胡茂剛，奚旦立，陳季華，冀世鋒
（東華大學 環境科學與工程學院，上海 20005）

　　摘要：針對錦綸-6（P_A-6）含氮有機廢水特性，提出前置反硝化脫氮工藝處理錦綸-6廢水。工程應用結果表明：當ρ（CODcr）=1000～2000mg／L，ρ（BOD₅)=500～1000mg/L, 最終出水CODcr去除率92％～98％，出水BOD₅，去除率99％，正常運行后ρ（NH₃-N）迅速下降至15mg／L以下。確保了處理后廢水達標排放。
　　關鍵詞：錦綸-6;廢水處理；脫氮；曝氣
　　中圖分類號：X703.l；X783.4
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009－2455（2003)01－0047-03

Treatment of Wastewater from Nylon-6 Production
HU Mao-gang, XI Dan-li, CHEN Ji-hua, JI Shi-feng
(School of Environmental Science and Enginsering, Donghua University),Shanghai 200051,China)

　　Abstract: In view of the characteristics of the nitrogen-containing, organic wastewater from the production of nylon-6 (P_A-6), a pre-denitrification process is proposed for the treatment of the wastetwater. The results of its engineering application showed that when ρ（CODcr）=1000～2000mg／L and ρ（BOD₅)=500～1000mg/L,the final removal rate of CODcr in the effluent water was 92% ～ 98% and that of BOD₅ was 99%, while NH₃-N rapidly fell down to below l5 mg/L after the start of normal operation, which enabled the treated wastewater to meet the standard for discharge.
　　Key words: nylon-6; wastewater treatment; denitrification; aeration

　　金輪集團的主導產品為錦綸簾子布、簾子線，其主要原料為己內酸胺聚合物。
　　廢水主要來源于聚合切片的革取廢水。革取廢水經單體回收處理，剩下少量己內酷胺單體沒有回收價值。廢水中的主要污染物為己內酚胺及其分解產物。每噸簾子布產生45t廢水，日排放量為6000t/d，根據環境部門的要求，廢水處理應達到GB8978－1996（1999年修改）一級排放標準，處理后廢水達標排放。

1 廢水水量、水質

　　經現場調查，廢水的水量、水質見表1。

表1 廢水的水量、水質 項目 數據 水量/（m³·d^-1） 6000 pH值 6～7 ρ（BOD₅)/（mg·L^-1） 500～1000 ρ（CODcr)/（mg·L^-1） 1000～2000 ρ（NH₃-N)/（mg·L^-1） 10～20 ρ（己內酰胺)/（mg·L^-1） 300～500

　　錦綸廢水水量。水質有如下特點：
　　①由于錦綸廢水不是連續排放，水質隨時間變化而變化。
　　②廢水主要來源于聚合切片的革取廢水，由于己內酰胺極易分解，在生物降解過程中轉化為NH₃-N，造成廢水中氨氮濃度較高，成為本工程處理的難點和重點之一。

2 處理工藝及設計參數

2.1 處理工藝
　　通過對生產裝置和廢水水質調查，選用前置反硝化的生物脫氮工藝，處理工藝流程見圖1。

　　廢水匯集在調節池，然后由柬提升至水解酸化池，該池同時接納部分回流污泥。在兼氧、缺氧條件下，通過水解和產酸菌的作用使廢水中復雜高分子或難降解物質轉化為小分子簡單有機物，提高了有機物生化性能。然后廢水進人反硝化池。反硝化池中設置有軟性填料，通過棲息在填料上的反硝化菌的作用，可以使回流廢水中的NO₂^-，NO₃^-轉化為N₂，從而達到生物脫氮的要求。由于采用了前置反硝化脫氮工藝，反硝化池中的反硝化菌可以用進水中的有機物為碳源，無需再外加碳源。A，B，C工藝曝氣池是由東華大學開發的一種好氧生物反應池，該反應器將污泥負荷分為高負荷、一般負荷和低負荷3個區間串聯運行，可以結合脫碳和硝化的設計要求，確定A，B，C各段的停留時間。A，B，C曝氣池不僅提高了系統的凈化效率，還防止了污泥膨脹并減少了剩余污泥量，甚至在工程系統的運行過程中實現污泥的“零排放”。A，B，C曝氣池出水進入沉淀池，實現泥水分離，污泥一部分回流至A，B，C曝氣池的A，B2段，另一部分回流至水解酸化池，剩余污泥進行濃縮干化。沉淀池上清液小部分回流至反硝化池，其余部分達標排放。
2.2 A，B，C工藝簡介
　　污泥負荷Fw與污泥容積指數Is,v的關系曲線見圖2。

