高效脫氮除磷工藝在污水處理中運用

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摘要：針對目前工業污水凈化時脫氮除磷效率低下、經濟性差的不足，提出了一種新的高效脫氮除磷工藝技術，以多級A/O耦合MBR（膜生物反應器）組合工藝為核心，對不同原水碳氮比例情況下的脫氮除磷效果進行了分析。結果表明，新的高效脫氮除磷工藝能夠顯著提升對污水中氮磷的去除效果，對COD（化學需氧量）的去除率達到了91.9%，對TN（總氮含量）的去除率達到了85.4%，對TP（總磷含量）的去除率達到了83.2%，極大地提升了工業污水的凈化效率和經濟性。

關鍵詞：脫氮除磷;工業污水;氮磷比例

引言

隨著經濟社會的快速發展和城市化進程的不斷加快，各類工業和生活用水在迅速增加的同時，也導致了工業和生活污水排放量的成倍增加，這些富含氮、磷的污水一旦進入到自然水體內后，會導致水體中的氮、磷元素迅速增加，使水體富氧化程度加劇，爆發嚴重的水體污染，給生態水環境的治理造成了嚴重的影響，難以滿足“綠色排放”的生產需求。結合工業用水的凈化處理流程，現有的污水凈化工藝普通存在著工藝流程長、水體處理能耗高的不足，嚴重影響了污水處理廠的處理經濟性和污水處理效率。本文結合MBR（膜生物反應器）快速發展，提出了一種新的高效脫氮除磷工藝技術，通過多級A/O耦合MBR（膜生物反應器）工藝技術，實現了對污水的快速凈化處理。根據實際研究表明，對COD（化學需氧量）的去除率達到了91.9%，對TN（總氮含量）的去除率達到了85.4%，對TP（總磷含量）的去除率達到了83.2%，顯著地提升了污水的處理效率和經濟性，對提升水體生態水平，維護水體安全具有十分重要的意義。

1高效脫氮除磷工藝

結合工業廢水的處理需求，為了加快對廢水處理的速度，本文提出了一種新的以多級A/O耦合MBR（膜生物反應器）組合工藝為核心的高效脫氮除磷工藝技術，其整個工藝流程如圖1所示[1]。由圖1可知，該設備為一體式凈化處理裝置，主要包括了沉淀池、厭氧池、好氧池、MBR（膜生物反應器）膜池等。在該處理系統中，共包括了4組A/O（富氧/厭氧）池，容積為5.5m3，其中，厭氧段容積為2m3，富氧段的容積為3.5m3。在厭氧段設置有攪拌設備，當污水完成初沉后，通過進水閥的控制進入到A/O（富氧/厭氧）池中，進水的流量，可以根據實際情況靈活調節，滿足反應的可靠性需求[2]。在工作中系統一般會關閉調節閥5，采用三級工作模式[2]，進水比例按照V（厭氧區）∶V（缺氧區1）∶V（缺氧區2）=0.55∶0.30∶0.15的比例進水。當采用四級進工作模式時進水比例按照V（厭氧區）∶V（缺氧區1）∶V（缺氧區2）∶V（缺氧區3）=0.50∶0.227∶0.183∶0.09的比例進水。在進行反應的過程中，系統采用不間斷曝氣的方式將系統內氧氣的溶解量維持在3mg/L，在曝氣的過程中還需要保證反應容器內的污泥不下降[3]。當沉淀池對廢水進行初步分離后，沉淀池內的污泥回流到厭氧段，回流比例按100%，上層的浮液進入到膜池中，通過加壓過濾的方式獲取潔凈水，膜池中的過濾膜采用間歇式曝氣[4]的方式對膜組件進行振蕩吹掃，實現對過濾膜的定期清潔，提高使用壽命和對污水過濾的經濟性。

2應用效果分析

為了對該系統的實際應用情況進行分析，以工業污水為凈化對象，按多點進水四級凈化過濾模式[5]進行污水過濾，對其過濾效果的評價主要從對COD（化學需氧量）的去除效果、對氮化物的去除效果及對TN和TP的去除效果4個方面進行評價[6]，具體數據對比分析結果匯總如下。

2.1COD的去除效果分析

對系統凈化前后水體中的COD（化學需氧量）進行測試[7]，并對不同時間范圍內的數據進行匯總，結果如圖2所示。由實際監測結果可知，在進水口處測得的水中COD（化學需氧量）在68.4mg/L～826.4mg/L范圍內變化，平均為263.6mg/L，出水口處水中COD（化學需氧量）的平均值約為21.4mg/L，對COD（化學需氧量）的去除率達到了91.9%。凈化后的水中COD（化學需氧量）的含量滿足地表水環境質量規定的Ⅳ類水體排放要求[8]，由此表明了該凈化水處理工藝具有穩定性。

2.2氮化物去除效果分析

污水中的氮化物主要是指NH3-N，對污水凈化過程中NH3-N濃度的變化情況進行分析，結果如圖3所示。進水口位置NH3-N的質量濃度在4.2mg/L～31.4mg/L之間變化，平均為18.1mg/L，而在出水口處采樣，水中NH3-N的平均質量濃度降低到了0.45mg/L，去除率達到了97.5%。對氮化物的去除效果顯著，能夠確保氮化物在不同濃度情況下的過濾效果。這主要是由于采用了多級凈化過濾方案[9]，實現了對系統中微生物的高效截留。

2.3TN去除效果分析

利用測試儀對進水口和出水口處的TN（總氮）質量濃度進行測試，不同時間下的TN（總氮含量）質量濃度變化如圖4所示。由圖4可知，進水口處TN（總氮含量）的質量濃度在10.8mg/L～52.4mg/L之間變化，其平均質量濃度約為28.3mg/L，采用新的高效脫氮除磷工藝后，其出口處的平均質量濃度約為4.12mg/L，對TN（總氮含量）的去除率達到了85.4%，具有顯著的去除效果。

2.4TP去除效果分析

對系統凈化前后水體中的TP（總磷含量）含量進行測試，并對不同時間范圍內的含量數據進行匯總、制圖，結果如圖5所示。由實際的監測結果分析可知，進水口位置TP（總磷）的質量濃度在1.2mg/L～7.4mg/L之間變化，平均質量濃度為3.1mg/L，而在出水口處采樣，水中TP（總磷）的平均質量濃度降低到了0.52mg/L，對TP（總磷）的去除率達到了83.2%。對TP（總磷）的去除效果顯著，能夠確保氮化物在不同濃度情況下的過濾效果，滿足了地表水環境質量規定的Ⅳ類水體排放要求。

3結論

為了解決目前工業污水凈化時脫氮除磷效率低下、經濟性差的不足，提出了一種新的高效脫氮除磷工藝技術，通過多級A/O耦合MBR（膜生物反應器）工藝技術，實現了對污水的快速凈化處理，根據實際應用表明：1）多級A/O耦合MBR（膜生物反應器）組合工藝，所用設備為一體式的凈化處理裝置，主要包括了沉淀池、厭氧池、好氧池、MBR（膜生物反應器）膜池等；2）過濾膜采用間歇式曝氣的方式對膜組件進行振蕩吹掃，實現對過濾膜的定期清潔，提高使用壽命和對污水過濾的經濟性。3）該工藝技術，對COD（化學需氧量）的去除率達到了91.9%，對TN（總氮）的去除率達到了85.4%，對TP（總磷）的去除率達到了83.2%。

作者：梁博 單位：山西晉環科源環境資源科技有限公司