SBR生物脱氮技术在味精废水治理中的应用
摘要：本文介绍了通过调整SBR的运行参数和运行方式来实现生物脱氮的应用实践，为水污染防治特别是味精废水的管理运营和设计提供了借鉴思路。
关键词：生物脱氮 SBR 味精废水 运行控制
1 前言
味精生产属发酵行业，生产过程主要是以水为媒介进行，所排废水中以有机污染物为主，浓度较高，成份相对复杂，治理难度较大。由于味精生产过程中使用了液氨作为辅料，使得处理的废水中NH3-N浓度较高，对流域水系造成了一定的污染，且到2007年1月1日，根据味精污染物排放标准的要求[1]，所有外排味精废水COD≤200mg/L，NH3-N≤50mg/L，标准更严，环境要求更加迫切，解决废水的脱氮问题成为同行业的主要环保工作。为此，公司在2005年组织有关工程技术人员进行了脱氮研究，对现有治理设施进行完善，对现有治理技术进行创新，以期提前实现味精工业污染物排放标准的新要求。
2 氨氮治理的技术路线
通过将近一年的研究、探讨、摸索、优化和实践，自2005年12月份以来，我们已基本解决了味精废水的氨氮治理问题，实现了味精废水的稳定达标排放，主要污染物控制指标优于味精工业污染物排放新标准，达到外排废水COD≤150mg/L，NH3-N≤35mg/L。
具体技术路线叙述如下。
2.1 实施清洁生产 强化源头控制
对生产中产生高NH3-N浓度的发酵取样水、发酵看pH水进行收集后随发酵液一起进入下道工序；对产生较高NH3-N浓度的粗制浓缩蒸发水回用到发酵车间，作为其它辅料的配料水进入发酵罐，同时也节省了液氨的投加量；对产生较低NH3-N浓度的发酵洗罐废水、粗制尾液浓缩蒸发水全部收集后送到污水处理厂进行生物处理。通过分流和回用等措施使污水处理厂每天接收废水中的NH3-N总量减少了75%～80%，其中第一污水处理厂每天接收的中、低浓度废水水量由原来的4500 m3减少到3000 m3，综合水质的NH3-N浓度由550 mg/L降到200 mg/L。实施清洁生产和源头控制为后续生物脱氮处理创造了条件，减轻了压力。
2.2 创新治理技术 提高脱氮效果
原有中、低浓度废水的处理设施先后于1996年和1997年建成投产运行，采用“UASB+SBR”工艺，SBR设施的原设计进水水质为COD≤1500mg/L，NH3-N≤550mg/L，出水水质为COD≤300mg/L，NH3-N≤120mg/L，不能满足行业废水排放的新要求，特别是对氨氮指标的要求，再加之部分设备老化，为此，必须完善设施、创新技术、提高效果。于是对接收的综合废水利用原有SBR处理设施，在调整控制参数、增加脱氮设施、改变运行方式的基础上进行生物脱氮研究。首先，我们对污水处理设施进行了大规模的整修，并在每个SBR反应池内增加了两台推流器，使调节池的各种进水与反应池的活性污泥进行充分混合，以便反硝化反应的良好进行；其次，通过生产实践，我们对调节池的综合水质进行调整，控制C/N比值在5：1左右，pH≥6.5，提高反硝化反应的效率；第三，结合常规硝化反硝化理论和好氧反硝化[2]的新理论，我们对工艺参数和运行方式进行了优化调整，处理流程为：进水→缺氧搅拌（3h）→曝气（6.5h）→缺氧搅拌（1h）→沉淀（lh）→排水（0.5h）。
3 生物脱氮总结（以第一污水处理厂为例）
为了工艺完善和更进一步的优化，我们对现阶段采用生物脱氮技术后的好氧生化处理情况进行了整理，并结合一年来的治理情况进行了分析和总结。
3.1 污水处理厂每天接收的来水情况
