AO工艺法处理化工高COD高总氮污水生产实践

马建

摘要：化工的废水对环境危害大、成分复杂，企业一方面要选择恰当的处理工艺，另一方面也要注意从多角度、多方面考虑，在生产的源头上控制减少污物。同时，提高废水处理率，增强环境保护意识，肩负起造福人民、保护环境、和谐发展的使命与职责。本文对AO工艺法处理化工高COD高总氮污水生产实践进行分析，以供参考。

关键词：AO工艺法；高COD；高总氮

引言

高总氮废水具有水质水量波动大、难降解有机物浓度高、总氮含量高、毒性大等特性，对该类废水的处理已受到国内外研究人员的广泛关注。难降解有机物最为突出的特点是其可生化性较差，B/C<0.2。在传统脱氮工艺中，其不仅不能直接作为碳源被利用，还难以降解去除。

1概述

在制革行业中，因在加工过程中使用材料大多为植物鞣剂、蛋白酶、铬鞣剂等，有机含铬废水具有高化学需氧量（COD）、氨氮的特点。一般制革综合废水中COD为2000~4000mg/L、NH3-N为200~400mg/L。传统的A/O工艺在处理制革废水过程中存在水解酸化不彻底[4]、污泥量大、出水氨氮不稳定等问题。在实验室条件下，基于单一菌株的生物强化通常在去除特定污染物方面非常有效。研究表明，将菌株Burkholderiapickettii投加在处理制革废水的厌氧-缺氧-好氧工艺中，3段的COD去除率分别达25%、16%、59%。使用一种从天然土壤中富集的新型微生物复合菌剂(BM-S-1)用于处理韩国皮革制造业废水，COD、TN和TP的去除效率分别大于91％、79％和90％；缓冲罐（B），一次曝气（PA），二次曝气（SA）和污泥消化罐（SD）中的分别显现优势种变形杆菌，硬毛菌，拟杆菌，浮游菌和嗜热球菌。但是在规模化工程应用条件下，外加菌剂往往与生物处理系统中的土著菌在种间竞争中呈现群落和代谢功能衰退的现象，从而导致生物强化的效果不好，或为达到效果大量接种导致施用成本高。因此必须通过改善菌剂强化方式和运行参数来达到高效低投入的目的。目前仍缺少在规模化生产中进行工艺嵌入式的菌剂强化效果研究，特别是菌剂不同强化方式，如活化方式和投加方式对处理效果的研究；菌剂投加后处理系统中微生物群落演替及代谢功能变化的系统评估几乎是空白。而这些问题的研究对于菌剂生物强化工业水污染控制的高效精准化、技术实施的低成本化和推广具有重要意义。

2菌剂微生物多样性分析

以菌剂干粉为对照，取样编号为A；菌剂在营养液内进行多级活化强化后投加入好氧池，取第六天好氧池样品编号为B；菌剂在清水中进行多级活化后投加入好氧池，取样品编号为C；经干粉菌剂直接投加后活性污泥混合水样，取样品编号为D。将活化后的样品取样放入50mL离心管内，设定离心转速为5000r/min，离心时间为10min，离心温度为4℃的条件进行高速离心处理。离心结束后，去掉离心管内上层清液，获得不同强化方式下的活性污泥样品进行微生物群落结构分析。

3合理分配碳源

传统AO工艺中，硝化液自好氧区回流至缺氧区作用有二：一是将好氧区内氨氮硝化产生的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和未被氧化的有机物碳源回流至缺氧区，进一步脱氮的同时也为反硝化反应补充碳源，可提高原水碳源利用率；二是降低好氧区COD负荷，减少曝气能耗。过高或过低的内回流比都不能实现系统优化。回流比过高，会导致缺氧区硝酸盐氮、亚硝酸盐氮负荷增加，且硝化液带有溶解氧，使缺氧区发生基质竞争，减弱反硝化菌的脱氮效果，回流能耗增加。回流比过低，则会导致出水硝酸盐氮浓度升高，TN去除率下降；有机物在好氧区被大量氧化，曝气能耗增加；缺氧区有机物碳源不足，外加碳源，处理成本提高。设计采用多段进水两级AO工艺处理污水，研究表明，最佳回流方式为两段式回流，最佳回流比分别为50%、150%。不同回流比对AO系统性能的影响，认为回流比为150%时性能最佳。在多级AO工艺中，除了单级内回流方式，还有各级之间的交叉内回流方式等。将二级好氧池硝化液回流至一级缺氧池，回流比为200%，在此条件下，氨氮、TN和COD去除率最高分别为99.96%、61.46%和85.85%。结果表明，相比于单级回流方式，各级间交叉回流方式不仅对出水水质没有明显提高，总氮处理效果也不佳，故对于多级AO工艺仍应采用传统单级回流方式。

