IFAS工艺处理实验室废水应用研究（三）

图6显示了IFAS工艺稳定运行时实验室废水与反应器进水（13∶00)COD浓度对比情况。工艺由图6可看出，处理实验室废水波动范围为64.42～766.99mg/L（均值为224.40mg/L),实验室废水IFAS系统进水波动范围为76.46～403.36mg/L（均值为203.23mg/L），明显可以对比出实验室废水远远高于反应器进水的用研波动幅度，且COD容积负荷范围从0.15～1.84kg/m3·d变为0.18～0.97kg/m3·d,工艺COD最高容积负荷降低了47.29%。这也表明实验室废水与化粪池污水以2∶1进水配比后，处理有利于对实验室废水的实验室废水水质水量进行调节，关兵等人研究也发现将高浓度废水和低浓度废水混合后进行综合处理，用研这样既能降低构筑物的工艺处理负荷，又能确保废水达标排放。处理同时，实验室废水添加化粪池污水可以为实验室废水补充N、用研P等营养物质，工艺有助于增强IFAS工艺对污染物的处理去除效果，以保障反应器在实验室废水的实验室废水冲击负荷下，出水稳定达标。

另外，此次研究属于室外工程应用，反应器稳定运行后（从第9d开始），NH3-N进出水平均值分别为50mg/L和10mg/L，平均去除率达到80%左右。因其出水氨氮稳定达标，后期未继续对NH3-N变化进行相关研究。分析了稳定运行期间反应器进出水水质，处理系统对COD的去除效果如图7所示。由图7可知，反应器进水COD浓度为76.46～403.36mg/L（均值为203.23mg/L),IFAS工艺处理后的出水浓度为2.10～83.58mg/L（均值为31.85mg/L),COD平均去除率为83.13%。经过IFAS工艺处理后，出水COD浓度均可达到《GB8978-1996污水综合排放标准》中的一级排放标准，且对COD有较稳定的去除性能。

在系统稳定运行的1～30d，进水COD处于76.46～403.36mg/L（均值为194.34mg/L），出水COD为2.10～58.00mg/L（均值为27.74mg/L），去除率为66.67%～99.10%（均值为84.01%），当进水COD陡增至403.36mg/L时，COD去除率更是高达93.17%。在运行过程中，系统共受到了7次不同强度的COD进水波动冲击（图7），但冲击后系统快速恢复到稳定运行，显示出了良好的耐冲击负荷能力。

在系统稳定运行的31～41d，反应器进水COD浓度为162.24～328.39mg/L（均值为219.13mg/L),IFAS处理后的出水浓度为19.13～83.58mg/L（均值为38.74mg/L),COD去除率在60.21%～92.89%（均值为81.68%）。与1～30d相比，进水COD浓度和去除率的变化相差不大，但第33d的出水COD浓度为83.58mg/L，达到了稳定运行期间的最高值，其较1～30d的平均出水COD浓度（27.74mg/L）增加了201.30%。在此阶段主要考虑是受到有毒有害物质的影响，赵庆在处理石化废水研究中发现，系统经受有毒有害物质的冲击时，应停止进水，向装置中加入蔗糖，降低曝气池曝气量，使微生物得到适当的恢复，然后在2～9d缓慢增加进水量，直至完全恢复。同时，可以通过延长HRT，削弱苯胺对硝化菌的毒性作用。因此，本研究在第35d停止进水，降低曝气池曝气量；第36d开始恢复只进化粪池污水0.5m3/h，反应器HRT由稳定状态的10h延长至14h；第37d将实验室废水与化粪池污水的进水比例恢复为2∶1，系统迅速恢复至稳定运行的状态。分析其原因，一方面由于IFAS系统的生物量高、污泥负荷小，优于传统的活性污泥系统。另一方面由于生物膜为固着生长，遭受冲击负荷时，内层的生物膜因有外层膜的缓冲，受到的毒害作用要小，恢复也快；同时，IFAS系统中悬浮相和附着相的微生物丰富多样，且均匀，也有利于其抗冲击负荷能力的提高。

2.4 运行成本分析

本工艺处理实验室废水实现了全自动运行，无需任何人工维护和管理。每天的直接运行费用只有曝气风机、两台进水提升泵和污泥回流泵等工作产生的电费。曝气风机功率为0.75kW，两台进水提升泵的功率均为0.35kW，污泥回流泵功率为0.55kW，其中污泥回流泵每天实际运行时间合计1h，电价按0.60元/kWh计算，则合计每天的电费（1.45×24+0.55）×0.60=21.21元，其处理成本仅为1.26元/m3。与其他处理技术相比，传统的物理化学方法处理费用昂贵，不适于广泛推广；组合工艺技术处理实验室废水在处理效果与前期投入方面也存在一些不足。庞志华等人采用了“混凝沉淀-接触氧化-过滤-人工湿地”组合处理工艺对某环境科研所分析实验室废水处理的运行费用也保持在1.20元/m3左右，但其前期投入费用高，出水受季节影响波动大。因此，IFAS工艺处理实验室废水，具有简单高效、低成本、操作方便等优点，值得推广应用。

3 结论

为解决某科研机构实验楼实验室废水的达标排放问题，本研究通过现场应用，对IFAS工艺处理实验室废水的可行性进行了研究，同时考察了在2∶1添加条件下系统的处理效果和抗冲击性能，得出以下结论：

(1）不同时段下实验室废水的COD浓度变化波动大。从平均日变化分析，COD浓度随着上班时间的增加而浓度上升；从上班与下班时间来分析，每天上班时间实验室废水的COD浓度高于下班时间，周一至周五高于周末休假时间。

(2）采用添加化粪池污水方式处理实验室废水，研究发现实验室废水与化粪池污水在2∶1配比进水条件下，有利于对实验室废水的水质进行调节，并为实验室废水补充了N、P等营养物质，有助于增强IFAS工艺对污染物的去除效果，保障IF-AS工艺在实验室废水的冲击负荷下，出水稳定达标。

(3) IFAS工艺处理实验室废水，反应器启动快，第9d开始其出水COD、NH3-N浓度均达到了《GB8978-1996污水综合排放标准》中的一级排放标准，其运行成本仅需1.26元/m3。因此，该工艺处理实验室废水从技术和经济上都是可行的。

(4）在实际运行中，IFAS系统在实验室废水COD浓度波动和有毒有害物质的冲击时，出水均稳定达标，证明IFAS系统具有良好的耐冲击负荷性能。

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