1 Project Overview

某工程塑料公司位于平頂山市中國(guó)尼龍城，是以己二胺、己二酸為原料，經(jīng)成鹽、聚合、制粒等工段生產(chǎn)聚合尼龍66切片，生產(chǎn)規(guī)模為4萬(wàn)t ／ a。廢水包括生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的己二胺儲(chǔ)罐廢水、成鹽及聚合反應(yīng)廢水、制粒廢水、洗滌塔廢水、真空系統(tǒng)廢水和生活污水。根據(jù)環(huán)保主管部門(mén)對(duì)該公司《環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書(shū)》的批復(fù)，經(jīng)處理的廢水在園區(qū)污水處理廠未投入運(yùn)行前直接排放，執(zhí)行GB18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，在園區(qū)污水處理廠建成并具備接收條件后間接排放，執(zhí)行園區(qū)污水處理廠接收標(biāo)準(zhǔn)。工程原采用水解酸化-A ／ O-深度處理工藝，鑒于排放標(biāo)準(zhǔn)的變化，本文主要對(duì)排放標(biāo)準(zhǔn)降低后的工程優(yōu)化進(jìn)行研究，考察了球形組合填料強(qiáng)化廢水水解酸化預(yù)處理的可行性，探索該類(lèi)廢水的處理核心，以期在達(dá)標(biāo)排放前提下實(shí)現(xiàn)縮短廢水處理工藝流程、提升工程耐沖擊負(fù)荷能力的目的。

2設(shè)計(jì)規(guī)模與水質(zhì)本項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為400 m3／ d，廢水成分復(fù)雜，可生化性差，具有毒性，含有較高濃度的氨氮和有機(jī)氮，主要污染物為己二胺。廢水處理的重難點(diǎn)在于如何高效降低廢水的毒性及提升廢水的可生化性。本項(xiàng)目出水水質(zhì)按照GB 18918—2002中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，廢水水質(zhì)及不同階段的排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3廢水處理工藝在借鑒類(lèi)似廢水處理經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，廢水原處理工藝為水解酸化-A ／ O-深度處理，具體流程如圖1所示。

該廢水的己二胺含量較高，先采用水解酸化將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，并將難降解有機(jī)物分解為易降解短鏈有機(jī)物，然后在生化階段進(jìn)行硝化、反硝化及脫碳反應(yīng)以去除大部分污染物，廢水經(jīng)上述流程處理后，廢水中可生化、易生化的有機(jī)污染物大部分已去除，剩余的污染物采用臭氧氧化-BAF-絮凝沉淀砂濾的深度處理工藝保證出水達(dá)標(biāo)。

4主要構(gòu)筑物及設(shè)備

（1）調(diào)節(jié)池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，半地下式，尺寸為14.0m × 10．5 m × 6.0m，有效容積為800 m3，停留時(shí)間為48 h。配套：離心泵2臺(tái)（1用1備），流量為18 m3／ h，揚(yáng)程為20 m，功率為3 kW。

（2）水解酸化池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，半地下式，尺寸為7.0m × 6.0m × 6．5 m，有效容積為240 m3，停留時(shí)間為14．4 h，污泥濃度為2 000 mg ／ L，上升流速為1．15 m ／ h，污泥負(fù)荷為0．25 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d）。配套：QDTA系列潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，葉輪直徑為1．8 m，轉(zhuǎn)速為34 r／min，功率為3 kW，材質(zhì)SS304。

（3）缺氧池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，半地下式，尺寸為10.0m × 7.0m × 6．5 m，有效容積為450 m3，停留時(shí)間為27 h，污泥濃度為3 500 mg ／ L，污泥負(fù)荷為0．20 kg［BOD5］／（kg［MLSS］·d），總氮負(fù)荷為0．04 kg［TN］／（kg［MLSS］·d），ρ（DO）＜ 0．5 mg ／ L。配套：QDTA系列潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，葉輪直徑為1．8 m，轉(zhuǎn)速為34 r ／ min，功率為3 kW，材質(zhì)SS304；有機(jī)碳源投加裝置1套，儲(chǔ)罐1 m3，攪拌機(jī)（N＝ 1．1kW）1臺(tái)，加藥計(jì)量泵2臺(tái)（1用1備）。

（4）好氧池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，半地下式，尺寸為23.0m × 7.0m × 6．5 m，有效容積為950 m3，停留時(shí)間為57 h，污泥濃度為3 000 mg ／ L，總氮負(fù)荷為0．02 kg［TN］／（kg［MLSS］·d）。配套：硝化液回流泵2臺(tái)（1用1備），流量為50 m3／ h，揚(yáng)程為20 m，功率為5．5kW；無(wú)機(jī)碳源投加裝置1套，儲(chǔ)罐1m3，攪拌機(jī)（N＝ 1．1 kW）1臺(tái)，加藥計(jì)量泵2臺(tái)（1用1備）。

（5）二沉池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，半地下式，輻流式，尺寸為φ6．0m× 4．1 m，水力負(fù)荷為0．6 m3／（m2·h）。配套：中心傳動(dòng)刮泥機(jī)1臺(tái)，N＝ 0．75kW；污泥回流泵2臺(tái)（1用1備），流量為15 m3／h，揚(yáng)程為20 m，功率為2．2 kW。

（6）高級(jí)氧化池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，半地下式，尺寸為5.0m × 5.0m × 5．5 m，有效容積為125 m3，停留時(shí)間為7．5 h。配套：臭氧發(fā)生器1臺(tái)，臭氧產(chǎn)量為1．5 kg ／ h；臭氧曝氣系統(tǒng)1套；臭氧尾氣破壞系統(tǒng)1套；臭氧監(jiān)測(cè)系統(tǒng)1套。

