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A-BAF工藝與磷酸銨鎂沉淀法協同處理低C∕N污水的實驗研究

文檔作者：郭興宇1 王金海2 文檔來源： 1．青島市公路規(guī)劃設計院有限公司 2．中國市政工程西北設計研究院有限公司山東分公司		點擊數：	更新時間： 2024年02月27日
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2017年第9期(總第144期)
紅源占子釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2017年9月
A—BAF工藝與磷酸銨鎂沉淀法協同處理低C／Ⅳ污水的
實驗研究
郭興宇1，王金海2
(1．青島市公路規(guī)劃設計院有限公司，山東青島266041；2．中國市政工程西北設計研究院有限公司山東分公司，山東青島266041)
摘要： 以工業(yè)園區(qū)污水處理廠初沉池出水為原水，研究了磷酸銨鎂沉淀法與一體式A—BAF-工-藝協同作用的可行性。
結果表明：出水COD、SS、NH3一N、TN、7rP指標同時滿足GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A出水
標準，是一種可持續(xù)污水處理工藝，有較好的應用前景。
關鍵詞：A—BAF；磷酸銨鎂沉淀法；低C／N污水；脫氮除磷
中圖分類號：X703 文獻標識碼： A 文章編號： 2095—0802一(2017)09—0120—04
Experimental Study on Treatment of Low C／N Wastewater by A—BAF Process and Magnesium
Ammoniam Phosphate Precipitation Method
GU0 Xingyul。WANG Jinhai2
(1．Qingdao Traffic Planning and Design Institute Co．，Ltd．，Qingdao 266041，Shandong，China；2．CSCEC AECOM Consultants
Co．，Ltd．，Qingdao 266041，Shandong，China)
Abstract：The feasibility of the interaction between magnesium phosphate precipitation method and integrated A—BAF process
was studied by using the effluent from the primary sedimentation tank of the sewage treatment plant in the industrial park．The
results showed that the effluent COD，SS，NH3一N，TN，TP indicators could meet the first grade A standard of GB 1 89 1 8—2002
Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant，is a kind of sustainable wastewater treatment techn—
ology，and has a good application prospect．
Key words：A—BAF；Magnesium ammonium phosphate precipitation；low C／N wastewater；nitrogen and phosphorus removal
0引言
人為造成水體富營養(yǎng)化的主因在于生活污水和工
農業(yè)廢水的排放，這些污、廢水中含有豐富的N、P物
質。通常情況下，城鎮(zhèn)污水(包含生活污水和工業(yè)廢
水)需經過污水處理廠處理達標后方可排入地面水體，
這里所涉及的排放標準采用GB 18918--2002城鎮(zhèn)污
水處理廠污染物排放標準中的一級A標準，該標準要
求處理后出水中的N、P濃度為：TN(總氮)濃度≤15
mg／L，NH，一N濃度≤5 mg／L，TP(總磷)濃度≤0．5
mg／L。然而，很多已建污水處理廠的N、P去除效率相
