制革废水中氨氮生物处理技术分析

王 伟

（山东省滨州生态环境监测中心，山东 滨州 256600）

制革生产所用的原材料是动物原皮，并且在制革生产过程中需要应用到大量的纯碱、食盐、硫化碱、石灰、铵盐、铬粉、染料和酸等化工原料，所以其废水中会含有很多污染物。制革废水属于一种浓度很高的有机废水，成分十分复杂，其中的耗氧物质以及悬浮物很多，色度很高，且散发着恶臭气味，也是含有硫化物和重金属铬等的有毒有害污染物，尤其是氨氮，更是具有很高的含量[1]。因此，在制革废水的处理过程中，氨氮处理是一项非常重要的内容。

1 制革废水中氨氮生物处理的影响因素

在对制革污水进行氨氮生物处理的过程中，其影响因素有很多种，比如进水过程中的水质和水量变化、制革废水中的有毒有害物质在硝化反应中所产生的抑制作用、各种环境因素对硝化反应以及反硝化反应所造成的影响等。其中，最关键的影响因素就是环境因素。因为硝化菌对于温度比较敏感，其适宜的温度在20～30 ℃之间，如果水温在5 ℃以下，硝化菌的生长几乎处于停止状态。通过试验发现，如果生物反应池内的水温低于15 ℃，氨氮的处理效果会显著下降，如果温度在12 ℃以下，其处理效果将会变得十分微弱[2]。因此，在具体的处理过程中，相关企业应做好温度控制，以确保氨氮处理的质量。同时，硝化菌对于pH值也具有非常高的敏感度，其适宜的pH值在8.0左右。基于此，在具体的氨氮生物处理过程中，为达到良好的处理效果，一定要控制好pH值。

2 生物处理技术在制革废水氨氮处理中的应用

2.1 多级硝化/反硝化（A/O）活性污泥处理技术

某制革基地共有两个污水处理厂，在对制革污水中的氨氮进行处理的过程中，应用了硝化/反硝化活性污泥处理技术，其处理工艺是上海同济建设科技公司所研发的硝化/反硝化多级处理工艺。在该制革基地中，有一个污水处理厂平均每天需要处理的制革污水约为6 500 t，其传统的氨氮处理工艺是单级形式的硝化/反硝化处理，因为原来的处理系统设计停留时间太短，污水中的蛋白质（氮）仅能氧化到氨氮这一阶段，由于处理系统中氧的供应条件不足等方面因素的影响，使出水中的CODCr及氨氮含量依然比较高，尤其是污水中的氨氮，几乎未被去除。为有效解决这一问题，该污水处理厂通过硝化/反硝化污泥处理技术对原有的污水处理工艺进行了科学地改造。改造后的制革废水氨氮处理工艺流程示意图如图1所示。

图1 改造后的制革废水氨氮处理工艺流程示意图

这种处理技术的特征是借助于多级硝化/反硝化工艺串联及并联的应用形式，通过回流以及污泥回流的方式来进行多次的硝化反应与反硝化反应，进而去除制革废水中的氨氮，使其含量达标之后再排放出去。通过这样的方式，便可达到单级硝化/反硝化不能达到的氨氮去除效果。具体处理中，为了让氨氮实现彻底的硝化反应及反硝化反应，改造之后将停留时间设计得更长。通过中间进水的方式来实现进水，以此来实现制革污水内碳源的充分利用，从而达到良好的氨氮硝化以及反硝化效果，不需要外加碳源，这样可进一步节约整体处理系统运行费用。在硝化过程中会消耗一定量的碱剂，反硝化过程中又可以将其中的一部分碱剂回收，虽然总体上需进行一定量的碱剂补充，但是也达到了较好的碱剂节约效果，提升了系统运行的经济性[3]。

通过该工艺处理制革污水中的氨氮，最关键的是对各级硝化/反硝化之间分配的水量进行科学调控，并控制好其内回流以及污泥回流之比。经过本次改造，该制革污水处理厂中的氨氮处理工艺在运行控制以及管理方面都具有了更高的水平。

