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1、2 0 0 1 年全国工业用水与废水处理技术交流会论文汇编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)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4 0 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( P A 一6 ) ，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C O D e r 经常不能达标排放，同时出水N H 3 一N 严
2、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1 1工艺流程改造的废水处理工艺流程如图1 ：肌一聃嚯泵曝气池H 毫接放未刊差H 耋卜讹四漉污泥l 池f 池l调节池和污水提升泵均为原有赴夏设施其余为新建设花圈l改造的废水处理工艺藏程1 2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( G B8 9 7 8 1 9 9 6 ，N 坞一N 1 5m g 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
3、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C O D e r2 3 6 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甲方提供的水质和水量为：p = 60 0 0 矗d ，C O D e r = 20 0 0r a g 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
4、计水量为30 0 0m 3 d 。2 1水解酸化反应池由于进水C O D e r 有时高达30 0 0 40 0 0m g 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，利用兼性厌氧菌一产酸细菌作用，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，p H 值随之下降，在工程运行中掌握p H 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祷要2 4 h 。夏天需要1 2h 。设计停留时间取最不利条件下( 冬天) 的停留时间2 4h 。
5、水解酸化池的有效容积为3 0 0 0m 3 ，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，4 8h 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s s 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N O z 、N 0 3 一转化为对环境无污染的N 2 0 和飓，从而达到生物脱氮的后增2 0 0 1 年全国工业用水与废水处理技术交流会论文汇编要求。由于采用了前置反硝化脱氮工艺，
6、利用进水B O D ，( k g M S S d ) ，利用污泥的自身内源呼吸进行 中的有机物作为碳源，所以反硝化池无需再外加碳污泥自身代谢，实现污泥的减容化，整个系统在运行 源cN 0 2 一、N q 则通过沉淀排放水的回流来实现。过程中实现污泥的”近零排放”。在反硝化池内的填料采用比表面积大的纤维填综合脱碳和硝化的设计要求，确定A 、B 、c 各格 料( 涤纶丝与半软性填料的复合) ，反硝化菌浓度=的停留时间分别为2 5 、7 5 、5h ，废水在A B C 曝气20 0 0m g L 。填料的体积负荷为0 0 3k g N 0 3 一一N 池中总的停留时间为1 5h ，总有效体积为37
7、5 0m ，。( k g V S S d ) 。2 4沉淀池进入反硝化池N O , 一一N 浓度可通过理论计算沉淀池设计为多斗竖流式沉淀池。废水进沉 为4 1m g L ，为保证出水中N O , 。一N 的浓度能达标，淀池的流量Q = 60 0 0 矗d ，回流污泥量仉：30 0 0 设计时取出水N q 一N 的浓度为0m g L 。r n 3 d ，共计90 0 0m d 。这么大的水量若采用辐流式 反硝化池中填料容积为41 0 0 矗，考虑到系统内沉淀池，需要两用一备，刮泥机的维修保养及投资费 p H 、t 、D O 对脱氮效率的影响，设计反硝化池的实际用庞大，而采用竖流式多斗沉淀池可将沉
8、淀池的污水力停留时间为2 5 2 h 。泥斗深度大大减小，减少基建投资费用。同时操作管反硝化池的有效容积为6 0 0 0 d ，分为5 格。理方便，运行稳定。2 3A B C 工艺曝气池水力表面负荷q 一般为0 7 2 1 8m 3 ( 矗h ) ，A B c 工艺是将污泥负荷分为高负荷、一般负锦纶废水的沉降性能不好。本工程设计时取q = 荷和低负荷三个区间运行。不仅提高了系统的净化0 6 5m ，( m 2 h ) ，沉淀时间t = 1 5h 。效率，还防止了污泥的膨胀并减少剩余污泥量。设竖流式沉淀池采用正方形。整个沉淀池1 分为 计参数的确定根据污泥负荷朋与污泥容积指标4 ，每个小的竖流式
