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摘要：文章主要分析了蓝湿皮加工手套皮废水中氨氮浓度的变化特征，探讨了 “MBR-RO-MVR”工艺对蓝湿皮革废水中氨氮的去除规律及处理效果。结果表明，7、8份月排放的蓝湿皮革废水中氨氮浓度波动幅度较大，因此在工艺预处理中通过加水稀释使处于高峰期的氨氮浓度降低并处于稳定状态，防止生化系统崩溃。通过该工艺处理后，氨氮的去除率最终达到90%以上，出水浓度稳定在7 mg/L左右，符合《再生水作工业用水水源的水质标准》（GBT 19923-2005）要求，表明该工艺对蓝湿皮革废水具有良好的脱氮效果。
Abstract：Concentration change characteristics of ammonia nitrogen of wastewater discharged from the Wet-Blue Leather Processing Plant in July and August was analyzed. The ammonia nitrogen removal effect of wastewater by “Membrane Bioreactor（MBR）- Reverse Osmosis（RO）- Mechanical Vapor Recompression（MVR）” process was researched in Gaozhou Wastewater Treatment Plant. The results show that the ammonia-nitrogen concentration in the wastewater released in July and August fluctuated widely，which was reduced by the addition of water to prevent the biochemical system from collapsing. The removal rate of ammonia nitrogen was eventually above 90% with effluent concentration about 7 mg/L by the integrated process，which is in accordance with the requirements of the <Water Quality Standard for Industrial Water Source >（GBT 19923-2005），which indicates that the integrated process show excellent denitrification effect on wet-blue leather gloves processing wastewater.
在利用蓝湿皮加工手套的过程中所产生的废水污染物成分简单，浓度低，废水较易处理，主要超标污染因子为COD、BOD、SS、氨氮，水质略呈酸性（pH=5），为较易生化处理的水质。高州市蓝湿皮加工手套皮厂采用“MBR – RO – MVR”工艺处理蓝湿皮制革废水，工程设计日处理量为26 m3，水质监测指标主要包括COD、氨氮、pH、盐分，出水水质满足《再生水作工业用水水源的水质标准》（GBT 19923-2005）要求。本文分析了7月份和8月份蓝湿皮加工手套废水中氨氮的排放特征，探讨了生化处理系统中各单体氨氮浓度的变化规律、去除机制及处理效果，并分析了去除氨氮的主要影响因素。本研究有助于更好地分析“MBR – RO – MVR”新型组合工艺对蓝湿皮加工手套皮废水的脱氮效果，且可为蓝湿皮加工手套皮厂废水处理运行管理措施的制定提供参考。
1 蓝湿皮手套加工废水水质概述
以瞬时排水为主，排水量时变化系数比较大，污染物主要以皮碎为主，主要超标污染因子是COD、BOD、SS、氨氮，水质略呈酸性（PH=5）。蓝湿皮加工手套生产废水水质和水量波动很大，高峰水量是平均水量的3-5倍，高负荷废水水质排放是平均负荷的20-30倍，所以蓝皮生产手套废水处理需要足够大的调节池均质均量，调节池内应设置搅拌，以确保水质均衡。
2 蓝湿皮加工手套皮废水处理工艺设计概况
2.1 工艺流程及特点
蓝湿皮加工手套生产废水一般污染物成分简单，色度不高，总体上讲是一种较好生化的有机废水，针对该类废水，高州市蓝湿皮加工手套皮厂废水处理主要采用“物化法+生化法+MBR膜处理相结合的工艺”，可达到理想的处理效果，生物法主要是对有机物、氨氮等的去除。为了解决盐分累计，实现零排放的目的，增加了后续除盐工艺，反渗透系统（RO）+蒸发器工艺（MVR）。采用工艺如下：
生化池包括厌氧池、缺氧池、好氧池，通过生化作用，可去除大部分有机污染物及NH3-N，生化池中的停留时间为26.0 h；MBR膜池的设计通量为15 L/m2·h，MBR膜装置为PVDF；RO系统的膜芯为（BW30FR-400/34i），MVR蒸发设备的处理量为5 t/d。设计处理水量为26 m3/d，进水和出水水质满足《再生水工业用水水源的水质标准》（GBT 19923-2005）要求，进出水水质如表1所示。
4 结果与讨论
4.1 NH3-N排放特征分析
