石家庄化纤公司废水处理改造工程设计实例
概况
石家庄化纤有限责任公司己内酰胺工程是我国第一套以甲苯为原料生产己内酰胺的工艺，工艺特点是原辅材料和中间产品种类多，工艺流程复杂，副产物多。生产废水水量水质变化较大，属于高浓度含氮有机废水，处理难度较大。
该公司原废水处理采用A/O/A/O工艺，经半年多的试运行，各项出水指标(COD，BOD，氨氮，色度)严重超标。通过对原工艺运行不佳的原因分析，并在试验研究的基础上，将废水处理工艺改造成ENSBR/BDAR/COR生物处理工艺。2001年4月调试后，连续运行至今，监测结果表明，装置已达到设计能力，出水水质全面达标。本文就改造工程工艺设计作一简要介绍。
原工艺运行不佳的原因及新工艺的试验研究情况，笔者已在文献中作了详细的阐述。
1 设计水量、水质及排放标准
己内酰胺生产废水主要污染物有己内酰胺、硫铵、甲苯、苯甲酸、六氢苯甲酸、环己烷、环己酰胺，环己烷的磺酸盐、乙酸等。设计水量100 m3/h，其中工业废水75 m 3/h，生活污水20 m3/h，醋酸水5 m3/h。废水水质和处理后出水的水质指标见表1。
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2 改造后的ENSBR/BDAR/COR工艺流程
ENSBR/BDAR/COR系统是由延时序批式生物氧化硝化反应器(Extended Nitrification Sequencing Bath Reactor简称ENSBR)，膜法生物兼氧反硝化反应器(Biofilm Denitrification Anoxic Reactor简称BDAR)和完全混合式生物接触氧化反应器(Bio-contact Oxidation Reactor简称COR)组合而成的三段式生物反应系统。
改造后工艺流程见图1。生产废水与生活污水进入均衡池，调节水量和水质，接着由潜水泵输送至ENSBR池进行生化反应，ENSBR池出水的COD，NH3-N去除率均在80 %以上，但未满足排放标准，因此将出水通过中间水池送入BDAR，进行反硝化反应提高脱氮率，然后流入COR池去除为反硝化所补充有机碳源的剩余部分和进一步净化出水，最后进入二沉池。
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| 图1 ENSBR/BDAR/COR工艺流程 |
3 ENSBR/BDAR/COR处理工艺技术特点
(1)整个系统污泥不回流，一方面保证了各类微生物长期在最佳环境条件下生存，因而微生物活跃、新陈代谢旺盛、降解有机物能力强；另一方面，降低了能耗，提高了处理装置有效利用率。
(2)处理水在ENSBR停留时间长，HRT＞20 h，确保了该废水生物硝化反应良好进行。
(3)各反应器污泥浓度高，能够富集大量的微生物，降低污泥负荷，使生物硝化和反硝化反应得以顺利进行，同时抗冲击负荷能力较强。
(4)污水进入ENSBR有机物浓度梯度较高，传质效果较好。
(5)该系统的BDAR为两个串联反应器，脱氮率较高。
(6)该系统废水最后进入推流式生物接触氧化反应器处理，避免了有机物浓度较低时的活性污泥膨胀，确保处理后排入水中的COD和NH3-N含量较低并且水质清亮。
(7)本生化处理工艺设备运行费用较原工艺大大降低，其原因是：①与原工艺相比较，本工艺省去了400%的混合液及100%的活性污泥回流。②生物氧化硝化池的曝气时间比原工艺减少1/5。
4 主要处理构筑物和设备
4.1 均衡池(1座)
由于废水来水不均匀，水质水量波动较大，因此必须要有均衡池的调节才能使进入生物处理的水质水量稳定。将原有的均衡池进行改造，尺寸为：24 m×28.3 m×3 m，有效水深 2.6 m。池内设进入ENSBR的潜水泵4台，其中2台利用原有设备，型号CP3127.180MT435，单台性能参数为Q＝100 m3/h，H＝11.5 m。
4.2 ENSBR池(2座)
由原硝化池改造而成。每座SBR尺寸37 m×24 m×5 m，有效水深4.75 m，总的有效容积8 436 m3。本设计中，设计水量按100 m3/h，COD=4000 mg/L，污泥浓度8 g /L 计，不采用回流系统。则SBR的容积负荷为0.047 kgCOD/(m3·h)，水力停留时间为84.3 6 h，远远大于生物氧化硝化反应器所需要的水力停留时间，故克服了原A/O/A/O系统运行不利的主要缺点。
ENSBR池每天运行一个周期，每个周期历时24 h，2座ENSBR的开始进水时间分别间隔12 h，每座池进水4 h，在进水1 h后开始曝气，经19 h曝气后，沉淀澄清2 h，然后开启滗水器，排水1 h，排水量相当于4 h的进水量，排水后装置闲置1 h，然后进入下一个周期。全过程由现有DCS系统联控，并由屏幕显示。滗水器2台，为国产电动旋转式Q＝800型滗水器。
ENSBR池内共设潜水ENSBR排水泵6台，其中4台为原有设备，型号为CP3170.091LT602，单台 Q＝500 m3/h,H=7.7 m。此外，增设2台潜水剩余活性污泥提升泵。型号为 CP3127.181SH257，单台Q=40～70 m3/h，H＝30～20 m。
4.3 中间水池(2座)
由原再曝气池O2改造而成，尺寸30 m×18.6 m×5 m，有效水深4.32 m，总有效容积2410.56 m3。池内设潜水提升泵2台。型号为CP3127.181 MT431，单台Q=50～100 m3/h，H＝12～10.5 m。
4.4 BDAR池(4座)
由原一级脱氮池A1改造而成。尺寸为10.3 m×8.5 m×6.65 m，有效水深5.8 m。总有效容积2 031.16 m3。池中填料选用TL-200型弹性立体填料。装设绳索框架。
4.5 COR池(2座)
由原二级脱氮池A2改造而成。尺寸为30 m×5 m×5 m。有效水深 4.52 m，总有效容积1 356 m3。池中填料选用ZV-150-80型组合填料。装设钢框架。
4.6 二沉池(2座)
二沉池利用原有的。尺寸为Ф9.0 m×4.2 m。
5 实际运行情况
本改造工程经试运行合格以后，于2001年4月上旬开始进入全流程贯通阶段，稳定运行，在稳定运行期间，保证ENSBR主反应器的控制参数：DO 4～6 mg/L，污泥浓度8～10 mg/L，平均水温30 ℃。由于ENSBR工艺在反应时间上形成了浓度梯度以及兼氧好氧交替，故可在降解CO D的同时不仅可避免因微生物生长而造成丝状菌恶性膨胀的后果，而且还可最大限度的去除水中的氮氧化物。在稳定运行期间，平均进水量为1 700 m3/d。进水主要污染物COD约为4 800 mg/L，NH3-N约为 300 mg/L。出水控制指标：COD平均维持在200 mg/L，NH3-N平均维持在40 mg/L以下，均达到设计要求，满足排放标准。该工艺于2001年6月通过国家环境保护局主持的鉴定。
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