胡茂剛，奚旦立，陳季華，冀世鋒
（東華大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 20005）

　　摘要：針對錦綸-6（P_A-6）含氮有機廢水特性，提出前置反硝化脫氮工藝處理錦綸-6廢水。工程應(yīng)用結(jié)果表明：當ρ（CODcr）=1000～2000mg／L，ρ（BOD₅)=500～1000mg/L, 最終出水CODcr去除率92％～98％，出水BOD₅，去除率99％，正常運行后ρ（NH₃-N）迅速下降至15mg／L以下。確保了處理后廢水達標排放。
　　關(guān)鍵詞：錦綸-6;廢水處理；脫氮；曝氣
　　中圖分類號：X703.l；X783.4
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009－2455（2003)01－0047-03

Treatment of Wastewater from Nylon-6 Production
HU Mao-gang, XI Dan-li, CHEN Ji-hua, JI Shi-feng
(School of Environmental Science and Enginsering, Donghua University),Shanghai 200051,China)

　　Abstract: In view of the characteristics of the nitrogen-containing, organic wastewater from the production of nylon-6 (P_A-6), a pre-denitrification process is proposed for the treatment of the wastetwater. The results of its engineering application showed that when ρ（CODcr）=1000～2000mg／L and ρ（BOD₅)=500～1000mg/L,the final removal rate of CODcr in the effluent water was 92% ～ 98% and that of BOD₅ was 99%, while NH₃-N rapidly fell down to below l5 mg/L after the start of normal operation, which enabled the treated wastewater to meet the standard for discharge.
　　Key words: nylon-6; wastewater treatment; denitrification; aeration

　　金輪集團的主導(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)酷胺單體沒有回收價值。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)達到GB8978－1996（1999年修改）一級排放標準，處理后廢水達標排放。

1 廢水水量、水質(zhì)

　　經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，廢水的水量、水質(zhì)見表1。

表1 廢水的水量、水質(zhì) 項目 數(shù)據(jù) 水量/（m³·d^-1） 6000 pH值 6～7 ρ（BOD₅)/（mg·L^-1） 500～1000 ρ（CODcr)/（mg·L^-1） 1000～2000 ρ（NH₃-N)/（mg·L^-1） 10～20 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：
　　①由于錦綸廢水不是連續(xù)排放，水質(zhì)隨時間變化而變化。
　　②廢水主要來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和重點之一。

2 處理工藝及設(shè)計參數(shù)

2.1 處理工藝
　　通過對生產(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。

　　廢水匯集在調(diào)節(jié)池，然后由柬提升至水解酸化池，該池同時接納部分回流污泥。在兼氧、缺氧條件下，通過水解和產(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)化為小分子簡單有機物，提高了有機物生化性能。然后廢水進人反硝化池。反硝化池中設(shè)置有軟性填料，通過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水中的有機物為碳源，無需再外加碳源。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)器將污泥負荷分為高負荷、一般負荷和低負荷3個區(qū)間串聯(lián)運行，可以結(jié)合脫碳和硝化的設(shè)計要求，確定A，B，C各段的停留時間。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)的運行過程中實現(xiàn)污泥的“零排放”。A，B，C曝氣池出水進入沉淀池，實現(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，其余部分達標排放。
2.2 A，B，C工藝簡介
　　污泥負荷Fw與污泥容積指數(shù)Is,v的關(guān)系曲線見圖2。

　　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)計為A，B，C3段處理系統(tǒng)，使運行落實在圖2曲線中a～a’段、b～b’段、C～C’段，既能使有機物在反應(yīng)系統(tǒng)中迅速徹底代謝，又能使污泥保持良好性能。
　　A段：高負荷區(qū)，Is,v可控制在200以下，一般不會產(chǎn)生污泥膨脹。
　　B段：一般負荷區(qū)，選擇在減速增殖期，為維持這一數(shù)值，宜用回流污泥量進行控制。
　　C段：低負荷區(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，周圍營養(yǎng)源已無法滿足生物膜和活性污泥中細菌需求.此時，部分細菌在好氧條件下衰亡，分解成營養(yǎng)料供應(yīng)活著的微生物，達到了污泥減容化。
　　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)計參數(shù)
　　①調(diào)節(jié)池有效容積3000m³，1座，有效水深4.7m，保護高度03m，停留時間12h。
　　②水解酸化池有效容積3000m³，2座，有效水深4.7m，保護高度0.3m，停留時間24h。
　　③反硝化池有效容積6000m³，1座，停留時間24h，分5格，接納污水回流量6000m³／d。
　　④曝氣池分A，B，C3段，各段的停留時間分別為2.5h，7.5h，5h。A段、B段、C段的實際有效容積分別為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＝120m^3/h，揚程H＝10.5m，電機功率7.5kW。
　　⑥反硝化系統(tǒng)回流泵3組，2用1備，流量Q＝125m³／h，揚程 H＝18m，電機功率11kW。
　　⑦風(fēng)機3組，2用1備，單臺風(fēng)機風(fēng)量Q＝31.5m³／min，軸功率35kW，風(fēng)壓49kPa，電機功率45kW。

3 工程運行及處理效果分析

3.1 處理效果分析
　　根據(jù)污水廠和監(jiān)測站提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)，整理結(jié)果詳見表2。

表2 運行結(jié)果數(shù)據(jù) 運行歷時/d pH值 ρ（CODcr)/（mg·L^-1） ρ（NH₃-N)/（mg·L^-1） 進水 出水 進水 出水 去除率/% 進水 出水 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

　　污水處理廠運行幾個月以來，出水水質(zhì)主要指標均可達標排放。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高于進水。這說明了兩個問題，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C段運行造成沖擊負荷，未能使C段中硝化細菌形成良好的生存環(huán)境，同時硝化細菌世代周期長，也是導(dǎo)致在初期脫氮效率較低的原因。隨著運行條件的穩(wěn)定，運行時間的延長，硝化細菌的濃度逐漸增高，本工藝的脫氮效果逐漸明顯，正常運行后，出水NH3-N完全達標。
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，目前整個系統(tǒng)基本實現(xiàn)剩余污泥的“零排放”。

4 結(jié)論

　　①對高質(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速率比較小，運行初期出水NH3-N濃度超過進水十幾倍，正常運行后NH3-N迅速下降至15mg／L以下；
　　③連續(xù)運行至今剩余污泥幾乎是零排放。

---

　　作者簡介：胡茂剛（1979－），男，江蘇泗陽人，東華大學(xué)在讀2000級碩士研究生，電話（021）62373614－800。