腈纶生产过程中产生的废水成分复杂,生物降解性差,对环境造成危害较大,是目前废水处理领域的一大难题。以抚顺石化腈纶厂为例,现有处理工艺不能满足处理要求,经过二级生化处理后的尾水中仍含有较高浓度难降解有机物,氨氮和总氮浓度也较高且缺少可被反硝化利用的碳源。面对日益严格的污水排放要求,选择经济有效的后续深度处理工艺是腈纶生产企业的迫切需求。本研究中,通过对现有污水处理工艺中重要处理单元的水样进行全分析,分析难降解污染物组成,了解各污染物在生物处理工艺过程中的迁移和转化规律。经过现有厌氧-好氧过程处理后,干法腈纶废水(DAFW)中的腈类和酚类可以被生物降解,丙烯腈等含氮有机物降解过程中释放出氨氮,造成生化出水氨氮浓度大幅度升高；而残留的烷烃和腈类低聚物为难以降解的有机物,造成生化出水COD难以达到排放标准。针对腈纶废水氨氮浓度高和COD难以生物降解的特点,并对比多种工艺对腈纶废水的处理效果,提出了“纳滤-亚硝化／厌氧氨氧化-非均相电催化”为主体的深度处理工艺,并通过小试和中试实验验证了工艺的可行性。实验结果表明,纳滤不但可以有效截留腈纶废水二级生化尾水中的难降解有机物,还可以通过电荷平衡作用同时去除氨氮,使出水基本达到排放标准,同时经纳滤浓缩后可有效减少后续工艺处理水量。温度和TMP等参数均可影响纳滤产水效果,在跨膜压差为0.45-0.6MPa、温度为30-35℃并采用二级过滤的条件下,产水COD和氨氮分别为32mg／L和17mg／L。中试实验中,进水SS严重影响纳滤装置的稳定运行。增加预处理装置去除SS后连续运行时,跨膜压差变化不大,虽然缓慢增加,但始终在0.75MPa以下,说明纳滤系统处理腈纶废水二级生化出水时膜污染较轻。采用物理方法和化学方法对纳滤膜进行清洗和维护,可以有效的减轻膜污染和膜运行阻力。应用纳滤膜对腈纶废水二级生化尾水分离浓缩后,浓水再分别由亚硝化/厌氧氨氧化(anammox)和非均相电催化工艺进行脱氮除碳。实验采用膜生物反应器来实现亚硝化过程,利用其对微生物的高效截留作用,延长系统中微生物的污泥停留时间,强化亚硝化反应。对比中试和小试实验表明,采用硝化污泥作为优势菌种启动,可以较快的实现完全亚硝化。处理实际废水时NH4+-N去除率和NO2--N/NOX--N比率分别为85%和80%。投加KClO3可以有效控制出水N03--N浓度,并且HRT的缩短有助于强化控制效果。系统稳定运行时N03--N的转化率可以维持在较低水平,基本稳定在30mg/L以下。Anammox批式和小试连续实验表明,anammox工艺处理腈纶废水时其反应速率略有降低,但对厌氧氨氧化菌没有急性毒性和累积抑制作用。中试实验采用高纯度anammox菌接种的生物膜法,并用立体帘式结构无纺布填料进行挂膜,可以实现低接种菌量下的anammox反应器快速启动。在人工培养阶段,运行稳定后NH4+-N和N02--N的去除率分别可以达到90%和95%。与小试实验相比,中试实验处理实际废水时氨氮去除率和总氮去除率均有所下降,分别为85%和73%。现场实验中anammox菌对温度和SS较敏感,并且anammox菌属呈现多样化,由接种时的单一B. anammoxidans sp.转变成Kuenenia sp.为优势菌属,说明在处理腈纶废水的环境下,更有利于Kuenenia sp.的生长。本实验构建非均相电催化体系,在控制反应时间3h、反应槽压4V,H202的投加量为3mL并采用分段投加方式时,对腈纶废水纳滤浓缩后的浓水处理效果最佳,COD可降解到85mg/L左右,去除率可达到83%。小试和中试实验结果表明,通过本方案设计工艺对腈纶废水进行深度处理,可以同时有效去除废水中的难降解有机物和NH4+-N。并通过简单成本估算,本方案工艺工程建设总投资为1723万元,吨水运行费用为4.56元,环境效益可观,为实际工程应用提供理论依据和技术支持。