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腈纶废水是一种高浓度的有机废水,废水水量大,污染物成分复杂,水质水量波动大,且水中含有毒有害的有机物,对水体造成严重的污染。抚顺石化腈纶厂采用以二甲基甲酞胺(DMF)为溶剂的两步干法工艺生产腈纶,该公司腈纶车间的聚合、纺丝和回收等装置产生的废水及丙烯腈装置产生的废水都进入腈纶废水处理场处理,采用“厌氧—好氧一碳塔”的处理工艺流程处理腈纶废水,这种处理工艺存在出水COD、氨氮降解效果差的问题。主要原因在于腈纶废水可生化性很差,其BOD5/COD为0.10.2,属于典型的有毒有害的难生物降解的工业污水。膜生物反应器作为一种新兴的工艺,近年来被广泛的应用于高浓度生活污水和工业废水的处理。经过对目前腈纶生产装置的工艺、废水排放及处理状况进行深入调查后,本试验利用传统的生物脱氮技术,并结合生物膜技术,采用新型Biofringe填料,在传统的膜生物反应器的基础上,设计了多格室脱氮型膜生物反应器。试验中考察了多格室脱氮型膜生物反应器的运行特性,并在现场以中试规模处理干法腈纶废水,试验研究表明:(1)多格室脱氮型膜生物反应器(HMBR)与传统膜生物反应器(CMBR)相比,对COD、NH4+-N的去除没有显著差异,但对TN去除效果较好,平均去除率比CMBR高出8.2%。BF填料表面生物膜较好的硝化性能和脱氢酶活性,增强了HMBR系统对氮的去除效果、稳定性和抗冲击负荷能力,缩短了系统的启动时间,延缓了膜污染。(2)干法腈纶废水中主要含有腈类、酚类、含氮杂环类、氨基化合物、醇酮醚类、烷烃类、有机酸及酯类、含硫化合物及苯系物等物质,其中难降解类物质为含氮杂环类、氨基化合物、侧链烷烃类、有机酸及酯类等物质。采用连续进水的动态方式自然培养,多格室脱氮型膜生物反应器中试系统在35天完成了挂膜,微生物种类繁多,不同格室具有不同的污染物去除功能。(3)多格室脱氮型膜生物反应器中试装置在水力停留时间不低于32h,回流比为80%,气水比约为60:1,硝化段pH在7.27.8条件下,处理腈纶厂现有工艺厌氧池出水,COD、NH4+-N、TN的平均去除率分别为56.5%、86.6%、45.9%。对SO32-、CN-、AN、DMF特征污染物的去除率分别达到99.34%、91.3%、100%、100%。干法腈纶废水脱氮过程中存在缺少碳源和碱度的现象。从运行效果和成本上来看,可作为目前腈纶厂生化段的替代工艺。(4)干法腈纶废水中约50%的有机物属于无法被微生物利用的难降解有机物,采用MBR+O3+BAF组合工艺处理腈纶厂调节池废水,出水COD浓度基本在80mg/L以下,出水氨氮在8mg/L以下,出水水质达到行业一级排放标准。组合工艺对腈类物质、氨基化合物、杂环类实现了有效去除,但酯类有机物的含量相对较高。为实现腈纶废水的达标排放,在减小投资成本、简化工艺流程的基础上,提出了工业化应用的腈纶废水处理工艺流程。