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第32卷第4期中国给水排水Vol．32No．42016年2月CHINAWATEＲ＆WASTEWATEＲFeb．2016己内酰胺生产废水处理工程的设计与运行1，211113魏翔，宁立群，林玉科，曹井国，杨宗政，高旭(1．天津科技大学海洋与环境学院，天津300457;2．天津市滨海新区环境保护监测站，天津300457;3．天津新北建设集团有限公司，天津300453)摘要:采用缺氧/好氧+生物接触氧化工艺处理含有己内酰胺、氨氮等污染物质的化纤废3水，设计处理能力为300m/d，连续运行90d，其运行结果表明，在进水污染物浓度波动较大的情况下，对COD、氨氮和SS的去除率分别达到95%、89%和87%，去除率相对稳定，出水水质指标均达到天津市《污水综合排放标准》(DB12/356—2008)中的三级排放标准。关键词:化纤废水;己内酰胺;生物接触氧化;缺氧/好氧中图分类号:X703．1文献标识码:C文章编号:1000－4602(2016)04－0087－04DesignandOperationofCaprolactamWastewaterTreatmentProject1，21111WEIXiang，NINGLi-qun，LINYu-ke，CAOJing-guo，YANGZong-zheng，3GAOXu(1．CollegeofMarineandEnvironmentalSciences，TianjinUniversityofScienceandTechnology，Tianjin300457，China;2．TianjinBinhaiNewAreaEnvironmentalProtectionMonitoringStation，Tianjin300457，China;3．TianjinNewBeitangConstructionGroupCo．Ltd．，Tianjin300453，China)Abstract:Thecombinedprocessofanoxic/oxicandbiologicalcontactoxidationwasusedtotreatchemicalfiberwastewatercontainingcaprolactamandammonianitrogen．Thedesigntreatmentcapacity3was300m/d，andthecombinedprocesswascontinuouslyoperatedfor90days．Theoperationresultsshowedthatwhenthefluctuationintheinfluentpollutantconcentrationwaslarge，theremovalratesofCOD，ammonianitrogenandSSreached95%，89%and87%，respectively．Theremovalrateswererel-ativelystable．TheeffluentqualitycouldmeetthethirdlevelcriteriaspecifiedintheIntegratedWastewaterDischargeStandard(DB12/356－2008)forTianjinCity．Keywords:chemicalfiberwastewater;caprolactam;biologicalcontactoxidation;anoxic/oxicprocess随着我国经济的快速发展，对化纤产品的需求业大多采用A/O、SBＲ、生物接触氧化等传统生物处［2～4］日益增长，同时带动了化纤企业的大量增加。化纤理工艺，但一般脱氮效率不高，抗冲击能力差。工业在生产过程中产生大量高浓度的有机化工废A/O法作为处理高COD、高NH3－N化纤废水的主水，成分十分复杂，COD、氨氮、总氮含量高，且水质、要工艺，虽然工艺流程比较简单，但其脱氮效率［5］水量波动较大。低，运行过程中需要控制的要素较多，系统抗冲［6］锦纶－6的生产废水COD浓度较高，甚至能够击能力一般，仅靠A/O工艺较难达到出水排放标达到10000mg/L以上，主要污染物是己内酰胺及准，因此通常组合其他生物处理工艺来提高处理效［1］［7］其低聚物，废水处理难度较大，目前国内化工企率。·87·n第32卷第4期中国给水排水www．watergasheat．com生物接触氧化法是兼具活性污泥法和生物膜法废水悬浮物浓度较高，采用初沉池先去除大部特点的污水处理工艺，该工艺填料比表面积大，污泥分悬浮物，沉淀后经泵提升至调节池均衡水质和水浓度高，COD的去除率比传统活性污泥法要高很量，调节池出水自流进入缺氧池，缺氧池将废水中各多，而且系统的抗冲击负荷能力强，污泥产量少，能种复杂的有机污染物分解转化成较简单的有机物和［8，9］耗低，操作简单，维修方便，在适宜的DO和进水无机物，提高废水的可生化性，之后进入好氧池进行［10］COD浓度的条件下，对TN的去除率也较高，是反应，A/O反应后的废水进入二沉池，混合液和部较为成熟的污水处理方法。