小麦淀粉废水水量为50～100 m3，COD在9000mg/L左右，NH3-N在100mg/L左右；制糖废水水量为10～20 m3，COD在12000mg/L左右，NH3-N在300mg/L左右；发酵废水水量为50～70 m3，COD在15000mg/L左右，NH3-N在650mg/L左右；粗制废水水量为900～1000m3，COD在500mg/L左右，NH3-N在450mg/L左右；精制废水水量为300～350 m3，COD在400mg/L左右，NH3-N在110mg/L左右；尾液浓缩蒸发水水量为300～350 m3，COD在800mg/L左右，NH3-N在250mg/L左右；脱泥水水量为800 m3～1200 m3，COD在150mg/L左右，NH3-N在35mg/L左右；综合水量为2800 m3/d左右，COD在1000mg/L左右，NH3-N在200mg/L左右。
3.2 SBR好氧工艺调整情况
控制调节池的实际水质为：COD在1000mg/L左右，NH3-N在200mg/L左右。好氧系统共有8个SBR反应池，每个SBR反应池的有效容积为1600 m3，控制MLSS为3500～4000 mg／L，每周期进水250～280 m3，进水的同时轻微开启曝气阀（以翻动污泥为准），同时开启推流器，使SBR反应池污泥与进水充分接触反应，3小时后停推流器和开大曝气阀，DO控制在0.5 mg／L～1.5 mg／L，进行硝化反应，曝气6～7h后关闭气阀、开启推流器搅拌1h，然后进行静沉操作，沉淀1h后开始逐步下降排水。排水水质为：pH 7.2左右，COD在150mg/L以下，NH3-N在35mg/L 以下。
3.3 数据分析
表1是8#SBR反应池（2006年8月1日至10日）在运行周期内不同时间点的水质测定的平均值。
氨氮的变化：
NH3－N在反应池第一缺氧搅拌段和第二缺氧搅拌段的变化不大，说明没有发生硝化反应，反硝化菌将上一周期剩余的NO-3-N还原为N2[3]。在曝气段，NH3-N浓度呈现逐渐降低的趋势，说明在有氧状态下发生了硝化反应，NH3-N主要是在曝气段的前3h内降低，3h后浓度降低的较平缓，总去除率为88％左右。
CODCr的变化：
CODCr在反应池的第一缺氧搅拌期间内下降比较多，说明硝酸盐反硝化时需消耗有机物。第二缺氧搅拌期间内下降较少，说明由于经曝气段之后有机物已被基本耗尽，反硝化细菌主要进行内源反硝化。在曝气段，CODCr的下降也主要发生在前3h，总体上浓度呈逐渐降低。从出水水质看，CODCr的去除率为87％左右。
C/N比值对脱氮的影响：
从味精生产废水的处理实践看，当C/N低于4时，脱氮效果较差。而我公司的综合废水的C/N比值可基本保持在5:1，完全可满足生化过程对碳源的需求，达到良好的脱氮效果。
溶解氧对脱氮的影响：
2005年，我们通过在1.0mg/ L、2.0 mg/L和3.0 mg/L三种DO浓度下的好氧生化实践效果进行对比，监测结果表明，NH3-N去除率基本一致，因此我们选定维持较低的DO浓度，这样即降低运行费用，而同时还提高了脱氮效率。
污泥浓度对脱氮的影响：
曾通过控制MLSS分别在3000mg/ L、3500mg/L、4000 mg/L和4500 mg/L四种情况下的生物脱氮效果进行同期运行对比，结果表明，MLSS在3500mg/L和4000 mg/L时 NH3-N去除率较高。
4 结束语
通过我们在味精废水治理中的应用实践表明：对SBR工艺的运行方式和运行参数进行合理调整和有效控制，不仅能显著降解BOD，而且也能取得良好的脱氮效果。
参考文献
[1] GB19431-2004，味精工业污染物排放标准[S].
[2] 吕锡武.氨氮废水处理过程中的好氧反硝化研究[J].给水排水.2000，26（4）：17－22.
[3] 孙锦宜.含氮废水处理技术与应用[M].北京：化学工业出版社，2003.4.178－179.
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