申请日2011.01.14
公开(公告)日2011.07.06
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明属于一种处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，主要针对具有脱氮要求的高有机氮、难降解石化干法腈纶废水的处理。石化DMF干法腈纶废水从进水口1进入前置缺氧池2，在缺氧条件下部分有机氮转化为氨氮，回流至此的硝化液10充分利用废水碳源进行反硝化，同时向废水中补充碱度3;之后废水进入好氧池4，在碱度充足的条件下进行有机物好氧氧化、有机氮好氧氨化和氨氮的硝化，其出水中含有大量硝酸盐，一部分回流至前置缺氧池2进行反硝化，另一部分进入后置缺氧池5，利用外加碳源6进行反硝化;后置缺氧池5出水进入膜分离池7，经微滤膜组件8抽吸出水9，污泥浓缩液11回流至前置缺氧池2。工艺脱氮效率高。
权利要求书
1.一种处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：石化DMF干法腈纶废水从进水口(1)首先进入前置缺氧池(2)，在缺氧条件下部分有机氮转化为氨氮，回流至此的硝化液(10)充分利用废水中原有碳源进行反硝化，同时向废水中补充碱度(3);之后废水进入好氧池(4)，在碱度充足的条件下进行有机物好氧氧化、有机氮好氧氨化和氨氮的硝化，其出水中含有大量硝酸盐，一部分回流至前置缺氧池(2)进行反硝化，另一部分进入后置缺氧池(5)，利用外加碳源(6)进行反硝化;后置缺氧池(5)出水进入膜分离池(7)，经微滤膜组件(8)抽吸出水(9)，污泥浓缩液(11)回流至前置缺氧池(2)。
2.按照权力要求1所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：前置缺氧池、好氧池、后置缺氧池及膜分离池体积比为1∶4∶1∶1.5，水力停留时间分别为4h、16h、4h和6h。
3.按照权力要求1所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：好氧池硝化液回流比由进水中可生化有机碳的含量决定，满足回流硝化液及污泥浓缩液中的硝酸盐完全消耗即可。
4.按照权力要求1所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：好氧池硝化液回流比为150%。
5.按照权力要求1所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：前置缺氧池补充腈纶废水碱度，以满足废水中原有氨氮及氨化过程所产生氨氮的硝化所需。
6.按照权力要求1所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：后置缺氧池的外加碳源投加量由好氧池出水中的硝酸盐浓度决定，满足后置缺氧池出水硝酸盐完全去除即可。
7.按照权力要求1所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：膜分离池实现混合液泥水分离，污泥得到浓缩，且少量有机氮转化为氨氮，继而在好氧条件下转化为硝酸盐，随浓缩液回流至前置缺氧池进行反硝化，并补充前置缺氧池污泥。
8.按照权力要求1所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：膜分离池污泥浓缩液回流比为70～100%。
9.按照权力要求1至10所述的处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：通过设置硝化液和污泥浓缩液的双回流系统、补充投加碱度和外加碳源，石化DMF干法腈纶废水COD 950～1200mg/L，氨氮80mg/L左右，总氮160mg/L左右，反应器COD去除率可达到70～80%，氨氮去除率可达到97%以上，出水氨氮小于5mg/L，总氮去除率可达到80%以上，出水总氮30～40mg/L。在保证有机物去除能力的基础上，既提高了系统总氮去除效率，又减少了系统总体回流比，可降低38～45%的运行成本。
说明书
一种处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺
技术领域
本发明属于膜生物反应器处理工艺，主要针对具有脱氮要求的高有机氮、难降解石化干法腈纶废水的处理，具体为一种处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺。
背景技术
