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A-BAF工艺与磷酸铵镁沉淀法协同处理低C∕N污水的实验研究

文档作者：郭兴宇1 王金海2 文档来源： 1．青岛市公路规划设计院有限公司 2．中国市政工程西北设计研究院有限公司山东分公司		点击数：	更新时间： 2024年02月27日
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2017年第9期(总第144期)
红源占子钍
ENERGY AND ENERGY CONSERVATl0N 2017年9月
A—BAF工艺与磷酸铵镁沉淀法协同处理低C／Ⅳ污水的
实验研究
郭兴宇1，王金海2
(1．青岛市公路规划设计院有限公司，山东青岛266041；2．中国市政工程西北设计研究院有限公司山东分公司，山东青岛266041)
摘要： 以工业园区污水处理厂初沉池出水为原水，研究了磷酸铵镁沉淀法与一体式A—BAF-工-艺协同作用的可行性。
结果表明：出水COD、SS、NH3一N、TN、7rP指标同时满足GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A出水
标准，是一种可持续污水处理工艺，有较好的应用前景。
关键词：A—BAF；磷酸铵镁沉淀法；低C／N污水；脱氮除磷
中图分类号：X703 文献标识码： A 文章编号： 2095—0802一(2017)09—0120—04
Experimental Study on Treatment of Low C／N Wastewater by A—BAF Process and Magnesium
Ammoniam Phosphate Precipitation Method
GU0 Xingyul。WANG Jinhai2
(1．Qingdao Traffic Planning and Design Institute Co．，Ltd．，Qingdao 266041，Shandong，China；2．CSCEC AECOM Consultants
Co．，Ltd．，Qingdao 266041，Shandong，China)
Abstract：The feasibility of the interaction between magnesium phosphate precipitation method and integrated A—BAF process
was studied by using the effluent from the primary sedimentation tank of the sewage treatment plant in the industrial park．The
results showed that the effluent COD，SS，NH3一N，TN，TP indicators could meet the first grade A standard of GB 1 89 1 8—2002
Discharge Standard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plant，is a kind of sustainable wastewater treatment techn—
ology，and has a good application prospect．
Key words：A—BAF；Magnesium ammonium phosphate precipitation；low C／N wastewater；nitrogen and phosphorus removal
0引言
人为造成水体富营养化的主因在于生活污水和工
农业废水的排放，这些污、废水中含有丰富的N、P物
质。通常情况下，城镇污水(包含生活污水和工业废
水)需经过污水处理厂处理达标后方可排入地面水体，
这里所涉及的排放标准采用GB 18918--2002城镇污
水处理厂污染物排放标准中的一级A标准，该标准要
