HSB微生物技術(shù)處理含苯廢水工程實踐

1、生產(chǎn)廢水工程實踐黃志龍 （上海隆潤新技術(shù)發(fā)展有限公司 上海 200051）摘 要：技術(shù)（專利號：52123）全生化工藝（A/O）處理苯胺、硝基苯生產(chǎn)廢水，出水各項指標(biāo)達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，CODcr小于60mg/l；運(yùn)行成本低廉，是物化處理的1/4-1/5；污泥產(chǎn)量少，無任何污泥處理處置設(shè)施；活性污泥抗沖擊能力強(qiáng)，復(fù)壯時間短。關(guān)鍵詞：1、 引言 硝基苯廢水素來被貫以生化性極差的臭名；其毒性大、B/C小、色度高、抑制濃度低等因素一直令普通活性污泥法的自發(fā)菌種望而生畏；因此，處理硝基苯生產(chǎn)廢水以及含有該污染成分的染整、農(nóng)藥等廢水不得不舍棄運(yùn)行成本低廉的活性污泥法，而采用運(yùn)行成本高昂，操作難度較大的

2、催化氧化、鐵碳微電解還原、樹脂吸附、活性炭吸附等物理化學(xué)處理方法。然而，物化法中的部分工藝還產(chǎn)生了將污染源轉(zhuǎn)移產(chǎn)生二次公害的矛盾。鑒于此，南化公司生產(chǎn)廢水的基礎(chǔ)上，經(jīng)過小試、中試和工程實踐，再一次獲取了專利微生物技術(shù)處理苯胺、硝基苯混合廢水的成功經(jīng)驗。800m3/d的苯胺、硝基苯生產(chǎn)廢水全生化處理裝置穩(wěn)定運(yùn)行1年多以來，出水指標(biāo)全部達(dá)到了國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)。2、 工程概況2.1 設(shè)計背景及思路 南化公司自1997年起，開始應(yīng)用理硝基苯和苯胺混合廢水，工程裝置投運(yùn)獲得成功，出水實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放；52.88mg/l。 2.2 設(shè)計水質(zhì) 廢水處理系統(tǒng)設(shè)計日處理水量Qmax=800m3/d表1：設(shè)計進(jìn)出水水

3、質(zhì)表（單位：mg/l）污染項目pHCODCrNB（硝基苯）AN（苯胺）色度進(jìn)水水質(zhì)10-1212001505004000出水水質(zhì)6-9602.001.0050處理效率95%99%99%99%2.3設(shè)計說明圖1：生化處理工藝流程圖 由于原廢水堿度較高，PH在10-12之間，廢水在進(jìn)入兼氧池之前利用濃H2SO4進(jìn)行PH中和，并投加磷酸補(bǔ)加微生物必須的磷元素；廢水中主要污染成分苯胺和硝基苯中含有大量的N元素，而無須補(bǔ)加氮營養(yǎng)。調(diào)整營養(yǎng)比例后的廢水在兼氧池內(nèi)兼氧菌作用下，硝基苯被大量還原降解；苯胺也大部分水解開環(huán)成小分子有機(jī)物而降低色度后進(jìn)入下一處理工段。該工段的反應(yīng)機(jī)理為：在DO處于0.1-0.2m

4、g/l的條件下，NB在微生物還原性鐵氧蛋白酶和還原性輔酶的作用下，其上的氫以質(zhì)子的形式脫下，其電子沿一系列傳遞最后轉(zhuǎn)移質(zhì)子與離子型氧而生成水，從而生成苯胺，再由苯胺進(jìn)行降解，此過程需大量的H+參加，因而會導(dǎo)致兼氧池混合液的PH升高；兼氧池出水在經(jīng)過初沉池泥水分離后，沉淀污泥回流至兼氧進(jìn)水端，上清液溢流入好氧池進(jìn)一步降解。好氧池采用OBR折流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，能很好的管理微生物降解有機(jī)物的全過程，并達(dá)到微生物固定化效果；被兼氧還原和水解過的大分子有機(jī)物在好氧系統(tǒng)全部分解成CO2、H2O等達(dá)到全部降解的功效。好氧出水在沉淀池進(jìn)行固液分離，上清液達(dá)標(biāo)排放，大部分污泥回流到好氧池以補(bǔ)充MLSS，小部分回流至