石化干法腈纶废水成分极为复杂，由于生产中加入二甲基甲酰胺(DMF)、丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)、二氧化硫、EDTA、壬基酚聚氧乙烯醚等20多种原料和助剂，聚合反应中又同时生成各种不同分子量的高聚物(聚丙烯腈)和副产品，因此腈纶废水中污染物较多，可达40多种，主要由腈类、酚类、硫酸盐、含氮杂环类、有机胺、醇酮醚类、烷烃类、有机酸及酯类、油剂和聚丙烯腈低聚物等构成。该类废水不但成分复杂，而且难降解、有毒有害，普通生化处理方法难以达到预期处理效果。
膜生物反应器技术是近年来新兴的一种水处理技术，利用微滤膜的截流作用，出水水质稳定且优良。并且根据实际需要为了实现对污水中某些高含量污染物的去除，经常将MBR技术与传统水处理工艺相结合，这样会得到更好的处理效果。比如传统“缺氧-好氧”工艺与MBR技术相结合，由于MBR的微滤膜不但可实现对大分子污染物的截流，还可实现对细菌的截流，这样世代周期较长的硝化菌就不会外流，从而大大缩短了硝化菌的培养时间，增强了脱氮效果。
虽然“缺氧-好氧”型MBR反应器可实现氨氮、总氮的有效去除，但是对于有机氮含量较高且生化性低的石化干法腈纶废水，简单的前置式“缺氧-好氧”MBR反应器工艺表现出一定的局限性。如：氨化和硝化作用缓慢、硝化碱度和反硝化碳源不足等问题。即使在缺氧池和好氧池分别投加充足的碳源和碱度，并保持400%的高回流比条件下，总氮去除率最高可达到60%左右。由于氨化、硝化以及反硝化过程不彻底，出水仍含有一定量的硝酸盐和含氮有机物，出水总氮含量不能达标，且较高的回流比大大增加了实际工程污水处理设施的基建费用和运行费用。
本发明针对难降解石化干法腈纶废水的达标处理，在普通前置式“缺氧-好氧”型MBR反应器的基础上，仍然保留好氧池硝化液回流系统，增加膜分离池独立的浓缩污泥混合液回流系统，研发具有高效脱氮能力的双回流脱氮MBR工艺。
发明内容
本发明的目的是针对有机氮含量较高、难降解、有毒有害的干法腈纶废水，提供一种结构紧凑、操作简便、可实现高效脱氮的废水处理工艺。
本发明为一种处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：反应器进水(1)首先进入前置缺氧池(2)，在缺氧条件下部分有机氮转化为氨氮，回流至此的硝化液(10)充分利用废水中原有碳源进行反硝化，同时向废水中补充碱度(3);之后废水进入好氧池(4)，在碱度充足的条件下进行有机物好氧氧化、有机氮好氧氨化和氨氮的硝化，一部分进入后置缺氧池(5)，一部分回流至前置缺氧池(2);进入后置缺氧池(5)的废水含有大量硝酸盐，利用外加碳源(6)进行反硝化;后置缺氧池(5)出水进入膜分离池(7)，经微滤膜组件(8)抽吸出水(9)，污泥浓缩液(11)回流至前置缺氧池(2)。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：前置缺氧池、好氧池、后置缺氧池及膜分离池体积比为1∶4∶1∶1.5，水力停留时间分别为4h、16h、4h和6h。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：好氧池硝化液回流比由进水中可生化有机碳的含量决定，满足回流硝化液及污泥浓缩液中的硝酸盐完全消耗即可。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：好氧池硝化液回流比为150%。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：前置缺氧池补充腈纶废水碱度，以满足废水中原有氨氮及氨化过程所产生氨氮的硝化所需。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：后置缺氧池的外加碳源投加量由好氧池出水中的硝酸盐浓度决定，满足后置缺氧池出水硝酸盐完全去除即可。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：膜分离池实现混合液泥水分离，污泥得到浓缩，且少量有机氮转化为氨氮，继而在好氧条件下转化为硝酸盐，随浓缩液回流至前置缺氧池进行反硝化，并补充前置缺氧池污泥。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：膜分离池污泥浓缩液回流比为70～100%。
上述处理干法腈纶废水的双回流脱氮MBR工艺，其特征在于：通过设置硝化液和污泥浓缩液的双回流系统、补充投加碱度和外加碳源，石化DMF干法腈纶废水COD 950～1200mg/L，氨氮80mg/L左右，总氮160mg/L左右，反应器COD去除率可达到70～80%，氨氮去除率可达到97%以上，出水氨氮小于5mg/L，总氮去除率可达到80%以上，出水总氮30～40mg/L。在保证有机物去除能力的基础上，既提高了系统总氮去除效率，又减少了系统总体回流比，可降低38～45%的运行成本。