“BAF-混凝”工艺处理生化尾水的调试及运行研究

2020-04-07蔡国飞蒋和凯王智宁潘兴华赵选英戴建军

山东化工 2020年5期

蔡国飞，李栋，蒋和凯，王智宁，潘兴华，赵选英，戴建军

(1.池州南环环保科技有限公司，安徽池州 247100；2.江苏南大华兴环保科技股份公司，江苏盐城 224000)

BAF(生物滤池)工艺是生物膜法处理污水的传统工艺，特点是微生物附着生长在填料表面，形成的生物膜吸附转化与其接触的废水，达到净化污水作用。混凝工艺作为一种物化处理方法，被广泛使用，是废水处理中的重要的工艺过程[1]。由于目前工业废水普遍存在严重的氮、磷污染，这类营养物质排入湖泊等水流缓慢的水体，会导致藻类大量繁殖，即“富营养化”现象[2]。

在“BAF-混凝”工艺中将硝化-反硝化生物脱氮的原理应用到BAF工艺，同时组合生物膜反应器的运行方式，使其具备生物脱氮能力，再在出水端采用混凝工艺，通过投加絮凝药剂进行化学除磷，从而使整个工艺具备脱氮除磷的能力，下面以我单位目前正调试的项目为对象，考察整个工艺的脱氮除磷性能。

1 项目概况

该项目所在的公司污水站采用“水解+A/O”工艺，缺少对总氮和总磷的有效处理单元，同时废水中总氮和总磷含量高，设计采用“BAF-混凝”工艺对生化尾水进行处理，处理工艺如图1所示。

图1 工艺流程图

设计进出水水质情况如表1所示。

表1 设计进出水水质表

各构筑物主要设计参数为：

BAF滤池：共四个罐子，1#、2#为反硝化罐、3#、4#为硝化罐；水力停留时间12 h，其中硝化6 h，反硝化6 h；生物填料材质为聚氨酯，规格为50×50×50(大孔)，空隙为10～20 ppi。

混凝沉淀池：水力停留时间8 h；前端设置混凝段，采用机械搅拌；后端设置为斜板沉淀[3-4]。

2 启动、调试过程

“BAF-混凝”由两套独立工艺构成，即生物滤池和混凝沉淀系统，因此需要对这两部分分别进行启动。首先，将一定量市政污水厂的新鲜污泥作为接种污泥注入生物滤池罐体内，再加入消防水进行培养，每日向罐体中加入甲醇、磷酸氢二钠、醋酸钠和尿素等营养物质进行挂膜培养，其中1#罐、2#罐联合循环挂膜，3#罐、4#罐进行闷曝培养，两周后开始将污水站生化出水小流量排入BAF系统中，从而驯化反硝化菌种[5-6]。

从 BAF四个罐体不同高度取得生物填料，观察到其表面已附着上一层生物膜，膜层连片生长，表明BAF挂膜完成。待BAF挂膜成功时，将BAF和混凝沉淀连接起来进行正常走水。

调试阶段，因BAF进水水质波动、进水水量不定的情况下，每日调整甲醇(浓度为99.9%)的投加量，调控进水水质的C/N比。混凝工艺的调试过程先进行烧杯实验，分别对不同投加量的PAC、PAM进行混凝沉淀实验，进而确定混凝药剂PAC和PAM的最佳投加量分别为20 mg/L和10 mg/L。

3 结果与讨论

3.1 脱氮性能

图2 “BAF-混凝”体系对总氮的去除效果

对总氮的去除效果如图2所示，BAF进水总氮平均值为100 mg/L，混凝出水总氮平均值为8.5 mg/L，平均去除率为90%。可见，虽然进水总氮波动较大，通过调整甲醇投加量，保持调试期间进水有足够的C/N比，从而保证反硝化段有足够的碳源，“BAF-混凝”体系对于总氮的去除效果是稳定的。

3.2 除磷性能

体系对总磷的去除规律如图3所示。BAF进水总磷浓度较低，平均值为0.75 mg/L，混凝出水总磷平均值为0.3 mg/L，去除率为60%。选取第10天的数据进行分析，BAF进水总磷浓度为0.96 mg/L，经过生物滤池出水总磷浓度为0.81 mg/L，生物滤池去除总磷的效果不明显。通过将BAF滤池出水自流至混凝沉淀池，在机械搅拌下投加20 mg/L的PAC和10 mg/L的PAM后，再经由斜板沉淀，可以改善除磷的效果，混凝出水总磷浓度降低至0.33 mg/L，这说明“BAF+混凝沉淀”体系具备一定的同步除磷功效。

图3 “BAF-混凝”体系对总磷的去除效果

3.3 对COD去除特性

图4 “BAF-混凝”体系对COD的去除效果

从图4可以看出，调试期间原污水站BAF进水水质存在较大的波动，导致混凝出水COD浓度随之波动，为提高BAF体系的脱氮功能，在BAF进水的引水罐中投加甲醇，提高生物滤池的进水COD浓度，从而控制进水的C/N比。从整体上来看，BAF进水COD为60～138 mg/L，平均为90 mg/L，混凝出水浓度基本稳定在90 mg/L以下，平均为60 mg/L，平均去除率为30%，通过生化滤池和混凝沉淀的处理，原废水中的可生化性物质亦可进一步降解。由此可见，“BAF+混凝沉淀”体系具有一定的生化作用，在脱氮除磷的同时还能够进一步降解废水中的COD。