图2为7、8月原污水中NH3-N的浓度变化图。从图中可以观察到，NH3-N的浓度变化波动较大。从7月1日-16日，氨氮浓度在50~110 mg/L之间，此间氨氮浓度处于排放高峰期。从7月17日-8月11日，氨氮的排放浓度稳定在50 mg/L左右，而在8月12日-25日之间，氨氮的排放浓度恢复至排放高峰期。
当废水中氨氮过量时，会导致废水中的营养失衡，微生物生长代谢失调，严重时出现微生物氨氮激素中毒，导致生化处理阶段中断，使得出水不达标，同时废水中的氨氮自身对生物的硝化进程产生抑制作用，影响处理工艺的脱氮效果[1]。Puigagut[2]等探究氨氮浓度对活性污泥中微型动物的影响表明，当氨氮浓度高于50 mg/L时，会导致活性污泥中微型动物的多样性下降。因此为了避免氨氮的浓度过高，造成对微生物毒害，导致生化系统崩溃，需加入井水对过高浓度的氨氮进行稀释。在本实验中，原水在7月11日和8月23日氨氮浓度出现峰值，103-105 mg/L之间，经过反复试验，该峰值为危险值，7月12日加井水15 m3，8月23日加井水14 m3，随后相应原水氨氮浓度下降，系统趋于稳定。
图2 污水中氨氮的浓度变化图
Fig. 2 Concentration change diagram of ammonia nitrogen in sewage
4.2 不同单体中氨氮的去除规律分析
图2为7月-8月间不同单体中氨氮的浓度及去除率变化图。从图中可观察到，在7月1日-7月12日之间厌氧池中氨氮的去除率稳定在20%-40%之间，之后去除率则波动范围较大，且在7月12日-8月7日间去除率出现负值，即原水通过厌氧池时，氨氮的浓度升高；在缺氧池中氨氮的去除率在不同时间段较稳定，维持在60%-80%，高于厌氧池中氨氮的去除率；最终通过MBR生物膜，氨氮的去除率达到90%以上，出水水质小于7 mg/L，符合《再生水作工业用水水源的水质标准》（GBT 19923-2005）要求。
在水解酸化池中，污水中的部分氨氮可通过微生物的同化作用去除；此外，在此体系中由于大分子蛋白质含量较高，易通过氨化作用分解为氨氮，该体系中氨氮含量存在增长速率大于去除速率的现象，因而氨氮的浓度出现大于原污水中氨氮浓度的现象，故在该厌氧体系中氨氮的去除率较低且波动幅度大。而在缺氧段，由于通过前段的作用，已将大部分大颗粒物质和大分子物质转化为可溶、分子量较小、易生化的物质及去除了部分COD，此段主要为氨氮的反硝化过程，去除了大部分的氨氮[3，4]。
图3 a为氨氮在不同单体中的出水浓度；b为氨氮在不同单体中的去除率
Fzig. 3 The effluent concentration of NH3-N in different monomers（a）；The removal rate of NH3-N in different monomers（b）.
4.3生化系统中氨氮去除的主要影响因素
4.3.1 水温的影响
水温是影响微生物代谢活性及其生长的主要因素，可影响微生物的酶活性，从而影响生物脱氮过程。当温度低于15℃或高于30℃时，活性污泥中的硝酸细菌活性会受到严重抑制，出现 亚硝酸盐的积累。在一般情况下，当温度在15-30 ℃时，硝化反应生成的亚硝酸可以完全被氧化为硝酸，而反硝化反应的适宜温度为 20-40℃。综上可知，亚硝酸菌与硝酸菌具有不同的最适生长温度[5]。
4.3.2 pH值的影响
研究pH值对硝化效果的影响具有一定的实际意义。不同微生物所适应的 pH 值范围各不相同，硝化细菌是生物硝化过程的主体，硝化细菌的活性和数量决定了硝化作用的强弱，硝化菌最适宜的pH值为8.0－8.4；而对于反硝化细菌的生长来说，最适宜的pH值为6.5-7.5，硝化菌和反硝化菌对pH值的变化十分敏感，超出适宜的范围后两种细菌的活性会大大降低。
4.3.3 碳源的影响
有机碳源是影响厌氧段反硝化菌增殖和反硝化活动进行是否顺利的重要因素。考察 BOD5或CODCr的浓度情况可以反映碳源是否充足，即BOD5浓度是反映反硝化活动的影响因素，一般认为 BOD5/TN≥4 时，污水才有足够的碳源供反硝化菌利用，在脱氮系统中，碳源大多消耗于释磷、反硝化和异养菌正常代谢等方面。厌氧段存在 NO3-，反硝化菌就能优先利用碳源进行反硝化反应，使出水硝酸盐含量降低，从而使总氮降低满足达标排放的要求。
5 结论与建议
在本研究中，加水稀释了高浓度氨氮，避免氨氮的浓度过高，对微生物造成毒害，导致生化系统崩溃。在“MBR – RO – MVR”工艺中，通过厌氧池去除了少部分氨氮，而在缺氧池中废水中的大部分氨氮已被去除，去除率稳定在60%-80%，最终通过MBR生物膜反应器，氨氮的去除率高于90%，出水水质稳定低于7 mg/L，符合《再生水作工业用水水源的水质标准》（GBT19923-2005）要求，表明该工艺对蓝湿皮加工手套废水取得了良好的脱氮效果。
在生物脱氮过程中，水温、pH、碳源、溶解氧、污泥浓度等是影响脱氮效率的重要因素。在该生化系统中，对pH、碳源、污泥浓度等指标进行了监测和控制，而水温和溶解氧并未涉及到，故可增加水温、溶解氧等监测指标，全面监测整个生化系统的运行情况，更好的解决在运行过程中所出现的问题，以保证整个生化系统的正常运行。
参考文献：
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论文作者:许桂贤
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/12
标签：浓度论文; 废水论文; 生化论文; 碳源论文; 工艺论文; 手套论文; 水质论文; 《防护工程》2018年第16期论文;