【正文】 在傳統(tǒng)的活性污泥法中，由于在曝氣池進(jìn)水端的有機(jī)負(fù)荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于出水端負(fù)荷， 而在整個(gè)曝氣池中的單位面積上鼓入空氣量是一樣的，這就造成在曝氣池前端的空氣 量不足，而在后端的空氣量過(guò)剩的現(xiàn)象，造成能耗浪費(fèi)。而在生物倍增技術(shù)中，采用一種專(zhuān)利微孔曝氣軟管，該軟管在 曝氣時(shí)，能產(chǎn)生均勻的更細(xì)小的微氣泡，其上升速度較小，增加了與水接觸時(shí)間，可 將氧傳遞效率提高一倍，其充氧動(dòng)力效率更是達(dá) NT 5kgO 拈 w原該企業(yè)日清理污泥量為 2． 4t，現(xiàn)每日清理污泥 1． 44t， 減少 40％污泥量 (污泥含水率： 70％～ 75％ )。中國(guó)上海牡丹油墨廠污水處理廠的改造工 程見(jiàn)下圖 2— 2— 2— 7。每月平均出水 TN值是每升 O． 4mg。德國(guó)恩格拜環(huán)保技術(shù)公司提供農(nóng)業(yè)、乙醇和生物氣體發(fā)酵、牲畜食物生 產(chǎn)與養(yǎng)魚(yú)用的藻類(lèi)生產(chǎn)的結(jié)合工藝，為開(kāi)發(fā)研究生物倍增工藝技術(shù)提供背景資料和數(shù) 據(jù)。開(kāi)關(guān)壓縮空氣供應(yīng)管道的閥門(mén)，就能清洗軟管， 而不用中斷處理過(guò)程，這將極大地節(jié)約操作成本，提高操作的安全性和方便性。 ④ 長(zhǎng)期實(shí)踐證明，生物發(fā)酵程序能夠節(jié)約成本，節(jié)約數(shù)個(gè)水池。通過(guò)對(duì)石家莊化纖有限責(zé)任公司己內(nèi)酰胺廢水處理的試 驗(yàn)研究，將得到一系列基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)中試試驗(yàn)驗(yàn)證后，達(dá)到在實(shí)際廢水處理工 程中應(yīng)用的目的，這對(duì)高含氮高濃度化纖廢水處理技術(shù)的創(chuàng)新和實(shí)踐具有較為深遠(yuǎn)的 理論和現(xiàn)實(shí)意義： (1)該研究將突破傳統(tǒng)活性污泥法的常規(guī)工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)，開(kāi)發(fā)一種全新概念的 污水處理新技術(shù)； (2)研究開(kāi)發(fā)高濃度有機(jī)廢水的處理新技術(shù)，對(duì)解決石化企業(yè)污水污染問(wèn)題具有 現(xiàn)實(shí)意義； (3)開(kāi)發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高含氮高濃度有機(jī)廢水處理新技術(shù)，對(duì)石化環(huán)保產(chǎn) 業(yè)的發(fā)展帶來(lái)較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 根據(jù)這些技術(shù)上的難題，需要尋找可以保持高濃度的污泥濃度、污泥泥齡較長(zhǎng)、 對(duì)脫碳除氮均有較好效果的生物處理方法。各項(xiàng)出水水質(zhì)均達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo) 準(zhǔn)【 38】。 國(guó)內(nèi)對(duì)己內(nèi)酰胺廢水處理技術(shù)的研究起步較晚，這方面的研究較少．但已逐步引 起重視。此種方法目前尚處于小試和中 試階段，影響推廣使用的原因就是再生液難于回收利用。 i+Ba2+S,Z‘“12‘l 、 I!“ 。如果生成軟質(zhì)水垢，可以安裝水的噴淋系統(tǒng)；而如果生成硬質(zhì)水垢，不論用噴 淋或刮刀均不能消除此問(wèn)題。