串联BAF技术在化肥企业污水处理的实验研究

摘 要：以某化肥企业总排水为实验用水，在处理量20L/h采用串联曝气生物滤池法加以处理。实验结果表明，当COD负荷0.72kgCOD/m3，氨氮负荷0.5kgNH4+/m3时，COD的总平均去除率为88%，氨氮总去除率为75%。

关键字：化肥厂废水 曝气生物滤池

某化肥企业目前具有年产合成氨24万吨、尿素40万吨、甲醇4万吨的生产规模。其总排废水在对各项治理技术充分考虑后拟选择曝气生物滤池（BAF）技术，在采用此项技术前对公司总排废水进行了实验。

曝气生物滤池（BAF）技术具有处理效率高、占地面积小、基建及运行费用低、管理方便和抗冲击负荷能力强等特点，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氧方面有着较好的应用前景，它充分发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用，实现污染物在同一单元反应器内去除。作为一种全新的污水生物处理技术，曝气生物滤池在城市污水处理及高有机物排放企业已取得成功的应用，并逐渐体现其卓越的功能。

一、装置介绍

处理原水：某化肥企业总排水，用水泵从排水沟抽水，处理水量：20L/h。上下向流曝气生物滤池反应器均用pvc材料加工而成，反应柱高度为400cm，直径30cm，厌氧区高度20cm，石块垫层高度20cm，填料高度250cm，保护高度100cm，填料直径2～4mm。多孔陶粒密度1.012g/mL，比表面积3.69m2/g，堆积密度0.545g/mL。

二、运行参数

1原水水质

三、实验结果与讨论

1 挂膜

首先接种高活性污泥，刚开始每天少量进水，使微生物逐渐适应新的环境，必要时投加白糖等易降解物质，促进微生物的增长发育，以后逐渐增加处理水量，经过20d的挂膜运行，上向流出水COD去除率最高91.6%，平均70.1%。下向流出水COD下降，最大去除率97.5%，平均去除率72.5%，在陶粒填料表面已经形成一层比较均匀的生物膜，从而体现出生物降解有机物的作用。通过显微镜观察，可以发现陶粒表面均匀布满生物膜，呈浅色绒毛状向外伸展，并不是在陶粒表面均匀布满生物膜，而是呈丛簇状，同时出水中也能看到白色絮状物，生物膜中有大量丝状菌、线虫、针虫类及少量轮虫。再一次指证了BAF装置使用的陶粒具有粗糙表面，有发达的微孔结构，利于微生物的繁殖。在试验中还发现氨氮的去除效率明显低于有机物，要达到70%的去除效率需要较长的时间。所以比较有效的措施是直接引入硝化细菌。

2.随着处理时间的延长，出水氨氮进一步下降，这就证实了系统内硝化细菌逐渐成熟并丰富。目前对于低C/N比的废水，要同时大幅度去除COD和氨氮是比较困难的，因为在常规的生物处理中，碳的氧化和氨氮的硝化是分开进行的，即先进行碳的氧化，后在进行硝化，而硝化菌在有机物存在的情况下，不能生存，且硝化菌、亚硝化菌易受各种因素的抑制，如：温度、PH、碱度、NO2-、NO3-、氨氮和游离氨的浓度等。在污水中氨氮的浓度超过40mg/L时将对硝化过程产生抑制。所以如何掌握碳的氧化和硝酸盐的反硝化的平衡，使串联BAF充分利用起来，达到出水回用的目的，还有很多工作需要进行。

3水力负荷与出水COD、氨氮去除的相关性

当水力负荷增加时，出水COD去除率先维持不变，然后缓慢下降，当水力负荷为1.19m/h时，COD去除率比较高，大于80%；当水力负荷大于1.19m/h时，COD去除效率明显下降，为了维持好的处理效果，必须控制进水量。

当水力负荷小于0.85m/h时，氨氮的去除率大于70%，但水力负荷一增加，氨氮的去除率快速降低，其下降幅度快于COD的去除率。因此，要使出水的COD氨氮达标回用，必须优选最佳的水力负荷，此处推荐0.50～0.80m/h。

3.4反应柱高度与COD、氨氮去除率的相关性

对于上下向流串联工艺，随着与上向流进水端距离的增加，氨氮和COD的去除率逐渐增加，分析下图的斜率可以发现在1.4～2.5m处，COD的去除主要集中在这一区域；而氨氮的去除主要集中在离进水段3.0～3.5m处，这表明在反应柱内首先进行的是异养菌作用下的生物降解作用，其次才是自养菌参与的氨氧化反应和硝酸盐、亚硝酸盐反应。积累的基础数据有力的指导了反应器高度、设计好氧/厌氧段的比例等实际作用。

四、结论

（1）结果表明串联BAF能进一步降低废水有机物的浓度，平均总去除率为88%，二级出水COD21.4mg/L。

（2）串联BAF能进一步脱除水中的氨氮，出水氨氮6.44mg/L，去除率为88%。

（3）沿程高度数据表明BAF工艺对有机物的去除速率大于氨氮，对有机物的去除集中在距进水端1.5～3.0m，而对氨氮的去除集中在2.5～3.5m。

（4）随水力负荷的增大，COD和氨氮的去除率下降，尤其是氨氮的去除率下降较快，表明必须对水力负荷加以控制。