1、屠宰废水氨氮超标事件分析研究摘要：山东某食品加工集团公司采用 AAO+MBR 工艺处理屠宰废水。2013 年 4 月起，随着生产规模增加，进水 NH4-N 浓度逐渐升高，至 8 月份生产满负荷后，进水 NH4-N 达到 150mg/L 以上，导致污水处理厂的出水指标严重超标，CODcr 超过 200mg/L，NH4-N 超过 100 mg/L 甚至没有降解。在分析事故原因，采取一定的措施后，终于恢复了正常运转。 关键词：NH4-N 超标； AA0+MBR ； 镜检 中图分类号：G353 文献标识码： A 该屠宰废水处理厂于 4 月初开始出现进水 NH4-N 超标现象，此后化验发现 NH4-N
2、浓度呈上升趋势，在 8 月份随着生产扩大，出现了 NH4-N连续超标现象，且最大值接近 200mg/L，最终导致处理厂出水 NH4-N 严重超标现象甚至高于进水，CODcr 也超过了正常出水要求，且生化池污泥出现了严重的抑制。在经过事故原因调查和分析后，采取相应措施，恢复了处理厂的正常运转。 1、事件回放 处理厂于 4 月初开始出现进水 NH4-N 超标现象，超标 1 倍甚至数倍，该处理厂设计进水 NH3-N 为 30mg/L，而最严重时进水 NH4-N 达到了194.01 mg/L。8 月份随着生产规模的扩大，水量增加了 30%，进水 NH3-N连续超标，且都超过了 100 mg/L，最终导
3、致了处理厂的出水水质不合格，CODcr 出水为 100mg/L 左右、NH3-N 出水最高达到了 149.39mg/L，连续一个星期以上出水超标严重。 NH3-N 具体检测结果如下表： 表 1 进出水 NH3-N 统计表 单位：mg/L 2、事故原因分析和解决方案 2.1 原因分析和结论 针对氨氮超标事宜，从理论上分析，我们认为主要有如下几个影响因素：温度、PH、碱度、DO、停留时间、营养源、微生物性能等1；据此我们要求污水厂检测好氧池内的碱度、DO 值、PH 值等，并准备显微镜进行微生物的观察；通过工艺计算进行脱氮去除的停留时间核算。考虑到事故发生时是夏季高温天气，故温度因素可以忽略。 2.
4、1.1 碱度因素： 8 月 12 日下午取样进行了碱度测定，数值如下： 表 2 进出水碱度统计表 单位：mg/L 分析认为，在硝化反应中，每克氨氮需要消耗 7.14mg 的碱度（以CaCO3 计） ，反硝化反应中，每还原 1mg 硝态氮成氮气，理论上可以回收碱度 3.57mg。根据污水厂生产实践经验，好氧池出水剩余总碱度不小于70mg/L 的运行工况下，生物脱氮的硝化与反硝化能够进行的彻底。检测出水中碱度保持在 600mg/L 以上，而 12 日进水氨氮为 130mg/L，通过计算验证，故认为碱度不是造成本次氨氮进水超负荷冲击且处理出水不达标事故的影响因素。 2.1.2 DO 因素： 因为污水
5、厂缺少 DO 检测数据，设计人员通过观察好氧池污泥颜色，根据好氧池棕褐色的污泥颜色初步判断曝气充氧效果良好，不存在供氧不足的现象；故可以认为 DO 不是造成本次氨氮进水超负荷冲击且处理出水不达标事故的影响因素。 2.1.3 PH 因素： 好氧池内的 PH 在 78 左右，故对氨氮去除不造成影响，故认为 PH不是造成本次氨氮进水超负荷冲击且处理出水不达标事故的影响因素。 2.1.4 反应池容（即水力停留时间）因素： 按照现有水质计算池容，污水厂进水 CODcr 调整为 1000mg/L（设计进水 CDOcr 为 1300 mg/L） ，进水 TKN（氨氮+有机氮）调整为 80mg/L（设计进水