生物聯(lián)合法達(dá)到排放要求較為經(jīng)濟(jì)。H!() {3j 雖然有些異養(yǎng)生物也能進(jìn)行硝化，但硝化中最主要的生物是亞硝酸菌屬和硝酸菌 屬。 ① 生物脫氮法 生物脫氮通常包括生物硝化和生物反硝化。本課題著重研究石油化工行業(yè)中具有代表性的高 含氮高濃度化纖廢水一一己內(nèi)酰胺廢水的處理技術(shù)問(wèn)題。除論文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，對(duì)論文的 研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。目前高 氨氮高濃度有機(jī)化纖廢水 —— 己內(nèi)酰胺廢水采用常規(guī)的廢水處理方法難以?xún)艋驘o(wú)法 滿(mǎn)足凈化處理的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求，使得這類(lèi)廢水的凈化處理已成為現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外環(huán)境 保護(hù)領(lǐng)域亟待解決的難題。 本次試驗(yàn)所采用的曝氣技術(shù)為大面積均勻微孔軟管曝氣系統(tǒng)，不僅大表而積曝氣 比常規(guī)曝氣方式要均勻的多，而月溶解氧的動(dòng)力效率也是傳統(tǒng)活性污泥法的 2 倍，這 就大大減少了動(dòng)力消耗，減少了運(yùn)行費(fèi)用；同時(shí)，生物倍增技術(shù)曝氣裝置系統(tǒng)的安裝 和維修都非常簡(jiǎn)單，只需丌關(guān)壓縮空氣供應(yīng)管道的閥門(mén)，就能清洗曝氣軟管，而不用 中斷工藝處理過(guò)程，這將極大地節(jié)約操作成本，提高操作的安全性和方便性。這些行業(yè)排 出的高濃度有機(jī)廢水，加劇江河湖海水質(zhì)不斷惡化，水中難降解的有機(jī)污染物不斷增 多。酸團(tuán) 在硫銨結(jié)晶器內(nèi)用氨氣進(jìn)行中和，生成硫銨。2H2(’247。4H ： (} 6^02一 247。此類(lèi)池子兼有 貯水作用。處理時(shí) 所需的實(shí)際氯氣量取決于溫度 PH值及氨氮濃度。研究結(jié)果表明，當(dāng)原水氨氮濃度 )}J2020mg／ L、進(jìn)水氨氮的 容積負(fù)荷為 2． Okg／ (m3d)時(shí)，氨氮的去除率可達(dá) 99％以上，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。當(dāng)污泥負(fù)荷不超過(guò) 0． 25kgBODs／ kgMLSS裝置總污水排放量為 15819“d 。 ENSBR 最佳操作條件如下： QCOD 負(fù)荷與氨氮負(fù)荷比值在 18 以上較好。 這些缺點(diǎn)都影響 MBR法不能在高濃度有機(jī)廢水中得到廣泛的工程應(yīng)用。處理廠不需新建基礎(chǔ)設(shè)施，已在運(yùn)營(yíng)的污水處理廠可以再改造 或增加相關(guān)處理容量，而不用擴(kuò)大水池，已有的設(shè)備將能最大可能地利用。傳統(tǒng)活性污泥工藝氣泡的密度至少是生物倍增工藝的 3～ 4 倍， 這會(huì)導(dǎo)致稱(chēng)之為垂直的水波，氣泡將以非常高的速度傳播，因此減少氧氣的傳遞。廢水處理工廠能源的成本是在 整個(gè)運(yùn)行成本中占非常高的比例，使用生物倍增技術(shù)，在各個(gè)方面都能大量的降低能 耗，節(jié)約能源。 使用設(shè)有 275m3BIODOPP 固定床的 BIODOPP— CBT工藝的德國(guó)埃姆利茨海姆 (Emlichheim)淀粉工廠，每日處理含有 9t 化學(xué)物品的工業(yè)廢水 (每升多達(dá)1800COD 化學(xué)物品 )，成功保證出水每升所含化學(xué)物品 COD 一 10 而且可用于生產(chǎn)脫鹽水 (逆向 滲透 )。 ① 中國(guó)上海牡丹油墨廠污水處理廠的改造工程 上海牡丹油墨廠是一家主要生產(chǎn)各種油墨的大型國(guó)有企業(yè)。該企業(yè)地處 黃埔大橋邊，其工業(yè)廢水直接排放到黃埔江。為解決廢 水達(dá)標(biāo)排放問(wèn)題，化纖公司對(duì)現(xiàn)有處理設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造， 2020 年改造完成，采用 ENSBR／ BD 刖 PCOR 生物處理工藝，即延時(shí)序批式生物氧化硝化反應(yīng)器，經(jīng)過(guò)兩年多 來(lái)運(yùn)行，出水水質(zhì)大為好轉(zhuǎn)，但由于公司規(guī)模不斷擴(kuò)大，廢水量不斷增加，污水處理 設(shè)施處理能力有限，現(xiàn)有污水不能全部實(shí)現(xiàn)二級(jí)處理達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)隨著環(huán)境要求的 提高，石家莊市對(duì)污染嚴(yán)重的渡河進(jìn)行整治，廢水排入渡河的企業(yè)均按《城鎮(zhèn)污水處 理場(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 189182020)中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，核定化纖公司污水排放標(biāo) 準(zhǔn)為 COD： 100mg／ L， BOD5： 30mg／ L， NH3 一 N： 25mg／ L。在這樣 的溶解氧濃度條件下，微生物對(duì)水中 COD、 N等污染物質(zhì)均有較好的去處效果。 3． 1． 2脫氮機(jī)理 在生物倍增曝氣池前半段溶解氧都被微生物降解有機(jī)物所消耗較多，溶解氧基本 都處在 O～ O． 05mg／ L，在池子后半段，負(fù)荷降低，溶解氧開(kāi)始有富余，溶解氧在 0． 05～ 0． 25 mg／ L，這樣在池中就出現(xiàn)了厭。 ② 溶解氧濃度的控制 生物倍增技術(shù)打破傳統(tǒng)了傳統(tǒng)好氧生物活性污泥的處理方法，生物處理池中的溶 解氧只需控制在 0． 05～ 0． 3mg／ L(而不是傳統(tǒng)要求的 2～ 4mg／ L)范圍內(nèi)，由于生物倍 增工藝曝氣技術(shù)超高的氧轉(zhuǎn)移效率及利用率，此時(shí)，微生物對(duì)溶解氧的需求已經(jīng)足夠。 G． 由于操做簡(jiǎn)單及污泥量的減少，減少了崗位人員，降低了運(yùn)行費(fèi)用。 f． 減少了崗位人員，降低了運(yùn)行費(fèi)用。石家莊化纖責(zé)任有限公司是國(guó)內(nèi)第一個(gè)高含氮高濃度化纖廢水的應(yīng)用企業(yè)。 1994— 2020 年為德國(guó)黑爾福德 (Hefford)WEDECO 有限公司交付不同的廢水處理 廠成功使用的 BIODOPP— CBT 工藝的基本設(shè)計(jì)和必備設(shè)備 (BIODOPP 曝氣器和固定 床 )，其中十家污水處理廠處理的是最難處理的垃圾填埋廠廢水 —— 滲濾液，由于其中 含有大量不同的有毒物質(zhì)和高濃度的氨水、硫化物、環(huán)狀碳組分以及其它化學(xué)品，這 lS 種廢水是迄今所知任何化學(xué)廢水當(dāng)中最難處理的廢水之一。這些剩余污泥可以抽到壓濾器或者污泥處理池，它們也可以抽到沼氣池。