5、兼氧池2.4 主要設(shè)計參數(shù)兼氧池 HRT=48h V=1600m3 體積負(fù)荷：0.5kgCOD/m3.d初沉池 HRT=4h V=150m3 表面負(fù)荷：1.33 m3/m2.d 好氧池 HRT=36h V=1200m3 體積負(fù)荷：0.47kgCOD/m3.d沉淀池 HRT=4h V=150m3 表面負(fù)荷：1.20 m3/m2.d 3、 處理結(jié)果與討論本系統(tǒng)自2005年12月份開始連續(xù)進(jìn)出水并記錄數(shù)據(jù)至2006年10月份以來，生化系統(tǒng)11個月平均進(jìn)水量為538.1m3/d，平均進(jìn)水CODcr為1043.82mg/l， NB為101.86mg/l；兼氧系統(tǒng)出水平均CODcr為441.60mg/l，

6、 NB為21.68mg/l；經(jīng)好氧處理后系統(tǒng)出水平均CODcr為52.88mg/l， NB為0.65mg/l， AN為0.26mg/l；進(jìn)水色度為4000倍，出水小于50倍。均達(dá)到了國家一級排放。連續(xù)11個月的數(shù)據(jù)運(yùn)行表明，生化系統(tǒng)進(jìn)水CODcr總量為195866.65kg，出水CODcr總量為9846.57kg，削減率為94.97%；進(jìn)水NB總量為18982.18kg，出水NB總量為121.13kg，削減率達(dá)到99.36%。同時，兼氧單元對CODcr和NB的削減效率分別為54.13%和73.80%。從記錄產(chǎn)生的346組數(shù)據(jù)中，出水CODcr超過100mg/l的數(shù)據(jù)（不合格）有16組，合格率達(dá)

7、到了95.37%。具體數(shù)據(jù)詳見下述表格和圖表。表2：2005年12月-2006年10月COD數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計苯胺、硝基苯廢水生化系統(tǒng)COD數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計分析日期噸/天各處理單元COD數(shù)據(jù)（單位：mg/l）處理效率進(jìn)水量原廢水兼氧出水好氧出水兼氧系統(tǒng)好氧系統(tǒng)總效率12月份456.77 983.48 338.04 63.60 60.12%76.40%93.43%1月份392.58 761.13 283.80 27.49 60.96%90.40%96.25%2月份462.14 714.64 428.17 36.03 37.75%91.23%94.69%3月份498.39 1477.86 601.68

8、55.68 42.29%90.11%94.55%4月份545.00 1032.48 354.75 56.70 63.51%83.33%94.03%5月份582.26 1195.79 543.65 54.45 52.78%89.60%95.28%6月份583.33 1182.91 433.52 54.08 59.91%86.44%94.57%7月份600.00 1223.60 462.63 56.02 59.97%82.95%95.27%8月份621.29 1025.46 450.73 64.09 52.23%85.25%93.25%9月份620.33 922.29 428.67 58.65 5

9、2.87%86.12%93.57%10月份556.67 962.38 531.90 54.90 53.00%95.00%94.79%平均值538.07 1043.82 441.60 52.88 54.13%86.99%94.52%表3：2005年12月-2006年10月NB數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計苯胺、硝基苯廢水生化系統(tǒng)NB數(shù)據(jù)平均值統(tǒng)計分析日期噸/天各處理單元NB數(shù)據(jù)（單位：mg/l）處理效率進(jìn)水量原廢水兼氧出水好氧出水兼氧系統(tǒng)好氧系統(tǒng)總效率12月份456.77 140.43 8.85 0.29 92.28%90.68%99.61%1月份392.58 62.22 5.86 0.37 87.27%91.

10、93%99.24%2月份462.14 68.52 8.39 0.45 81.03%91.05%98.92%3月份498.39 200.85 26.22 0.67 77.05%90.79%97.17%4月份545.00 67.42 18.28 0.63 66.62%94.63%98.34%5月份582.26 114.64 13.46 0.80 87.06%90.06%99.27%6月份583.33 80.12 18.92 0.81 75.96%93.95%98.75%7月份600.00 119.89 31.76 0.86 69.79%92.85%99.18%8月份621.29 72.59 31.

