錦綸生產(chǎn)廢水的處理
某集團(tuán)的主導(dǎo)產(chǎn)品為錦綸簾子布、簾子線，其主要原料為己內(nèi)酸胺聚合物。
廢水主要來(lái)源于聚合切片的革取廢水。革取廢水經(jīng)單體回收處理，剩下少量己內(nèi)酷胺單體沒(méi)有回收價(jià)值。廢水中的主要污染物為己內(nèi)酚胺及其分解產(chǎn)物。每噸簾子布產(chǎn)生45t廢水，日排放量為6000t/d，根據(jù)環(huán)境部門的要求，廢水處理應(yīng)達(dá)到GB8978－1996（1999年修改）一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，處理后廢水達(dá)標(biāo)排放。
1 廢水水量、水質(zhì)
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，廢水的水量、水質(zhì)見表1。
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表1 廢水的水量、水質(zhì) |
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項(xiàng)目 |
數(shù)據(jù) |
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水量/（m3·d-1） |
6000 |
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pH值 |
6～7 |
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ρ（BOD5)/（mg·L-1） |
500～1000 |
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ρ（CODcr)/（mg·L-1） |
1000～2000 |
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ρ（NH3-N)/（mg·L-1） |
10～20 |
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ρ（己內(nèi)酰胺)/（mg·L-1） |
300～500 |
錦綸廢水水量。水質(zhì)有如下特點(diǎn)：
①由于錦綸廢水不是連續(xù)排放，水質(zhì)隨時(shí)間變化而變化。
②廢水主要來(lái)源于聚合切片的革取廢水，由于己內(nèi)酰胺極易分解，在生物降解過(guò)程中轉(zhuǎn)化為NH3-N，造成廢水中氨氮濃度較高，成為本工程處理的難點(diǎn)和重點(diǎn)之一。
2 處理工藝及設(shè)計(jì)參數(shù)
2.1 處理工藝
通過(guò)對(duì)生產(chǎn)裝置和廢水水質(zhì)調(diào)查，選用前置反硝化的生物脫氮工藝，處理工藝流程見圖1。
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廢水匯集在調(diào)節(jié)池，然后由柬提升至水解酸化池，該池同時(shí)接納部分回流污泥。在兼氧、缺氧條件下，通過(guò)水解和產(chǎn)酸菌的作用使廢水中復(fù)雜高分子或難降解物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子簡(jiǎn)單有機(jī)物，提高了有機(jī)物生化性能。然后廢水進(jìn)人反硝化池。反硝化池中設(shè)置有軟性填料，通過(guò)棲息在填料上的反硝化菌的作用，可以使回流廢水中的NO2-，NO3-轉(zhuǎn)化為N2，從而達(dá)到生物脫氮的要求。由于采用了前置反硝化脫氮工藝，反硝化池中的反硝化菌可以用進(jìn)水中的有機(jī)物為碳源，無(wú)需再外加碳源。A，B，C工藝曝氣池是由東華大學(xué)開發(fā)的一種好氧生物反應(yīng)池，該反應(yīng)器將污泥負(fù)荷分為高負(fù)荷、一般負(fù)荷和低負(fù)荷3個(gè)區(qū)間串聯(lián)運(yùn)行，可以結(jié)合脫碳和硝化的設(shè)計(jì)要求，確定A，B，C各段的停留時(shí)間。A，B，C曝氣池不僅提高了系統(tǒng)的凈化效率，還防止了污泥膨脹并減少了剩余污泥量，甚至在工程系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中實(shí)現(xiàn)污泥的“零排放”。A，B，C曝氣池出水進(jìn)入沉淀池，實(shí)現(xiàn)泥水分離，污泥一部分回流至A，B，C曝氣池的A，B2段，另一部分回流至水解酸化池，剩余污泥進(jìn)行濃縮干化。沉淀池上清液小部分回流至反硝化池，其余部分達(dá)標(biāo)排放。
2.2 A、B、C工藝簡(jiǎn)介
污泥負(fù)荷Fw與污泥容積指數(shù)Is,v的關(guān)系曲線見圖2。
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根據(jù)圖2曲線確定處理參數(shù)。為控制污泥膨脹和提高系統(tǒng)處理效率，曝氣池設(shè)計(jì)為A，B，C3段處理系統(tǒng)，使運(yùn)行落實(shí)在圖2曲線中a～a’段、b～b’段、C～C’段，既能使有機(jī)物在反應(yīng)系統(tǒng)中迅速?gòu)氐状x，又能使污泥保持良好性能。
A段：高負(fù)荷區(qū)，Is,v可控制在200以下，一般不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹。
B段：一般負(fù)荷區(qū)，選擇在減速增殖期，為維持這一數(shù)值，宜用回流污泥量進(jìn)行控制。
C段：低負(fù)荷區(qū)，選擇污泥處于內(nèi)源代謝呼吸期。
C段不回流污泥，而在其中設(shè)置填料，廢水從B段推流至C段，混合液在填料上的生物膜與活性污泥雙重作用下凈化，F(xiàn)/M比值大大降低。微生物處于內(nèi)源呼吸期，周圍營(yíng)養(yǎng)源已無(wú)法滿足生物膜和活性污泥中細(xì)菌需求.此時(shí)，部分細(xì)菌在好氧條件下衰亡，分解成營(yíng)養(yǎng)料供應(yīng)活著的微生物，達(dá)到了污泥減容化。
在A、B、C活性污泥處理系統(tǒng)中，剩余污泥的產(chǎn)生量，3段中各不相同。在A段由于F／M值高，因此有機(jī)物以最大速率轉(zhuǎn)化為污泥；B，C2段污泥合成比A段低得多