對較低，需在原有處理工藝的基礎上進行升級改造，
以期達到一級A標準要求。
污水處理廠升級改造的工藝選擇問題相對復雜，
至少要考慮三個問題：盡量利用原有構筑物，投資少；
工藝運行可靠，靈活性強；處理效率高，能耗低。此
外，在升級改造中遇到的主要水質問題是碳源不足，
即污水中COD(化學需氧量)與TN的濃度比值(C／N)
較低，這會對生物脫氮除磷系統中反硝化菌和聚磷菌
的生長增殖造成不利影響【”。因此，合理選擇升級改造
工藝，使其適應相應的基礎環(huán)境和原水條件，對于改
收稿日期：2017—07—03
第一作者簡介：郭興宇，1984年生，男，山西太原人，2010年畢業(yè)
于太原理工大學環(huán)境工程專業(yè)，工程師。
·120·
造成功與否發(fā)揮著至關重要的作用。
針對A工業(yè)園區(qū)的污水處理廠提出升級改造方案，
該污水廠主體工藝采用一體式缺氧活性污泥一曝氣生
物濾池(Anoxic Activated Sludge—Biological Aerated Fil—
ter，簡稱A—BAF)。在實際運行過程中，一體式A—BAF
反應器不能為微生物提供嚴格厭氧與好氧相交替的生
長環(huán)境，難以培養(yǎng)出生物除磷所必需的聚磷細菌，導致
生物除磷效率較低，出水TP無法達標；同時，污水廠
原水C／N偏低，令反硝化過程的脫氮效率受限，導致
出水TN亦無法達標。根據上述情況，具體改造方案確
定為在原有主體工藝的基礎上，增設化學沉淀工序，
即A—BAF與磷酸銨鎂沉淀法協同處理低C／N污水，該
方案具有原物利用率高、投資省、運行管理方便等優(yōu)
點。利用實驗室小試確定沉淀劑的最佳投加工況，并
考察各項水污染物指標的達標狀況，包括COD、SS
(懸浮固體)、NH3一N、TN和TP。
1材料與方法
1．1原水水質與接種污泥
將A工業(yè)園區(qū)污水處理廠的初沉池出水作為原水，
水質情況見表1。實驗用接種污泥取自太原市北郊污水
處理廠。
1．2試驗裝置及運行
一體式A—BAF反應器為圓柱形的有機玻璃容器，
萬方數據
2017年第9期郭興宇，等：A—BAF工藝與磷酸銨鎂沉淀法協同處理低C／N污水的實驗研究2017年9月
表1原水水質
COD NH，N TN P0舟TP SS M礦指標pH
mg／L mg／L mg／L mg／L mdL mg／L m∥L
最大值133 41．4 54．8 2．63 3．92 146 41．1 7．8
最小值100 29．1 39．5 1．81 2．69 75 25．7 7．6
平均值120 37．2 49．6 2．16 3．19 122 36．1 7．7
總有效容積為7．5 L，分為上、下兩部分，上部為硝化
區(qū)(BAF區(qū)，5 L)，下部為反硝化區(qū)(A區(qū)，2．5 L)，
中部設有均勻布水器，將A區(qū)的游離反硝化菌群和
BAF區(qū)的固著硝化菌群隔離開來，以保證各自菌群更
為有效地發(fā)揮作用。在硝化區(qū)內裝有懸掛式組合填料，
單元填料直徑為150 mm，組裝間距取80 mm，區(qū)內填
料的比表面積達60 m2／m3。反應器構型見圖1。
100 113m
卜——_斗
排空口進水口
圖1一體式A—BAF反應器構型
原水與硝化區(qū)出水按一定比例混合并加入定量沉
淀劑，經A—BAF反應器底部進水口流人，混合液首先
到達A區(qū)進行反硝化過程，該過程結束后有機物負荷
降至最低；然后通過中部均勻布水器到達BAF區(qū)，該
區(qū)裝有組合填料，在加快硝化細菌富集的同時能發(fā)揮
生物濾池的作用，進一步去除殘留的懸浮有機物。
1．3運行參數
一體式A—BAF反應器處理A園區(qū)污水所采用的運
行參數見表2。
1．4分析方法
分析方法均參照文獻[21。COD采用CTL一12型快速
測定儀；NH廠N采用納氏試劑光度法；TN采用堿性
KES：O。消解紫外分光光度法；P043-p、TP采用鉬銻抗分
光光度法；SS采用重量法；M礦采用乙二胺四乙酸
(EDTA)絡合滴定法；DO采用便攜式溶解氧儀法；pH
表2運行參數
參數單位數值
進水流量Q m 2．5
氣水比5：1
硝化液回流比200％
BAF區(qū)HRT(水力停留時間) h 2
A區(qū)HRT h 1
BAF區(qū)pH 7．0～8．0
A區(qū)pH 7．0～7．5
BAF區(qū)DO(溶解氧) mg／L 5
A區(qū)D0 m94L <0．5