11、28 1.03 56.54%94.98%98.40%9月份620.33 91.92 30.74 0.64 66.21%97.55%99.30%10月份556.67 100.51 44.71 0.65 52.00%99.00%99.00%平均值538.07 101.74 21.68 0.65 73.80%93.41%98.83%圖2：2005年12月-2006年10月COD變化趨勢圖圖3：2005年12月-2006年10月NB變化趨勢圖4、 工藝特點1） 工藝流程簡潔，操作難度較?。?本工藝的技術(shù)亮點為全生化處理工藝，無須預(yù)處理和稀釋，采用較為普遍的A/O連續(xù)處理工藝，流程簡潔，操作簡單。2）

12、硝基苯去除率高，抗沖擊能力強(qiáng)： 所有含有硝基苯的廢水都因其對微生物的毒害作用而難以處理；但本工藝可將NB抑制濃度提高到150mg/l，并且對NB的降解率一直保持在98%以上；在經(jīng)歷過至少5次事故廢水（NB200mg/l）沖擊事件統(tǒng)計，微生物在2-3天之內(nèi)可以迅速恢復(fù)并達(dá)到相應(yīng)的處理效率； 3） 污泥產(chǎn)量少，無須污泥處理設(shè)施： 系統(tǒng)運(yùn)行1年多以來沒有排放過任何污泥；兼氧池的SV30保持在8-10%之間，好氧池的SV30保持在12-15%之間；好氧系統(tǒng)產(chǎn)生的少量剩余污泥回流到兼氧池進(jìn)行厭氧消化，同時也提高了進(jìn)水的B/C值。4） 運(yùn)行成本低廉，推廣市場廣闊： 本系統(tǒng)總投資564萬，系統(tǒng)總裝機(jī)容量為1

13、53KW，定員4人，無任何污泥處理處置設(shè)施。日耗電費480.6元，人員工資160元/天，大修基金10萬元/年，設(shè)備折舊按5%計，噸水運(yùn)行成本僅為2.09元/m3,相當(dāng)于樹脂吸附、鐵碳還原等工藝運(yùn)行成本的1/4-1/5。5） 出水COD濃度低，可考慮合理回用： 統(tǒng)計11個月的系統(tǒng)出水可知，出水COD為52.88mg/l，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國家一級標(biāo)準(zhǔn)的100mg/l，接近中水標(biāo)準(zhǔn)的50mg/l；南化公司在節(jié)約水資源，合理利用回用水的指導(dǎo)思想下將出水用于系統(tǒng)噴淋、其它生化系統(tǒng)的稀釋用水、廠區(qū)沖廁、灌溉、沖洗地坪等節(jié)約了大量用水，初步估算年節(jié)約用水費用達(dá)8萬元。5、 經(jīng)驗總結(jié)1） 控制兼氧系統(tǒng)的溶解氧濃度在0

14、.2-0.3mg/l時，不但可以提高NB向AN以及其它中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率，從而去除NB，還可以在底部形成的厭氧區(qū)域消化掉因好氧產(chǎn)生的剩余污泥。2） 控制好氧系統(tǒng)SV30在12-15%（100mg量筒）為系統(tǒng)最佳運(yùn)行狀態(tài)，低于12%則因F/M失調(diào)產(chǎn)生大量泡沫；高于15%會產(chǎn)生兩個隱患：其一因污泥密度升高影響DO（底部微孔曝氣）的傳輸，其二則會加速污泥老化解體而影響出水水質(zhì)。3） 運(yùn)行過程中適當(dāng)保持進(jìn)水AN與NB的濃度之比在（2-3）：1的范圍之上，可以提高系統(tǒng)對各污染項目的去除率；其原由是AN的生化性較好，可以提供給微生物足夠的營養(yǎng)而提高微生物的活性，以及成長良好的污泥膠羽對其他污染項目的網(wǎng)聚作用。4）5） OBR結(jié)構(gòu)能夠很好的控制微