己內(nèi)酰胺廢水水質(zhì)是高氨氮高 有機(jī)物濃度化纖廢水，出水 COD、 TN 達(dá)標(biāo)困難，而生物倍增技術(shù)通過(guò)較高的污泥濃 度和相對(duì)穩(wěn)定的有機(jī)負(fù)荷，最大限度的發(fā)揮微生物降解有機(jī)物的能力，實(shí)現(xiàn)脫碳效率 高；同時(shí)控制適宜的溶解氧濃度，使得硝化反硝化同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到較高的脫氮效率； 其技術(shù)特點(diǎn)與己內(nèi)酰胺廢水處理難點(diǎn)相符。生 物倍增 BIODOPP 污水處理工藝致力于污水處理廠設(shè)施的簡(jiǎn)化和最大幅度運(yùn)行安全性 能的提高，而且運(yùn)行更加節(jié)能。 ② 膜污染使得廢水處理效果下降， 需經(jīng)常更換膜組件，出水連續(xù)性得不到保證。通過(guò)對(duì)己內(nèi)酰胺生產(chǎn)污水治理的 研究，總結(jié)出以 ENSBR 法處理高含氮、高濃度有機(jī)物污水的一些規(guī)律，以及 COD負(fù)荷 [45 BOD／ COD 比值【刪、氨化作 [47堿度 (pHi)[48】等對(duì)硝化反應(yīng)【 49】的影響。該項(xiàng)目引進(jìn)荷蘭 HPO法 生產(chǎn)技術(shù)，工藝先進(jìn)，生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，毒性含量高。 Curtis LMunson 與 Dllip K ioshi 以磷酸三丁酯 (TBP)作為絡(luò)合劑，三氯乙烯為稀 釋劑，針對(duì)極性有機(jī)物稀溶液的分離具有高效性及高選擇性【 161” ，該方法研究了相比、 絡(luò)合劑濃度、溶液 pH 值等條件的改變對(duì)絡(luò)合萃取處理己內(nèi)酰胺廢水效果的影響，結(jié) 果表明，在相比為 1： 3(水相體積：有機(jī)相體積 )、絡(luò)合劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 30％、 pH=5 的 條件下用絡(luò)合萃取法處理己內(nèi)酰胺廢水的效果較好。 此外，還有組合式膜生物反應(yīng)器。當(dāng) c12通入量超過(guò)該點(diǎn)時(shí)，水中的游離氯就會(huì)增多。 汽提則都在塔式設(shè)備中 進(jìn)行。6Nfk 一 247。302 — 苯甲酸與氫氣反應(yīng)生成六氫苯甲酸。目 導(dǎo)師簽名：吳、 2 奄 馴年弓月手。d 左右 )，出水濃度小于 lOmr,rL，氨氮去除率大于 99％；COD 的去除量與供氣量關(guān)系為 16m3 空氣／ kgCOD；當(dāng)反應(yīng)池中污泥濃度穩(wěn)定在 89／ L 左右時(shí)， 系統(tǒng)處于運(yùn)行最穩(wěn)定，處理效果最好的階段：將反應(yīng)池中溶 解氧濃度控制在O． 1～ o． 3mg／ L，使整個(gè)反應(yīng)池處于一種交替好氧缺氧狀態(tài)，這對(duì)于硝化反硝化反應(yīng)的同時(shí)進(jìn) 行是十分必要的；在本試驗(yàn)條件下，容積負(fù)荷在 1． 5～ 2． 61kgCOD／ m3． d 之間變化，污 泥負(fù)荷在 O． 171～ 0． 343kgCOD／ kgMLSS 受石家莊化纖有限責(zé)任公司委托，中國(guó)石化寧波工程公司與德國(guó)恩格拜環(huán)保有限 公司合作，認(rèn)為化纖公司采用恩格拜環(huán)保技術(shù)有限公司研發(fā)的生物倍增工藝處理該生 產(chǎn)廢水是有效的、經(jīng)濟(jì)的。 本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 石家莊化纖有限責(zé)任公司采用斯尼亞甲苯法 (SNIA 法 )生產(chǎn)己內(nèi)酰胺，其己內(nèi)酰 胺裝置于 1999 年 11 月正式投產(chǎn)，其工藝包括：甲苯氧化、苯甲酸加氫、亞硝基硫酸 制備、酰胺化、硫銨結(jié)晶、己內(nèi)酰胺萃取、己內(nèi)酰胺精制和發(fā)煙硫酸制備等八個(gè)生產(chǎn) 單元。