求处理后出水中的N、P浓度为：TN(总氮)浓度≤15
mg／L，NH，一N浓度≤5 mg／L，TP(总磷)浓度≤0．5
mg／L。然而，很多已建污水处理厂的N、P去除效率相
对较低，需在原有处理工艺的基础上进行升级改造，
以期达到一级A标准要求。
污水处理厂升级改造的工艺选择问题相对复杂，
至少要考虑三个问题：尽量利用原有构筑物，投资少；
工艺运行可靠，灵活性强；处理效率高，能耗低。此
外，在升级改造中遇到的主要水质问题是碳源不足，
即污水中COD(化学需氧量)与TN的浓度比值(C／N)
较低，这会对生物脱氮除磷系统中反硝化菌和聚磷菌
的生长增殖造成不利影响【”。因此，合理选择升级改造
工艺，使其适应相应的基础环境和原水条件，对于改
收稿日期：2017—07—03
第一作者简介：郭兴宇，1984年生，男，山西太原人，2010年毕业
于太原理工大学环境工程专业，工程师。
·120·
造成功与否发挥着至关重要的作用。
针对A工业园区的污水处理厂提出升级改造方案，
该污水厂主体工艺采用一体式缺氧活性污泥一曝气生
物滤池(Anoxic Activated Sludge—Biological Aerated Fil—
ter，简称A—BAF)。在实际运行过程中，一体式A—BAF
反应器不能为微生物提供严格厌氧与好氧相交替的生
长环境，难以培养出生物除磷所必需的聚磷细菌，导致
生物除磷效率较低，出水TP无法达标；同时，污水厂
原水C／N偏低，令反硝化过程的脱氮效率受限，导致
出水TN亦无法达标。根据上述情况，具体改造方案确
定为在原有主体工艺的基础上，增设化学沉淀工序，
即A—BAF与磷酸铵镁沉淀法协同处理低C／N污水，该
方案具有原物利用率高、投资省、运行管理方便等优
点。利用实验室小试确定沉淀剂的最佳投加工况，并
考察各项水污染物指标的达标状况，包括COD、SS
(悬浮固体)、NH3一N、TN和TP。
1材料与方法
1．1原水水质与接种污泥
将A工业园区污水处理厂的初沉池出水作为原水，
水质情况见表1。实验用接种污泥取自太原市北郊污水
处理厂。
1．2试验装置及运行
一体式A—BAF反应器为圆柱形的有机玻璃容器，
万方数据
2017年第9期郭兴宇，等：A—BAF工艺与磷酸铵镁沉淀法协同处理低C／N污水的实验研究2017年9月
表1原水水质
COD NH，N TN P0舟TP SS M矿指标pH
mg／L mg／L mg／L mg／L mdL mg／L m∥L
最大值133 41．4 54．8 2．63 3．92 146 41．1 7．8
最小值100 29．1 39．5 1．81 2．69 75 25．7 7．6
平均值120 37．2 49．6 2．16 3．19 122 36．1 7．7
总有效容积为7．5 L，分为上、下两部分，上部为硝化
区(BAF区，5 L)，下部为反硝化区(A区，2．5 L)，
中部设有均匀布水器，将A区的游离反硝化菌群和
BAF区的固着硝化菌群隔离开来，以保证各自菌群更
为有效地发挥作用。在硝化区内装有悬挂式组合填料，
单元填料直径为150 mm，组装间距取80 mm，区内填
料的比表面积达60 m2／m3。反应器构型见图1。
100 113m
卜——_斗
排空口进水口
图1一体式A—BAF反应器构型
原水与硝化区出水按一定比例混合并加入定量沉
淀剂，经A—BAF反应器底部进水口流人，混合液首先
到达A区进行反硝化过程，该过程结束后有机物负荷
降至最低；然后通过中部均匀布水器到达BAF区，该
区装有组合填料，在加快硝化细菌富集的同时能发挥
生物滤池的作用，进一步去除残留的悬浮有机物。
1．3运行参数
一体式A—BAF反应器处理A园区污水所采用的运
行参数见表2。
1．4分析方法
分析方法均参照文献[21。COD采用CTL一12型快速
测定仪；NH厂N采用纳氏试剂光度法；TN采用碱性
KES：O。消解紫外分光光度法；P043-p、TP采用钼锑抗分
光光度法；SS采用重量法；M矿采用乙二胺四乙酸
(EDTA)络合滴定法；DO采用便携式溶解氧仪法；pH
表2运行参数
参数单位数值
进水流量Q m 2．5
气水比5：1
硝化液回流比200％
BAF区HRT(水力停留时间) h 2
A区HRT h 1