2.3 主要構(gòu)筑物、設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)
①調(diào)節(jié)池有效容積3000m3，1座，有效水深4.7m，保護(hù)高度03m，停留時(shí)間12h。
②水解酸化池有效容積3000m3，2座，有效水深4.7m，保護(hù)高度0.3m，停留時(shí)間24h。
③反硝化池有效容積6000m3，1座，停留時(shí)間24h，分5格，接納污水回流量6000m3/d。
④曝氣池分A、B、C3段，各段的停留時(shí)間分別為2.5h、7.5h、5h。A段、B段、C段的實(shí)際有效容積分別為630m3、1890m3、1260m3；A段、B段的回流污泥量分別為1600m3/d，4000m3/d；實(shí)際總供氣量51～75m3/min，平均供氣量15.2～21m3［空氣]/m3［廢水］。
⑤污泥回流泵3組，2用1備，流量Q＝120m3/h，揚(yáng)程H＝10.5m，電機(jī)功率7.5kW。
⑥反硝化系統(tǒng)回流泵3組，2用1備，流量Q＝125m3/h，揚(yáng)程 H＝18m，電機(jī)功率11kW。
⑦風(fēng)機(jī)3組，2用1備，單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q＝31.5m3/min，軸功率35kW，風(fēng)壓49kPa，電機(jī)功率45kW。
3 工程運(yùn)行及處理效果分析
3.1 處理效果分析
根據(jù)污水廠和監(jiān)測(cè)站提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，整理結(jié)果詳見表2。
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表2 運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù) |
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運(yùn)行歷時(shí)/d |
pH值 |
ρ（CODcr)/（mg·L-1） |
ρ（NH3-N)/（mg·L-1） |
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||||
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進(jìn)水 |
出水 |
進(jìn)水 |
出水 |
去除率/% |
進(jìn)水 |
出水 |
|
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|
32 |
6.5 |
7 |
1530 |
121 |
92.1 |
12.5 |
84 |
|
|
40 |
6.5 |
7 |
810 |
79.2 |
90.2 |
10.6 |
74.5 |
|
|
52 |
6.5 |
7 |
541 |
20 |
96.3 |
18.4 |
86.4 |
|
|
60 |
6.5 |
7 |
2352 |
59 |
97.0 |
11.7 |
83.7 |
|
|
65 |
6.5 |
7 |
2640 |
67.8 |
97.0 |
12.7 |
79.4 |
|
|
70 |
6.5 |
7 |
1993 |
41.8 |
97.9 |
17.8 |
17.4 |
|
|
75 |
6.5 |
7 |
1526 |
56.3 |
96.0 |
14.7 |
5.0 |
|
|
80 |
6.5 |
7 |
1348 |
30.4 |
98.0 |
15.0 |
13.0 |
|
|
85 |
6.5 |
7 |
563 |
75 |
86.7 |
7.0 |
11.2 |
|
|
90 |
6.5 |
7 |
1756 |
47.2 |
97.4 |
17.2 |
5.3 |
|
|
95 |
6.5 |
7 |
1456 |
37.6 |
97.3 |
8.5 |
4.9 |
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污水處理廠運(yùn)行幾個(gè)月以來(lái)，出水水質(zhì)主要指標(biāo)均可達(dá)標(biāo)排放。只是污水中的NH3-N變化比較復(fù)雜，在初期脫氮效果尚不明顯，出水NH3-N高于進(jìn)水。這說(shuō)明了兩個(gè)問(wèn)題，一是污水中己內(nèi)酚胺降解后使NH3-N驟增，二是由于A、B、C活性污泥系統(tǒng)中，A，B2段是去碳反應(yīng)器，C段是硝化反應(yīng)器，在運(yùn)行初期由于水質(zhì)、水量及A，B2段的污泥系統(tǒng)變化較大對(duì)C段運(yùn)行造成沖擊負(fù)荷，未能使C段中硝化細(xì)菌形成良好的生存環(huán)境，同時(shí)硝化細(xì)菌世代周期長(zhǎng)，也是導(dǎo)致在初期脫氮效率較低的原因。隨著運(yùn)行條件的穩(wěn)定，運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，硝化細(xì)菌的濃度逐漸增高，本工藝的脫氮效果逐漸明顯，正常運(yùn)行后，出水NH3-N完全達(dá)標(biāo)。
3.2 處理成本
廢水處理成本為0.474元/t。
3.3 污泥排放
一部分污泥回用于A、B、C曝氣池，另一部分污泥送至水解酸化池，在兼氧條件下水解，從而使部分污泥硝化，成為生物脫氮系統(tǒng)中的內(nèi)源碳，目前整個(gè)系統(tǒng)基本實(shí)現(xiàn)剩余污泥的“零排放”。
4 結(jié)論
①對(duì)高質(zhì)量濃度大氮錦綸廢水產(chǎn)ρ（CODcr）=1000～2000mg/L，ρ（BOD5）=500～1000mg/L，其出水ρ（CODcr）遠(yuǎn)低于排放值100mg/L，去除率92%～98%，出水ρ(BOD5)＝5～13mg/L，去除率99%；
②由于反硝化池培菌剛剛開始，再加上反硝化菌生長(zhǎng)速率比較小，運(yùn)行初期出水NH3-N濃度超過(guò)進(jìn)水十幾倍，正常運(yùn)行后NH3-N迅速下降至15mg/L以下；
、圻B續(xù)運(yùn)行至今剩余污泥幾乎是零排放
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