前置生物脱氮法处理有机废水的工程设计

前置生物脱氮法处理有机废水的工程设计前置生物脱氮法处理有机废水的工程设计甘树应，杨青，陈季华，刘振鸿（东华大学环境科学与工程学院，上海200051）摘要：摘要：针对锦纶—6含氮有机废水的脱氮工艺进行了研究，提出了前置反硝化脱氮工艺中各处理设施的设计参数，介绍了A/B/C新工艺在碳化、硝化过程中不仅效率高，而且基本无剩余污泥的优点。整个工艺对CODCr去除率为96%，BOD5去除率为99%，TN去除率为75%。关键词：关键词：有机废水处理；前置反硝化；A/B/C工艺浙江慈溪金轮集团是我国最大的锦纶生产基地，产量占全国锦纶市场的40%以上。其生产工艺过程就是将己内酰胺单体产品作为原料单体聚合成高聚物(PA—6)，然后对高聚物进行纺丝加工成纤维产品。该集团废水主要来源于生产聚合切片的萃洗废水，废水中主要污染物是己内酰胺。该厂原采用氧化沟工艺，随着集团工业的发展，各企业厂家排放的废水量大大增加，原有废水处理设施已处于超负荷运行，出水CODCr经常不能达标排放，同时出水NH3-N严重超标，对当地的河流造成了一定的污染。所以必须进行工艺改造以适应集团发展，使出水的各项指标都能达标。1废水处理工艺废水处理工艺1.1工艺流程工艺流程改造的废水处理工艺流程如图1：1.2工艺说明工艺说明由于废水中的氨氮和己内酰胺的含量都很高，己内酰胺在处理的过程中也要转化为氨氮，所以曝气池出水中氨氮的含量非常大。为使出水的氨氮能够达标(GB8978—1996，NH3-N＜15mg/L)，工艺必须考虑对氨氮的去除，即脱氮。常用的生物脱氮方法有前置生物脱氮法和后置生物脱氮法，其中后置生物脱氮法需要外加碳源，这样将增加废水的处理成本且外加碳源的量不易控制，易造成出水CODCr上升；另外后置生物脱氮法的占地也比前置生物脱氮法的大，增加工程基建投资。前置生物脱氮法因不需要外加碳源、占地少等优点而得到广泛的运用，本项目的工艺采用前置反硝化的生物脱氮法。2主要构筑物的工程设计主要构筑物的工程设计甲方提供的水质和水量为：Q＝6000m3/d，CODCr＝2000mg/L。由于处理的水量较大，考虑到构筑物的可靠性和降低对构筑物结构的要求，在设计中尽量把单位池子的面积减少，并将水解酸化池、反硝化池、曝气池和沉淀池分为平行的两组，每组设计水量为3000m3/d。2.1水解酸化反应池水解酸化反应池由于进水CODCr有时高达3000～4000mg/L，若采用好氧处理极不经济。因此利用兼氧技术，即在缺氧(或无氧)条件下，利用兼性厌氧菌—产酸细菌作用，将废水中主要污染物己内酰胺分解成低分子的中间产物——主要是有机酸类(如乙酸、丙酸)及醇类(如乙醇)；在有机物分解过程中，常有大量氢游离出来，pHhttp://www.chinacitywater.org中国城镇水网值随之下降，在工程运行中掌握pH值在5.8～6.2。根据对同类型污水处理厂设计的经验，废水在此装置中停留时间冬天需要24h，夏天需要12h。设计停留时间取最不利条件下(冬天)的停留时间24h。水解酸化池的有效容积为3000m3，把池子平分为四格。在水解酸化池每格池底设置空气搅拌曝气管，48h为一周期，曝气搅拌2h。主要目的有二：其一，通过空气搅拌增加水解酸化池的匀质功能；其二，通过空气搅拌，将沉积于池底的SS搅拌翻起，使之随池子的出水一起流向下一级处理设施，防止沉积物在池底沉积过多，影响水解酸化效率。2.2反硝化池反硝化池反硝化池是通过栖息在软性填料上的世代时间较长的反硝化菌的作用使废水中的NO-2、NO-3转化为对环境无污染的N2O和N2，从而达到生物脱氮的要求。由于采用了前置反硝化脱氮工艺，利用进水中的有机物作为碳源，所以反硝化池无需再外加碳源。NO-2、NO-3则通过沉淀排放水的回流来实现。在反硝化池内的填料采用比表面积大的纤维填料(涤纶丝与半软性填料的复合)，反硝化菌浓度＝2000mg/L。填料的体积负荷为0.03kgNO-3-N/(kgVSS·d)。进入反硝化池NO-3-N浓度可通过理论计算为41mg/L，为保证出水中NO3--N的浓度能达标，设计时取出水NO-3-N的浓度为0mg/L。反硝化池中填料容积为4100m3，考虑到系统内pH、t、DO对脱氮效率的影响，设计反硝化池的实际水力停留时间为25.2h。反硝化池的有效容积为6000m3，分为5格。2.3A/B/C工艺曝气池工艺曝气池A/B/C工艺是将污泥负荷分为高负荷、一般负荷和低负荷三个区间运行，不仅提高了系统的净化效率，还防止了污泥的膨胀并减少剩余污泥量。设计参数的确定根据污泥负荷FW与污泥容积指标SVI的关系图以及W.WesleyEekenfeledes两阶段处理公式计算。污泥负荷FW与污泥容积指标SVI的关系见图2。根据图2，为控制污泥膨胀，将曝气池的运行设计为A