BAF区pH 7．0～8．0
A区pH 7．0～7．5
BAF区DO(溶解氧) mg／L 5
A区D0 m94L <0．5
采用PHS一3型pH计。
2结果与讨论
2．1沉淀剂筛选
采用烧杯实验进行沉淀剂的筛选，实验条件为pH
9．5、反应温度30℃、反应时间30 min、Mg浓度：P浓
度：N浓度=1：1：1，选用多种沉淀剂组合(磷酸盐+镁
盐)处理原水，通过残氮量、残磷量比对，优选出合
适的沉淀药剂，比对结果见表3。
表3不同沉淀剂组合的脱氮除磷效果毫克每升
试验号沉淀剂种类残氮量残磷量
1 Na2HP04‘12H20+MgCl2。6H20 6．29 10．3
2 NazHP04‘12H20+MgS04 9．35 19．6
3 Na2HP04‘12H20+MgO 17．4 36．2
4 NaH2P04‘12H20+MgCl2"6H20 13．5 29．5
5 NaH2P04‘12H20+MgS04 18．2 28．3
6 NaH2P04’12H20+MgO 2l-2 43．4
由表3可知，第一组沉淀剂组合(Na2HPO。·12H：O+
MgCl2"6H：0)对N、P的去除效果最好，残氮量和残磷
量均为最低，究其原因主要是：MgO是固体物质，溶
解度较小，极难溶于水，MgO在沉淀发生时并没有完
全开始溶解，反应过程中生成的MgNH4PO。·6H：O沉淀
会沉积于MgO的表面，使一部分MgO不能参与沉淀反
应，从而导致NH4+-N的去除率降低；另外，要电离出
等物质的量的P043-，NaH2P04·12H20要比Na2HP04·
12H：0困难，且电离出的H+也较多，不利于沉淀反应
的进行。
2．2沉淀剂投加方式
在上述烧杯实验条件下，将沉淀剂以不同方式加
入烧杯，考察原水处理的效果，所得试验结果见图2。
以“Na2HPO。·12H20+MgCl2·6H20，缓慢加入，同时调
节pH值”的方式(4号)投加时，N和P的残留量最少；
以“MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，缓慢加入，再调节
pH值”的方式(1号)投加时，N和P残留量最多。
实验中影响脱氮除磷效果的三种情况包括：a)磷
酸盐和镁盐的投加顺序；b)沉淀剂的投加速度；c)pH
·121．
万方数据
2017年第9期纷；夏与下钍
值调节方式。究其原因主要为：a)先投加镁盐时，由
于磷酸盐的溶解速率较慢而来不及将磷酸根解离完全，
就会降低对磷酸盐的利用率，减少MgNH,P04"6H：0沉
淀的生成，影响脱氮除磷效果；b)沉淀剂一次性快速
加入时会造成“局部过浓现象”，根据晶体学理论[31，
由于局部过浓现象，使该部分溶液的相对过饱和度变
得很大，导致产生严重的均相成核作用，形成大量晶
核，以致于获得颗粒较小、纯度差的沉淀；c)沉淀法
需在碱性条件下，反应过程中pH值的大小会影响到
NH，一N和磷酸盐沉淀的存在形式，进而影响脱氮除磷
效果，如以“MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，缓慢加入，
再调节pH值”的方式投加时，溶液pH值会随着沉淀
剂的投加从9．5降至5．5，此时就会有磷酸盐沉淀的另
一种存在形式Mg(H2P04)2生成，从而影响MgNH舭PO。·
6H20沉淀的生成。
，
■
b
邑
鼬
枯
，
瘕
《
试验号
+残氮量+残磷量
l号，MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，缓慢加入，再调节pH值；2号．MgCl2·
6H20+Na2HP04·12H20，缓慢加入，同时调节pH值；3号．NazHP04·12H20
+MgCl2·6H20，缓慢加入，再调节pH值；4号．Na2HP04·12H20+MgCl2·
6H20，缓慢加入，同时调节pH值；5号．MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，快
速加入，再调节pH值；6号．MgCl2·6H20+Na2HP04·12H20，快速加入，同
时调节pH值；7号．Na2HP04·12H20+MgCl2"6H20，快速加入，再调节pH
