副產甲醇作為外加碳源時脫氮效果的應用研究

張樂樂，劉 兵，楊 號，趙曉鋒，程志剛

（江蘇方洋水務有限公司，江蘇 連云港 222065）

碳源是細菌代謝的必需物質和能量來源，它在污水生物脫氮處理中起著重要的作用，是反硝化反應順利進行的必備條件[1-2]。可是，外碳源的使用勢必會增加污水處理廠的運行費用，目前人們對碳源的種類、運行效果及投加量等開展了大力研究[3-8]。

盛虹石化產業項目副產甲醇不僅價格低、易獲取，而且純度高（純度約90%）。更為有利的是，無需在污水廠廠區構建甲醇儲存裝置，直接用管廊架將甲醇從甲醇儲罐泵入廠區投加點，可大大降低運行成本。本文以其作為外加碳源，通過小試研究了進水pH對脫氮效果的影響，探索了出水總氮達15 mg/L時對進水總氮的要求。

1 材料和方法

1.1 試驗水樣

江蘇省某新區污水處理廠主要處理新區內的PTA工業污水，一期工程設計處理規模5萬t/d，遠期處理規模為20萬t/d，采用的工藝流程如圖1所示。試驗所用廢水為此工藝的調節池出水，COD約80 mg/L，進水總氮為13～15 mg/L，pH=8.5～8.8。

圖1 污水處理工藝流程

1.2 儀器和材料

試驗儀器：小試試驗裝置，含調節罐、A池、O池、二沉池。

試驗材料：污泥取自大系統對應工段；鹽酸AR（31%），調進水pH；硝酸AR，補充總氮；副產甲醇（其中甲醇90.75%，硼酸甲酯6.24%，丁酸0.50%，乙酸丁酯1.71%，其他0.80%）。

1.3 試驗方法

根據小試調節罐容量，計算進水負荷所需外加碳源的總量，準確稱量后，一次性加入調節罐并混勻后進樣，連續進水，A池攪拌器攪拌，O池采用微孔曝氣頭曝氣，內回流120%，外回流100%，每24 h取樣檢測，測試氨氮、硝態氮及總氮去除效果，持續7 d變換一個條件[8-10]。試驗在以下條件下進行：溫度為26℃、MLSS為3033 mg/L、MLVSS為2023 mg/L，A池DO＜0.5 mg/L，O池DO＜5 mg/L。

1.4 測試方法

NO3-N、NH3-N、總氮采用《水和廢水檢測分析方法》（第四版）測定。DO用便攜式溶氧儀測定，pH用便攜式pH計測定。

1.5 出水執行標準

出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準，出水總氮≤15 mg/L。

2 結果與討論

2.1 pH對脫氮效果的影響

用鹽酸將調節罐進水pH調為7.45、7.01，考察pH對脫氮效果的影響，如表1所示。由表1可見，進水pH降低至7.45時，總氮去除率略有提高，但是當進水pH繼續降低至7.01時，總氮去除率約50%，結合反硝化原理將進水pH調整在7.0～8.5是比較理想的[11-12]。

表1 pH對脫氮效果的影響

2.2 進水總氮為20 mg/L時，活性污泥對總氮的去除效果

以90%虹港副產甲醇為碳源，加入硝酸將進水總氮調整到約20 mg/L，BOD5/TN=4時，活性污泥對總氮的去除效果如表2所示。由表2可見，當進水總氮約為20.36 mg/L時，出水總氮約為11.6 mg/L，總氮去除率為43.02%。原因可能是進水總氮突然增加，污泥需要一定的適應期。

表2 副產甲醇對總氮的去除效果

2.3 進水總氮為25 mg/L時，活性污泥對總氮的去除效果

以90%虹港副產甲醇為碳源，當BOD5/TN=4，進水總氮為25 mg/L時，其對總氮的去除效果如表3所示。由表3可見，當進水總氮約為25.38 mg/L時，出水總氮約為12.43 mg/L，總氮去除率為51.02%。

表3 副產甲醇對總氮的去除效果

2.4 進水總氮為30 mg/L時，活性污泥對總氮的去除效果

以90%虹港副產甲醇為碳源，當BOD5/TN=4，進水總氮為30 mg/L時，其對總氮的去除效果如表4所示。由表4可見，當進水總氮為29 mg/L時，出水總氮有超標風險。

表4 副產甲醇對總氮的去除效果

3 結論

實踐表明，進水總氮約為15 mg/L，pH在7.0～8.5時，總氮去除率在50%以上。隨著進水總氮濃度的增大，總氮去除率在50%附近波動，當進水總氮達29 mg/L時，出水總氮有超標的風險。工作人員應采取相應的措施，保證進水總氮和出水總氮的正常值，從而提高污水處理效率。