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随着经济的高速发展,有机化工行业得到飞速发展。新兴有机产品的大量生产,造成高凯氏氮（KN）综合化工废水的产生量大大增加,此类废水倘若得不到有效的脱氮除碳处理而直接排放到自然环境中势必造成严重的环境污染,给人类健康和社会发展带来危害。某大型化工集团综合废水来源于多套化工装置,主要含有醇醛废水、合成氨废水、硫酸废水、AC废水、聚氯乙烯废水、锦纶废水、季戊四醇废水、氟化工废水、电石渣废水等。废水排放规律性差,集中排放经常发生,水质水量波动较大。由于AC废水、锦纶废水、氟化工废水中凯氏氮含量很高,所以废水还具有高有机氮、高凯氏氮、高毒性、背景组份复杂等水质特点。另外,废水在预处理时使用废弃的电石渣中和,造成废水中含有大量的钙离子和SS,导致该污水处理厂A/O-O膜法工艺生化处理系统结钙严重,硝化效果很差,出水氨氮严重超标,一些氨氮排放量较大的装置如电化厂AC装置等被迫关停。为解决上述存在的脱氮难题,本试验在原有工艺基础上提出并研究了二段A/O泥法脱氮工艺,由于该化工废水含有较高浓度的钙离子,给污水厂现行膜法工艺带来了严重结钙问题,为此同时也研究了钙离子对泥法处理此种化工废水的硝化抑制情况。根据上述高有机氮、高凯氏氮、高毒性抑制的化工废水的特点及其处理工艺现状,本试验设计采用两段A/O工艺,将氨化、除碳、降解毒性抑制物质和脱氮分别置于独立的反应系统中,一段A/O子系统用于COD的去除、有机氮的氨化和毒性抑制物质的降解,二段A/O子系统用于氨氮的硝化。为适应该化工集团的后续发展,考查了两段A/O工艺在不同KN负荷下的处理特性和抗冲击负荷能力。在124d的稳定运行中,进水有机氮负荷由15mg/L逐步增加至100mg/L,凯氏氮负荷由60mg/L逐步增加至180mg/L,COD负荷由400mg/L逐步增加至1600mg/L。在低氮负荷期（第1-46d）,进水氨氮、凯氏氮、COD浓度分别为23.0-59.4mg/L、54.9-90.6mg/L、382.6-804.0mg/L,出水氨氮、凯氏氮、COD浓度分别为9.5-17.6mg/L、13.4-23.5mg/L、36.4-88.3mg/L,氨氮、KN、COD平均去除率分别为74.80%、74.76%、92.10%;在高氮负荷试验期间（第47-124d）,进水氨氮、凯氏氮、COD浓度为51.1-241.5mg/L、125.8-301.6mg/L、487.0-1691.0mg/L,出水氨氮、凯氏氮、COD浓度分别为0.6-21.8mg/L、0.9-22.6mg/L、51.6-124.9mg/L,氨氮、KN、COD平均去除率为88.90%、90.30%、93.63%。第61-62d进行了KN负荷300mg/L的冲击试验,系统5天后出水氨氮浓度就降到30mg/L以下（21.1mg/L）,并持续稳定达标。在第101-113d进行了低温模拟试验,取消加热装置,模拟冬天自然条件,由于温度的降低,硝化效果受到了较大影响,出水氨氮保持在51.4-72.8mg/L,平均为58.79mg/L,温度恢复至25-28℃后硝化效果得以迅速回升,4d后出水氨氮保持在15.8-21.8mg/L。试验结果表明,两段A/O工艺对高有机氮高凯氏氮化工废水具有良好的脱氮除碳效果和抗冲击负荷能力。为探究钙离子对两段A/O泥法工艺处理此化工废水的硝化抑制情况,在第二阶段试验中,根据该化工集团现有及后续发展情况,设计了3×3组低氮（60mg/L）、中氮（120mg/L）、高氮（180mg/L）浓度下低钙（600mg/L）、中钙（900mg/L）、高钙（1200mg/L）离子浓度反应器以研究钙离子对硝化的抑制情况。试验结果显示,在45d的稳定运行中,低氮（NH4+-N浓度60mg/L）条件下,低钙(Ca2+浓度600mg/L)、中钙(ca2+浓度900mg/L)、高钙(Ca2+浓度1200mg/L)对废水的生物硝化抑制作用不明显;中氮（NH4+-N浓度120mg/L）条件下,低钙(Ca2+浓度600mg/L)对废水的生物硝化抑制作用不明显;中钙(Ca2+浓度900mg/L)、高钙(Ca2+浓度1200mg/L)对废水的生物硝化有较大抑制作用,随着ca2+浓度的增加,硝化抑制作用加大;高氮（NH4+-N浓度180mg/L）条件下,低钙(ca2+浓度600mg/L)对废水的生物硝化抑制作用不明显;中钙(ca2+浓度900mg/L)、高钙(Ca2+浓度1200mg/L)对废水的生物硝化有较大抑制作用,随着ca2+浓度的增加,硝化抑制作用加大。在相同钙离子浓度下,随着进水氨氮浓度的增加,系统氨氮负荷增加,硝化效率有所降低。