反硝化-水解酸化-厌氧-缺氧-MBR工艺处理氮磷废水

常州某工业园拥有多家生产LED、厂商和机械制造厂商，是半导体生产研发基地。按照各厂的生产工艺流程，对其污水分段收集处理。对高磷废水采用化学反应- 混凝沉淀法，处理后废水与经过各厂预处理过的非磷段废水混合，再采用反硝化- 水解酸化- 厌氧- 缺氧-MBR 工艺对混合污水进行处理。

1 工程概况

1.1 设计水量及水质

高磷段废水量较少，体积流量200 m3/d。废水水质为：pH 为7～10，COD=186 mg/L，ρ(TP)=16 mg/L，ρ(SS)=120 mg/L。

高磷段废水处理后与非磷化水量混合，总体积流量1 200 m3/d，设计处理能力50 m3/h。混合进水pH为6～9，COD=450 mg/L，BOD5=80 mg/L，ρ(TN)=86mg/L，ρ(NO3--N)=50～60 mg/L，ρ(TP)=7.4 mg/L。

1.2 工艺流程

高磷段废水具有悬浮物、磷含量高等特点，针对此类废水，采用混凝沉淀法去除；经过各企业处理后的预处理后的非磷化废水具有含氮磷较高、含碳量低，且可生化性较低等特点，先对污水进行反硝化处理，去除部分的硝态氮，在进行反硝化前应投加碳源，保证碳源的充足。反硝化后的出水进行水解酸化处理，使污水中难降解的物质得到降解，最后污水经过A2O 工艺，去除COD、TN、和TP。其处理工艺流程见图1。

1.3 主要构筑物设计说明

1.3.1磷化废水预处理调节池

各个企业未经处理的高含磷废水通过槽罐车运送至污水处理厂，进入预处理调节池，均匀含磷废水的水质水量，控制污水按照一定的流量进入后续处理设施。

1.3.2磷化废水混凝沉淀池

对磷化废水进行pH 调节后，向废水中依次投加NaOH、氯化钙、聚合氯化铝（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），絮凝形成大颗粒沉淀，再根据浅池沉淀原理，通过在沉淀区放置的斜板将沉淀区分隔成若干区，从而增加沉淀面积，加速沉淀速度，提高沉淀效率，达到泥水的分离的目的。

1.3.3中和处理反应池

将斜板沉淀池出水pH 调整到中性后排往非磷化废水调节池继续处理。

1.3.4非磷化废水调节池

对各个企业的水质和已经处理后的磷化废水进行均匀处理，保证后续设施的进水的稳定。

1.3.5初沉池

池中设有浮渣集泥斗、沉淀污泥集泥斗和污泥排泥管。漂浮在水面的浮渣通过刮泥板上部的挂渣器卦入浮渣集泥斗中；沉淀于池底的污泥、沙粒等被刮泥机刮入集泥斗，通过定期开启排泥阀来进行排泥，污泥排入集泥池中。

1.3.6反硝化池

初沉后污水中含较高的硝态氮，向池中投加一定量的葡萄糖，通过池内的反硝化菌将污水中硝酸盐转化为氮气，同时将外加有机物转化为二氧化碳和水。设计HRT 为4 h。

1.3.7水解酸化池

综合污水中所含有的高分子有机物难直接被好氧微生物降解，在水解酸化阶段，通过水解酸化菌，使水中大分子有机物分解为易生化的小分子有机物，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果[1]。设计HRT 为8 h。

1.3.8 A2O

厌氧池内的聚磷菌在吸收快速降解有机物的同时，将体内的磷释放出来，为在好氧条件下超量吸收磷做准备，设计HRT 为2 h；缺氧池中反硝化菌利用来自好氧池回流水中的硝酸盐将来自厌氧池出水中的有机物转化为二氧化碳和水，同时将好氧池回流水中的硝酸盐转化为氮气，实现生物反硝化脱氮，设计HRT 为4 h，好氧段则采用的是膜生物反应器（MBR），以膜过滤（微滤或超滤）替代活性污泥法中的沉淀池来实现泥水分离[2]。污水在好氧条件下，聚磷菌超量吸收磷，实现生物除磷，同时完成氨氮的硝化和有机物的氧化。微生物和其它悬浮物被膜组件截留分离，水通过膜组件由抽吸泵抽至中间水池，剩余污泥排入集泥池。设计HRT 为6 h。

1.4 主要设备

主要构筑物和设备见表1 和表2。

2 调试及运行

2.1 高磷废水的化学脱磷控制

高磷废水中含有较多的磷酸根，根据污水性质，向磷化废水混凝沉淀池依次投加氢氧化钠、氯化钙、PAC 和PAM，pH 控制在9.0～10.5。而中和反应池用来中和过量的碱，pH 维持在7.5～8.0。处理后的污水排入到非磷化废水调节池中，进行后续的处理。

2.2 活性污泥培养

活性污泥培养采用接种驯养法，接种污泥取自城市污水处理厂的脱水污泥，各个单元按照自身容积的1%投配泥量。然后依次开启风机，向反硝化、水解酸化和好养单元供气，开启厌氧池，缺氧池中潜水搅拌机搅拌。在培菌期间，应保证水中的C、N、P之质量比保持在约100:5:1。调试初期有机负荷和水力负荷控制在设计负荷的1/4，pH 控制在各个反应单元的适宜参数范围内。为了保证后续处理单元的营养物质和pH 能够稳定在适合的范围内。可以往处理单元投加适当的葡萄糖和氢氧化钠。稳定运行后，处理每吨污水则向反硝化池中投入2.8 g的葡萄糖，以提供足够的碳源。

2.3 MBR 调试

进行MBR 时，先对生物处理系统进行活性污泥的培养。培菌初期，由于污泥尚未大量形成，污泥含量低，如采用抽吸泵从膜组件抽水的方式出水，会加重好氧池中分离膜的污染，所以在污泥的质量浓度到达4 g/L 之前，不宜开启抽吸泵从膜组件抽水，选择间歇进水、停气、沉淀和从临时排水管排水的运行方式。当污泥增殖并达到所需含量，在根据进水水量确定开启抽吸泵和鼓风机的数量。抽吸泵出水量开时宜控制在设计出水量的1/3 左右，不宜过大；运行1 周后，可增加至设计出水量的2/3 左右；再运行1周后，调至设计出水量。。

2.4 运行效果

装置经过4 个月的调试，各构筑物出水水质见表3。