制革廢水中氨氮生物處理技術分析

王 偉

（山東省濱州生態環境監測中心，山東 濱州 256600）

制革生產所用的原材料是動物原皮，并且在制革生產過程中需要應用到大量的純堿、食鹽、硫化堿、石灰、銨鹽、鉻粉、染料和酸等化工原料，所以其廢水中會含有很多污染物。制革廢水屬于一種濃度很高的有機廢水，成分十分復雜，其中的耗氧物質以及懸浮物很多，色度很高，且散發著惡臭氣味，也是含有硫化物和重金屬鉻等的有毒有害污染物，尤其是氨氮，更是具有很高的含量[1]。因此，在制革廢水的處理過程中，氨氮處理是一項非常重要的內容。

1 制革廢水中氨氮生物處理的影響因素

在對制革污水進行氨氮生物處理的過程中，其影響因素有很多種，比如進水過程中的水質和水量變化、制革廢水中的有毒有害物質在硝化反應中所產生的抑制作用、各種環境因素對硝化反應以及反硝化反應所造成的影響等。其中，最關鍵的影響因素就是環境因素。因為硝化菌對于溫度比較敏感，其適宜的溫度在20～30 ℃之間，如果水溫在5 ℃以下，硝化菌的生長幾乎處于停止狀態。通過試驗發現，如果生物反應池內的水溫低于15 ℃，氨氮的處理效果會顯著下降，如果溫度在12 ℃以下，其處理效果將會變得十分微弱[2]。因此，在具體的處理過程中，相關企業應做好溫度控制，以確保氨氮處理的質量。同時，硝化菌對于pH值也具有非常高的敏感度，其適宜的pH值在8.0左右?；诖?，在具體的氨氮生物處理過程中，為達到良好的處理效果，一定要控制好pH值。

2 生物處理技術在制革廢水氨氮處理中的應用

2.1 多級硝化/反硝化（A/O）活性污泥處理技術

某制革基地共有兩個污水處理廠，在對制革污水中的氨氮進行處理的過程中，應用了硝化/反硝化活性污泥處理技術，其處理工藝是上海同濟建設科技公司所研發的硝化/反硝化多級處理工藝。在該制革基地中，有一個污水處理廠平均每天需要處理的制革污水約為6 500 t，其傳統的氨氮處理工藝是單級形式的硝化/反硝化處理，因為原來的處理系統設計停留時間太短，污水中的蛋白質（氮）僅能氧化到氨氮這一階段，由于處理系統中氧的供應條件不足等方面因素的影響，使出水中的CODCr及氨氮含量依然比較高，尤其是污水中的氨氮，幾乎未被去除。為有效解決這一問題，該污水處理廠通過硝化/反硝化污泥處理技術對原有的污水處理工藝進行了科學地改造。改造后的制革廢水氨氮處理工藝流程示意圖如圖1所示。

圖1 改造后的制革廢水氨氮處理工藝流程示意圖

這種處理技術的特征是借助于多級硝化/反硝化工藝串聯及并聯的應用形式，通過回流以及污泥回流的方式來進行多次的硝化反應與反硝化反應，進而去除制革廢水中的氨氮，使其含量達標之后再排放出去。通過這樣的方式，便可達到單級硝化/反硝化不能達到的氨氮去除效果。具體處理中，為了讓氨氮實現徹底的硝化反應及反硝化反應，改造之后將停留時間設計得更長。通過中間進水的方式來實現進水，以此來實現制革污水內碳源的充分利用，從而達到良好的氨氮硝化以及反硝化效果，不需要外加碳源，這樣可進一步節約整體處理系統運行費用。在硝化過程中會消耗一定量的堿劑，反硝化過程中又可以將其中的一部分堿劑回收，雖然總體上需進行一定量的堿劑補充，但是也達到了較好的堿劑節約效果，提升了系統運行的經濟性[3]。

通過該工藝處理制革污水中的氨氮，最關鍵的是對各級硝化/反硝化之間分配的水量進行科學調控，并控制好其內回流以及污泥回流之比。經過本次改造，該制革污水處理廠中的氨氮處理工藝在運行控制以及管理方面都具有了更高的水平。