（7）曝氣生物濾池（BAF）。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，地上式，尺寸為9.0m × 4．5 m × 6．5 m，有效容積為250m3，停留時(shí)間為15 h。配套：提升泵2臺(tái)（1用1備），流量為18 m3／ h，揚(yáng)程為20 m，功率為3 kW。

（8）絮凝沉淀砂濾池。一體化鋼制成套設(shè)備，尺寸為6.0m × 4.0m × 4．5 m，有效容積為100 m3，停留時(shí)間為6 h。配套：PAC投加裝置1套，儲(chǔ)罐1 m3，攪拌機(jī)（N＝ 1．1 kW）1臺(tái)，加藥計(jì)量泵2臺(tái)（1用1備）。

（9）監(jiān)測(cè)水池。鋼筋砼結(jié)構(gòu)，半地下式，尺寸為6.0m × 6.0m × 5.0m，有效容積為162 m3，停留時(shí)間為10 h。配套：COD在線監(jiān)測(cè)儀1套，氨氮在線監(jiān)測(cè)儀1套，在線pH計(jì)1套。

5原工藝處理效果原工藝正常運(yùn)行期間，二沉池出水不能達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，而廢水經(jīng)深度處理后總排口出水能夠達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，具體進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)如表2所示。

6工藝優(yōu)化與實(shí)施

6.1優(yōu)化背景與思路2019年，平頂山化工產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)污水處理廠建成投入使用，因此本項(xiàng)目廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)由GB18918—2002中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)降到園區(qū)污水處理廠接收標(biāo)準(zhǔn)。為降本增效，在該企業(yè)2021年停產(chǎn)檢修期間，對(duì)該公司廢水處理工藝流程進(jìn)行了優(yōu)化改造。廢水含有較高濃度的氨氮及有機(jī)氮，其主要污染物是己二胺，毒性大，并且碳氮比低，需要外加碳源。有研究結(jié)果表明，水解酸化能夠?qū)㈦y降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，不僅能提高廢水的可生物降解性，還可以減少外加碳源的投加量。由于廢水含有有毒物質(zhì)，廢水的水解酸化作用顯得尤為重要。填料對(duì)不斷攪動(dòng)的廢水有水力切割作用，可使懸浮狀態(tài)的污泥與水充分混合，利于在填料載體上馴化和培養(yǎng)高濃度有針對(duì)性降解功能的微生物，能夠強(qiáng)化水解酸化功能。鑒于此，本研究考察了球形組合填料強(qiáng)化高氨氮尼龍化工廢水水解酸化處理的可行性。

6.2優(yōu)化實(shí)施在不改變水解酸化池容積的前提下，在池中增加新型球狀組合填料，該組合填料外部為中空漁網(wǎng)狀球體，內(nèi)部為轉(zhuǎn)型球體，由纖維束、塑料環(huán)片、套管和中心繩子組成，填料主要性能如表3所示，填料實(shí)物如圖2所示，填料安裝現(xiàn)場(chǎng)照片如圖3所示，工藝優(yōu)化后的流程如圖4所示

7運(yùn)行效果與分析該優(yōu)化工程于2021年7月中旬安裝完畢后，正式開(kāi)始運(yùn)行調(diào)試。調(diào)試成功后，對(duì)進(jìn)出水情況進(jìn)行了跟蹤分析，具體結(jié)果如圖5、圖6所示。

從圖5、圖6可以看出，系統(tǒng)調(diào)試成功后，二沉池出水COD的質(zhì)量濃度能夠維持在50 mg／L以下，COD去除率在96％以上；二沉池出水NH3－N的質(zhì)量濃度能夠維持在5 mg／L以下，NH3－N去除率在98％以上，出水達(dá)到GB 18918—2002中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于工業(yè)園區(qū)污水處理廠接收標(biāo)準(zhǔn)。為進(jìn)一步了解廢水生化處理的原理，對(duì)生化系統(tǒng)各工段的COD、NH3－N、TN及活性污泥濃度進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，具體結(jié)果如圖7、圖8所示。從圖7可以看出，隨著生化過(guò)程的推進(jìn)，COD濃度逐漸降低，而NH3－N、TN濃度先上升后下降，并且在缺氧池COD、NH3－N、TN3個(gè)指標(biāo)均出現(xiàn)下降較快的現(xiàn)象。從圖8可以看出，從水解酸化池到好氧池，各工段的污泥濃度逐漸增大，并且其變化先快后慢，水解酸化池的活性污泥濃度最小。水解酸化池NH3－N、TN濃度的上升可能是因

為廢水進(jìn)入水解酸化池后，廢水中的有機(jī)物污染物己二胺發(fā)生了氨化反應(yīng)，有一部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為了氨氮，同時(shí)廢水的生物毒性降低，使得大部分COD、NH3－N、TN在缺氧池被去除、缺氧池的活性污泥濃度大大增加。水解酸化池填料的添加為微生物的生長(zhǎng)提供了條件，使反應(yīng)器的總生物量（生物膜＋活性污泥）大大增加，從而提升了水解酸化的效能。

8結(jié)語(yǔ)

安裝球形組合填料能夠強(qiáng)化廢水的水解酸化處理效果，同時(shí)縮短廢水處理的工藝流程，使工藝流程由原來(lái)的水解酸化-A ／ O-深度處理縮短成高效水解酸化-A ／ O。穩(wěn)定運(yùn)行期間，COD、NH3－N的去除率分別在96％、98％以上。出水水質(zhì)能夠達(dá)到GB 18918—2002中一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于工業(yè)園區(qū)污水處理廠接收標(biāo)準(zhǔn)。水解酸化能夠降低廢水的毒性，提高后續(xù)生化處理的效率，是該類(lèi)廢水處理的關(guān)鍵。

---

Welcome to call us for consultation, technical exchange, and material experiment.