摘要:為確保鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)水資源安全，提高江西某化工園區(qū)污水處理廠的主要出水指標(biāo)，采用“上流式厭氧污泥床(UASB)+A/O+臭氧氧化+缺氧+生物接觸氧化+曝氣生物濾池(BAF)”工藝進(jìn)行提標(biāo)改造。實際運行結(jié)果表明，COD、NH3-N去除率能分別達(dá)到80.2%、78.6%，出水TN、TP的質(zhì)量濃度分別小于20、1mg/L，各水質(zhì)指標(biāo)能夠到達(dá)DB36/852-2015中的“高效集約發(fā)展區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)，廢水的處理成本為4.43元/m3。

　　關(guān)鍵詞:污水處理廠;提標(biāo)改造;A/O;臭氧氧化

　　江西某化工園區(qū)主要以醫(yī)藥化工企業(yè)為主，生產(chǎn)產(chǎn)品包括抗生素合成藥、醫(yī)藥中間體和化學(xué)原料藥，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水經(jīng)企業(yè)污水站預(yù)處理后進(jìn)入園區(qū)污水處理廠深度處理并達(dá)標(biāo)排放。近年來，隨著江西鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)概念的提出，需對鄱陽湖周邊流域的污染物排放單位進(jìn)行更高要求，污水廠排放標(biāo)準(zhǔn)須由原先設(shè)計的GB8978-1996的一級標(biāo)準(zhǔn)提升到DB36/852-2015中“高效集約發(fā)展區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。污水廠原有的一期水處理系統(tǒng)，上流式厭氧污泥床(UASB)+A/O+曝氣生物濾池(BAF)已無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過提標(biāo)改造后二期處理設(shè)施建成并運行。

　　1設(shè)計水量水質(zhì)和工藝流程

　　水廠前期設(shè)計規(guī)模為5000m3/d，目前實際進(jìn)水量為2500m3/d。在原有一期工藝的基礎(chǔ)上新建了臭氧高級氧化池并新增1套2級A/O生物處理系統(tǒng)。

　　污水廠按照“一企一池”的原則對企業(yè)排水進(jìn)行監(jiān)測收集，廢水經(jīng)過格柵和初沉池進(jìn)行懸浮物的預(yù)處理，在調(diào)節(jié)池作用下混合各企業(yè)廢水以保證進(jìn)入生化系統(tǒng)的廢水污染物含量穩(wěn)定。由于污水廠的進(jìn)水都是來自各企業(yè)的生化出水，包含大多數(shù)難降解物質(zhì)、可生化性差，故廢水進(jìn)入UASB池后，通過厭氧水解酸化作用提高進(jìn)水的可生化性。

　　廢水在原有A/O系統(tǒng)中進(jìn)行NH3-N和COD的去除，但通過原有日常監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，A/O出水COD和NH3-N的質(zhì)量濃度分別都在120mg/L和15mg/L以上，且BAF系統(tǒng)也無明顯處理效果，無法達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此在提標(biāo)改造過程中采用了臭氧氧化法并新建了二期生化系統(tǒng)。相對于原有工藝流程短、耐沖擊負(fù)荷低、深度處理效果差等缺點，改造后系統(tǒng)針對A/O生化出水后續(xù)可生化效果差的特點，利用臭氧氧化難降解物質(zhì)，使其斷鏈分解成可生化的小分子物質(zhì)，提高廢水可生化性，有利于后續(xù)生物處理系統(tǒng)對污染物的降解[3]。改造后的系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試運行后發(fā)現(xiàn)，“UASB+A/O+臭氧氧化+缺氧+生物接觸氧化”處理工藝完全能夠保證出水COD和NH3-N的質(zhì)量濃度氮分別低于60mg/L和8mg/L，其他出水指標(biāo)也符合新的排放要求。

　　2主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)提標(biāo)改造后的構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)及主要設(shè)備。

　　3運行結(jié)果及分析

　　3.1主要反應(yīng)器

　　3.1.1UASB反應(yīng)器

　　針對污水廠進(jìn)水水質(zhì)難降解，可生化性低等特點，在工藝前端設(shè)置USAB池進(jìn)行厭氧水解酸化作用，為后續(xù)A/O系統(tǒng)提供可利用的碳源[4-5]。但在實 際運行過程中發(fā)現(xiàn)由于進(jìn)水端COD偏低和不穩(wěn)定導(dǎo)致USAB池出水COD略低，可利用碳源偏少。故為保證后續(xù)A/O系統(tǒng)反硝化脫氮效果，將園區(qū)某企業(yè)生產(chǎn)過程中廢棄的醋酸引入UASB池，提高池內(nèi)進(jìn)水的可生化性同時保證后續(xù)生化系統(tǒng)有足夠的碳源。

　　其2019年5月份的運行數(shù)據(jù)水廠進(jìn)水COD在100～300mg/L波動，其中前15d未加醋酸時，出水COD在150mg/L波動;加入醋酸后出水COD平均在250mg/L左右。未引入醋酸前，UASB池對COD的平均去除率能達(dá)到20%左右，但是出水中過低的碳源量不利于后續(xù)A/O系統(tǒng)的脫氮效果及污泥中微生物量的增長，通過外加醋酸后使UASB池內(nèi)保留足夠的可利用碳源，且使污泥的質(zhì)量濃度穩(wěn)定在4g/L左右，既強(qiáng)化了池內(nèi)的厭氧水解酸化效果，提高了廢水的可生化性，同時也增強(qiáng)了后續(xù)A/O系統(tǒng)的脫氮效果。

　　3.1.2A/O系統(tǒng)

