DMF生产废水处理调整建议.docx
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DMF生产废水处理调整建议
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DMF生产废水处理调整建议
×××化工股份有限公司
污水处理工程工艺调整
方
案
对
策
××××工程设计项目组
二○○六年一月十日
1概况
××××化工股份有限废水处理工程于03年10月完成该项目的施工图设计工作，并于11月底完成施工图交底工作。
工程施工、设备采购、安装由××××化工股份有限自行负责完成，我院承担调试的指导工作。
项目于2004年6月投入调试。
调试接种污泥采用当地牛仔布棉纺厂生化污泥，最初阶段，由于进水量较小（5~10吨/小时），进水COD控制在5000毫克/升，由于系统容量大（按设计水量1500吨/天，总停留时间约7天），系统运行状况正常，未见异常。
随着水量的逐步提高和调试进程的延续，生化池中水温一度达到40~47度左右，泡沫严重，污泥性能下降，处理出水质量下降，通过对压缩空气、进水采取降温措施，情况有所好转，另一方面气温的下降也使降温的效果比较明显，系统逐步恢复正常，尽管进水浓度波动很大（COD：
2000~15000毫克/升），水量逐步提高到20吨/小时左右，泥量仍有大幅度提高，出水COD尚维持在200~300之间。
为加快调试进度，甲方采购了300磅的针对降解有机负荷的进口生物制剂投入A/O泥法段，从甲方及供应商的介绍来看对泥量的增长有明显作用，SV达到25~30%，出水基本稳定的情况下。
当进水量提高到30吨/小时左右，起初系统尚稳定，但由于10月上旬从调节池的来水浓度连续几天COD达到14000毫克/升，系统开始出现污泥膨胀现象，SV曾达到90%，由于缺少水质监测资料，只能从甲方电话中了解的情况判断可能是由于负荷过高、抑制物浓度累积使污泥中毒或曝气量不足引起了污泥膨胀，通过控制进水水质、降低负荷、加强曝气等多种措施系统逐步得到恢复，但系统总体效果有所下降。
现进水控制在18吨/小时左右，但处理出水水质比原先下降不少，在11月份监测中，进水平均COD5000毫克/升左右，氨氮在155毫克/升左右，出水COD在1742毫克/升左右，氨氮在485毫克/升左右，从该处理结果来看，调试是不成功的，应该说存在的问题比较多。
随着环保问题的日益严峻，对该系统的改造和如何完善并使之满足设计要求已经相当紧迫。
通过对该项目深入了解，在我院技术委员会相关技术人员的支持下，编制本《方案对策》，以期尽早使工程达到预期效果。
2工艺设计及运行状况分析
2.1工艺设计
2.1.1废水特点
1）水质特点是污染物浓度高，总氮浓度高，尤其是有机氮浓度高，其CODcr/TN在7左右，但氨氮浓度低。
主要污染成分有甲醇、一甲胺、二甲胺、DMF等，基本上是溶于水的小分子有机物，SS浓度很低。
2）有机胺废水的排放呈间断性。
水质、水量随时间而变化，波动范围较大，且存在事故性排放。
2.1.2设计指标
表1-1设计水量、水质一览表
废水量（m3/d）
CODcr（mg/L）
总氮（mg/L）
氨氮（mg/L）
PH（mg/L）
设计值
范围
设计值
范围
设计值
范围
设计值
范围
1500
5000
≤12000
700
≤900
≤50
≤50
9-11
9-11
表1-2设计出水水质一览表
污染指标
CODcr（mg/L）
氨氮（mg/L）
PH（mg/L）
控制值
≤100
≤50
6-9
备注：
其中要求生化出水COD≤200mg/L
2.1.3工艺流程