值；8号．Na2HPO。·12H20+MgCl2·6H20，快速加入，同时调节pH值
图2沉淀剂不同投加方式的脱氮除磷效果
2．3 COD去除效果
本实验COD去除效果的变化规律见图3。从图3
中可看出，进水COD浓度范围为100 mg／L一133 mg／L，
投加沉淀剂后，COD平均去除率达89．73％，出水COD
浓度范围在10 mg／L～14 mg／L，平均浓度为12 H,g／L，
低于GB 18918--2002城镇污水处理厂污染物排放标准
一级A标准，投加沉淀剂前后的出水COD浓度变化不
大。这表明沉淀剂Na2HP04·12H20+MgCl2·6H20的投加
不会对该系统有机物处理能力造成负面影响。
2．4 SS去除效果
本实验SS去除效果的变化规律见图4。从图4中
可看出，进水SS浓度范围为75 mgL～146 mg／L，投
加沉淀剂后，SS平均去除率为92．50％，略低于投加沉
淀剂前的平均去除率93．29％，但出水SS浓度仍<10
mg／L，满足GB 1 891 8--2002城镇污水处理厂污染物排
放标准一级A标准。这可能是由于发生MgNH4PO。·
·122·
60
40
20
OO
80
60
40
20
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920
运行时间／d
+进水浓度+出水浓度+去除率
图3 COD去除效果变化规律
戮
||萎
∥
6H20沉淀反应后，有极少量的沉淀物因未随污泥及时
排出而残留于A段，造成出水中SS浓度有所升高。
180
160
140
120
100
80
60
40
20
O
运行时间／d
一进水浓度一出水浓度一去除率
图4 SS去除效果变化规律
2．5 NH3一N去除效果
本实验NH。一N去除效果的变化规律见图5。从图5
中可看出，进水NH，一N浓度范围为29．1 mg／L。41．4
mg／L，投加沉淀剂后，出水NH，一N浓度稳定在0．40
mg／L～1．15 mg／L范围内，满足GB 18918--2002城镇
污水处理厂污染物排放标准一级A标准；投加沉淀剂
后，系统对NH，一N的平均去除率达97．98％，明显高于
投加沉淀剂前的96．47％。分析原因主要为：水中NH，一N
在进入A区初期，就与Na2HP04·12H20+MgCl2发生了
MgNH,4P04"6H20沉淀反应，经过A区后NH，一N浓度已
有所降低。
l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ll 12 13 14 15 16 17 18 1920
运行时间／d
+进水浓度,-411--出水浓度—·一去除率
图5 NH3-N去除效果变化规律
100
99
98 z
97乒
96苎
95灿
94罨
93搬
器豪
90
2．6 TN去除效果
本实验TN去除效果的变化规律见图6。从图6中
可看出，迸水TN浓度范围为39．5 mg／L～54．8 mg／L，
万方数据
2017年第9期郭兴宇，等：A—BAF工艺与磷酸铵镁沉淀法协同处理低C／N污水的实验研究2017年9月
投加沉淀剂后，出水TN浓度在9．99 mg／L。14．9 mg／L
范围内，满足GB 18918--2002城镇污水处理厂污染物
排放标准一级A标准；投加沉淀剂后，TN平均去除
率达78％，高出投加沉淀剂前的去除率约20％。对于
TN去除率的提高，主要归功于MgNH4PO。·6H：O沉淀反
应，其反应速率较生化反应速率要大得多，使得水中
TN刚进入A区时就已因一部分NH3一N发生沉淀反应
而有所降低，从而使C／N比得以提高，保证了反硝化
反应的高效进行[4]。此外，在A区中微生物自身增殖的
同化作用、反硝化作用、氨化作用和硝化液回流的稀
释作用及发生在BAF区的同步硝化和反硝化作用，均
对TN的去除有一定的贡献。
70
60
50
40
30
20
10
0
运行时间^l
+进水浓度—·-出水浓度+去除率
图6 TN去除效果变化规律
JOO
95
90 、
85主
80灿
75秀
70撼
65蕊
60～
55
50
2．7 TP去除效果