　　一期A/O生化池在運行過程中去除了廢水中大部分的有機(jī)物[6]。為了保證池中有足夠的微生物量，每月往系統(tǒng)中添加20t生活污水廠的好氧污泥，同時將A池、O池的DO的質(zhì)量濃度分別控制在0.5～1.0、3.0～4.5mg/L，好氧池污泥沉降比(SV30)穩(wěn)定在30%～40%，硝化液每天24h連續(xù)回流，回流體積比控制在200%。在將醋酸作為外加碳源后，A/O系統(tǒng)的脫氮除碳效果得到明顯的強(qiáng)化，分別A/O池對COD和NH3-N的去除效果。 一期A/O池對廢水中COD具有很好的處理效果，其COD平均去除率能達(dá)到58.8%，出水COD平均穩(wěn)定在106mg/L左右。在引入醋酸提高系統(tǒng)進(jìn)水COD后，A/O池出水COD不僅沒有升高，反而提高了系統(tǒng)的脫氮效果。

　　A/O的NH3-N平均去除率能達(dá)到56.5%，出水NH3-N質(zhì)量濃度平均穩(wěn)定在10.6mg/L，相對于未引入醋酸時的出水NH3-N的質(zhì)量濃度的平均16mg/L，其去除率提高了26.5%，這表明足夠的碳源對A/O系統(tǒng)脫氮效果具有很大的促進(jìn)作用。

　　3.1.3臭氧接觸池+二期生化系統(tǒng)工藝改造前的BAF池對一期A/O系統(tǒng)出水COD已無明顯去除效果，因此提標(biāo)改造后新增臭氧氧化工藝，強(qiáng)化對A/O出水中難降解物質(zhì)的處理效果。在運行過程中臭氧氧化池保持廢水72g/m3的臭氧投加量，臭氧接觸時間為2～3h。臭氧接觸池和二期生化系統(tǒng)運行后COD的去除效果。

　　3.2提標(biāo)改造后工藝運行效果污水廠經(jīng)過提標(biāo)改造后，新系統(tǒng)穩(wěn)定運行并取得較好效果，最終出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到DB36/852-2015高效集約發(fā)展區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　4存在的問題及分析

　　1)生化工藝鏈過長，碳源不足的問題突顯。在提標(biāo)改造完成后，整個工藝變得冗長，且污水廠的進(jìn)水來自于各企業(yè)的生化出水，碳源可生化性很低。在未外加碳源前，一期A/O的脫氮效果不佳，O池中污泥MLSS的質(zhì)量濃度也低于3g/L，微生物增量不明顯。在引入醋酸為外加碳源后，雖然A/O進(jìn)水中COD上升，但是A/O系統(tǒng)脫氮除碳效果得到明顯強(qiáng)化，MLSS的質(zhì)量濃度能保持在4g/L以上，NH3-N去除率能提高到57%。因此從運行結(jié)果表明，適當(dāng)提高工藝鏈中廢水的COD不僅不會影響出水指標(biāo)，反而能夠提高系統(tǒng)中微生物的生化效果。

　　2)新建二期生化系統(tǒng)污泥含量較低，單個反應(yīng)器運行效果不佳。盡管A/O出水經(jīng)過臭氧氧化后，廢水可生化性得到提高，但其出水COD只能維持在90～120mg/L，已經(jīng)無法為缺氧池、生物接觸氧化池中的微生物提供足夠的碳源，其MLSS的質(zhì)量濃度不足2g/L。因此為了保證池中有足夠的微生物量，每月需適當(dāng)?shù)耐�池中投加新鮮的污泥。

　　3)BAF池?zé)o明顯處理效果。在實際運行中發(fā)現(xiàn)，BAF池處于工藝鏈末端，微生物量極少，只有單一的過濾作用，且消耗風(fēng)機(jī)的大部分能量，浪費能源不符5成本分析現(xiàn)階段污水廠的處理水量為2500m3/d，運營費用主要包括電費(臭氧設(shè)備耗電、風(fēng)機(jī)用電、各提升泵和回流泵用電、污泥壓濾機(jī))、人工費、藥劑投加費(次氯酸鈉、PAC和PAM)、污泥處置費，合計廢水的處理成本為(2.10+1.01+0.82+0.5)元/m3=4.43元/m3。

　　環(huán)境論文投稿刊物：環(huán)境科學(xué)與管理以促進(jìn)環(huán)繞科學(xué)、環(huán)繞保護(hù)與環(huán)保產(chǎn)業(yè)等行業(yè)的科技人員科學(xué)技術(shù)素質(zhì)的現(xiàn)代化為指針,以滿足環(huán)保科技人員及環(huán)保企業(yè)一線人員更新知識,掌握新動向,學(xué)習(xí)新技術(shù),啟迪創(chuàng)造能力,開闊思維為辦刊宗旨,它已成為環(huán)境保護(hù)、科研及相關(guān)專業(yè)的企業(yè)和科研設(shè)計單位,高等院校師生的得力助手。

　　6結(jié)論

　　采用“UASB+A/O+臭氧氧化+缺氧+生物接觸氧化”的物化生化組合工藝能夠?qū)�園區(qū)污水處理達(dá)標(biāo)，該工藝運行效果好且運行費用較低。經(jīng)過大量運行數(shù)據(jù)證明，該工藝運行穩(wěn)定，COD、NH3-N平均去除率分別可達(dá)80.2%和78.6%，出水中TN、TP的質(zhì)量濃度分別<20、<1mg/L，各水質(zhì)指標(biāo)完全能夠達(dá)到DB36/852-2015中“高效集約發(fā)展區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)，廢水的處理成本為4.43元/m3。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　[3]劉春,周洪政,張靜,等.微氣泡臭氧催化氧化-生化耦合工藝深度處理煤化工廢水[J].環(huán)境科學(xué),2017,38(8):3362-3368.

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　　作者：張泳真，楊明生，馮斐