9、沉淀池池底采用4 个多斗式结S V I 的关系图以及W W e s l e yE e k e n f e l e d e s 两阶段处构。污泥斗的倾角设计为5 2 0 ，底边长为1m ，污泥斗 理公式计算。污泥负荷胛与污泥容积指标S V 的的高度为3 2m 。设计废水在沉淀池中上升流速秽=关系见图2。03m m s ，沉淀池的有效高度为1 6 2m 。F W k g B O D s k g M K S S d 一圈2污泥指数S V l 与污泥负荷阿的关系曲线根据图2 ，为控制污泥膨胀，将曝气池的运行设计为A B C 处理系统，使运行时段分别落在曲线a a t 段、b b 段、c C t 段，既
10、能使有机物在反应系统中迅速彻底代谢。又能使污泥保持良好的沉降性能。a a 曲线为高负荷区，污泥负荷为2 2k g B O D ，( k g M L S S d ) 。在此区有机物以最大速率转化，合成污泥量较多。b b 段为一般负荷区，处于减速增殖区，污泥负荷为0 2k g B O D ，( k g M L S S d ) ，为维持此值，应控制回流污泥量。C c 段处于内源呼吸期，污泥负荷在为0 1k g 2 5污泥回漉池曝气池的出水在沉淀池进行泥水分离，沉淀污泥排人污泥回流池经污泥回流泵提升至A 、B 、C 三格，以保持A B C 工艺在各格曝气池中的污泥浓度要求。污泥回流比r 设计为5 0
11、，回流污泥璧Q R =30 0 0 矗，在回流池中停留时间取6 0 m i n ，池子有效水深日取4 5m ，保护高度取0 5m 。2 6回流水池沉淀池部分出水经回流水池通过提升泵至反硝化池。为反硝化菌脱氮提供N O , 。一N 。回流比R 为1 0 0 。回流水池容积为1 4 0 矗，停留时间3 0 r a i n 。2 7污泥浓缩池在A B C 活性污泥处理系统中，剩余污泥的产生量在三格中各不相同。在A 格，由于F M = 2 2 ，因此有机物以最大的速率转化为污泥的合成。B 、C两格。污泥合成率比A 格低得多。假设A 、B 、C 三格污泥合成指数平均值a 为0 3 6 ，污泥自身氧化率b
12、为0 0 8 ，则每天产生的剩余污泥量为1 8 0 5k g d ，污泥经浓缩后，含水率由9 9 5 降至9 8 。部分浓缩污泥被送到水解酸化池，在兼氧条件下2 3 7 2 0 0 1 年全国工业用水与废水处理技术交流会论文汇编水解，从而使部分污泥消化，成为生物脱氮系统中的内源碳，从而整个系统实现基本无剩余污泥的“零排放”。3结论目前该工程已经通过调试、验收。从调试和验收后运行的情况来看，该污水处理厂出水稳定在C O D e r 为4 0 m g L 左右，其C O D e r 去除效率达9 6 ；B O D ，为5 1 3 r a g L ，去除效率达9 9 ，均优于设计时的目标值。T N
13、目前去除效率为7 5 ，出水N 地N由于填料上反硝化菌生长世代周期长的原因而暂时在2 0n a g L 左右，它将随反硝化菌的浓度升高丽降低。由于出水水质的C O D e r 、B O D 以及其他一些指标均能达到或低于该集团生产用水的要求，故将进行“废水回用”工程。该项目正常运行后，每年排向环境的C O D e r 削减量为35 l Ot a ，B O D ，削减量为l7 5 5 t a ，N H 3 N 削减量为3 6 0 t a ，污泥削减量为1 64 6 1 5t a ，节省排污费4 4 万元a ，回用节省自来水费用7 0 1 万元a ( 扣除运行费后) 。因此，本项目具有巨大的社会效
14、益、环境效益与经济效益。改进的B A F 工艺用于工业废水处理孙力平，侯红娟( 天津城市建设学院市政与环境工程系)为了解决生物膜法出水溢流不够清澈的问题。法国O T V 公司开发了生物曝气过滤工艺( B A F ) ，不需设二沉池。在美国和欧洲B A F 工艺流程主要用于城市污水处理，第一套装置建在靠近巴黎的s o i s s o n s 污水处理厂。日本近年来将B A F 工艺应用于工业废水处理，为了适应不同的水质，防止设备堵塞，荏原公司对B A F 设备的下部结构作了相应的改进，获碍了良好效果，且具备了一定的推广价值。1改进的B A F 工艺1 1设备的改进工业废水的水质复杂，要有效地应用
15、B A F 工艺，必须确保设备不发生堵塞现象，为此需对传统的 B A F 设备进行改进，改进内容集中在如图1 所示的底部结构上。班，一透水脊水 反冲洗颗粒介质捧水，颗粒介质眇砾层空气过滤层 空气冲洗、，乙F一E 哭出淹簧空气冲洗空气，圈l改进的与传统的B A F 工艺比较首先去掉滤头，在新装的穿孔水收集管( 孔径 1 0m m ) 上置砂砾层；其次，把空气扩散管从滤料层2 3 8 降低到砂砾层中，目的是防止脱落的生物膜或滤料碎屑堵塞空气扩散孔。把空气扩散管降低到砂砾层中后，因过滤是滤料层的整个区域起作用故改进工艺的过滤效率并未降低，测试结果如图2 所示。， 柚 E 滤层深度m m 田2滤层深度和S S 的荚系如图3 所示，工艺改进后促进了气泡均匀分布，使整个滤层成为一个好氧区，并在其中进行着有效的好氧生物处理，有助于节省曝气量。滤层深度m m圈3滤屡深度与D O 的关系1 2B O D 的去除效果图4 所示为B O D 负荷所对应B O D 去除率，当B O D 负荷为3 k g ( 矗d ) 时，B O D 去除率达9 0 l ；t _ k 。