采用PHS一3型pH計。
2結果與討論
2．1沉淀劑篩選
采用燒杯實驗進行沉淀劑的篩選，實驗條件為pH
9．5、反應溫度30℃、反應時間30 min、Mg濃度：P濃
度：N濃度=1：1：1，選用多種沉淀劑組合(磷酸鹽+鎂
鹽)處理原水，通過殘氮量、殘磷量比對，優(yōu)選出合
適的沉淀藥劑，比對結果見表3。
表3不同沉淀劑組合的脫氮除磷效果毫克每升
試驗號沉淀劑種類殘氮量殘磷量
1 Na2HP04‘12H20+MgCl2。6H20 6．29 10．3
2 NazHP04‘12H20+MgS04 9．35 19．6
3 Na2HP04‘12H20+MgO 17．4 36．2
4 NaH2P04‘12H20+MgCl2"6H20 13．5 29．5
5 NaH2P04‘12H20+MgS04 18．2 28．3
6 NaH2P04’12H20+MgO 2l-2 43．4
由表3可知，第一組沉淀劑組合(Na2HPO。·12H：O+
MgCl2"6H：0)對N、P的去除效果最好，殘氮量和殘磷
量均為最低，究其原因主要是：MgO是固體物質，溶
解度較小，極難溶于水，MgO在沉淀發(fā)生時并沒有完
全開始溶解，反應過程中生成的MgNH4PO。·6H：O沉淀
會沉積于MgO的表面，使一部分MgO不能參與沉淀反
應，從而導致NH4+-N的去除率降低；另外，要電離出
等物質的量的P043-，NaH2P04·12H20要比Na2HP04·
12H：0困難，且電離出的H+也較多，不利于沉淀反應
的進行。
2．2沉淀劑投加方式
在上述燒杯實驗條件下，將沉淀劑以不同方式加
入燒杯，考察原水處理的效果，所得試驗結果見圖2。
以“Na2HPO。·12H20+MgCl2·6H20，緩慢加入，同時調
節(jié)pH值”的方式(4號)投加時，N和P的殘留量最少；
以“MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，緩慢加入，再調節(jié)
pH值”的方式(1號)投加時，N和P殘留量最多。
實驗中影響脫氮除磷效果的三種情況包括：a)磷
酸鹽和鎂鹽的投加順序；b)沉淀劑的投加速度；c)pH
·121．
萬方數據
2017年第9期紛；夏與下釷
值調節(jié)方式。究其原因主要為：a)先投加鎂鹽時，由
于磷酸鹽的溶解速率較慢而來不及將磷酸根解離完全，
就會降低對磷酸鹽的利用率，減少MgNH,P04"6H：0沉
淀的生成，影響脫氮除磷效果；b)沉淀劑一次性快速
加入時會造成“局部過濃現象”，根據晶體學理論[31，
由于局部過濃現象，使該部分溶液的相對過飽和度變
得很大，導致產生嚴重的均相成核作用，形成大量晶
核，以致于獲得顆粒較小、純度差的沉淀；c)沉淀法
需在堿性條件下，反應過程中pH值的大小會影響到
NH，一N和磷酸鹽沉淀的存在形式，進而影響脫氮除磷
效果，如以“MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，緩慢加入，
再調節(jié)pH值”的方式投加時，溶液pH值會隨著沉淀
劑的投加從9．5降至5．5，此時就會有磷酸鹽沉淀的另
一種存在形式Mg(H2P04)2生成，從而影響MgNH舭PO。·
6H20沉淀的生成。
，
■
b
邑
鼬
枯
，
瘕
《
試驗號
+殘氮量+殘磷量
l號，MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，緩慢加入，再調節(jié)pH值；2號．MgCl2·
6H20+Na2HP04·12H20，緩慢加入，同時調節(jié)pH值；3號．NazHP04·12H20
+MgCl2·6H20，緩慢加入，再調節(jié)pH值；4號．Na2HP04·12H20+MgCl2·
6H20，緩慢加入，同時調節(jié)pH值；5號．MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，快
速加入，再調節(jié)pH值；6號．MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，快速加入，同
時調節(jié)pH值；7號．Na2HP04·12H20+MgCl2"6H20，快速加入，再調節(jié)pH
值；8號．Na2HPO。·12H20+MgCl2·6H20，快速加入，同時調節(jié)pH值
圖2沉淀劑不同投加方式的脫氮除磷效果
2．3 COD去除效果