6、TKN 为 68 mg/L） ，总氮调整为 100mg/L（设计进水 TKN 为 80 mg/L） ，出水水质按照原设计不变，如下表： 表 3 进出水水质一览表表 单位：mg/L 经过工艺核算，在进水量为 12000m3/d，污泥浓度保持不变的情况下，缺氧池需要池容为 5872m3，好氧池需要池容为 9871m3；设计缺氧池容积为 1885m3，好氧池为 8000m3。供氧量维持不变。通过复核计算，反应池容（即水力停留时间）是造成本次氨氮进水超负荷冲击且处理出水不达标的事故影响因素之一。 2.1.5 营养源因素： 根据近期数据，进水 CODcr 为 800mg/L，最大氨氮为 150mg/L，
7、计算BOD5=CODcr*0.7=560 mg/L（取 BOD:COD=0.7） ，TKN=150/0.75=200 mg/L（取 NH3-N:TKN=0.75） ；当 BOD5/TKN 小于 42时，硝化、反硝化反应无法完全进行，脱氮不彻底。目前污水处理厂的 BOD5/TKN=2.8,低于正常水平，故碳源严重不足。通过复核计算，营养源（即碳源）不足是造成本次氨氮进水超负荷冲击且处理出水不达标的事故影响因素之一。 2.1.6 微生物性能因素： 因为处理厂缺少对于污泥浓度 MLSS 的日常检测，故只能通过观察污泥外观和检测 SV5、SV30 进行估计。好氧池污泥外观呈土黄色，污泥絮体正常。SV3
8、0 在 50%左右，投加葡萄糖后，SV5 在 93%左右，SV30 达到了70%。考虑到生物量增加对于营养需求的增大，故建议污水厂调整 SV30在 60%左右。 通过分别在好氧池取样，进行微生物显微镜观察。在镜头范围内，观察到好氧池菌胶团松散，微生物数量少，23 个，活性一般。故据此推断，好氧池的微生物在连续进水氨氮超标的情况下，微生物受到了抑制，急需恢复活性和增加数量。 2.1.7 结论 由于缺少连续的水质监测数据，特别是对于生化处理很重要的TN、TKN、DO，我们仅根据现有数据和以往经验进行判断。我们认为目前氨氮超标现象主要是进水有机氮过多造成，在污水运输过程中有机氮经过氨化反应转化成氨氮
9、，造成了氨氮总量严重超出了设计值，而 CODcr降低，故导致氨氮处理效果很差。 2.2 解决方案 为了尽早恢复污水处理厂的正常运行，我们决定采取如下措施： 1）补充碳源，采用工业用葡萄糖作为营养源，投加量为进水 CODcr的 2%，即每天投加 240kg 工业用葡萄糖，2 各系列分别投加 120kg。 2）为降低出水氨氮指标，在出水端适当增加次氯酸钠投加量。 3）每天 3 次取样进行化验，分析数据，并进行微生物镜检； 4）严格控制进水，对各生产车间排水加大监测力度，并要求车间处理必须加强； 2.3 效果 在采取了控制污水源头排放，连续投加葡萄糖等措施后，目前该处理厂的水质基本稳定，出水 COD
10、cr 在 30mg/L，氨氮在 10mg/L，且微生物逐步恢复。氨氮指标变化如下图： 图 1 氨氮对比图单位：mg/L 3、结语 针对此次事件，我们建议污水厂做好如下日常工作： 1）与生产车间加强联系，了解生产车间的生产动态，对于重点车间适当考虑安装在线监测仪器，随时掌握水量水质情况，以及生产工艺是否改进。 2）处理厂必须建立自己的化验分析室，配备专门的化验人员和化验仪器。针对处理厂的来水情况确定化验指标，作为日常生产运行管理的指导依据。 3）生产高峰期要注意控制进水氨氮，不得高于 150mg/L，超过100mg/L 就要采取应对措施。 4） 参考文献： AA0 工艺反硝化生物滤池中氨氮去除的影响因素研究J. 安徽农业科学，2011.39（30）18613-18615. 崔玉川.城市污水处理厂处理设施设计计算M. 第二版.北京：化学工业出版社，2011.6.
