2024年6月3日发(作者：)
ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ
工业用水与废水
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１Ｆｅｂ．
，
２００８
三聚氰胺生产废水脱氮除碳的试验研究
杨艳
，
冯晓西
（
华东理工大学资源与环境工程学院
，
上海
２００２３７
）
摘要
：
试验着重研究了短程硝化对三聚氰胺废水的脱氮效果
；
同时将短程硝化后的水用
Ａ／Ｏ
系统处理
，
考察
生物除碳的效果
；
结果表明
，
经过试验驯化的活性污泥对三聚氰胺废水有很强的脱氮能力
，
在进水氨氮质量浓度
高达
９６５．７ｍｇ／Ｌ
时
，
仍能达到
８７．７％
的去除率
；
三聚氰胺废水经
Ａ／Ｏ
系统处理
，
在进水
ＣＯＤ
的平均质量浓度为
８７４ｍｇ／Ｌ
时
，
平均去除率为
６０％
左右
。
关键词
：
短程硝化
；
三聚氰胺
；
驯化
中图分类号
：
Ｘ７０３．１
文献标识码
：
Ａ
文章编号
：
１００９－２４５５
（
２００８
）
０１－００４９－０３
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｍｏｖａｌｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄｃａｒｂｏｎｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒ
ｆｒｏｍｍｅｌａｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ＹＡＮＧＹａｎ
，
ＦＥＮＧＸｉａｏ－ｘｉ
（
ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３７，Ｃｈｉｎａ
）
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｆｒｏｍｍｅｌａｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｗａｔｅｒａｆｔｅｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗａｓｔｒｅａｔｅｄｂｙＡ／Ｏｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃａｒｂｏｎｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｅｃｔｗａｓ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ；Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｔｅｓｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ，ａｃｃｌｉｍａｔｅｄａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅｈａｄｖｅｒｙｓｔｒｏｎｇｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌａｂｉｌｉｔｙ
ｏｎｍｅｌａｍｉｎｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｗｈｅｎｔｈｅｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎｉｎｆｌｕｅｎｔｗａｔｅｒｗａｓａｓｈｉｇｈａｓ９６５．７
ｍｇ／Ｌ，ａ８７．７％ｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｓｔｉｌｌｃｏｕｌｄｂｅａｃｈｉｅｖｅ；ＡｆｔｅｒｂｅｔｒｅａｔｅｄｂｙＡ／Ｏｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｍａｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ｏｆＣＯＤｉｎｉｎｆｌｕｅｎｔｗａｔｅｒｗａｓ８７４ｍｇ／Ｌ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｒｅｍｏｖａｌｒａｔｅｗａｓａｂｏｕｔ６０％．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
