隨著(zhù)國家“大力發(fā)展鄉鎮經(jīng)濟，壯大縣域整體實(shí)力”政策的實(shí)施，越來(lái)越多的化工企業(yè)選擇搬遷至鄉鎮周邊的工業(yè)園區，為鄉鎮污水處理帶來(lái)了很大挑戰。由于鄉鎮人口少、用水量較低，通常是將生活污水和工業(yè)廢水混合后進(jìn)行處理。而我國小城鎮污水處理廠(chǎng)通常采用活性污泥法作為主體工藝，此工藝抗沖擊能力弱，活性污泥易受到工業(yè)廢水中有毒有害物質(zhì)的影響。針對該類(lèi)問(wèn)題，除對污水廠(chǎng)進(jìn)行升級改造增強抗沖擊能力外，投加相應的化學(xué)藥劑已成為一種有效的應急手段。

　　1、工程概況

　　河北省某縣污水處理廠(chǎng)建成于2011年5月，分兩期建設，主體采用“CASS+絮凝沉淀+纖維轉盤(pán)過(guò)濾”處理工藝(如圖1所示)，綜合污(廢)水處理能力為4×104m3/d，進(jìn)水主要為全縣居民的生活污水以及全縣的制藥、化工廢水。

　　污水廠(chǎng)正常運行期間，出水水質(zhì)能達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918—2002)的一級A標準。但由于某段時(shí)間內進(jìn)水水質(zhì)嚴重超標，導致污水廠(chǎng)受到?jīng)_擊，CASS池內污泥活性受損。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的調試，出水指標基本穩定，但氨氮和總氮濃度仍然無(wú)法達標。經(jīng)檢測，污泥硝化活性較低，分析其原因，認為是污泥中硝化細菌和反硝化細菌死亡所致。污水廠(chǎng)進(jìn)水COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP濃度分別為125.3～205.5、57.6～99.5、109.5～175.3、13.8～29.4、23.7～50.8、1.58～4.11mg/L，平均值分別為165.4、78.6、142.4、21.6、37.2、2.10mg/L。出水濃度分別為39.4～46.9、7.2～8.9、6.5～8.9、18.5～26.7、20.9～46.2、0.27～0.39mg/L，平均值分別為43.2、8.1、7.7、23.8、32.4、0.33mg/L。

　　2、問(wèn)題分析及解決思路

　　2.1 存在的問(wèn)題

　　該污水處理廠(chǎng)已建一期、二期共8個(gè)CASS反應池，每個(gè)反應池的設計處理能力為5000m3/d?，F今，由于部分設備損壞，已導致纖維轉盤(pán)濾池無(wú)法正常運行。另外，由于某一階段，縣城內的制藥、化工企業(yè)排水異常，使CASS池中的活性污泥受到嚴重沖擊，部分出現污泥解絮現象，硝化、反硝化細菌基本全部失活，導致水中氨氮無(wú)法得到有效去除。

　　2.2 主要解決思路

　　主要解決思路有兩種：①更換活性污泥。調取周邊污水處理廠(chǎng)中活性較好的污泥對CASS池內的失活污泥按一定比例進(jìn)行更換，同時(shí)進(jìn)行新泥的培養、馴化。②投加化學(xué)藥劑。在保證出水中其他指標和水質(zhì)安全的前提下，結合污水廠(chǎng)的實(shí)際情況，投加可去除氨氮的化學(xué)藥劑。兩種思路相比，第1種方法可從根本上解決問(wèn)題，但污泥的更換、培養均需較長(cháng)時(shí)間。第2種方法可及時(shí)見(jiàn)效，但藥劑費用過(guò)高，并且投加藥劑不可作為污水處理廠(chǎng)的長(cháng)期運行手段。通過(guò)協(xié)商，經(jīng)當地政府相關(guān)部門(mén)準許，決定同時(shí)采取上述兩種方法。在短期內臨時(shí)投加化學(xué)藥劑來(lái)保證污水處理廠(chǎng)的出水水質(zhì)達標，同時(shí)更換并馴化生化池的活性污泥。投加藥劑也可為污水廠(chǎng)生化池內污泥的培養、馴化爭取充足的時(shí)間。

　　3、藥劑選擇和處理效果比較

　　3.1 藥劑選擇與配制

　　可投加的化學(xué)藥劑從機理上分為兩種：化學(xué)沉淀類(lèi)和化學(xué)氧化類(lèi)。其中，化學(xué)沉淀類(lèi)藥劑多應用于處理高濃度氨氮廢水，并不適用于該污水廠(chǎng)。而化學(xué)氧化類(lèi)藥劑是利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進(jìn)行脫除的一種方法，其使用簡(jiǎn)單、反應迅速、去除效果好，是較理想的藥劑種類(lèi)。

　　化學(xué)氧化類(lèi)藥劑最常見(jiàn)的是次氯酸鈉，在國內已經(jīng)有很多學(xué)者對其應用進(jìn)行了研究。但由于次氯酸鈉本身不穩定，高溫條件下極易分解，同時(shí)次氯酸鈉的有效氯含量低，投加時(shí)需要較大劑量，這些特點(diǎn)使次氯酸鈉的應用受到限制。

　　綜合次氯酸鈉的優(yōu)缺點(diǎn)，決定采取自主配制藥劑。自主配制的藥劑成品呈白色粉末狀，是將氰尿酸氯化后，再經(jīng)一系列反應而生成的有機化合物，其溶解性好、穩定性強、有效氯含量高。將自主配制的藥劑與市面上的主流藥劑進(jìn)行對比，分析各藥劑的處理效果，從而為應用于實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