本實驗COD去除效果的變化規(guī)律見圖3。從圖3
中可看出，進水COD濃度范圍為100 mg／L一133 mg／L，
投加沉淀劑后，COD平均去除率達89．73％，出水COD
濃度范圍在10 mg／L～14 mg／L，平均濃度為12 H,g／L，
低于GB 18918--2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準
一級A標準，投加沉淀劑前后的出水COD濃度變化不
大。這表明沉淀劑Na2HP04·12H20+MgCl2·6H20的投加
不會對該系統有機物處理能力造成負面影響。
2．4 SS去除效果
本實驗SS去除效果的變化規(guī)律見圖4。從圖4中
可看出，進水SS濃度范圍為75 mgL～146 mg／L，投
加沉淀劑后，SS平均去除率為92．50％，略低于投加沉
淀劑前的平均去除率93．29％，但出水SS濃度仍<10
mg／L，滿足GB 1 891 8--2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排
放標準一級A標準。這可能是由于發(fā)生MgNH4PO。·
·122·
60
40
20
OO
80
60
40
20
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920
運行時間／d
+進水濃度+出水濃度+去除率
圖3 COD去除效果變化規(guī)律
戮
||萎
∥
6H20沉淀反應后，有極少量的沉淀物因未隨污泥及時
排出而殘留于A段，造成出水中SS濃度有所升高。
180
160
140
120
100
80
60
40
20
O
運行時間／d
一進水濃度一出水濃度一去除率
圖4 SS去除效果變化規(guī)律
2．5 NH3一N去除效果
本實驗NH。一N去除效果的變化規(guī)律見圖5。從圖5
中可看出，進水NH，一N濃度范圍為29．1 mg／L。41．4
mg／L，投加沉淀劑后，出水NH，一N濃度穩(wěn)定在0．40
mg／L～1．15 mg／L范圍內，滿足GB 18918--2002城鎮(zhèn)
污水處理廠污染物排放標準一級A標準；投加沉淀劑
后，系統對NH，一N的平均去除率達97．98％，明顯高于
投加沉淀劑前的96．47％。分析原因主要為：水中NH，一N
在進入A區(qū)初期，就與Na2HP04·12H20+MgCl2發(fā)生了
MgNH,4P04"6H20沉淀反應，經過A區(qū)后NH，一N濃度已
有所降低。
l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ll 12 13 14 15 16 17 18 1920
運行時間／d
+進水濃度,-411--出水濃度—·一去除率
圖5 NH3-N去除效果變化規(guī)律
100
99
98 z
97乒
96苧
95燦
94罨
93搬
器豪
90
2．6 TN去除效果
本實驗TN去除效果的變化規(guī)律見圖6。從圖6中
可看出，迸水TN濃度范圍為39．5 mg／L～54．8 mg／L，
萬方數據
2017年第9期郭興宇，等：A—BAF工藝與磷酸銨鎂沉淀法協同處理低C／N污水的實驗研究2017年9月
投加沉淀劑后，出水TN濃度在9．99 mg／L。14．9 mg／L
范圍內，滿足GB 18918--2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物
排放標準一級A標準；投加沉淀劑后，TN平均去除
率達78％，高出投加沉淀劑前的去除率約20％。對于
TN去除率的提高，主要歸功于MgNH4PO。·6H：O沉淀反
應，其反應速率較生化反應速率要大得多，使得水中
TN剛進入A區(qū)時就已因一部分NH3一N發(fā)生沉淀反應
而有所降低，從而使C／N比得以提高，保證了反硝化
反應的高效進行[4]。此外，在A區(qū)中微生物自身增殖的
同化作用、反硝化作用、氨化作用和硝化液回流的稀
釋作用及發(fā)生在BAF區(qū)的同步硝化和反硝化作用，均
對TN的去除有一定的貢獻。
70
60
50
40
30
20
10
0
運行時間^l
+進水濃度—·-出水濃度+去除率
圖6 TN去除效果變化規(guī)律
JOO
95
90 、
85主
80燦
75秀
70撼
65蕊
60～
55
50
2．7 TP去除效果
本實驗TP去除效果的變化規(guī)律見圖7。從圖7中
