提高同時硝化反硝化曝氣生物濾池（NDN）硝化及單級生物脫氮效率的研究

摘要：溫州市排水有限公司南片污水處理廠結合國內外單級生物脫氮及生物膜法單級生物脫氮的相關研究，2018年對廠內同時硝化反硝化曝氣生物濾池（NDN池）進行工藝優化，提升回流比。比較分析2017年與2018年NDN池水質數據，數據表明提高該池回流比能有效提升該池硝化及單級生物脫氮效率。

關鍵詞：同時硝化反硝化曝氣生物濾池;硝化效率;單級生物脫氮效率;回流比

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）12-00-02

Abstract：Wenzhou Drainage Co.，Ltd. South Sewage Treatment Plant combines domestic and foreign single-stage biological nitrogen removal and biofilm method for single-stage biological nitrogen removal. In 2018， the same nitrification and denitrification biological aerated filter （NDN pool） process optimization and increase the reflux ratio. The water quality data of NDN pools in 2017 and 2018 were compared and analyzed. The data showed that increasing the reflux ratio of the pool can effectively improve the nitrification and single-stage biological nitrogen removal efficiency of the pool.

Key words：Simultaneous nitrification and denitrification biological aerated filter;Nitrification efficiency; Single-stage biological nitrogen removal efficiency;Reflux ratio

1 基本情況介紹

溫州市南片污水處理廠采用“高標準、全除臭、組合式、全覆蓋”花園污水處理廠的設計理念建設，一期工程規模為4萬m3/d。于2013年7月初正式開工，歷時兩年，于2015年4月24日建成通水。出水排至溫瑞塘河，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A排放標準。核心工藝采用法國威立雅的“Mutiflo高效沉淀池 + Biostyr曝氣生物濾池+Actiflo加砂沉淀池”組合工藝（工藝流程詳見圖1），該工藝具有處理效果好、運行穩定、占地面積小等優點。比較浙江省《城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》（DB33/2169-2018）與我廠目前出水水質，總氮和氨氮是主要限制指標。因此，優化主體工藝（BAF--曝氣生物濾池），提高水處理效果，是南片廠提標改造工程完成前，排放水盡量接近“浙江省清潔排放標準”的必要手段。這不僅有利于探索更具經濟效益的生產模式切合污水廠本身發展的需要，更有利于改善溫州水生態環境。

2 國內外研究現狀和發展趨勢

綜合整個生物脫氮過程分析發現，硝化反應中耗氧、耗堿度，但是碳源不消耗，而反硝化過程則不會發生耗氧，但是會產生堿度，同時消耗一定量的碳源，從這個過程來看兩者在多個方面都存在互補性，故而在單體設備中實現連續脫氮過程的單級脫氮工藝一直是污水處理領域研究的重點。所謂的單級生物脫氮技術就是硝化反硝化技術具體完全脫氮、強化磷的去除，降低曝氣需求，同時節省能耗、增加設備處理負荷、簡化操作等。

Uemoto和Saiki研究分析發現，單獨固定的硝化菌和反硝化菌運行一段時間后，硝化菌會集中于外層，而反硝化菌則會集中在內層，中間層則兩者都存在。日本的Nakano使用了聚丙烯胺凝膠載體和微孔纖維載體，這兩種粒狀載體具有不同溶解氧傳遞性，其分別用來富集硝化菌和反硝化菌，將兩種載體經固定微生物并按照比例混合，在適當溶解氧濃度下，TN去除效果較好。另外，我國在強化生物單級脫氮方面也有一定的研究，例如，曹國民等人通過固定化載體海藻酸鈉和聚乙烯醇混合固定硝化菌和反硝化菌，在好氧條件下，硝化和反硝化可行性及脫氮特點表明，硝化菌和反硝化菌固定混合時，載體內部形成了適合硝化和反硝化的環境，故而在好氧環境下，硝化和反硝化可以同時進行，實現了單級生物脫氮，總無機氮的去除速率為0.13kgN/（m3·d）。硝化菌和反硝化菌混合固定后，溫度對其的影響較小，同時在較寬的溶解氧范圍內（2～6mg/L）保持穩定的脫氮速率。

3 研究成果

溫州市南片污水處理廠在2018年6月開始，開展核心工藝同時硝化反硝化曝氣生物濾池提高硝化及單級生物脫氮效率的相關工藝優化研究，通過現場試驗及NDN池同期水質數據（2017年6—12月與2018年6—12月）比較分析，可以看出提高NDN池回流比，能有效提升該池硝化及單級生物脫氮效率。

3.1 提高NDN池硝化效率

根據相關調查表明2017年（2017年6—12月）南片廠NDN池硝化率為83.81%，未能實現完全硝化。自2018年6月開展工藝優化試驗以來，隨著回流比的不斷提升（平均回流比從2017年的1.22%提升至2018年的57.48%），該池硝化率提升至92.66%，較2017年提高了8.85%，基本實現了完全硝化。并且，污水處理能力也從2017年的1668.20m3/h提升至1832.63m3/h，提高了9.86%。

同時，比較2017年與2018年同期該池單位時間硝化量，2018年單位時間硝化量為39.7450kg/h，比2017年單位時間硝化量33.0787kg/h提高了6.6663kg/h。

3.2 提高NDN池單級生物脫氮效率

提高NDN池硝化效率是提高該池單級生物脫氮效率的前提條件，由圖3可以看出在提高NDN池的回流比后，雖然TN除去率未有提升，但單位時間TN去除量從2017年的4903.94g/h提升至2018年4906.83g/h，提高了2.89g/h。

4 結語

綜上所述，提高NDN池回流比，能有效提升NDN池硝化及單級生物脫氮效率。也正是該池硝化及單級生物脫氮的有效提升，提升了整個系統的氨氮及總氮處理能力。接下來我們將嘗試通過降低進水水量、降低單位曝氣量、提高進水碳氮比、改用優勢填料等方法來不斷提高NDN池單級生物脫氮效率。

參考文獻

[1]于淼，馬國勝.曝氣生物濾池-后置反硝化處理農村低C/N污水[J].水處理技術，2018，44（09）：32-35.

[2]婁宏偉，邱兵，陳元彩，邵思城，雷鑫.缺氧-好氧曝氣生物濾池工藝深度處理尾水[J].環境科學與技術，2018，41（10）：75-81.

收稿日期：2019-10-27

作者簡介：鄭茜茜（1986-），女，漢族，碩士研究生，中級職稱，研究方向為污水治理。