副产甲醇作为外加碳源时脱氮效果的应用研究

张乐乐，刘 兵，杨 号，赵晓锋，程志刚

（江苏方洋水务有限公司，江苏 连云港 222065）

碳源是细菌代谢的必需物质和能量来源，它在污水生物脱氮处理中起着重要的作用，是反硝化反应顺利进行的必备条件[1-2]。可是，外碳源的使用势必会增加污水处理厂的运行费用，目前人们对碳源的种类、运行效果及投加量等开展了大力研究[3-8]。

盛虹石化产业项目副产甲醇不仅价格低、易获取，而且纯度高（纯度约90%）。更为有利的是，无需在污水厂厂区构建甲醇储存装置，直接用管廊架将甲醇从甲醇储罐泵入厂区投加点，可大大降低运行成本。本文以其作为外加碳源，通过小试研究了进水pH对脱氮效果的影响，探索了出水总氮达15 mg/L时对进水总氮的要求。

1 材料和方法

1.1 试验水样

江苏省某新区污水处理厂主要处理新区内的PTA工业污水，一期工程设计处理规模5万t/d，远期处理规模为20万t/d，采用的工艺流程如图1所示。试验所用废水为此工艺的调节池出水，COD约80 mg/L，进水总氮为13～15 mg/L，pH=8.5～8.8。

图1 污水处理工艺流程

1.2 仪器和材料

试验仪器：小试试验装置，含调节罐、A池、O池、二沉池。

试验材料：污泥取自大系统对应工段；盐酸AR（31%），调进水pH；硝酸AR，补充总氮；副产甲醇（其中甲醇90.75%，硼酸甲酯6.24%，丁酸0.50%，乙酸丁酯1.71%，其他0.80%）。

1.3 试验方法

根据小试调节罐容量，计算进水负荷所需外加碳源的总量，准确称量后，一次性加入调节罐并混匀后进样，连续进水，A池搅拌器搅拌，O池采用微孔曝气头曝气，内回流120%，外回流100%，每24 h取样检测，测试氨氮、硝态氮及总氮去除效果，持续7 d变换一个条件[8-10]。试验在以下条件下进行：温度为26℃、MLSS为3033 mg/L、MLVSS为2023 mg/L，A池DO＜0.5 mg/L，O池DO＜5 mg/L。

1.4 测试方法

NO3-N、NH3-N、总氮采用《水和废水检测分析方法》（第四版）测定。DO用便携式溶氧仪测定，pH用便携式pH计测定。

1.5 出水执行标准

出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，出水总氮≤15 mg/L。

2 结果与讨论

2.1 pH对脱氮效果的影响

用盐酸将调节罐进水pH调为7.45、7.01，考察pH对脱氮效果的影响，如表1所示。由表1可见，进水pH降低至7.45时，总氮去除率略有提高，但是当进水pH继续降低至7.01时，总氮去除率约50%，结合反硝化原理将进水pH调整在7.0～8.5是比较理想的[11-12]。

表1 pH对脱氮效果的影响

2.2 进水总氮为20 mg/L时，活性污泥对总氮的去除效果

以90%虹港副产甲醇为碳源，加入硝酸将进水总氮调整到约20 mg/L，BOD5/TN=4时，活性污泥对总氮的去除效果如表2所示。由表2可见，当进水总氮约为20.36 mg/L时，出水总氮约为11.6 mg/L，总氮去除率为43.02%。原因可能是进水总氮突然增加，污泥需要一定的适应期。

表2 副产甲醇对总氮的去除效果

2.3 进水总氮为25 mg/L时，活性污泥对总氮的去除效果

以90%虹港副产甲醇为碳源，当BOD5/TN=4，进水总氮为25 mg/L时，其对总氮的去除效果如表3所示。由表3可见，当进水总氮约为25.38 mg/L时，出水总氮约为12.43 mg/L，总氮去除率为51.02%。

表3 副产甲醇对总氮的去除效果

2.4 进水总氮为30 mg/L时，活性污泥对总氮的去除效果

以90%虹港副产甲醇为碳源，当BOD5/TN=4，进水总氮为30 mg/L时，其对总氮的去除效果如表4所示。由表4可见，当进水总氮为29 mg/L时，出水总氮有超标风险。

表4 副产甲醇对总氮的去除效果

3 结论

实践表明，进水总氮约为15 mg/L，pH在7.0～8.5时，总氮去除率在50%以上。随着进水总氮浓度的增大，总氮去除率在50%附近波动，当进水总氮达29 mg/L时，出水总氮有超标的风险。工作人员应采取相应的措施，保证进水总氮和出水总氮的正常值，从而提高污水处理效率。