別于AO池容積大小造成的停留時間變短），A池氨氮去除率升高，同時O1池氨氮去除率達到90%以上（短程反硝化程度最大化），隨著回流比降低，各池氨氮明顯上上升，好氧池氨氮負荷升高，致使出水氨氮去除不完全。因此對于低碳比的廢水，加大回流比，有利于將好氧池的亞硝酸根回到A池，當濃度和進水氨氮達到1：1時，在厭氧氨氧化菌的同化作用下，氨氮去除率大增。

3.3污泥濃度對氨氮去除率的影響

運行條件：以MLSS分別為5000mg/L、7000mg/L、9000mg/L、11000mg/L為O2池MLSS，回流比（硝化液及污泥回流總量比進水量）為600%，進水COD為2200mg/L，氨氮為600mg/L，各池pH值調節(jié)到7.8左右，A池溶氧為0.5mg/L以下，A池HRT為5h，測定O2的氨氮，并計算其去除率。

隨污泥濃度的增加，脫氮能力上升，因為污泥濃度增加，硝化菌總個體數(shù)量也增加，在同樣的進水氨氮負荷條件下，每單個硝化菌分擔的降解氨氮壓力下降（即硝化菌的污泥負荷降低），有利于硝化反應的進行，但污泥濃度達到9000mg/L后去除率不再上升，相反上清液懸浮物增加，因為在原水營養(yǎng)不充分的情況下，污泥濃度太高，食微比下降、污泥齡增加，污泥出現(xiàn)死亡、解絮。

3.4綜上所述，對于采用改良AO工藝（池容比為1：3.5）處理此類低碳氮比的混合廢水，控制A池HRT為5小時、DO小于0.5mg/L；O池DO為3-4mg/L，污泥濃度為9000mg/L，原水碳氮比不小于3：1，出水氨氮去除率達到99%，總氮去除率能達到80%，當然PH值也是影響硝化的因素，但并不占主導作用，當硝化反應進行，系統(tǒng)PH會降低，只有及時的補加堿源，就能更好的促進硝化反應的進行。

4小結

本案例核心就是利用HJ高效混合菌，以有機物為碳源，讓回流的混合液及污泥帶來的硝態(tài)氮反硝化，形成N2或NxOy逸至大氣中，達到短程反硝化最大化；同時微生物利用胞內聚磷分解產生的能量吸收污水中的易降解BOD，并水解難降解的COD，釋放磷酸鹽進入好氧階段；好氧區(qū)因BOD大幅度降低，BOD/TKN降低較利于硝化菌的生長，促進硝化反應；通過控制排泥量和周期，維持硝化菌的最佳污泥濃度，最終達到脫氮的效果。

參考文獻：

[1] 張自杰主編，排水工程（下冊第三版）。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996年

[2] 王建龍.生物脫氮新工藝及其技術原理[J].中國給水排水，2000，16