4醇酮废水的性质

醇酮废水的产生是在环己烷加氢氧化生成环己醇/酮混合物的过程中及环己醇/酮混合物氧化生成己二酸的过程中产生的一种化工废水。该种废水的特点是pH低、含有硝酸成分、COD值高(COD在10000mg/L至50000mg/L之间，平均值在30000mg/L左右)，属于高浓度有机废水。具体见表1所示。

5传统的处理方法与A/O生化工艺法处理高

COD高总氮的优缺点

传统的处理方法是采用焚烧法在高温下(1200℃)将此种高浓度有机废水分解为二氧化碳和水，以达到无害化处理的目的。传统处理方法存在着能耗高、烟气产生二次污染、焚烧炉运行控制复杂、焚烧过程中的安全性要求较高等弊端。采用A/O生化工艺法替代焚烧方法处理高COD高总氮废水，有操作安全、控制简单、能耗较低、对污水中碳源利用率高的优点。

6生产实践应用

6.1废水C/N比对装置出水COD、TN的影响

取2020年该装置连续14天运行数据与C/N比进行比较，可以看出，在装置适量投加醇酮废水(该种醇酮废水的COD在10000mg/L～50000mg/L之间)，调整C/N比，当C/N比在5附近时，装置曝气池进水COD，TN值在工艺参数范围内时，装置出水COD，TN值有所上升，但总体影响不大。

6.2醇酮废水投加量与320装置好氧池的污泥指数变化比较

在向装置好氧池加入醇酮废液后，好氧池溶SVI值较高，说明醇酮废水对装置的活性污泥有一定的影响，过多的有机物粘附在活性污泥表面，造成SVI值升高，但并未对装置的稳定运行造成较大影响。

7A/O生化工艺法处理高COD高总氮废水的机理探讨

微生物对众多的有机酸都可以通过有氧途径降解，其中最基本最典型的有机酸彻底降解就是丙酮酸氧化反应进入三羧酸循环的有氧降解途径。三羧酸循环的反应主要是通过能够进行三羧酸循环的酶的作用来进行的，不同菌种的三羧酸循环酶的活性各不相同，其中醋酸杆菌的三羧酸循环酶的活性较强。其他小分子有机酸或大分子或高分子有机酸是否可以通过微生物厌氧呼吸、有氧呼吸彻底降解?从许多科学实验和大量工业有机污水处理实践来看，答案是肯定的。但大分子或高分子有机酸降解所经历程比较多样而复杂。最终都到达简单的羧酸化合物或羟基酸化合物或羰基酸化合物而进入三羧酸循环。

结束语

展开化工废水处理工作，不仅能够保护生态环境，还能提高资源的利用效率，促使化工行业与社会经济保持可持续发展。在今后的发展中，需要高度重视化工废水处理研究工作，使用高效的化工废水处理技术，保护生态环境，可以通过物理方法、化学方法、生物法、物理化学法等，降解、去除、净化废水中的有毒有害物质。

参考文献

[1]王延萍.Bardenpho工艺与多级AO工艺对比分析[J].天津建设科技,2019,29(06):41-43.

[2]朱兆亮,多级AO工艺在印染废水处理提标改造中的应用及其启动运行问题[J].净水技术,2019,38(12):31-35.

[3]梁浩.混凝沉淀+A/O工艺处理水产品加工废水的试验研究[D].青岛理工大学,2018.

[4]戴仲怡,曝气缺氧/多级AO工艺用于大型污水厂提标改造[J].中国给水排水,2018,35(18):50-54.