生物组合工艺处理化纤废水的实验研究

吴钦

（余姚市环境保护监测站浙江余姚315400）

生物组合工艺处理化纤废水的实验研究

吴钦

（余姚市环境保护监测站浙江余姚315400）

采用缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脱氮+生物接触氧化工艺处理聚合及染整工艺处理实际生产混合废水，在水力停留时间（HRT）为48h；污泥回流比为50%；污泥负荷：0.15kgBOD/kgMLSS·d；混合液回流比：200%～300%的工艺运行条件下，出水CODCr≤60mg/L，CODCr去除率达到97.7%以上，出水TN≤14mg/L，TN去除率达到94.4%以上；出水NH3-N≤3.82mg/L，NH3-N去除率达到90.5%以上，出水达到国家《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准。该工艺出水效果良好，工艺简单可靠，运行稳定，有较好的推广价值。

生物组合工艺；聚合；染整；化纤废水；己内酰胺；脱氮

某化工企业废水主要产生于聚合和染整工段，两股废水从生产车间排出后混合进行处理。经分析，该废水的污染物有己内酞胺、硫胺、甲苯、苯甲酸、六氢苯甲酸、环己烷、环己酞胺、环己烷的磺酸盐类、乙酸等。其中有机污染物可生化性比较好，由于己内酰胺极易分解，在生物降解过程中转化为NH3-N，造成废水中氨氮浓度较高，当COD在1000~200之间时，己内酰胺的含量为300-500mg/L[1-4]，处理后废水排放要求达到国家《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准。

1 实验进出水水质

实验用水取自该企业污水处理临时设施调节池，为染整和聚合废水混合后废水，实验进水水质和要求排放水质如表1所示。

表1 水质情况一览表单位：mg/L

由表1可以看出，该废水COD值较高，括号内为混合后水质，其数值在1000～2500，总氮和氨氮均较高，因此选定COD和总氮作为主要污染因子进行处理。综合分析并结合目前应用的成熟工艺，考虑到该废水水质BOD5/CODcr≥0.5，BOD5/TN＞6.5，碳源充足，生化性好，并且满足反硝化生物脱氮要求[5-8]，因此考虑采用缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脱氮+生物接触氧化强化除碳工艺。

2 实验装置及方法

2.1 实验装置

实验采用缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脱氮+生物接触氧化工艺，实验装置采用PVC制作，总有效容积360L，其中缺氧反硝化池容积100L，活性污泥池容积120L，沉淀池容积40L，接触氧化池容积120L（如图1），在反应器上均匀设置出水阀，有效容积可根据实验要求设置。

图1 A/O工艺流程图

2.2 实验方法

接种污泥取自该企业污水临时处理站污泥浓缩池，经过闷曝淘洗后加入装置开始驯化。实验设置参数为：缺氧反硝化段采用机械搅拌，pH在6.6～7.5，溶解氧DO＜0.5mg/L；活性污泥池采用曝气头鼓风曝气，pH在7.5～8.5，溶解氧DO2～3mg/L；接触氧化池设置生物填料，占有效容积约50%，pH在6.6～7.5，溶解氧DO2～3mg/L，实验过程中温度采用水浴方法控制在20℃。

本实验检测水质指标及检测方法为：化学需氧量COD采用密闭消解-重铬酸钾氧化法（GB11914-89）；氨氮（NH3-N）采用纳氏试剂分光光度法（GB7478-87）；总磷（TP）采用钼氨酸分光光度法（GB11893-89）；总氮（TN）采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB11894-89）；pH采用玻璃电极法（GB6920-86）。