　　根據圖2曲線確定處理參數。為控制污泥膨脹和提高系統處理效率，曝氣池設計為A，B，C3段處理系統，使運行落實在圖2曲線中a～a’段、b～b’段、C～C’段，既能使有機物在反應系統中迅速徹底代謝，又能使污泥保持良好性能。
　　A段：高負荷區，Is,v可控制在200以下，一般不會產生污泥膨脹。
　　B段：一般負荷區，選擇在減速增殖期，為維持這一數值，宜用回流污泥量進行控制。
　　C段：低負荷區，選擇污泥處于內源代謝呼吸期。
　　C段不回流污泥，而在其中設置填料，廢水從B段推流至C段，混合液在填料上的生物膜與活性污泥雙重作用下凈化，F／M比值大大降低。微生物處于內源呼吸期，周圍營養源已無法滿足生物膜和活性污泥中細菌需求.此時，部分細菌在好氧條件下衰亡，分解成營養料供應活著的微生物，達到了污泥減容化。
　　在A，B，C活性污泥處理系統中，剩余污泥的產生量，3段中各不相同。在A段由于F／M值高，因此有機物以最大速率轉化為污泥；B，C2段污泥合成比A段低得多
2.3 主要構筑物、設備設計參數
　　①調節池有效容積3000m³，1座，有效水深4.7m，保護高度03m，停留時間12h。
　　②水解酸化池有效容積3000m³，2座，有效水深4.7m，保護高度0.3m，停留時間24h。
　　③反硝化池有效容積6000m³，1座，停留時間24h，分5格，接納污水回流量6000m³／d。
　　④曝氣池分A，B，C3段，各段的停留時間分別為2.5h，7.5h，5h。A段、B段、C段的實際有效容積分別為630m³，1890m³，1260m³；A段、B段的回流污泥量分別為1600m³／d，4000m³／d；實際總供氣量51～75m³／min，平均供氣量15.2～21m³［空氣]/m³［廢水］。
　　⑤污泥回流泵3組，2用1備，流量Q＝120m^3/h，揚程H＝10.5m，電機功率7.5kW。
　　⑥反硝化系統回流泵3組，2用1備，流量Q＝125m³／h，揚程 H＝18m，電機功率11kW。
　　⑦風機3組，2用1備，單臺風機風量Q＝31.5m³／min，軸功率35kW，風壓49kPa，電機功率45kW。

3 工程運行及處理效果分析

3.1 處理效果分析
　　根據污水廠和監測站提供的監測數據，整理結果詳見表2。

表2 運行結果數據 運行歷時/d pH值 ρ（CODcr)/（mg·L^-1） ρ（NH₃-N)/（mg·L^-1） 進水 出水 進水 出水 去除率/% 進水 出水 32 6.5 7 1530 121 92.1 12.5 84 40 6.5 7 810 79.2 90.2 10.6 74.5 52 6.5 7 541 20 96.3 18.4 86.4 60 6.5 7 2352 59 97.0 11.7 83.7 65 6.5 7 2640 67.8 97.0 12.7 79.4 70 6.5 7 1993 41.8 97.9 17.8 17.4 75 6.5 7 1526 56.3 96.0 14.7 5.0 80 6.5 7 1348 30.4 98.0 15.0 13.0 85 6.5 7 563 75 86.7 7.0 11.2 90 6.5 7 1756 47.2 97.4 17.2 5.3 95 6.5 7 1456 37.6 97.3 8.5 4.9

　　污水處理廠運行幾個月以來，出水水質主要指標均可達標排放。只是污水中的NH3-N變化比較復雜，在初期脫氮效果尚不明顯，出水NH3-N高于進水。這說明了兩個問題，一是污水中己內酚胺降解后使NH3-N驟增，二是由于A，B，C活性污泥系統中，A，B2段是去碳反應器，C段是硝化反應器，在運行初期由于水質、水量及A，B2段的污泥系統變化較大對C段運行造成沖擊負荷，未能使C段中硝化細菌形成良好的生存環境，同時硝化細菌世代周期長，也是導致在初期脫氮效率較低的原因。隨著運行條件的穩定，運行時間的延長，硝化細菌的濃度逐漸增高，本工藝的脫氮效果逐漸明顯，正常運行后，出水NH3-N完全達標。
3.2 處理成本
　　廢水處理成本為0.474元/t。
3.3 污泥排放
　　一部分污泥回用于A，B，C曝氣池，另一部分污泥送至水解酸化池，在兼氧條件下水解，從而使部分污泥硝化，成為生物脫氮系統中的內源碳，目前整個系統基本實現剩余污泥的“零排放”。

4 結論

　　①對高質量濃度大氮錦綸廢水產ρ（CODcr）=1000～2000mg／L，ρ（BOD₅)=500～1000mg/L，其出水ρ（CODcr）遠低于排放值100mg／L，去除率92％～98％，出水ρ（BOD₅)＝5～13mg／L，去除率99％；
　　②由于反硝化池培菌剛剛開始，再加上反硝化菌生長速率比較小，運行初期出水NH3-N濃度超過進水十幾倍，正常運行后NH3-N迅速下降至15mg／L以下；
　　③連續運行至今剩余污泥幾乎是零排放。

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　　作者簡介：胡茂剛（1979－），男，江蘇泗陽人，東華大學在讀2000級碩士研究生，電話（021）62373614－800。