某生物科技股份有限公司以玉米為原料，主要產品為味精、玉米淀粉、賴氨酸等，其生產廢水具有COD濃度較高、水質水量變化大、可生化性好等特點。
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1廢水水質水量
根據公司提供的數據資料，廢水處理站的水質水量如表1所示。
廢水處理后的出水水質達到《味精工業(yè)水污染物排放標準》（GB19431—2008）。COD≤100mg/L，NH3-N≤20mg/L，總氮≤40mg/L，pH6~9。
2工藝流程
根據廢水的水質水量情況，同時考慮到工程投資和運行管理費用，確定采用高效厭氧處理循環(huán)式顆粒污泥反應器（以下簡稱MQIC反應器）-高效生物脫氮氨氧化工藝（以下簡稱AMOXP）處理該廢水，工藝流程如圖1所示。
由圖1可見，來自各生產車間的廢水混合后進入污水處理站，首先經過格柵渠，隔離污水中的雜物后進入調節(jié)池，調節(jié)池起到均化水質水量的作用，提高后續(xù)生化工段的運行穩(wěn)定性；廢水在配水井內進行溫度、pH的調整，通過泵提升至MQIC反應器，去除大部分COD，同時產生沼氣；出水自流至氨氧化生物脫氮池，進行氨氮和總氮的降解去除，并深度降解COD，廢水經過絮凝沉淀池時，水中投加少量混凝劑后，將少量浮泥和不易生化降解的COD去除，處理后的出水達標排放。
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3主要處理構筑物及設備參數
3.1MQIC反應器
循環(huán)式顆粒污泥反應器，即MQIC反應器，結構示意如圖2所示。
MQIC反應器：數量4座，鋼筋混凝土基礎，碳鋼防腐罐體結構?；驹硎抢脜捬躅w粒污泥降解廢水中的有機污染物。MQIC反應器，具有如下的優(yōu)點：（1）容積負荷高，水力停留時間短；（2）抗沖擊負荷強；（3）避免固形物沉積，減少結垢；（4）基建投資省和占地面積小；（5）依靠沼氣提升實現(xiàn)自身的內循環(huán)，減少能耗；（6）減少藥劑投量，降低運行費用；（7）出水穩(wěn)定性好。MQIC反應器尺寸為：D8m×20m，容積負荷為10kg/（m3?d），HRT為9.6h。每個MQIC反應器配有2臺外循環(huán)泵，流量135m3/h，揚程10m。
3.2氨氧化生物脫氮池
氨氧化生物脫氮工藝，即AMOXP，結構示意如圖3所示。
AMOXP：1座，尺寸為77m×55m×5.3m，有效容積為19160m3，HRT為1.9d。配有6臺鼓風機，型號為GRB-250-1180，風量60m3/min。整個池體分為36格，每格中有生物填料。傳統(tǒng)的生物脫氮理論包括硝化和反硝化兩個過程，分別由自養(yǎng)型硝化菌和異養(yǎng)型反硝化菌完成。傳統(tǒng)生物脫氮工藝需要消耗大量的溶解氧、碳源，造成較高的運行成本〔3〕。AMOXP系統(tǒng)中，亞硝化細菌和厭氧氨氧化細菌進行協(xié)同作用，即亞硝化細菌在限氧的條件下利用氧氣進行部分硝化作用，將部分NH4+-N氧化成NH2--N，在氧氣消耗后的缺氧和厭氧條件下，厭氧氨氧化細菌將剩余的NH4+-N和轉化的NH2-反應生成N2〔4〕。與其他脫氮工藝相比，AMOXP具有以下優(yōu)勢：（1）整個過程在同一反應器中進行，簡化了工藝流程，減少了基建費用；（2）NH4+-N僅部分被氧化，且只需進行到NH2--N階段，減少了供氧量，節(jié)省能耗；理論上可節(jié)約供氧62.5%；（3）亞硝化細菌和厭氧氨氧化細菌均為自養(yǎng)菌，因此不需要外加有機碳源，降低了運行成本；（4）只需要硝化50%的氨氮，硝化步驟只需要控制到亞硝化階段，因此可以節(jié)約堿度50%；（5）總氮去除率高，可達90%以上。因此，AMOXP處理高氨氮有機廢水經濟可行。
但迄今為止，文獻報道的AMOXP研究大多采用模擬廢水或消化污泥分離液，尚未拓展至其他廢水，也未發(fā)現(xiàn)工程規(guī)模的實例。筆者采用AMOXP對玉米深加工廢水進行處理，開辟了AMOXP生物脫氮工藝在新領域的應用，更為工業(yè)廢水脫氮處理提供了新的高效節(jié)能方法。
4工程調試
工程調試的重點在于MQIC反應器和氨氧化生物脫氮池的啟動。
4.1MQIC反應器調試
接種污泥取自美泉環(huán)保其他工程中MQIC反應器所產的厭氧顆粒污泥，含水率為90%，投加量為反應器容積的20%，用清水注滿MQIC反應器后，開始進水馴化。起始負荷控制在1kg/（m3?d），連續(xù)進水，當厭氧處理效率達到80%以上，穩(wěn)定運行2~3d后再提高負荷，每次提高1.0~1.5kg/（m3?d）。MQIC反應器調試運行期間變化如表2所示。
工程共用17d成功啟動MQIC反應器，穩(wěn)定運行容積負荷為7.5kg/（m3?d）。
4.2氨氧化生物脫氮池調試
將企業(yè)原污泥壓濾機的泥餅投入氨氧化生物脫氮池，使初始MLSS為3000mg/L。配合MQIC反應器負荷提升的進行，MQIC反應器的出水直接進入氨氧化生物脫氮池，并進行污泥回流和污水回流，控制池中的DO在0.5~1.5mg/L，逐步實現(xiàn)亞硝化菌和厭氧氨氧化菌的共生。氨氧化生物脫氮池調試情況如圖4所示。
由圖4可見，啟動初期，COD的去除率較低，大概在78%左右，隨著調試的進行，去除率逐漸升高，可達90%左右，出水水質趨于穩(wěn)定，出水COD在100~120mg/L。氨氮的出水一直比較穩(wěn)定，去除率保持在98%以上，說明氨氧化生物脫氮池對氨氮的去除效果很好。
5運行情況
該工程建設完工后經調試，目前已運行近2a，廢水處理效果如表3所示。
該工程總投資額為2814萬，其中土建費用為1090萬，設備費用為251萬，運行費用為1.14元/m3，其中電費0.73元/m3，人工費用0.06元/m3，藥劑費用0.35元/m3。
6結論和建議
（1）采用調節(jié)池-MQIC反應器-氨氧化生物脫氮池-絮凝沉淀池工藝處理味精廢水，運行結果表明：出水COD低于100mg/L，氨氮低于6mg/L，總氮低于40mg/L，pH和SS都滿足排放要求。
（2）采用MQIC高效厭氧反應器可以降解大部分COD，COD去除率75%~85%；氨氧化生物脫氮池（AMOXP）在工程中實現(xiàn)穩(wěn)定運行，氨氮去除率99%以上，TN去除效果好，能耗節(jié)約50%以上，大大降低了污水處理站運行費用。
（3）AMOXP可以在其他高氨氮廢水中推廣應用，節(jié)能降耗，實現(xiàn)氮的無害化循環(huán)。
（4）該工程造價比國內外同類企業(yè)低3~5倍，且運行穩(wěn)定，操作簡便，其社會效益、環(huán)境效益、經濟效益明顯，值得全面推廣。