如果反應(yīng)完全， 氨氧化成硝酸鹽分兩階段完成：開(kāi)始，在亞硝酸菌的作用下使氨氧化成亞硝酸鹽，亞 硝酸菌屬于強(qiáng)好氧性自養(yǎng)細(xì)菌，利用氨作為其唯一能源，方程式 (1)為這個(gè)反應(yīng)關(guān)系 式。當(dāng)溫度從 5。 ② 氨吹脫、汽提法 吹脫、汽提法用于脫除水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)。其反 應(yīng)可表示為： NH4+247。常用 的離子交換系統(tǒng)有三種類(lèi)型： (1)固定床； (2)混合床： (3)移動(dòng)床【 81。 目前，己內(nèi)酰胺廢水處理主要采用生物法和物理吸附法，在歐洲等國(guó)家應(yīng)用較多。 因此近些年研究方向重點(diǎn)轉(zhuǎn)向生化法，且在一些大中型化工企業(yè)已有工程實(shí)例。 同時(shí)，沈煒、陳鳳岡、楊風(fēng)平 142 出 l 等對(duì)己內(nèi)酰胺廢水處理采用生物膜法 A／ O 系統(tǒng) 進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明，采用淹沒(méi)式 A／ O 生物膜法處理實(shí)驗(yàn)室配制的己內(nèi)酰胺廢 水，處理效果好， 能充分利用廢 水中的有機(jī)物 進(jìn)行脫氮，運(yùn) 行穩(wěn)定，操作 方便，污泥 不易流失，掛膜量大。膜生物反應(yīng)器相對(duì)于傳統(tǒng)活性污泥處理工藝的優(yōu)勢(shì)在于： ① 有利于生物反應(yīng)器 中微生物濃度的提高。 (2)不斷提高變化進(jìn)水負(fù)荷，考察系統(tǒng)的耐沖擊負(fù)荷能力，確定系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷 的適應(yīng)范圍，并考察系統(tǒng)在不同容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷條件下對(duì)污染物的去除效果：研 究反應(yīng)器的污泥特性，考察污泥濃度與污泥活性及污泥沉降性能的關(guān)系，確定系統(tǒng)的 最佳污泥濃度及混合液回流比。這種優(yōu)化的程序運(yùn)用在被研究和涉及的工廠工業(yè)化應(yīng)用中，已被證 明減少了二氧化碳、氮?dú)夂土椎膹?fù)合物。在這樣的溶解氧 濃度條件下，使得微生物對(duì)水中 COD、氨氮等污染物質(zhì)均有較好的去除效果。 1984 年開(kāi)發(fā) BIODOPP 曝氣器，自 1987 年以來(lái)陸續(xù)在世界各地獲取專(zhuān)利。見(jiàn)下圖 2— 2。 b． 物化裝置使用的水處理藥劑大量減少，次氯酸鈉停止使用，同時(shí)聚鐵鹽減少了 30％，從而大量降低了運(yùn)行費(fèi)用。每小時(shí)節(jié)約電能 22kW。詳見(jiàn)表 21。如在試驗(yàn)中己內(nèi)酰胺廢水進(jìn)水 COD在 6000～ 10000mg／ L，試驗(yàn)第一階段控制出水 在 200mg／ L，工藝通過(guò)空氣提升器對(duì)進(jìn)水進(jìn)行 200～ 300倍的稀釋?zhuān)沟迷诜磻?yīng)池進(jìn)水 端 COD 濃度在 280mg／ L 左右，而在池子末端為 200mg／ L 以下，這樣整個(gè)池子里濃度 梯度只有 100mg／ L 左右，細(xì)菌在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境下代謝有機(jī)物，菌種相對(duì)單一， 數(shù)量多，生物活性好，所以能以較高的效率去除 COD。工藝要求生物處理池末端和進(jìn)口端的 COD 值差距小于 100mg／ L，