　　3.2 藥劑處理效果的比較

　　3.2.1 投加量對比

　　藥劑的投加量不僅影響水中氨氮的去除效果，而且還涉及到污水廠(chǎng)的運行成本，直接關(guān)系到污水廠(chǎng)的經(jīng)濟效益。因此在保證氨氮達標排放的基礎上優(yōu)化藥劑投加量是十分必要的。在該污水廠(chǎng)生化池出水的氨氮濃度為25.20mg/L的條件下，按不同質(zhì)量比投加藥劑，反應時(shí)間為15min，結果如圖2所示?？芍?，隨著(zhù)藥劑投加量的增加，氨氮濃度逐漸降低。當藥劑投加量(質(zhì)量分數)為0.025%時(shí)，自主配制的藥劑可使水中氨氮濃度降至3.17mg/L，達到了一級A排放標準，而其他藥劑的投加量至少要達到0.03%才可保證出水氨氮濃度達標。

　　折點(diǎn)加氯法除氨氮，理論上有效氯投加量Cl∶NH3-N=7.6(質(zhì)量比)，但是經(jīng)過(guò)計算，上述試驗中Cl∶NH3-N≥9，大于理論值。岳楠等利用次氯酸鈉處理氨氮廢水，其研究結果表明有效氯投加量Cl∶NH3-N=8.6，同樣大于理論值。這是因為水中可能有硫、錳、酚類(lèi)等其他物質(zhì)存在，增加了藥劑的消耗，從而導致投加量增加。

　　3.2.2 反應時(shí)間對比

　　在保證出水氨氮達標排放的前提下，藥劑氧化反應停留時(shí)間決定反應器容積，從而影響藥劑應用和設備投資。在該污水廠(chǎng)生化池出水的氨氮濃度為23.85mg/L的條件下，為確保氨氮去除效果，統一投加0.035%的藥劑，考察不同反應時(shí)間下氨氮的去除效果，結果如圖3所示?？梢?jiàn)，藥劑對水中氨氮的氧化去除速度很快，在前5min氨氮濃度迅速下降，并在10min左右基本完成反應，此時(shí)投加自配藥劑的水樣中殘留氨氮濃度為0.75mg/L。之后隨時(shí)間的繼續增加，水中氨氮濃度變化不大。在污水廠(chǎng)實(shí)際應用中，考慮到進(jìn)水水量和水質(zhì)的波動(dòng)情況，建議將投加藥劑后的反應時(shí)間定為10～15min。

　　3.2.3 對其他指標的影響

　　向污水廠(chǎng)生化池出水水樣中投加0.035%的不同藥劑，檢測藥劑投加前后主要水質(zhì)指標的變化，結果見(jiàn)表1?？梢钥闯?，投加氧化藥劑后，不僅可以大幅度降低水中氨氮濃度，還能略微降低COD濃度。雖然所投加的藥劑均含有次氯酸成分，但由于投加量少，對出水pH值的影響不大，在排放許可范圍內。同時(shí)，藥劑的投加會(huì )導致水中硝態(tài)氮濃度升高，但總氮指標完全滿(mǎn)足國家排放標準，并且不會(huì )對總磷指標造成影響。由此可見(jiàn)，投加氧化藥劑去除氨氮是一種理想的短期應急手段。

　　3.2.4 藥劑成本

　　投加藥劑之所以無(wú)法成為污水處理廠(chǎng)去除氨氮的常規手段，除藥劑本身潛在的危害之外，藥劑成本也是一個(gè)重要原因。經(jīng)調查，市面上出售的化學(xué)氧化類(lèi)氨氮去除劑售價(jià)在13500～21600元/t，以該污水廠(chǎng)的處理水量為20000m3/d計，要使出水氨氮達標排放，僅藥劑費用就達82200～98000元/d。而投加自主研制的藥劑，由于其主要成分氰尿酸的 >

　　4、實(shí)際應用效果

　　根據以上試驗結果，在不額外增加土建的情況下，利用該污水處理廠(chǎng)的自身條件，決定將自主研制的氨氮去除劑投加在CASS池出水后、絮凝沉淀池前端。該污水廠(chǎng)的絮凝沉淀池采用三級絮凝，一級、二級、三級流速分別為0.12、0.09、0.06m/s，絮凝時(shí)間為15min。沉淀池采用斜管沉淀，沉淀時(shí)間為30min。氨氮去除劑的混合方式與投加PAC時(shí)一致，采用管道混合器來(lái)完成混合過(guò)程。如此，既可保證藥劑與污水充分混合，又可保證足夠的反應時(shí)間。此方案在該污水處理廠(chǎng)的實(shí)施效果顯示，7d內出水氨氮濃度在2.55～3.25mg/L之間，總氮濃度在8.38～9.63mg/L之間?？梢?jiàn)，投加自主研制的藥劑后，出水氨氮和總氮濃度均可以達到國家一級A標準。

　　5、結論

　　河北省某縣污水處理廠(chǎng)因進(jìn)水水質(zhì)嚴重超標而使得污泥活性嚴重受損，導致出水氨氮濃度居高不下。為此，決定在短期內采用投加氧化類(lèi)藥劑的方式來(lái)降低出水氨氮濃度，同時(shí)為生化池調試爭取時(shí)間。對比市面上常見(jiàn)的氧化類(lèi)氨氮去除劑，發(fā)現自主配制的以氰尿酸為主、經(jīng)氯化后得到的有機化合物，無(wú)論在投加量、反應時(shí)間，還是對其他出水指標影響等方面均有很大優(yōu)勢，同時(shí)還可大大節約藥劑成本。污水廠(chǎng)的實(shí)施效果顯示，投加自主研制的藥劑后，7d內出水氨氮濃度在2.55～3.25mg/L之間，總氮濃度在8.38～9.63mg/L之間，穩定達到了國家一級A標準。( >

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