工业废水对不同污水处理厂生化工艺

我国城市污水处理厂的供水不仅仅是生活污水，往往含有工业废水，给污水处理厂的模拟设计带来了更多的困难和挑战。工业废水中含有大量难降解或有毒有害物质，抑制了生物处理系统中的微生物。此外，工业废水的处理压力很大。大多数工业园区或大型企业排放的工业废水经初步处理达到管道标准后排放到城市污水处理厂，可能会影响处理效果，给运营管理带来更大的挑战。

王秀等。对制药厂二沉池出水与城市污水混合处理的可行性进行了研究，通过不同比例的混合和预氧化过滤过程的增加，确定了不同比例下的工艺条件。介绍点和工艺点。相关研究主要集中在废水对城市污水处理效果的影响和协同处理工艺参数的优化上。本文考察了液晶面板废水对两个市政污水处理厂各功能段(厌氧、缺氧、好氧)，初步探讨了液晶面板废水与市政污水处理厂协同处理的可行性，为工业废水与城市污水协同处理的可行性提供了一定的指导。

01实验部分

1污水处理厂实验。

选择一个城市的两个污水处理厂，分别标有G和N。

G污水处理厂设计规模为15万m3/d，主要工艺为加强脱氮改良A2/O，其污水具有明显的低碳高氮特性，特别是雨季进水碳源较低，运行负荷较低。N污水处理厂设计规模为56万m3/d，主要工艺为具有生物除磷脱氮功能的MUCT工艺，成立时间早，运行效果稳定。G.N污水处理厂好氧污泥质量浓度分别为5150.3284mg/L。

2实验用水

在光电企业液晶面板的生产过程中，会产生各种高浓度废液和含氟含磷的酸性无机废水。低污染清洗水，产生大量有机废水。实验用水中的工业废水选用企业废水生物处理系统的好氧池出水(HX)。近的生活污水选用G污水处理厂进水(G)和N污水处理厂进水(N)。表1是实验用水的水质。

表1实验废水水质mg/L。

3实验方案

使用磁力搅拌机和3000毫升标准烧杯，辅以曝气装置。泥水混合后，设置实验组和对照组，定期取样测量。

好氧段功能影响:将工业废水与市政污水按一定比例混合(预试验后确定体积比为2:3)，以市政污水为对比，测量活性污泥好氧呼吸速率(OUR)。COD和氨氮在4小时内的变化，并调查工业废水对污水处理厂好氧段污泥性能的影响。

缺氧段功能影响:将工业废水与市政污水按体积比2:3混合，与市政污水相比，加入不同污水厂的缺氧污泥，通过硝酸盐和亚硝酸盐的变化调查工业废水对缺氧段脱氮反硝化的影响。

厌氧段功能影响:将工业废水与市政污水按体积比2:3混合，与市政污水相比，加入不同污水厂的厌氧污泥，通过磷酸盐的变化调查工业废水对厌氧段释磷功能的影响。

4测量项目和方法。

DO用溶解氧测定仪(美国哈希公司)测定；COD用COD快速测定仪(美国哈希公司)测定；NH4+-N用纳氏试剂分光光度法测定；NO3-N用酚二磺酸分光光度法测定；NO2-N用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法测定；PO43-用钼锑抗分光光度法测定；MLSS用重量法测定。

02结果与讨论。

1好氧段功能分析。

(1)OUR变化规律。

OUR变化曲线由两个反应过程决定。起始阶段是有机物降解和硝化并存，呼吸速率是两者之和。当有机物降解基本完成时(虽然有机物降解引起的呼吸速率仍然存在，但很小可以忽略不计)，呼吸速率会突然下降，形成稳定阶段。此时，呼吸速率是硝化和内源呼吸的总和。硝化即将完成时，呼吸速率会再次突然下降，形成另一个稳定阶段。此时呼吸速率为内源呼吸。

将工业废水(HX)与市政污水混合，调查其对G和N污水处理厂好氧污泥OUR的影响，见图1。

工业废水对G(a).N(b)污水处理厂好氧污泥OUR的影响。

从图1可以看出，20分钟后有机物降解基本完成，硝化70.55分钟后基本完成。混合废水试验组的好氧污泥OUR一般低于对照组(市政污水)，但变化规律基本相同。可以推断工业废水对好氧微生物有一定的抑制作用，但整体功能没有明显影响。

(2)COD变化规律。

工业废水对G和N污水处理厂好氧污泥COD降解能力的影响如图2所示。

工业废水对G(a).N(b)污水处理厂好氧污泥COD降解的影响。

从图2可以看出，在市政污水(G)和混合废水(HX/G)中水(HX/G)后，COD分别减少59%.52%，市政污水(N)和混合废水(HX/N)的COD分别减少72%.51%，主要是由于污泥的快速吸附。混合反应30min内的COD有一定程度的降低，30min后出水的COD没有明显变化。一是吸附后COD本身较低，二是易降解的COD在30min内基本降解，与OUR结果一致。

