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1、浙江大学环境与资源学院硕士学位论文 两段A/O工艺处理高氮化工废水研究 姓名：严福平申请学位级别：硕士 专业：环境工程 指导教师：陈英旭20090301摘要摘要随着经济的高速发展，有机化工行业得到飞速发展。新兴有机产品的大量生 产，造成高凯氏氮(KN)综合化工废水的产生量大大增加，此类废水倘若得不 到有效的脱氮除碳处理而直接排放到自然环境中势必造成严重的环境污染，给人 类健康和社会发展带来危害。某大型化工集团综合废水来源于多套化工装置，主要含有醇醛废水、合成氨 废水、硫酸废水、AC废水、聚氯乙烯废水、锦纶废水、季戊四醇废水、氟化工 废水、电石渣废水等。废水排放规律性差，集中排放经常发生，水质水
2、量波动较 大。由于AC废水、锦纶废水、氟化工废水中凯氏氮含量很高，所以废水还具有 高有机氮、高凯氏氮、高毒性、背景组份复杂等水质特点。另外，废水在预处理 时使用废弃的电石渣中和，造成废水中含有大量的钙离子和Ss，导致该污水处 理厂AOO膜法工艺生化处理系统结钙严重，硝化效果很差，出水氨氮严重超 标，一些氨氮排放量较大的装置如电化厂AC装置等被迫关停。为解决上述存在 的脱氮难题，本试验在原有工艺基础上提出并研究了二段AO泥法脱氮工艺， 由于该化工废水含有较高浓度的钙离子，给污水厂现行膜法工艺带来了严重结钙 问题，为此同时也研究了钙离子对泥法处理此种化工废水的硝化抑制情况。根据上述高有机氮、高凯氏
3、氮、高毒性抑制的化工废水的特点及其处理工艺 现状，本试验设计采用两段AO工艺，将氨化、除碳、降解毒性抑制物质和脱 氮分别置于独立的反应系统中，一段AO子系统用于COD的去除、有机氮的氨 化和毒性抑制物质的降解，二段AO子系统用于氨氮的硝化。为适应该化工集 团的后续发展，考查了两段AO工艺在不同KN负荷下的处理特性和抗冲击负 荷能力。在124d的稳定运行中，进水有机氮负荷由15mgL逐步增加至100mgL， 凯氏氮负荷由60mgL逐步增加至180mgL，COD负荷由400mgL逐步增加至1600mgL。在低氮负荷期(第l46d)，进水氨氮、凯氏氮、COD浓度分别为230594mgL、549906
4、mgL、38268040mgL，出水氨氮、凯氏氮、COD 浓度分别为95176mgL、134235mgL、364883mgL，氨氮、KN、COD 平均去除率分别为7480、7476、9210；在高氮负荷试验期间(第47124d)，进水氨氮、凯氏氮、COD浓度为5112415mgL、12583016mgL、487016910mgL，出水氨氮、凯氏氮、COD浓度分别为06218mgL、09一浙江大学硕十学位论文226mgL、5161249mgL，氨氮、KN、COD平均去除率为8890、9030、9363。第6162d进行了KN负荷300mgL的冲击试验，系统5天后出水氨 氮浓度就降到30mgL以下
5、(211mgL)，并持续稳定达标。在第101113d进行 了低温模拟试验，取消加热装置，模拟冬天自然条件，由于温度的降低，硝化效果受到了较大影响，出水氨氮保持在514728mgL，平均为5879mgL，温度 恢复至2528后硝化效果得以迅速回升，4d后出水氨氮保持在1 58218mgL。试验结果表明，两段AO工艺对高有机氮高凯氏氮化工废水具有良 好的脱氮除碳效果和抗冲击负荷能力。为探究钙离子对两段AO泥法工艺处理此化工废水的硝化抑制情况，在第 二阶段试验中，根据该化工集团现有及后续发展情况，设计了33组低氮 (60mgL)、中氮(120mgL)、高氮(1 80mgL)浓度下低钙(600mgL)
6、、中钙 (900mgL)、高钙(1200mgL)离子浓度反应器以研究钙离子对硝化的抑制情 况。试验结果显示，在45d的稳定运行中，低氮(NH4+-N浓度60mgL)条件下， 低钙(Ca2+浓度600mgL)、中钙(Ca2+浓度900mgL)、高钙(Ca2+浓度1200mgL) 对废水的生物硝化抑制作用不明显；中氮(NH4+-N浓度120mgL)条件下，低 钙(Ca2+浓度600mgL)对废水的生物硝化抑制作用不明显；中钙(Ca2+浓度900mgL)、高钙(Ca2+浓度1200mgL)对废水的生物硝化有较大抑制作用，随 着Ca2+浓度的增加，硝化抑制作用加大；高氮(NH4+-N浓度1 80mgL
7、)条件下， 低钙(Ca2+浓度600mgL)对废水的生物硝化抑制作用不明显；中钙(Ca2+浓度900mgL)、高钙(Ca2+浓度1200mgL)对废水的生物硝化有较大抑制作用，随 着Ca2+浓度的增加，硝化抑制作用加大。在相同钙离子浓度下，随着进水氨氮浓 度的增加，系统氨氮负荷增加，硝化效率有所降低。 关键词：生物脱氮；两段AO工艺；钙硝化抑制；化工废水IVAbstractAbstractWith the rapid development of economy,the organic chemical industry has developed rapidlyMass production
8、 of emerging organic products resulted that the production of chemical-industry wastewater with high Kjeldahl nitrogen(KN)increased significantlyif such wastewater wasnt effectively disposed and directlydischarged into the natural environment，itS bound to cause serious environmentalpollution，human h