可看出，進水TP濃度范圍為2．69 mg／L一3．92 mg／L，
投加沉淀劑后，出水TP濃度小于0．5 mg／L，已達到
GB 18918--2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一
投加沉淀劑前i 投加沉淀劑后．
Ⅵ／V {
l 2 3 4 5 6 7 8 9 lO 11 12 13 14 15 16 17 1 8 19 20
運行時間／(1
一進水濃度+出水濃度一去除率
圖7 TP去除效果變化規(guī)律
穹
蜘
褥
糖
豪
級A標準；投加沉淀劑后，TP平均去除率為86．71％，
較投加沉淀劑前的去除效果要好，這主要歸功于A區(qū)
的磷酸銨鎂沉淀反應、微生物增殖的同化作用、硝化
液回流的稀釋作用及BAF區(qū)的微生物同化作用。
3結語
針對單純的生物處理工藝未使TN、TP達到GB
18918--2002國家城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一
級A標準的問題，研究用磷酸銨鎂沉淀法協同一體式
A—BAF工藝處理了污水廠初沉池出水，考察了磷酸銨
鎂沉淀法與一體式A—BAF反應器協同作用的可行性。
a)研究用磷酸銨鎂沉淀法處理了污水廠初沉池出
水，篩選了沉淀劑，確定了沉淀劑的投加方式和順序，
得出以下結論：(a)磷酸銨鎂沉淀法中，沉淀藥劑是鎂鹽
和磷酸鹽，鎂鹽可用MgCl2·6H20、MgO、MgSO。等，磷
酸鹽選用Na2HP04·12H20和NaH2P04·12H20。在相同的
反應條件下，沉淀劑組合Na2HPO。·12H20+MgCl：·6H：O
對NH，一N去除的效果最好，去除率可達到83．12％，殘
磷量也最低；(b)沉淀劑最佳投加順序和方式為：
Na2HPO。·12H：O—MgCl2，緩慢加入，同時調節(jié)pH值；
b)在一體式A—BAF反應器中投加了Na2HPO。·
12H20和MgCl：·6H：O，將化學沉淀法與生物處理同步
進行，考察了磷酸銨鎂沉淀法與一體式A—BAF工藝協
同作用的可行性，結果表明：(a)沉淀劑的最佳投加點為
反應器的A段(反硝化區(qū))；(b)Na2HPO。·12H：0和MgCl：·
6H20的投加量分別為2．27 g、1．78 g；(c)一體式A—BAF
反應器穩(wěn)定運行期間，出水COD、SS、NH，一N、TN、
TP指標同時滿足GB 18918--2002國家城鎮(zhèn)污水處理
廠污染物排放標準一級A出水標準，達到了預期的研
究目的。
參考文獻：
[1]李亞新，岳秀萍．厭氧序批式反應器(AsBR)的六大優(yōu)點[J]．中
國給水排水，2008，24(4)：72-75．
[2] 國家環(huán)境保護總局．水和廢水監(jiān)測分析方法[M]．第4版．北
京：中國環(huán)境科學出版社，2002．
[3]陳連龍，魏瑞霞，陳金龍．化學沉淀法去除煤氣廢水中氨氮的
研究[J]．化工環(huán)保，2004，24(5)：313—316．
[4]王巖，彭凱，王克科磷酸銨鎂沉淀法回收豬場廢水中氮
磷的中試研究[J]．鄭州大學學報，2013，34(4)：81—84．
(責任編輯：高志鳳)
華盛逝業(yè)業(yè)始糇
鬻能源知識格
滌恭恭芥帶恭搿
能源管理體系
能源管理體系(energy management system)是從體
系的全過程出發(fā)，遵循系統管理原理，通過實施一套完
整的標準、規(guī)范，在組織內建立起一個完整有效的、形
成文件的能源管理體系，注重建立和實施過程的控制，
使組織的活動、過程及其要素不斷優(yōu)化，通過例行節(jié)能
監(jiān)測、能源審計、能效對標、內部審核、組織能耗計量與
測試、組織能量平衡統計、管理評審、自我評價、節(jié)能技
改、節(jié)能考核等措施，不斷提高能源管理體系持續(xù)改進
的有效性，實現能源管理方針和承諾并達到預期的能
源消耗或使用目標。中國實施的GB／T 23331—2009能
源管理體系要求標準的總要求：組織應建立并實施能
源管理體系，以降低能耗、提高能源利用效率，能源管
理體系應覆蓋組織與能源管理有關內部過程和外包過
程。其管理職責：包括管理承諾、能源方針、作用、職責
和權限等方面的要求。
·123·

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