高濃度己內(nèi)酰胺廢水深度水解/MBR處理工藝

　　杭州某公司生產(chǎn)錦綸6差別化纖維和錦綸切片，產(chǎn)生的廢水具有有機(jī)物和總氮濃度高、來水不穩(wěn)定等特點(diǎn)。其主要污染物己內(nèi)酰胺易溶于水、易生物降解、總氮含量高、處理難度大。廢水中還存在一些哌啶胺、酰胺等有機(jī)氮化合物，增加了廢水處理難度。該企業(yè)已建有一套污水處理設(shè)施，但存在處理出水氨氮不達(dá)標(biāo)、水質(zhì)不穩(wěn)定等問題，亟需進(jìn)行改造。

　　考慮到MBR工藝具有截留微生物的優(yōu)良性能和出水水質(zhì)好等特點(diǎn)，有利于處理難降解污染物，筆者結(jié)合自身工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)以MBR為核心技術(shù)單元并納入深度水解工藝完成工程改造，達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　1、設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

　　生產(chǎn)廢水共200m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見表1，出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978―1996)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，NH3-N執(zhí)行《工業(yè)企業(yè)廢水氮、磷污染物間接排放限值》(DB33/887―2013)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、工藝流程

　　在已有污水處理設(shè)施運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行方案比選。原有污水站直接采用A/O工藝，無法使己內(nèi)酰胺迅速高效氨化，有機(jī)氮在好氧階段殘留量仍然很高，勢(shì)必導(dǎo)致有機(jī)氮在好氧階段不斷轉(zhuǎn)化為氨氮而使得氨氮來不及轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，從而致使出水氨氮含量不達(dá)標(biāo);與此同時(shí)，水體中硝酸鹽含量高，沉淀過程反硝化嚴(yán)重，污泥難以沉降從而導(dǎo)致污泥流失及整體處理性能的下降。因此，只有使己內(nèi)酰胺完全轉(zhuǎn)化為氨氮，再采用A/O工藝才能確保氨氮達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過技術(shù)方案比選后，選擇采用深度水解/MBR工藝，確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

　　工藝流程見圖1。

　　本工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)：

　?、俨捎猛Ａ魰r(shí)間長(zhǎng)的調(diào)節(jié)池，對(duì)來水變化大的己內(nèi)酰胺廢水進(jìn)行均質(zhì);

　?、诓捎幂^長(zhǎng)停留時(shí)間的厭氧接觸氧化池進(jìn)行深度水解，有效降解有機(jī)物并徹底分解有機(jī)氮，降低好氧能耗并為硝化提供有利條件;

　?、鄄捎肕BR有效截留增殖速率小的微生物，保障COD和氨氮同步去除效果。

　　對(duì)已建原有水池根據(jù)功能進(jìn)行綜合利用。原有污水收集池、標(biāo)準(zhǔn)排放口和污泥脫水系統(tǒng)保留使用，原有A/O工藝污水池作為應(yīng)急水池備用。

　　3、工程設(shè)計(jì)

　?、僬{(diào)節(jié)池

　　碳鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)部玻璃鋼防腐。設(shè)計(jì)尺寸為15m×10m×3.5m，有效池容為450m3，水力停留時(shí)間為2.2d。調(diào)節(jié)池分隔成兩池，交替均勻水質(zhì)并調(diào)節(jié)pH值。

　?、趽Q熱池

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為5.0m×5.0m×5.5m，有效池容為125m3。采用列管通入蒸汽加熱廢水，控制水溫為37～40℃，以維持厭氧水解的中溫環(huán)境。

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　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為15m×10m×5.5m和10m×5m×5.5m，有效池容為1000m3。水解池分為3格，每格池內(nèi)設(shè)置2臺(tái)潛水?dāng)嚢杵鳎颗_(tái)功率為3kW。為了節(jié)省電耗，潛水?dāng)嚢杵鏖g歇運(yùn)行，工作2h、停1h。水解池加蓋密封，密封的臭氣由引風(fēng)機(jī)引入紫外光除臭器凈化排放。