分污泥回流到缺氧池，剩余污泥进入污泥浓缩池进将A/O工艺和生物接触氧化工艺组合运行，不行脱水处理，二沉池出水进入生物接触氧化池进行仅弥补了A/O系统脱氮效率较低的不足，提高了对深度处理，然后进入混合反应池进行混合反应和絮NH3－N和BOD5的去除效率，增加了系统抗冲击负凝反应，最后进入终沉池达标排放。荷的能力，且生物接触氧化池不产生回流污泥，二沉3主要构筑物及设计参数池的剩余污泥直接进入污泥浓缩池，不额外增加系①初沉池。采用平流沉淀池，表面负荷为0．832统动力需求。m/(m·h)，B×L=1．8m×10．4m，有效水深为1工程概况1．2m，停留时间为1．8h。天津市某化纤生产企业，通过己内酰胺发生聚②调节池。尺寸为2．0m×9．8m×6．4m，合反应来生产锦纶－6切片，生产废水中主要污染有效水深为5．5m，停留时间为8．6h。设置潜水搅物有己内酰胺和氨氮等。己内酰胺会通过微生物降拌器1台，功率为2．2kW，叶轮直径为1400mm，转解为CO2、H2O和NH3等，使废水中氨氮的含量增速为55r/min，推力为1．32kN，含导轨等。［11］③A/O池。缺氧池HＲT=13h，单组容积为加，因此其生产废水中的COD和氨氮含量较高，396m，两组并联;设置2级好氧池，每级设两组并且有水量不稳定和水质变化大等特点。3联，HＲT=49h，单组容积为348m，选用膜片式曝根据企业的生产规模，废水处理设施的设计规3气头，单组曝气头81个。污泥负荷为0．3kgCOD/模为300m/d，废水处理排放标准执行天津市《污(kgMLSS·d)，混合液回流比为200%;缺氧池设置水综合排放标准》(DB12/356—2008)的三级标准，潜水搅拌器2台，单台功率为1．1kW。具体设计进、出水水质见表1。④二沉池。采用中心管沉淀池，两组并联运表1设计进、出水水质Tab．1Designinfluentandeffluentquality行，单组尺寸为3．0m×3．0m×3．8m，停留时间为5．5h。COD/BOD5/TN/SS/pHNH3－N/项目(mg·(mg·(mg·(mg·⑤生物接触氧化池。设计两组，并联运行，水值－1－1－1(mg·L)－1－1L)L)L)L)力停留时间为21．6h，单组容积为154m3(有效水进水水质6～9≤5000≤500≤50≤200≤5003深为5．0m)。单组设置弹性填料160m，填料高度出水水质6～9≤500≤300≤35—≤400为3．0m。选用膜片式曝气头，单组设曝气头72个。2工艺流程⑥混合反应池。混合池HＲT=4min，两组并采用A/O+生物接触氧化组合处理工艺，处理联池容为0．8m3，有效水深为0．4m，搅拌器2台，流程见图1。污水功率为0．37kW。反应池HＲT=40min，两组并联，污泥管ＰＡＭ、ＰＡＣ曝气管加药装置加药管有效水深为1．2m，采用无动力折板絮凝池。混合液回流回流管桁车刮泥机⑦终沉池。采用斜板沉淀池，表面负荷为1．8填料32m/(m·h);两组并联运行，单组尺寸为2．0m×污泥回流斜板填料2．0m。沉淀池排泥采用干式排泥泵，每组沉淀池设排泥泵污泥3曝气置2台排泥泵，流量Q=7m/h，扬程H=100kPa，初沉池调节池缺氧池二级好氧生物絮凝池终沉池曝气泵污泥浓缩池一级好氧二沉池接触功率N=0．55kW。氧化池4运行效果图1工艺流程Fig．1Flowchartofwastewatertreatmentprocess废水处理设施建成后，对处理效果进行了为期·88·nwww．watergasheat．com魏翔，等:己内酰胺生产废水处理工程的设计与运行第32卷第4期90d的连续监测。析原因可能是由于运行初期，生物需要一段时间来4.1对COD的去除效果适应系统的环境，当硝化菌在填料上挂膜后，反应池运行过程中进、出水COD的变化及去除率见图内单位容积的生物量较高，降低了氨氮负荷，使系统2。有较高的硝化能力，并保持较稳定的NH3－N去除100率，当生产原料的泄漏导致进水NH3－N浓度升高600090时，及时加大池内曝气量，溶解氧DO提高到2．5～50001)/%3．5mg/L，保证了硝化反应的效果，而随着进水-Ｌ400080率·gm3000除COD浓度提高，增加了系统的C/N比值，促进了硝/(去D进水COD70DO2000O化反硝化的效果，保证了出水达标排放。系统稳定C出水CODC1000去除率60运行后，出水NH3－N浓度稳定在6．6～9．8mg/L，050去除率为84%～89%。17131925313743495561677379854.3对SS的去除效果t/d运行过程中进、出水SS浓度变化及去除率见图图2运行过程中COD浓度变化及去除率4。Fig．2ConcentrationandremovalrateofCODduring800100operation70090由图2可以看出，在设施运行初期，系统出水1)60080/%-Ｌ500率COD浓度较高且波动较大，通过进一步调试，COD·g40070除m/(进水SS60去去除率逐渐提高，15d后出水COD达标，在系统运SS300出水SSS50S200去除率行至39d时，由于企业生产期间设备故障使原料泄10040漏，导致进水COD浓度迅速升高，发现问题后，及时0301713192531374349556167737985开启备用鼓风机，并提高了混合液回流比达到t/d(300%)来控制水质，虽然进水水质突然恶化，系统图4运行过程中SS的浓度值及去除率的抗冲击能力较强，出水水质并未出现超标情况，15Fig．