高濃度己內酰胺廢水深度水解/MBR處理工藝 高濃度己內酰胺廢水深度水解/MBR處理工藝

杭州某公司生產錦綸6差別化纖維和錦綸切片，產生的廢水具有有機物和總氮濃度高、來水不穩(wěn)定等特點。其主要污染物己內酰胺易溶于水、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施，但存在處理出水氨氮不達標、水質不穩(wěn)定等問題，亟需進行改造。

　　考慮到MBR工藝具有截留微生物的優(yōu)良性能和出水水質好等特點，有利于處理難降解污染物，筆者結合自身工程經驗，設計以MBR為核心技術單元并納入深度水解工藝完成工程改造，達到了設計目標。

　　1、設計進、出水水質

　　生產廢水共200m3/d，設計進水水質見表1，出水水質執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)三級標準，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)標準。

　　2、工藝流程

　　在已有污水處理設施運行經驗基礎上，進行方案比選。原有污水站直接采用A/O工藝，無法使己內酰胺迅速高效氨化，有機氮在好氧階段殘留量仍然很高，勢必導致有機氮在好氧階段不斷轉化為氨氮而使得氨氮來不及轉化為硝酸鹽，從而致使出水氨氮含量不達標;與此同時，水體中硝酸鹽含量高，沉淀過程反硝化嚴重，污泥難以沉降從而導致污泥流失及整體處理性能的下降。因此，只有使己內酰胺*轉化為氨氮，再采用A/O工藝才能確保氨氮達標排放。經過技術方案比選后，選擇采用深度水解/MBR工藝，確保出水水質穩(wěn)定達標。

　　工藝流程見圖1。

　　本工藝設計特點：

　　①采用停留時間長的調節(jié)池，對來水變化大的己內酰胺廢水進行均質;

　　②采用較長停留時間的厭氧接觸氧化池進行深度水解，有效降解有機物并*分解有機氮，降低好氧能耗并為硝化提供有利條件;

　　③采用MBR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。

　　對已建原有水池根據功能進行綜合利用。原有污水收集池、標準排放口和污泥脫水系統(tǒng)保留使用，原有A/O工藝污水池作為應急水池備用。

　　3、工程設計

　　①調節(jié)池

　　碳鋼結構，內部玻璃鋼防腐。設計尺寸為15m×10m×3.5m，有效池容為450m3，水力停留時間為2.2d。調節(jié)池分隔成兩池，交替均勻水質并調節(jié)pH值。

　　②換熱池

　　鋼筋混凝土結構，設計尺寸為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。

　　③深度水解池

　　鋼筋混凝土結構，設計尺寸為15m×10m×5.5m和10m×5m×5.5m，有效池容為1000m3。水解池分為3格，每格池內設置2臺潛水攪拌器，每臺功率為3kW。為了節(jié)省電耗，潛水攪拌器間歇運行，工作2h、停1h。水解池加蓋密封，密封的臭氣由引風機引入紫外光除臭器凈化排放。

　　④光催化臭氣凈化塔

　　不銹鋼結構，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254nm，催化劑為二氧化鈦，總功率為4kW。

　　⑤二沉池

　　鋼筋混凝土結構，設計尺寸為5.0m×4.0m×5.5m，表面負荷為0.42m3/(m2·h)。共設置2臺排污泵(1用1備)，定期將沉淀污泥回流至深度水解池。

　　⑥兼氧池

　　鋼筋混凝土結構，設計尺寸為10.0m×4.0m×5.5m，有效池容為200m3。池內設置2臺潛水攪拌器，每臺功率為3kW，間歇運行，工作2h、停1h。

　　⑦MBR池

　　1座，鋼筋混凝土結構，設計尺寸為17m×15m×5.5m，有效池容為1275m3。分隔為3池，池內設置盤式曝氣器，每池獨立控制氣量。池內設置1套國產膜組件，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。池內設置2臺排污泵(1用1備)，定期將混合液回流至兼氧池。設1套堿液投加系統(tǒng)，控制MBR池內pH值為6.5～7.5，確保硝化正常進行。

　　4、運行效果

　　該工程已穩(wěn)定運行半年，具體運行數據如表2所示。

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

　　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，同時控制MBR池pH值在7.0～7.5。在水反洗時增加了次氯酸鈉+堿的在線反洗，可以有效恢復膜通量。

　　5、工程運行經濟分析

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

　　6、結論

　　①對于高氨氮有機廢水，合理的工藝設計和操作參數是確保污水站穩(wěn)定運行的關鍵。該工程采用的深度水解/MBR工藝抗沖擊負荷能力強，出水氨氮穩(wěn)定小于1mg/L。

　　②工程實踐表明，采用深度水解可以*分解己內酰胺等有機氮，降解大部分有機物并確保有機氮*氨化，有效保障了好氧硝化過程的正常進行;MBR能夠很好地截留微生物，可有效防止污泥流失。

　　③高氨氮在好氧池中逐步硝化，其對溶解氧和堿的消耗也是逐步變化的，需要采取針對性措施，有效維持溶解氧水平和pH值環(huán)境，確保硝化反應良好。