电镀废水同步硝化与反硝化脱氮研究

电镀废水同步硝化与反硝化脱氮研究

周灿辉

江门市崖门新财富环保工业有限公司 广东江门  529152

摘要：针对目前国内外较少采用同步硝化反硝化技术的处理电镀废水，本文主要介绍了同步硝化与反硝化脱氮的影响因素和同步硝化反硝化技术的处理电镀废水相关试验。结合试验，论证该技术在碳源、曝气量、脱氮稳定性方面的均存有优越性。试验采用新型好氧生物膜工艺，投加总氮的2~3倍碳源，无回流，经过生物膜反应器的同步硝化与反硝化作用，实现氨氮、总氮电镀污染物表三排放标准(GB21900-2008)。

关键字：生物脱氮；同步硝化；反硝化；亚硝酸盐

前言：

随着工业化发展，行业氨氮、总氮的排放量不断增加，造成水体污染、富营养化等问题日益突出。因此，优越的脱氮技术在废水治理中变得日益重要。脱氮处理需要经过硝化和反硝化的生化过程，过程控制要求高，而生化系统耐受工业废水的冲击性差，稳定性欠佳，对氮的去除效果并不理想。因此本文采用新型发氧生物膜实现同步硝化与反硝化，该工艺具有操作简便、运行成本低廉等特点，同是去除水体中的有机氮、无机氮的稳定性好。因此，采更经济、合理的生物处理技术去除水中的氮，已成为世界各国水资源管理的热门课题。

1硝化与反硝化脱氮反应原理

同步硝化反硝化（SND）是指在相同的反应器内进行硝化和反硝化，所得到的废水只含少量的溶氧，而被脱去的可溶氮气则被转换成氮气。同步硝化、反硝化是当前同步硝化、反硝化三个步骤，其中氨化、硝化、反硝化三个步骤，其中，好氧硝化与低氧反硝化是两个阶段的有机结合。整体同步硝化反硝化系统是利用低氧连续流入的方式实现硝化和反硝化，与传统硝化反硝化工艺相比，该工艺节省了20-40%的碳源，降低了25%的氧气消耗，降低了50%的污泥，缩短了反应时间，减小了容器的体积，降低了建设投资[1]。

2硝化与反硝化脱氮的主要影响因素

2.1溶解氧(DO)

DO浓度对 SND有很大的影响。该体系的 DO必须满足有机物质的氧化和硝化作用，但不能使水中的溶解氧含量过高。DO浓度越高，其渗透性越强， DO向淤泥中扩散，使其难以形成低氧的微环境。因此， SND过程中 DO的有效控制是非常关键的。

2.2 pH值

在 SND系统中，要使硝化和反硝化同时进行，并获得较好的脱氮效果。SND法硝化过程中所消耗的碱度与脱硝过程所生成的碱度之间存在着某种互补关系，其最佳pH值H约为7.5。用 MBR法测定了 pH值对 SND的影响，结果表明， MBR中 SND的最佳 pH值在7.2左右。在该工艺条件下，SBR-SND的最佳脱氮量为7.5~8.0，在该工艺条件下，废水中 TN的脱除率达到92%。

2.3温度

当温度为12~14℃或30℃以上时，对活性污泥中的硝酸盐细菌活性有明显的抑制作用。通常，在20~40℃，对亚硝酸菌和硝酸菌的培养效果最好。在不影响亚硝酸盐菌的活力的前提下，利用温度对硝酸菌进行抑制是一种有效的方法[2]。结果显示，亚硝酸盐硝化法在22~27℃时均能达到较好效果的 SND。

2.4碳氮比

常规的反硝化投加碳源使用量大，常需要C/N=4.5~5.5才能保证总氮达标，高于反硝化理论值2.87和一般经验值3.5。

3硝化与反硝化脱氮试验

3.1工艺流程

中试试验的生化工艺采用新型好氧生物膜工艺，具有好氧、厌氧、兼氧，实现同步硝化与反硝化脱氮反应。

3.2系统调试运行

设备现场安装于二期废水厂物化出水的设备旁。试验开始加入废水35吨，经过36小时的运行后，出水检测总氮、氨氮达到出水标准满足可以进行连续入水试验，原水与出水水质情况见下表1：

3.3连续出水试验

经过调试稳定后，开始进行连续出水试验，控制出水约20吨/日，停留时间为小时。并对生化水池2加入复合型碳源药剂300升/日，约投加约450mg/l碳源，TN：C=1：3。进行8天的试验连续运行，运行记录见下表：

表 1 连续出试验原水与出水数据 （单位：mg/l）

3.4氮去除率对比

结合8天连续出水情况，总氮去除率平均值为92.6%，总氮出水平均值约10.41mg/l，氨氮去除率平均值为94.1%，氨氮出水平均值约1.85mg/l，全部出水水样的氮指标达到出水标准要求，详见下图1：

图 1 总氮、氨氮进出水指标对比

结束语

采用新型好氧生物膜生化工艺，有效实现同步硝化反硝化反应，该工艺的同步硝化与反硝化能稳定将总氮、氨氮处理后达到电镀污染物表三排放标准，停留时间约28小时，采用加入碳源成本约1.0-1.5元/吨水，比目前传统AO处理工艺节省25%投加碳源量和15-25%电力成本。该工艺可以应用于电镀、电子、皮革、印染等行业工业废水的脱氮处理。

参考文献：

[1]古寒冰. 倒置A2/O工艺对电镀废水尾水脱氮处理的应用研究[D]. 苏州科技大学,2014.

[2]杨知凡. 反硝化生物膜系统对废水中Cr(Ⅵ)还原及回收潜力研究[D]. 天津:天津大学,2020.

[3]张霓. 异养硝化--好氧反硝化细菌Pseudomonas putida ZN1的脱氮及耐重金属特性研究[D]. 山西:太原理工大学,2019.