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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，赵晓峰，耿佳伟
（江苏方洋水务有限公司，江苏 连云港 222065）
摘要：本文以某化工厂副产甲醇（纯度约90%）为碳源，研究了进水PH对脱氮效果的
影响，探索了出水总氮达15mg/L时，对进水总氮的要求。小试结果表明：进水总氮约
15mg/L,PH在7～8.5时，总氮去除率达50%以上，但进水总氮达约29mg/L时，出水总氮有超标的风险。
关键词：副产甲醇，外加碳源，脱氮
Study on the application of nitrogen removal effect of accompanying methanol production as carbon source
Abstract: in this paper, the effect of pH on denitrification was studied by using methanol produced by a chemical plant as a carbon source, and the requirement of 15 mg/L of total nitrogen was explored. The results of the small test showed that the water intake PH was 7 to 8.5, at that time, the total nitrogen removal rate reached more than 50 %, but when the total nitrogen intake reached about 29 mg/L, the total nitrogen outflow had a risk of exceeding the standard.
Key words: secondary production of methanol, plus carbon source, denitrification
Zhang Lele, Liu Bing, Yang Hao, Zhao Xiaofeng, Geng Jiawei
(Jiangsu Fangyang Water Co.,Ltd, Lianyungang 22065,China)
作为细菌代谢的必需物质和能量来源,碳源在污水生物脱氮处理中起着重要的作用,是反硝化反应得以顺利进行的必备条件[1～2]。然外碳源的使用势必会增加污水处理厂的运行费用, 目前对碳源的种类、运行效果及投加量等也有大量的文献报道[3～8]。
盛虹石化产业项目副产甲醇不仅价格低、易获取,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15mg/L时，对进水总氮的要求。
1.材料和方法
1.1实验水样
江苏省某新区污水处理厂主要处理新区内的PTA工业污水，一期工程处理规模5万吨/日，远期处理规模为20万吨/日，采用的工艺流程如图1所示。实验所用废水为此工艺的调节罐出水，COD约80mg/L，进水总氮约13～15mg/L,PH8.5～8.8。
图1：工艺流程图
1.2仪器和材料
实验仪器：小试实验装置，含调节罐、A池、O池、二沉池；
实验材料：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0.5%，乙酸丁酯1.71%，其它0.8%）
1.3实验方法
根据小试调节罐容量，计算进水负荷所需外加碳源的总量[9,10]，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100%，外回流100%，每24h取样检测,测试氨氮、硝态氮及总氮去除效果，持续7天变换一个条件。试验在温度为26 ℃、MLSS为 3033mg/L、MLVSS 为 2023mg/L，A池DO＜0.5mg/L,O池DO＜5mg/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》测定。DO便携式溶氧仪测定，pH便携式pH计测定。
1.5出水执行标准
GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，出水总氮≤15mg/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[11]将进水PH调整在7～8.5是比较理想的。
表1：Ph对脱氮效果的影响
|
指标 |
总氮mg/L |
出水氨氮/硝态氮mg/L |
|||
|
PH |
进水 总氮 |
出水 总氮 |
去除率 % |
出水硝 态氮 |
出水氨氮 |
|
8.72 |
14 |
7 |
50 |
3.84 |
1.76 |
|
7.45 |
15 |
6.84 |
54.4 |
3.86 |
2.88 |
|
7.45 |
14.7 |
6.92 |
52.9 |
4.13 |
2.44 |
|
7.45 |
14.7 |
7.05 |
52 |
5.08 |
1.36 |
|
7.01 |
13.8 |
6.82 |
50.6 |
4.44 |
1.86 |
|
7.01 |
13.8 |
7.3 |
47.1 |
5.31 |
0.28 |
|
7.01 |
13.8 |
7.07 |
48.8 |
5.19 |
0.264 |
2.2进水总氮为 20mg/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20mg/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20.36mg/L时，出水总氮约11.6mg/L,总氮去除率43.02%；这可能是由于进水总氮的突然增加，污泥需要一定的适应期。
表2：副产甲醇对总氮的去除效果
|
出水氨氮/硝态氮mg/L |
||||
|
进水 总氮 |
出水 总氮 |
去除率 % |
出水硝 态氮 |
出水氨氮 |
|
19.5 |
11.9 |
38.97 |
7.79 |
2.98 |
|
18.9 |
11.7 |
38.1 |
9.43 |
0.37 |
|
21.2 |
11.3 |
46.96 |
10.6 |
0.351 |
|
21.2 |
11.5 |
45.75 |
8.83 |
2.08 |
|
21.2 |
13.7 |
35.37 |
9.12 |
2.13 |
|
21.2 |
11.3 |
46.96 |
10.6 |
0.351 |
|
21.3 |
11.3 |
46.95 |
2.85 |
4.0 |
|
19.8 |
11.3 |
42.92 |
6.32 |
4.44 |
|
19.8 |
10.3 |
47.97 |
4.94 |
3.89 |
2.3进水总氮为25mg/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，BOD5/TN=4时，进水总氮约25mg/L时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25.38mg/L时，出水总氮约12.43mg/L,总氮去除率51.02%；
表3：副产甲醇对总氮的去除效果
|
总氮mg/L |
出水氨氮/硝态氮mg/L |
|||
|
进水 总氮 |
出水 总氮 |
去除率 % |
出水硝 态氮 |
出水 氨氮 |
|
25.2 |
12.9 |
48.81 |
9.25 |
0.38 |
|
25.2 |
12.2 |
51.58 |
9.82 |
2.35 |
|
27.7 |
13.3 |
51.98 |
10.55 |
2.73 |
|
27.7 |
14.3 |
48.37 |
12.59 |
1.71 |
|
26.6 |
13.9 |
47.74 |
11.6 |
2.29 |
|
26.6 |
12.99 |
51.16 |
10.1 |
2.89 |
|
24.1 |
10.3 |
57.26 |
8.76 |
1.54 |
|
24.1 |
10.8 |
55.19 |
9.06 |
0.37 |
|
23.3 |
11.2 |
51.93 |
10.9 |
0.3 |
|
23.3 |
12.4 |
46.78 |
12.1 |
0.3 |
（3）进水总氮为30mg/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，探索BOD5/TN=4时，进水总氮约30mg/L时，对总氮的去除效果如表4所示。由表4可见：当进水总氮为29mg/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