4ConcentrationandremovalrateofSSduringd以后出水COD浓度在210～495mg/L范围内，平operation均值为321mg/L，COD去除率稳定在89%～95%。运行初期出水悬浮物浓度较高，考虑原因可能4.2对NH3－N的去除效果是PAC/PAM的复配比较高，造成了水中胶体的再运行过程中进、出水氨氮浓度变化及去除率见稳定［12］，改变PAC/PAM复配比至10∶1后，絮凝效图3。果明显改善，在原料泄漏后出水SS浓度及去除率并100100未发生较大波动，出水SS浓度稳定在62～86mg/9090)80L，去除率为80%～87%。1-Ｌ7080/%率·g6070除5投资与运行成本m/(5040进水氨氮60去本工程总投资为495万元，包括建筑工程费为氮氮氨30出水氨氮50氨20去除率202万元，设备供货及安装248万元，其他费用为454010030万元。工程运行合计用电为758．92kW·h/d，电价1713192531374349556167737985按照1．0元/(kW·h)计算，则折合电费为2．53元/t/d33m，药剂成本为0．12元/m，运营配备2人，人工费3图3运行过程中NH3－N的浓度变化及去除率按照2000元/月计，本工程人工费需0．44元/m，Fig．3ConcentrationandremovalrateofNH3－Nduring综合吨水电费和吨水药剂费，本工程直接运行费用3operation为3．09元/m。由图3可知，进水NH3－N浓度在运行初期波6结论动较大，出水NH3－N浓度最高达到20．6mg/L，分采用A/O+生物接触氧化工艺处理高浓度化·89·n第32卷第4期中国给水排水www．watergasheat．com纤废水，运行结果表明:该工艺处理己内酰胺废水具［8］赵贤慧．生物接触氧化法及其研究进展［J］．工业安有良好的效果，脱氮效率高，系统抗冲击负荷的能力全与环保，2010，39(6):26－28．［9］姜瑞，于振波，李晶，等．生物接触氧化法的研究现状强，能耗较低，对COD、氨氮和SS的去除率分别达分析［J］．环境科学与管理，2013，38(5):61－63．到94%、88%和85%，出水水质均达到天津市《污水［10］王永才，陈卫，郑晓英，等．生物接触氧化法的同步硝综合排放标准》(DB12/356—2008)的三级标准。化反硝化影响因素研究［J］．中国给水排水，2011，27(7):22－25．参考文献:［11］树伟，陈季华，张曼．锦纶生产废水的深度处理研究［1］刘久清，王春志，蒋彬，等．己内酰胺生产污水可生化［J］．江苏环境科技，2006，19(2):28－32．性能研究［J］．水处理技术，2009，35(10):37－39．［12］朱露山．PAC/PAM絮凝处理印染废水的工艺研究［2］王新刚，陈海丰，唐玉斌，等．化纤废水处理工程改造［J］．广东化工，2010，37(11):123－126．［J］．中国给水排水，2011，27(20):85－87．［3］张广哲，张鹏，马和旭，等．己内酰胺生产工艺废水深度处理试验研究［J］．当代化工，2013，42(12):1665－1667．［4］刘芳，刘国华，张曼，等．水解酸化/两段生物接触氧化法处理锦纶6生产废水［J］．中国给水排水，2007，23(5):104－108．［5］LiYM，CaoXZ，WangL．ElucidatingtheremovalmechanismofN，N-dimethyldithiocarbamateinananae-robic-anoxic-oxicactivatedsludgesystem［J］．JEnvironSci，2014，26(3):566－574．［6］郝祥超，王良，张俊华，等．A/O工艺在高氨氮废水中作者简介:魏翔(1985－)，男，天津人，硕士研的应用［J］．环境科学与管理，2010，35(7):82－84．究生，工程师，主要从事环境监测工作。［7］章毅．UASB－A/O－过滤工艺处理化纤生产废水并E－mail:51280998@qq．com回用［J］．中国给水排水，2014，30(2):88－91．收稿日期:2015－08－03·招聘启事·本刊招聘启事《中国给水排水》杂志社拟招聘编辑2名。要求:男性，给排水或相关专业，本科及以上学历，专业基础知识扎实，有较强的文字功底和表达能力，熟练使用常用办公软件及Photoshop等制图软件，热爱科技期刊编辑出版工作，吃苦耐劳，细致耐心，认真负责，对新媒体工作感兴趣，有事业进取心者优先。请符合上述条件者将简历发送至ycm0128@126．com邮箱，注明“应聘编辑”字样。合则约谈，薪酬面议。联系人:衣春敏电话:022－27836225·90·