事故调节池废水均匀泵入综合调节池，其它废水进入综合调节池，废水在此均质、均量，并鼓入二氧化碳预中和。
调节后废水经泵提升加盐酸调节PH后进行隔油处理，除油后废水进入泥膜两段多级A/O生化处理系统，活性污泥段由O1/A1/O2/A2/O3各池组成，污泥经中间竖流沉淀池进行泥水分离，污泥100％回流至泥段O1池，出水进入膜法段，膜法段由A3/O4/A4/O5各池组成，出水经平流式终沉池进行泥水分离，污泥部分回流至A3池，其余进入污泥浓缩池。
终沉池出水进行Fonten试剂处理，后加入NaOH调节PH6~9，使废水进行混凝反应并进行连续式流砂过滤，清水达标排放。
浓缩污泥进行离心分离，干泥外运，清液经集水池收集后泵入生化池O1池。
流程图见图1-1。
事故废水
管道混合器
图1-1污水处理工艺流程图
2.1.4构筑物参数
表1-3主要构筑物工艺参数
处理单元
尺寸
（m）
容积（m3）
停留时间
（h）
备注
事故调节池
20×15×5
1200
综合调节池
20×15×5
1200
综
合
池
O1
1829
活性污泥法
A1
293
O2
1200
A2
293
O3
907
中沉池
146
竖流式qv=m2h
A3
1464
生物膜法
O4
1464
A4
1171
O5
586
终沉池
323
平流式qv=m2h
氧化池
373
综合池为一座整体构筑物，活性污泥段由O1/A1/O2/A2/O3各池组成，生物膜法段由A3/O4/A4/O5各池组成，各池位置及流向示意图见下图。
南
西
北
O4
A4
O5
终
沉
池
O4
A3
O2
A2
O3
中沉池
氧
化
池
O2
A1
O1
东
废水流向污泥流向
图1-2综合池分隔及流向示意图
2.1.5A/O多级串联工艺
本工程设计生化处理工艺流程如图1-1所示，活性污泥段O1/A1/O2/A2/O3流程如图1-3，生物膜法段A3/O4/A4/O5流程如图1-4。
图1-3活性污泥段工艺流程
图1-4生物膜法段工艺流程
A/O生物处理工艺其NH3-N的去除是利用生物的硝化作用，由两类化能自养细菌参与，亚硝化单细胞菌首先将NH3-N养化成NO-2-N（亚硝酸盐），再由硝化细菌将NO-2-N（亚硝酸盐）氧化成NO-3-N（硝酸盐），从而使NH3-N得到去除。
在缺氧池中再通过反硝化细菌作用将NO-3-N转化为N2，从而达到废水中脱氮的目的。
2.2调试状况分析
表2-1为05年11月份测得的运行数据。
表2-1部分生化运行监测数据汇总表
单位mg/L
项目
原水
O1
O2
中沉池
O4
O5
出水
COD
NH3-N
COD
COD
COD
NH3-N
COD
COD
COD
NH3-N
平均值
5000
155
2831
2727
2427
1937
1917
1742
去除率
%
%
%
%
%
%
设计值
5000
50
500
200
备注：
在9月份中间沉淀池出水测得的NO3-、NO2-分别为mg/L、L。
从表2-1的数据来看现有系统的运行不尽人意，结合到工程实施至今的情况，对可能存在的问题分析如下：
2.2.1水质
本工程废水主要成分有：
一甲胺〔CH3NH2〕、二甲胺〔CH2（NH2）2〕、甲醇〔CH3OH〕、DMF〔N，N-二甲基甲酰胺〕等，废水表观COD浓度高、NH3-N浓度低，但TN浓度高，C/N比低是该废水的一个显着特点。
在生物脱氮的反硝化过程中，碳/氮（C/N）比是控制脱氮效果的一个重要因素。
其比值愈低，反硝化去除的氮就愈少。
一般认为，当废水中的BOD/TKN之比在5～8时可以不考虑外加碳源，而针对本工程废水水质，BOD/TKN＝1:
1～3:
1，对生物硝化反硝化来说，水质调整或相应的工艺调整是必须的。