2.2 懸浮生物濾池處理技術

懸浮生物濾池處理技術屬于一種生物濾池工藝技術，它所應用的載體是一種多孔、輕質的高分子材料。在具體應用中，可通過這個載體來固定微生物。這個載體具有很大的比表面積，對生物的吸附能力和載留能力都很強，其持水之后的載體密度可達0.9～1.0 g/cm2，所以在曝氣池內會呈現出懸浮狀態，而在空氣的作用下，則會呈現出流化態。在懸浮生物濾池中，并不需要應用布水系統，也不需要應用填料支撐層，所以該系統不會出現堵塞問題，應用過程中不需要進行反沖洗。與曝氣生物濾池相比較，懸浮生物濾池具有更加顯著的應用優勢。

在某制革基地的制革污水處理廠中，其每天平均需要處理的制革廢水約為1 300 t。在具體的生產運行中，為有效消除制革廢水中的氨氮污染，由制革企業和環境保護科學研究院共同設計開發了一種懸浮生物濾池，該濾池充分利用了原有污水處理廠的設備設施，并對原來的一個SBR池進行了改造，使其成為一個懸浮生物濾池，將高效的硝化菌種投入到這個濾池中，以此來達到良好的生物硝化效果。在這個懸浮生物濾池中，有一部分的出水會再一次回流到SBR池里并繼續進行反硝化反應，經處理確定達標后的水方可排放出去。

通過實踐應用與分析可知，在制革廢水的氨氮處理中，懸浮生物濾池處理技術的主要特征包括以下幾點：第一是將有機物的去除和生物硝化這兩個處理過程分開進行，這樣便可讓傳統制革廢水處理過程中的鈣、鉻等有毒有害物質累積，從而有效消除生物硝化所需的長污泥齡之間的矛盾，進一步確保制革廢水的處理質量。第二是借助生物強化處理技術以及微生物固化處理技術來解決傳統制革廢水處理過程中的氨氮生物硝化問題，使應用于廢水中的高效硝化菌更適合實際的水質條件，能夠在廢水中達到良好的自繁殖效果。同時，由于固定化載體具有足夠大的比表面積和強大的生物親和性，可以為硝化菌提供一個非常良好的生長環境，進而有效避免硝化菌流失[4]。第三是該工藝技術的運行管理十分簡單，其硝化容積具有很高的負荷，可實現制革廢水處理效果的有效提升，進而顯著降低工程建設造價與后期運行費用。同時，因為硝化菌具有非常強的硝化能力、非?？斓南趸俣?，對制革廢水中的氨氮負荷具有非常高的處理能力，出水水質也非常好。第四是可借助SBR池內的局部缺氧環境來實現反硝化處理，經過反硝化處理后，制革廢水中的氮含量總數將會明顯降低，同時也可以去除其中部分有機物，為硝化處理提供更多的堿劑，并在運行過程中有效節約電費。

通過該方法對傳統的生物濾池處理工藝進行改進后，新的懸浮生物濾池處理技術對于載體具有更高的要求，所以在通過該技術對制革廢水中的氨氮進行處理時，企業應格外注重其填料載體的制作，并深入研究特種硝化菌的培養，這樣才可以有效去除制革廢水中的氨氮污染物，滿足其實際處理的需求，避免制革污水中氨氮污染物對生態環境造成的不利影響。

3 結語

綜上所述，在對制革污水中的氨氮進行處理的過程中，制革企業一定要加強此項處理技術的應用研究，并根據實際情況，通過建設合理的污水處理系統對制革污水進行處理，并明確制革廢水中氨氮處理質量的影響因素，通過對溫度和pH值的良好控制來確保處理質量。還要根據實際情況避免其他因素對處理質量的不利影響，這樣才可以有效消除制革廢水中的氨氮污染物，使其符合制革廢水處理后的排放標準，最大限度地避免制革廢水對生態環境的不利影響。