综上所述，工业废水的加入对好氧段异养微生物没有明显的不利影响，由于工业废水中含有难降解物质，出水COD比对照组高。

(3)NH4+-N变化规律。

图3显示了工业废水对G和N污水处理厂好氧污泥硝化的影响。

图3工业废水对G.N污水处理厂好氧污泥硝化的影响。

从图3可以看出，1小时后市政污水(G)和混合废水(HX/G)的氨氮去除率可以达到89%，30分钟后市政污水(N)和混合废水(HX/N)的氨氮去除率可以达到85%以上，与OUR的变化基本一致。总的来说，混合废水和市政污水的氨氮变化没有明显区别，说明工业废水的加入并没有明显抑制好氧污泥的硝化作用。但是两个污水处理厂的硝化率有一定的差异，N污水处理厂的硝化率明显高于G污水处理厂。

2缺氧功能分析。

图4显示了工业废水对G和N污水处理厂缺氧段反硝化反应的影响。

图4工业废水对G(a).N(b)污水处理厂反硝化反应的影响。

从图4(a)可以看出，在混合废水和市政污水中加入G污水处理厂缺氧池污泥后，没有反硝化。结合G污水处理厂的实际运行情况，缺氧段的反硝化功能可能是由于长期低负荷运行造成的。从图4(b)可以看出，N市政污水反应起点硝酸盐较低，仅为2.39mg/L，10min内降低79%，前20min内亚硝酸盐从0.20mg/L降至0.02mg/L，1小时后开始反弹；混合废水反应起点硝酸盐高达20.47mg/L，2小时内呈下降趋势，其中前40min反应较快，然后略有放缓，而亚硝酸盐继续上升，2小时内从0.18mg/L上升到0.49mg/L。

由此可见，N污水处理厂具有良好的反硝化功能。在这种情况下，与工业废水混合时，硝酸盐呈明显下降趋势，2h后下降63%；亚硝酸盐有一定的积累，但浓度较低，即反硝化反应第二步的速率略低于步，但总体脱氮效果明显，反硝化速率略低于对照组（仅市政污水）。除易生物降解的有机物外，反硝化细菌还可以使用难生物降解的有机物和内源碳作为碳源。

本实验中的碳源量对反硝化略有不足，可能是反硝化速率受到影响的原因。在实际操作中，应根据总氮浓度和反硝化速率进行适当调整，补充碳源，避免亚硝酸盐积累抑制微生物。

3厌氧功能分析。

工业废水对G和N污水处理厂厌氧释磷的影响如图5所示。

工业废水对G(a).N(b)污水处理厂厌氧释磷的影响。

从图5(a)可以看出，在混合废水和市政污水中添加厌氧池污泥并未发现磷酸盐升高。可能是G污水处理厂长期低负荷运行，整个生化处理系统运行不佳，厌氧污泥不具备厌氧释磷的性能。由于吸附作用，反应开始时吸附迅速，导致磷酸根浓度瞬间降低。从图5(b)可以看出，在市政污水中添加厌氧污泥后，磷酸根不断上升，随着时间的推移，其上升速度变慢；混合废水中的磷酸根呈缓慢下降趋势。

理论上，当硝态氮进入厌氧区时，释磷效果会受到很大影响。碳源用于反硝化细菌的反硝化过程和聚磷菌的释磷过程，其中聚磷菌的竞争力低于反硝化细菌，导致聚磷菌的释磷和PHB合成能力受到抑制，厌氧释磷效果恶化。

当吴健发现硝态氮浓度高于15mg/L时，会影响磷释放效果。在发现初始硝态氮较高的情况下，混合液中的总磷减少，反硝化基本结束后磷的厌氧释放。在本实验中，混合废水的硝酸盐>20mg/L，磷释放可能受到硝酸盐的影响。此外，工业废水中含有钙、铝、铜等离子体，可与磷酸根反应沉淀，也会影响实验结果。

从2.2和2.3可以看出，G污水处理厂和N污水处理厂之间存在明显的差异。G污水处理厂来水复杂，不仅是生活污水，而且提高了设计和运行的标准化难度。此外，在调查工业废水和市政污水协同处理的可行性时，单个污水处理厂的实验结果不适用，可能导致判断错误，对当地污水处理规划提出了更高的要求：

一方面，一些污水处理厂只能接受生活污水，通过标准化的设计和运行，以少的投资达到的处理效果，节能降耗。这些技术相对成熟可靠；

另一方面，工业废水局工业废水的处理需求，统筹考虑生活污水的分布，既实现了工业废水与市政污水的协调处理，又不增加工业废水处理的额外负担。

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