2.2 悬浮生物滤池处理技术

悬浮生物滤池处理技术属于一种生物滤池工艺技术，它所应用的载体是一种多孔、轻质的高分子材料。在具体应用中，可通过这个载体来固定微生物。这个载体具有很大的比表面积，对生物的吸附能力和载留能力都很强，其持水之后的载体密度可达0.9～1.0 g/cm2，所以在曝气池内会呈现出悬浮状态，而在空气的作用下，则会呈现出流化态。在悬浮生物滤池中，并不需要应用布水系统，也不需要应用填料支撑层，所以该系统不会出现堵塞问题，应用过程中不需要进行反冲洗。与曝气生物滤池相比较，悬浮生物滤池具有更加显著的应用优势。

在某制革基地的制革污水处理厂中，其每天平均需要处理的制革废水约为1 300 t。在具体的生产运行中，为有效消除制革废水中的氨氮污染，由制革企业和环境保护科学研究院共同设计开发了一种悬浮生物滤池，该滤池充分利用了原有污水处理厂的设备设施，并对原来的一个SBR池进行了改造，使其成为一个悬浮生物滤池，将高效的硝化菌种投入到这个滤池中，以此来达到良好的生物硝化效果。在这个悬浮生物滤池中，有一部分的出水会再一次回流到SBR池里并继续进行反硝化反应，经处理确定达标后的水方可排放出去。

通过实践应用与分析可知，在制革废水的氨氮处理中，悬浮生物滤池处理技术的主要特征包括以下几点：第一是将有机物的去除和生物硝化这两个处理过程分开进行，这样便可让传统制革废水处理过程中的钙、铬等有毒有害物质累积，从而有效消除生物硝化所需的长污泥龄之间的矛盾，进一步确保制革废水的处理质量。第二是借助生物强化处理技术以及微生物固化处理技术来解决传统制革废水处理过程中的氨氮生物硝化问题，使应用于废水中的高效硝化菌更适合实际的水质条件，能够在废水中达到良好的自繁殖效果。同时，由于固定化载体具有足够大的比表面积和强大的生物亲和性，可以为硝化菌提供一个非常良好的生长环境，进而有效避免硝化菌流失[4]。第三是该工艺技术的运行管理十分简单，其硝化容积具有很高的负荷，可实现制革废水处理效果的有效提升，进而显著降低工程建设造价与后期运行费用。同时，因为硝化菌具有非常强的硝化能力、非常快的硝化速度，对制革废水中的氨氮负荷具有非常高的处理能力，出水水质也非常好。第四是可借助SBR池内的局部缺氧环境来实现反硝化处理，经过反硝化处理后，制革废水中的氮含量总数将会明显降低，同时也可以去除其中部分有机物，为硝化处理提供更多的碱剂，并在运行过程中有效节约电费。

通过该方法对传统的生物滤池处理工艺进行改进后，新的悬浮生物滤池处理技术对于载体具有更高的要求，所以在通过该技术对制革废水中的氨氮进行处理时，企业应格外注重其填料载体的制作，并深入研究特种硝化菌的培养，这样才可以有效去除制革废水中的氨氮污染物，满足其实际处理的需求，避免制革污水中氨氮污染物对生态环境造成的不利影响。

3 结语

综上所述，在对制革污水中的氨氮进行处理的过程中，制革企业一定要加强此项处理技术的应用研究，并根据实际情况，通过建设合理的污水处理系统对制革污水进行处理，并明确制革废水中氨氮处理质量的影响因素，通过对温度和pH值的良好控制来确保处理质量。还要根据实际情况避免其他因素对处理质量的不利影响，这样才可以有效消除制革废水中的氨氮污染物，使其符合制革废水处理后的排放标准，最大限度地避免制革废水对生态环境的不利影响。