本实验TP去除效果的变化规律见图7。从图7中
可看出，进水TP浓度范围为2．69 mg／L一3．92 mg／L，
投加沉淀剂后，出水TP浓度小于0．5 mg／L，已达到
GB 18918--2002城镇污水处理厂污染物排放标准一
投加沉淀剂前i 投加沉淀剂后．
Ⅵ／V {
l 2 3 4 5 6 7 8 9 lO 11 12 13 14 15 16 17 1 8 19 20
运行时间／(1
一进水浓度+出水浓度一去除率
图7 TP去除效果变化规律
穹
蜘
褥
糖
豪
级A标准；投加沉淀剂后，TP平均去除率为86．71％，
较投加沉淀剂前的去除效果要好，这主要归功于A区
的磷酸铵镁沉淀反应、微生物增殖的同化作用、硝化
液回流的稀释作用及BAF区的微生物同化作用。
3结语
针对单纯的生物处理工艺未使TN、TP达到GB
18918--2002国家城镇污水处理厂污染物排放标准一
级A标准的问题，研究用磷酸铵镁沉淀法协同一体式
A—BAF工艺处理了污水厂初沉池出水，考察了磷酸铵
镁沉淀法与一体式A—BAF反应器协同作用的可行性。
a)研究用磷酸铵镁沉淀法处理了污水厂初沉池出
水，筛选了沉淀剂，确定了沉淀剂的投加方式和顺序，
得出以下结论：(a)磷酸铵镁沉淀法中，沉淀药剂是镁盐
和磷酸盐，镁盐可用MgCl2·6H20、MgO、MgSO。等，磷
酸盐选用Na2HP04·12H20和NaH2P04·12H20。在相同的
反应条件下，沉淀剂组合Na2HPO。·12H20+MgCl：·6H：O
对NH，一N去除的效果最好，去除率可达到83．12％，残
磷量也最低；(b)沉淀剂最佳投加顺序和方式为：
Na2HPO。·12H：O—MgCl2，缓慢加入，同时调节pH值；
b)在一体式A—BAF反应器中投加了Na2HPO。·
12H20和MgCl：·6H：O，将化学沉淀法与生物处理同步
进行，考察了磷酸铵镁沉淀法与一体式A—BAF工艺协
同作用的可行性，结果表明：(a)沉淀剂的最佳投加点为
反应器的A段(反硝化区)；(b)Na2HPO。·12H：0和MgCl：·
6H20的投加量分别为2．27 g、1．78 g；(c)一体式A—BAF
反应器稳定运行期间，出水COD、SS、NH，一N、TN、
TP指标同时满足GB 18918--2002国家城镇污水处理
厂污染物排放标准一级A出水标准，达到了预期的研
究目的。
参考文献：
[1]李亚新，岳秀萍．厌氧序批式反应器(AsBR)的六大优点[J]．中
国给水排水，2008，24(4)：72-75．
[2] 国家环境保护总局．水和废水监测分析方法[M]．第4版．北
京：中国环境科学出版社，2002．
[3]陈连龙，魏瑞霞，陈金龙．化学沉淀法去除煤气废水中氨氮的
研究[J]．化工环保，2004，24(5)：313—316．
[4]王岩，彭凯，王克科磷酸铵镁沉淀法回收猪场废水中氮
磷的中试研究[J]．郑州大学学报，2013，34(4)：81—84．
(责任编辑：高志凤)
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鬻能源知识格
涤恭恭芥带恭搿
能源管理体系
能源管理体系(energy management system)是从体
系的全过程出发，遵循系统管理原理，通过实施一套完
整的标准、规范，在组织内建立起一个完整有效的、形
成文件的能源管理体系，注重建立和实施过程的控制，
使组织的活动、过程及其要素不断优化，通过例行节能
监测、能源审计、能效对标、内部审核、组织能耗计量与
测试、组织能量平衡统计、管理评审、自我评价、节能技
改、节能考核等措施，不断提高能源管理体系持续改进
的有效性，实现能源管理方针和承诺并达到预期的能
源消耗或使用目标。中国实施的GB／T 23331—2009能
源管理体系要求标准的总要求：组织应建立并实施能
源管理体系，以降低能耗、提高能源利用效率，能源管
理体系应覆盖组织与能源管理有关内部过程和外包过
程。其管理职责：包括管理承诺、能源方针、作用、职责
和权限等方面的要求。
·123·

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