2.2.2NH3-N抑制
一甲胺、二甲胺上氨基在O1池中水解成无机氨氮，使废水中氨氮值成倍上升，对于含高浓度氨氮的废水在氨氮浓度大100mg/L时，高浓度氨氮对硝化菌有抑制作用，从而硝化作用受到抑制。
根据现有的监测数据和各池运行氨氮的波动情况，本系统氨氮浓度大大高于100mg/L，抑制明显，硝化作用不明显或基本未发生，从这个方面讲现有系统需要工艺调整，一方面需改善工艺以提高对高氨氮浓度的适应能力，降低高氨氮的抑制作用，另一方面还应强化对高浓度氨氮的去除，为生化系统的进行及出水达标创造良好的环境。
2.2.3溶解氧DO
氨氮硝化需氧量很大，曝气池内必须供给足够的溶解氧，硝化反应才能正常进行，通常当曝气池内溶解氧质量浓度在2mg/L以下，溶解氧浓度就成了硝化反应的抑制因素。
表2-2为11月下旬测得生化池平均DO数据。
表2-2生化池部分DO监测数据汇总表
单位mg/L
测点
项目
O1
O2
O3
O4
O5
平均
DO
表观上在现有水质水量的状态下，DO能基本满足硝化的要求，至少对硝化未有明显抑制，进一步分析可以知道，现有DO值是在硝化作用受到NH3-N抑制的状态下测得的，如果将系统内的氨氮全部转化为硝基氮，则空气仍存在很大的缺口，在水质调整或氨氮有效削减工艺未实施前，现有的空气供应远未能满足系统对DO的要求，因此有必要对现有的空气供给设备进行检修、维护，使其充分发挥本身效率，并且在水质或工艺为调整后，应视具体情况予以增加，以满足生物硝化对DO要求。
2.2.4A/O硝化反硝化
在A/O工艺中，好氧池的作用是使有机物碳化和使氮硝化；缺氧池的作用是反硝化脱氮，故两池的容积大小对总氮的去除率极为重要。
A/O的容积比主要与该废水的曝气分数有关。
缺氧池的大小首先应满足NO3--N利用有机碳源作为电子供体，完成脱氮反应的需要，与废水的碳氮比，停留时间、回流比等因素相应存在一定的关系。
本设计中泥法段A1/02、A2/03容积比分别为：
6:
1、4:
1，从A/O组合的角度讲应该说该比例还是比较符合A/O工艺的要求，但由于本工程废水的水质特点，各单元的容积是否合理是个问题。
而膜法段A3/04、A4/05分别1:
1、2:
1，由于膜法段A池中均设有曝气装置，其运行已非严格意义上的A/O系统，但其合理性值得商榷。
回流比是A／O系统运行中的一个重要控制参数，应包括混合液回流比和污泥回流比。
混合液回流的作用是向缺氧池提供硝态氮.作为反硝化的电子受体；污泥回流的作用主要是保持系统的污泥平衡。
前置反硝化A／O工艺要求大部分混合液回流到缺氧池，以确保反硝化的正常进行，因此回流比的大小直接影响系统的脱氮效果。
从本工程工艺设置来看，仅有污泥回流而没有混合液的回流，而且泥法段污泥100％回流至于O1池，该回流系统对保持O1池的污泥平衡、促进O1池生物水解有重要作用，但是从O1池的DO值和氨氮浓度来看，污泥在此性质可能发生变化，在后续的A1池中未能发挥作用；另外，膜法段的回流同样有不如人意的地方，因此，从A/O工艺的原理来看应该说本工程A/O工艺的调整和完善应是首先应该着手考虑的问题。
2.2.5调试配套能力
首先，调试过程水质监测分析环节薄弱，不能满足调试要求。
在废水处理调试过程中，水质分析工作极为重要，它对废水处理过程起着指示与指导作用，同事对监测数据的分析可以反映出废水处理构筑物的运转状态以及各种特异变化情况，定时定点的水质分析工作是检验废水处理成果和调整、控制废水处理运转状态必须进行的工作。
水质监测分析能力薄弱是本工程调试之初就存在的一个问题，对本工程低氨氮、
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