3 结果与讨论

污泥驯化成功后，实验稳定运行90d，分别考察了水力停留时间（HRT）、污泥负荷、混合液回流比参数对处理效果的影响，并对实验结果进行了分析和讨论。

3.1 水力停留时间对处理效果影响

通过对进水流量进行调节，设置水力停留时间分别为12h，24h，36h，48h，60h来研究HRT对处理效果的影响，实验结果如图2所示。

图2 水力停留时间对CODcr、总氮和氨氮降解效果影响

由图2可见，HRT对CODCr、总氮和氨氮的影响较大[6]，随着HRT逐渐延长，系统对CODCr、氨氮和总氮去除率相应增加；在水力停留时间为48h时，出水CODCr为88mg/L，CODCr去除率达到96.4%，出水TN为32mg/L，TN去除率达到87.2%以上；出水NH3-N为4mg/L，NH3-N去除率达到88.5%以上，出水已经达到排放标准，说明该工艺对此类废水的适应性非常好，继续延长水力停留时间意义不大。

3.2 污泥负荷对处理效果影响

选择水力停留时间48h，改变污泥浓度，设置污泥负荷（0.15kgBOD/kgMLSS·d）分别为0.05，0.1，0.15，0.2，0.25来研究污泥负荷对处理效果的影响，结果如图3所示。

图3 污泥负荷对CODcr、总氮和氨氮处理效果影响

由图3可知，污泥负荷对出水CODCr和氨氮的影响尤其明显。随着污泥负荷增大，出水CODCr、氨氮和总氮去除率开始比较平稳，当达到0.15kgBOD/kgMLSS·d时，出水CODCr、氨氮值急剧上升，出水CODCr为67mg/L，CODCr去除率达到97.32%，出水TN为29mg/L，TN去除率达到88.4%；出水NH3-N为3.1mg/L，NH3-N去除率达到91.42%，分析原因是当污泥负荷较大时，自养型硝化细菌在菌群竞争中处于弱势地位，硝化反应的不能顺利进行，从而导致出水氨氮升高。

3.3 混合液回流比对处理效果影响

生物除碳脱氮工艺中对污泥回流比研究的非常多，经验数值较为可靠，实验不再对污泥回流比进行深入研究，取值50%，只对混合液回流比进行研究。设定水力停留时间48h，污泥回流比50%，污泥负荷为0.15kgBOD/kgMLSS·d，选择混合液回流比分别为100%，150%，200%，250%，300%进行实验研究，并根据实验结果作曲线如图4所示。

图4 混合液回流比对CODCr、总氮和总氮处理效果影响

由图4可见，混合液回流比对COD和氨氮的去除效果影响不大，回流比对总氮的去处效果影响较大，当混合液回流比为200%时，出水CODCr为47mg/L，CODCr去除率达到98.12%，出水TN为19mg/L，TN去除率达到92.4%；出水NH3-N为3.8mg/L，NH3-N去除率达到89.14%，当混合液回流比较低时，好氧池硝化反应产生的硝态氮没有及时回流到缺氧池进行反硝化[9]，以硝态氮形式存在于出水中，但是好氧池的硝化反应效果几乎不受影响，因此出水的总氮呈现出远远高于氨氮值的现象，综合考虑出水效果和节能因素，最佳混合液回流比在200%~300%之间。

4 结语

4.1 在水力停留时间（HRT）为48h；污泥回流比为50%；污泥负荷：0.15kgBOD/kgMLSS·d；混合液回流比：200%~300%的工艺运行条件下，出水CODCr≤60mg/L，CODCr去除率达到97.7%以上，出水TN≤14mg/L，TN去除率达到94.4%以上；出水NH3-N≤3.82mg/L，NH3-N去除率达到90.5%以上，相关指标稳定达到国家《污水综合排放标准》（GB 8978-1996）一级标准。

4.2 通过缺氧反硝化+好氧活性污泥生物脱氮+生物接触氧化工艺处理聚合及染整工艺处理实际生产混合废水可见，出水效果良好，工艺简单可靠，运行稳定，有较好的推广价值。

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吴钦（1985—），男，汉族，浙江余姚人，本科，工程师，主要从事环境保护研究。