：
ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍｎｉｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｍｅｌａｍｉｎｅ；ｄｏｍｅｓｔｉｃａｔｉｏｎ
目前生产三聚氰胺较多采用尿素法
，
即以氨气
为载气
，
硅胶为催化剂
，
在
３８０～４００℃
下沸腾反
应
，
先分解生成氰酸
，
并进一步缩合生成三聚氰
胺
，
高温下生成的三聚氰胺骤冷成三聚氰胺溶液
，
然后经净化
、
结晶
、
离心分离
、
干燥后得到产品
。
除离心分离出的母液经处理后作为工艺循环水加以
回收循环使用外
，
其余的工艺水作为废水排放
。
三
聚氰胺废水含氮量较高
，
而且废水中碳氮比较低
，
采用常规的全程硝化反硝化工艺很难满足这类高氨
低碳废水的处理要求
。
上个世纪
９０
年代末期
，
荷兰学者
Ｃ．Ｈｅｌｌｉｎｇａ
等开发了
ＳＨＡＲＯＮ
工艺
［
１
］
，
自开发以来受到国内
外污水处理专家的重视
［
２－４
］
，
并成为污水生物脱氮
研究领域的热点
。
与传统的硝化反硝化相比短程硝
收稿日期
：
２００７－０４－０６
；
修回日期
：
２００７－０９－１２
化反硝化具有节能
，
污泥生成量低等优势
［
５
］
。
我们对常温下三聚氰胺废水的短程硝化反硝化
生物脱氮工艺的效果进行了试验研究
，
并将短程硝
化出水通过
Ａ／Ｏ
系统进一步处理
，
来考察生物除
碳的效果
。
１
材料与方法
１．１
试验用水
试验用水为三聚氰胺生产废水
。
废水
ｐＨ
值为
７
左右
，
ＣＯＤ
、
ＮＨ
３
－Ｎ
的平均质量浓度分别为
８７４
、
９６５．７ｍｇ／Ｌ
。
所用的活性污泥取自华东理工大学污
水处理站曝气池
，
经过几次空曝和洗涤后
，
通过在
自来水中投加一定浓度的
（
ＮＨ
４
）
２
ＳＯ
４
、
ＮａＨ
２
ＰＯ
４
及
・・
４９
ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ
工业用水与废水
Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１Ｆｅｂ．
，
２００８
其他微量元素
，
采用配制的高氨氮废水完成污泥的
驯化
。
污泥驯化成功后
，
进水改为三聚氰胺废水
。
１．２
试验装置
反应器采用完全混合式
ＣＳＴＲ
反应器
，
由有机
玻璃加工而成
，
呈圆柱状
，
高
３６ｃｍ
，
直径
２０ｃｍ
，
有效容积为
１０Ｌ
。
进水口位于反应器底部
，
出水
口距离反应器底部
２６ｃｍ
，
反应器底部设有曝气软
管
。
工艺流程如图
１
所示
。
试验分析水样取自沉淀池出水
；
溶解氧通过在
线监控
，
反应器溶解氧的质量浓度控制在
１．０～２．０
ｍｇ／Ｌ
；
试验中
ｐＨ
值通过在线控制在
７．５±０．５
，
碱
液用
Ｎａ
２
ＣＯ
３
配制
。
反应器内的温度由带有温度自
动控制的加热棒来调节
，
温度控制在
３５℃
左右
，
ＨＲＴ
为
１ｄ
。
２
结果与讨论
２．１
废水的脱氮处理
污泥在实验室里驯化阶段历经
５０ｄ
，
污泥驯化
情况如图
２
所示
。
进水氨氮
）
１
出水亚硝态氮
・
Ｌ
－
ｇ
出水硝态氮
ｍ
出水总氮
（
／
ρ
Ｂ
１０２０３０４０５０
天数
／ｄ
图
２
污泥驯化情况
Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｓｌｕｄｇｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｔｉｏｎ
短程硝化的标志是稳定且较高的
ＨＮＯ
２
积累
。
在驯化期达到第
２９
天时
，
系统中已形成明显的亚
硝态氮积累
，
硝态氮浓度较低
，
随后亚硝态氮浓度
・
５０
・
进一步增高
，
而硝态氮浓度进一步降低
。
由图
２
可
以看出
，
在试验过程中
，
出水氨氮有所波动
，
但是
亚硝态氮浓度仍然呈增长趋势