9、ealth and social development will be adversely affectedThe integrated wastewater of a large-scale chemical group corporation is came from many chemical productive equipment，the integrated wastewater mainly contains alcohol formaldehyde wastewater,ammonia wastewater,sulfuric acid wastewater,AC wastew
10、ater,PVC wastewater,nylon wastewater,pentaerythritol wastewater,fluorine chemical wastewater,calcium carbide wastewaterOn account of the poor discharge regularity,the quality and quantity of this wastewater volatile significantlybecause of containing some wastewater with high concentration of KN，suc
11、h as AC wastewater, nylon wastewater,fluorine chemical wastewater,it also has complex characteristics of containing high organic nitrogen，high Kjeldahl nitrogen，high toxicity,complicated background componentsIn addition，calcium carbide was used to neutralize the wastewater in the pretreatment，result
12、ing in a large number of wastewater containingcalcium and SS，It caused that the AO一0 membrane technology of the sewagetreatment plant was inefficientThe concentration of effluent ammonia was severely over standard，some large equipments such as AC equipment was forced to be closed To solve the above-
13、mentioned problems，based on the original trial process we bring forward and study double AO nitrogen removal processOwning to the high concentrations of calcium，We also study the effect of calcium on nitrification withsuch chemical wastewaterAccording to the wastewater characteristics and the actual
14、 treatment process in this sewage treatment plantDouble AO technology is put forward and studied， ammoniation of organic nitrogen，removal of carbon，degradation of toxic substancesand removal of nitrogen were placed in separate reaction system，the first AOV浙江大学硕十学位论文subsystem was used for the removal
15、 of COD，ammoniation of organic nitrogen and degradation of toxic substances；the second AO subsystem was used for the ammonia nitrificationIn order to meet the followup development of the group corporation，we study the treatment characteristics and the impact property of the double AO processunder th
16、e different concentration of KNIn the 1 24dstable operation，in the effluent， the organic nitrogen loading increases gradually from 1 5mgL to 1 00mgL，the KN loading from 60mgL to 1 80mgL，the COD loading from 400mgL to 1 600mgLIn the low-nitrogen loading period(the 1 st-46th day)，the gained parameters of influent we
