梁 博
（山西晋环科源环境资源科技有限公司，山西 太原 030034）
随着经济社会的快速发展和城市化进程的不断加快，各类工业和生活用水在迅速增加的同时，也导致了工业和生活污水排放量的成倍增加，这些富含氮、磷的污水一旦进入到自然水体内后，会导致水体中的氮、磷元素迅速增加，使水体富氧化程度加剧，爆发严重的水体污染，给生态水环境的治理造成了严重的影响，难以满足“绿色排放”的生产需求。
结合工业用水的净化处理流程，现有的污水净化工艺普通存在着工艺流程长、水体处理能耗高的不足，严重影响了污水处理厂的处理经济性和污水处理效率。本文结合MBR（膜生物反应器）快速发展，提出了一种新的高效脱氮除磷工艺技术，通过多级A/O 耦合MBR（膜生物反应器）工艺技术，实现了对污水的快速净化处理。根据实际研究表明，对COD（化学需氧量）的去除率达到了91.9%，对TN（总氮含量）的去除率达到了85.4%，对TP（总磷含量）的去除率达到了83.2%，显著地提升了污水的处理效率和经济性，对提升水体生态水平，维护水体安全具有十分重要的意义。
结合工业废水的处理需求，为了加快对废水处理的速度，本文提出了一种新的以多级A/O 耦合MBR（膜生物反应器）组合工艺为核心的高效脱氮除磷工艺技术，其整个工艺流程如图1 所示[1]。
由图1 可知，该设备为一体式净化处理装置，主要包括了沉淀池、厌氧池、好氧池、MBR（膜生物反应器）膜池等。在该处理系统中，共包括了4 组A/O（富氧/厌氧）池，容积为5.5 m3，其中，厌氧段容积为2 m3，富氧段的容积为3.5 m3。在厌氧段设置有搅拌设备，当污水完成初沉后，通过进水阀的控制进入到A/O（富氧/厌氧）池中，进水的流量，可以根据实际情况灵活调节，满足反应的可靠性需求[2]。
在工作中系统一般会关闭调节阀5，采用三级工作模式[2]，进水比例按照V（厌氧区）∶V（缺氧区1）∶V（缺氧区2）=0.55∶0.30∶0.15 的比例进水。当采用四级进工作模式时进水比例按照V（厌氧区）∶V（缺氧区1）∶V（缺氧区2）∶V（缺氧区3）=0.50∶0.227∶0.183∶0.09 的比例进水。在进行反应的过程中，系统采用不间断曝气的方式将系统内氧气的溶解量维持在3 mg/L，在曝气的过程中还需要保证反应容器内的污泥不下降[3]。
当沉淀池对废水进行初步分离后，沉淀池内的污泥回流到厌氧段，回流比例按100%，上层的浮液进入到膜池中，通过加压过滤的方式获取洁净水，膜池中的过滤膜采用间歇式曝气[4]的方式对膜组件进行振荡吹扫，实现对过滤膜的定期清洁，提高使用寿命和对污水过滤的经济性。
为了对该系统的实际应用情况进行分析，以工业污水为净化对象，按多点进水四级净化过滤模式[5]进行污水过滤，对其过滤效果的评价主要从对COD（化学需氧量）的去除效果、对氮化物的去除效果及对TN和TP 的去除效果4 个方面进行评价[6]，具体数据对比分析结果汇总如下。
2.1 COD 的去除效果分析
对系统净化前后水体中的COD（化学需氧量）进行测试[7]，并对不同时间范围内的数据进行汇总，结果如图2 所示。
图2 不同情况下COD 变化曲线
由实际监测结果可知，在进水口处测得的水中COD（化学需氧量）在68.4 mg/L～826.4 mg/L 范围内变化，平均为263.6 mg/L，出水口处水中COD（化学需氧量）的平均值约为21.4 mg/L，对COD（化学需氧量）的去除率达到了91.9%。净化后的水中COD（化学需氧量）的含量满足地表水环境质量规定的Ⅳ类水体排放要求[8]，由此表明了该净化水处理工艺具有稳定性。
2.2 氮化物去除效果分析
污水中的氮化物主要是指NH3-N，对污水净化过程中NH3-N 浓度的变化情况进行分析，结果如图3所示。
图3 NH3-N 浓度变化情况示意图
进水口位置NH3-N 的质量浓度在4.2 mg/L～31.4 mg/L 之间变化，平均为18.1mg/L，而在出水口处采样，水中NH3-N的平均质量浓度降低到了0.45 mg/L，去除率达到了97.5%。对氮化物的去除效果显著，能够确保氮化物在不同浓度情况下的过滤效果。这主要是由于采用了多级净化过滤方案[9]，实现了对系统中微生物的高效截留。
2.3 TN 去除效果分析
利用测试仪对进水口和出水口处的TN（总氮）质量浓度进行测试，不同时间下的TN（总氮含量）质量浓度变化如图4 所示。
由图4 可知，进水口处TN（总氮含量）的质量浓度在10.8 mg/L～52.4 mg/L 之间变化，其平均质量浓度约为28.3 mg/L，采用新的高效脱氮除磷工艺后，其出口处的平均质量浓度约为4.12 mg/L，对TN（总氮含量）的去除率达到了85.4%，具有显著的去除效果。
图4 溶液中TN 质量浓度变化曲线图
2.4 TP 去除效果分析
对系统净化前后水体中的TP（总磷含量）含量进行测试，并对不同时间范围内的含量数据进行汇总、制图，结果如图5 所示。
图5 溶液中TP 质量浓度变化曲线图
由实际的监测结果分析可知，进水口位置TP（总磷）的质量浓度在1.2 mg/L～7.4 mg/L 之间变化，平均质量浓度为3.1 mg/L，而在出水口处采样，水中TP（总磷）的平均质量浓度降低到了0.52 mg/L，对TP（总磷）的去除率达到了83.2%。对TP（总磷）的去除效果显著，能够确保氮化物在不同浓度情况下的过滤效果，满足了地表水环境质量规定的Ⅳ类水体排放要求。
为了解决目前工业污水净化时脱氮除磷效率低下、经济性差的不足，提出了一种新的高效脱氮除磷工艺技术，通过多级A/O 耦合MBR（膜生物反应器）工艺技术，实现了对污水的快速净化处理，根据实际应用表明：
1）多级A/O 耦合MBR（膜生物反应器）组合工艺，所用设备为一体式的净化处理装置，主要包括了沉淀池、厌氧池、好氧池、MBR（膜生物反应器）膜池等；
2）过滤膜采用间歇式曝气的方式对膜组件进行振荡吹扫，实现对过滤膜的定期清洁，提高使用寿命和对污水过滤的经济性。
3）该工艺技术，对COD（化学需氧量）的去除率达到了91.9%，对TN（总氮）的去除率达到了85.4%，对TP（总磷）的去除率达到了83.2%。
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