，
这是由于此阶段的
氨氮浓度和亚硝态氮浓度对氨氧化菌造成了一定的
冲击
，
氨氧化菌的降解能力会受到抑制
，
但是仍在
氨氧化菌的承受范围内
，
没有对氨氧化菌降解氨氮
的酶体系造成崩溃性的改变
。
驯化进行到第
５０
天
，
系统中亚硝态氮含量较高
，
硝态氮基本检测不出
，
至此
，
污泥驯化阶段结束
。
进入三聚氰胺废水处理
阶段
。
考虑到污泥刚驯化好
，
三聚氰胺采取稀释进
水
，
然后逐步提高进水氨氮浓度
。
处理效果如图
３
所示
。
）
１
Ｌ
－
ｇ
・
ｍ
％
／
（
／
率
）
Ｎ
除
－
３
去
Ｎ
Ｈ
（
ρ
１０２０３０４０
天数
／ｄ
进水出水去除率
图
３
氨氮的去除效果
Ｆｉｇ．３Ｅｆｆｅｃｔｏｆａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌ
从图
３
可以看出
，
刚开始
，
污泥对外界水质的
改变出现了一个短暂的适应阶段
，
随后即呈现了对
进水氨氮较高的降解能力
，
氨氮去除率均在
８３％
以上
。
从而可以获知
，
通过试验驯化的亚硝化菌种
相比常规硝化菌种有更强的承受氨氮的能力
，
在进
水氨氮质量浓度高达
９６５．７ｍｇ／Ｌ
时
，
对其仍能达
到
８７．７％
的去除率
。
也就是说
，
试验中反应器内
的菌种能够承受的进水氨氮容积负荷可高达
０．９８
ｋｇ／
（
ｍ
・
３
ｄ
），
而常规硝化反硝化的装置中
，
硝化菌
种所能承受的进水氨氮容积负荷一般都低于
０．５
ｋｇ／
（
ｍ
・
３
ｄ
）。
２．２Ａ／Ｏ
系统处理三聚氰胺废水
在运行中采用
Ａ／Ｏ
的容积比为
１∶１
，
水力停
留时间为
１２ｈ
，
进水流量为
０．６７Ｌ／ｈ
。
在整个试验
过程中未排泥
。
Ａ／Ｏ
法工艺流程见图
４
。
杨艳
，
冯晓西
：
三聚氰胺生产废水脱氮除碳的试验研究
２．２．１
生物膜的培养和驯化
随着
Ａ／Ｏ
系统驯化的进行
，
将短程硝化出水
量并不平衡
，
分析原因
，
可能系统中存在途中损失
或其他氮素转化途径
。
进行适当稀释
，
首先进行
Ａ
池好氧预挂膜
，
在已有
生物填料膜的基础上进行缺氧挂膜
［
６
］
。
培养和驯化
历时
３０ｄ
后
，
当缺氧池反硝化率达到
７５％
以上
，
好氧池的硝化率达到
６０％
，
培养驯化阶段结束
。
③
三聚氰胺废水在经
Ａ／Ｏ
系统预处理后
，
出
水
ＣＯＤ
的质量浓度在
３００ｍｇ／Ｌ
左右
。
因试验中
Ａ／Ｏ
系统未设污泥回流
，
我们曾单独对缺氧池内
除碳效果做了检测
，
在进水
ＣＯＤ
的质量浓度为
２．２．２ＣＯＤ
的去除效果
三聚氰胺废水经
Ａ／Ｏ
系统处理
，
ＣＯＤ
的去除
４２６ｍｇ／Ｌ
时
，
能达到
５５．１％
的去除率
。
如果将
ＡＯ
系统作一改进
，
增设污泥回流泵
，
使污泥处于缺氧
好氧间循环
，
碳的去除率可进一步提高
。
参考文献
：
［
１
］
ＣＨｅｌｌｉｎｇａ
，
ＡＡＪＣＳｃｈｅｌｌｅｎ
，
ＪＷＭｕｌｄｅｒ
，
ｅｔａｌ．ＴｈｅＳＨＡＲＯＮ
效果如图
５
所示
。
ｐｒｏｃｅｓｓ
：
１３５－１４２．
１０２０
天数
／ｄ
ａｎｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍ
ａｍｍｏｎｉｕｍ－ｒｉｃｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒ
［
Ｊ
］
．ＷａｔＳｃｉＴｅｃｈ
，
１９９８
，
３７
（
９
）：
［
２
］
ＧＣｉｕｄａｄ
，
ＯＲｕｂｉｌａｒ
，
ＰＭｕ
^
ｏｚ
，
ｅｔａｌ．Ｐａｒｔｉａｌｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ
３０４０
ａｍｍｏｎｉａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｓａｐａｒｔｏｆａｓｈｏｒｔｃｕｔｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ
ｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｐｒｏｃｅｓｓ
［
Ｊ
］
．Ｐｒｏｃｅｓｓｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
，
２００５
，
４０
（
５
）：
１７１５－１７１９．
［
３
］
图
５
Ｆｉｇ．５
ＣＯＤ
的变化
ＣｈａｎｇｅｓｏｆＣＯＤ
ＲｕｉｚＧ
，
ＪｅｉｓｏｎＤ
，
ＣｈａｍｙＲ．Ｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｈｉｇｈｎｉｔｒｉｔｅ
从图
５
可以看出
，
Ａ／Ｏ
系统对三聚氰胺废水
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｉｔｈａｍｍｏｎｉａ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
［
Ｊ
］
．ＷａｔｅｒＲｅｓｅａｒｃｈ
，
２００３
，
３７
（
６
）：
１３７１－１３７７．
［
４
］
蒙爱红
，
左剑恶
，
杨洋
，
等
．
高浓度氨氮废水的短程硝化研究
［
Ｊ
］
．
中国给水排水
，
２００２
，
１８
（
１１
）：
４３－４５．
［
５
］
操卫平
，
冯玉军
，
李正山
．
高氨低碳废水生物脱氮研究进展
［
Ｊ
］
．
化工环保
，
２００４
，
２４
（
４
）：
２６６－２７０．
［
６
］
何强
，
龙腾锐
，
林刚
．
预挂膜加速厌氧生物膜反应器启动的实
验研究
［
Ｊ
］
．
给水排水
，
２００１
，
２７
（
５
）：
２７－２９．
ＣＯＤ
最高去除率为
７２％
，
平均去除率为
６０％
左右
。
３
总结
①
由试验得出
，
在亚硝化反应条件控制为
：
温度
（
３５±
（
ＤＯ
）
＝１．０～１
）
℃
，
ρ２．０ｍｇ／Ｌ
，
ｐＨ
值为
７．５±０．５
，
ＨＲＴ
为
１ｄ
下
，
可以很好地实现短程硝
化
。
三聚氰胺废水氨氮去除效果较好
，
达到
８７．７％
，
试验中反应器内的菌种能够承受的进水氨
氮容积负荷可高达
０．９８ｋｇ／
（
ｍ
３
・
ｄ
）。
②
试验中发现
，
进水总氮含量与出水总氮含
作者简介
：
杨艳
（
１９８０－
），
女
，
山东日照人
，
在读硕士
，
主要研
究方向为水污染控制技术及其工程化应用
，（
电子信箱
）
ｙａｎｇ＿５１＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ
。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
本刊征稿启事
节水型社会建设
“
十一五
”
规划
》
十一五
”
期间全国节水型社
，
对
“
２００７
年初
，
国家发展改革委
、
水利部
、
建设部印发了
《
会建设作出全面部署
。
该
《
规划
》
是我国第一部节水型社会的建设规划
。
规划明确提出了
“
十一五
”
期间全国节水型社会建设
的指导思想
、
原则
、
目标和主要任务
，
确定了重点节水领域
，
对节水型社会制度建设和重点工程项目进行了安排
。
工业领域和工业节水工程项目列入
“
十一五
”
期间节水型社会建设工作的四大重点领域和六大节水重点工程项目
。
重点
抓好火力发电
、
石油石化
、
钢铁
、
纺织
、
造纸
、
化工
、
食品
７
个高用水行业的节水工作
。《
工业用水与废水
》
杂志作为以
“
宣
传节约用水
，
水资源的可持续利用
，
保护水资源
，
推动水工业的技术进步
”
为办刊宗旨的科技刊物
，
理应为工业领域的节水
工作做出自己的贡献
。
多年来
，《
工业用水与废水
》
杂志刊登了大量的涉及到合理利用水资源
、
节水技术和设备
、
废水处理
和回用技术
、
工程实例等方面的论文和信息
，
对促进我国水工业的技术发展
，
起到积极的引导和宣传作用
。
２００８
年
《
工业用
水与废水
》
杂志将加大节水技术和设备
、
废水处理和回用技术
、
水处理工程实例等方面的论文和信息的刊登量
。
欢迎广大从
事水处理
、
环境保护研究
、
设计和管理工作的科技人员投稿
，
特别欢迎来自生产一线的工程技术人员针对本企业的节水技
术和经验所撰写的稿件
。
对符合上述要求的稿件将优先录用
。
工业用水与废水
》
杂志编辑部
《
・・
５１
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