　?、芄獯呋魵鈨艋?/p>

　　不銹鋼結(jié)構(gòu)，尺寸為2m×2m×4m，有效池容為16m3，臭氣處理量為1000m3/h。紫外光波長(zhǎng)254nm，催化劑為二氧化鈦，總功率為4kW。

　　⑤二沉池

　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為5.0m×4.0m×5.5m，表面負(fù)荷為0.42m3/(m2?h)。共設(shè)置2臺(tái)排污泵(1用1備)，定期將沉淀污泥回流至深度水解池。

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　　鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為10.0m×4.0m×5.5m，有效池容為200m3。池內(nèi)設(shè)置2臺(tái)潛水?dāng)嚢杵鳎颗_(tái)功率為3kW，間歇運(yùn)行，工作2h、停1h。

　　⑦M(jìn)BR池

　　1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為17m×15m×5.5m，有效池容為1275m3。分隔為3池，池內(nèi)設(shè)置盤式曝氣器，每池獨(dú)立控制氣量。池內(nèi)設(shè)置1套國(guó)產(chǎn)膜組件，PVDF中空纖維膜，膜面積為500m2。膜自吸泵工作8min、停2min。采用清水在線反沖洗，每天1次，每次15min。池內(nèi)設(shè)置2臺(tái)排污泵(1用1備)，定期將混合液回流至兼氧池。設(shè)1套堿液投加系統(tǒng)，控制MBR池內(nèi)pH值為6.5～7.5，確保硝化正常進(jìn)行。

　　4、運(yùn)行效果

　　該工程已穩(wěn)定運(yùn)行半年，具體運(yùn)行數(shù)據(jù)如表2所示。

　　該工程自2016年5月調(diào)試合格并穩(wěn)定運(yùn)行至今。廢水經(jīng)過深度水解處理后，絕大部分有機(jī)物被去除的同時(shí)，有機(jī)氮幾乎徹底氨化。運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)溫度的穩(wěn)定性對(duì)于深度水解性能影響較大，而且深度水解效果好壞對(duì)于后續(xù)好氧處理有一定影響。MBR池中硝化菌生長(zhǎng)良好，能夠迅速有效氧化氨氮，但是池內(nèi)污泥沉降性較差，容易出現(xiàn)泡沫，對(duì)于膜的清洗提出了更高的要求。因此，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行條件的合理控制對(duì)于污水站的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

　　由于好氧池中的氨氮是逐步氧化的，因此需要合理控制各水池中的溶解氧和pH值，控制所有好氧池的溶解氧不低于1mg/L，同時(shí)最高不超過3mg/L;通過堿控制兼氧池和好氧池pH值不低于6.5，同時(shí)控制MBR池pH值在7.0～7.5。在水反洗時(shí)增加了次氯酸鈉+堿的在線反洗，可以有效恢復(fù)膜通量。

　　5、工程運(yùn)行經(jīng)濟(jì)分析

　　本工程總投資為380萬元，其中土建費(fèi)用為165萬元，光催化臭氣凈化塔為7.8萬元，成套膜組件24萬元。運(yùn)行費(fèi)用為5.81元/m3(不含人工折舊費(fèi))，其中電費(fèi)為4.82元/m3，藥劑費(fèi)為0.99元/m3。

　　6、結(jié)論

　?、賹?duì)于高氨氮有機(jī)廢水，合理的工藝設(shè)計(jì)和操作參數(shù)是確保污水站穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。該工程采用的深度水解/MBR工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水氨氮穩(wěn)定小于1mg/L。

　?、诠こ虒?shí)踐表明，采用深度水解可以徹底分解己內(nèi)酰胺等有機(jī)氮，降解大部分有機(jī)物并確保有機(jī)氮徹底氨化，有效保障了好氧硝化過程的正常進(jìn)行;MBR能夠很好地截留微生物，可有效防止污泥流失。

　?、鄹甙钡诤醚醭刂兄鸩较趸鋵?duì)溶解氧和堿的消耗也是逐步變化的，需要采取針對(duì)性措施，有效維持溶解氧水平和pH值環(huán)境，確保硝化反應(yīng)良好。(來源：浙江工業(yè)大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，北京首創(chuàng)股份有限公司)