王雙樹(shù)，黃文龍

（泉州天偉環(huán)保科技工程有限公司，福建 泉州 362700）

天然橡膠加工廢水的處理工藝

王雙樹(shù)，黃文龍

（泉州天偉環(huán)?？萍脊こ逃邢薰?，福建 泉州 362700）

天然橡膠加工廢水中有機(jī)物濃度高、成分復(fù)雜、水質(zhì)偏酸性且氨氮和懸浮物等濃度均較高，但具有一定的可生化性。采用預(yù)處理吸濾工藝+嗜烴微生物強(qiáng)化兩級(jí)生化處理法為核心的流程進(jìn)行處理，運(yùn)行結(jié)果表明，該流程具有運(yùn)行穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，出水水質(zhì)優(yōu)于《天然橡膠加工廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（NY687-2003）中表2規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，并可直接回用為煉膠生產(chǎn)用水。

天然橡膠生產(chǎn)廢水；導(dǎo)流槽吸濾裝置；嗜烴微生物兩級(jí)接觸氧化；回用

與人工合成橡膠相比，天然橡膠具有加工性能好、產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn)。從橡膠樹(shù)采集得到的膠乳經(jīng)凝固、壓皺、干燥等工藝制成干膠后，留下大量富含有機(jī)物的酸性制膠廢液，其水溶物多，不溶物少，主要有蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)酸等。如果這些物質(zhì)直接排放到水環(huán)境中，易引發(fā)污染問(wèn)題；而對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行適當(dāng)處理，變廢為寶、綜合利用，所創(chuàng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境價(jià)值則相當(dāng)可觀[1]。

天然橡膠按不同的加工工藝，分別加工成天然生膠和濃縮膠乳兩種產(chǎn)品。天然生膠加工過(guò)程中用氨作鮮膠乳保存劑，然后用甲酸凝固膠乳，其排放廢水中的污染物主要有可溶性烴類(lèi)有機(jī)物和氨態(tài)氮等。因此，天然生膠加工廢水排放主要控制項(xiàng)目是pH值、BOD5、CODCr、懸浮物和氨氮等[2]，廢水處理難度較大。

1 項(xiàng)目概況

中烏橡膠加工廠位于老撾烏都姆賽省勐賽縣果巒村，年產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)橡膠1.2萬(wàn)噸，分兩期工程建設(shè)，一期工程已建設(shè)凝標(biāo)膠生產(chǎn)線。該生產(chǎn)工藝過(guò)程為凝膠浸泡、破碎浸泡、壓縐、造粒、裝車(chē)、烘干、出膠。其中，凝膠浸泡、破碎浸泡、壓縐和造粒工序會(huì)產(chǎn)生廢水，每天產(chǎn)生的廢水總量為400噸。廢水中的污染物主要是可溶性烴類(lèi)有機(jī)物和氨態(tài)氮等，水質(zhì)偏酸性，COD、懸浮物和氨氮濃度等均較高。天然生膠加工廢水水質(zhì)如表1所示[3]。

表1 天然生膠加工廢水水質(zhì)

該項(xiàng)目廢水處理后的水質(zhì)須達(dá)到《天然橡膠加工廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（NY687-2003）中表2規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，其出水水質(zhì)目標(biāo)如表2所示。應(yīng)客戶要求，廢水處理后回用于生產(chǎn)用水，水質(zhì)要求如表3所示。

表2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)目標(biāo)

表3 回用水水質(zhì)要求

2 廢水處理工藝

2.1 工藝確定

由于天然橡膠加工廢水的CODCr和BOD5均較高，水的酸性較強(qiáng)，SS高，BOD5/CODCr在0.35以上，故采用分離工藝加嗜烴微生物二級(jí)生化處理法，即預(yù)處理分離工藝+二級(jí)好氧生化處理方法。其中，一級(jí)處理為“格柵+集水調(diào)節(jié)混凝 + 污水導(dǎo)流槽吸濾裝置”的預(yù)處理過(guò)程，二級(jí)處理是以“兩級(jí)好氧強(qiáng)化生物接觸氧化”為主的過(guò)程。

廢水中含有的天然橡膠乳膠蛋白有機(jī)物屬于烴類(lèi)高分子有機(jī)物，一般微生物難以對(duì)其進(jìn)行生化降解，故需對(duì)菌群微生物進(jìn)行一定時(shí)間的馴化培育成適應(yīng)該橡膠廢水的微生物菌群，即嗜烴微生物。

分離預(yù)處理是將廢水中的大分子物質(zhì)及夾雜在廢水中的橡膠樹(shù)的木質(zhì)纖維等通過(guò)污水導(dǎo)流槽吸濾裝置吸濾或壓濾分離出來(lái)，可使廢水的CODCr去除60%以上，大大減輕了后續(xù)處理的負(fù)荷。分離出來(lái)的殘?jiān)芍苯舆M(jìn)入鍋爐燃燒。

2.2 工藝流程（見(jiàn)下圖）

天然橡膠加工廢水處理工藝流程圖

廢水經(jīng)收集管網(wǎng)匯集自流入平流式沉砂池，去除其中的漂浮物、懸浮物和泥砂等，降低廢水中的SS含量后進(jìn)入酸堿調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)pH至6～9，廢水自流進(jìn)入混凝池，混凝劑的有效投加量為20～50mg/L。在混凝池中經(jīng)絮凝作用（半靜態(tài)5～10min）將廢水中的膠體集聚形成絮體，再經(jīng)污水導(dǎo)流槽吸濾機(jī)構(gòu)分離預(yù)處理，去除污水中的絮凝沉淀物。經(jīng)預(yù)處理后，可使廢水的CODCr降低60%～70%，大大減輕了后續(xù)處理的負(fù)荷。接著廢水由水泵依次送進(jìn)兼性池、一級(jí)好氧接觸氧化池、延時(shí)生化池、二級(jí)好氧接觸氧化池進(jìn)行生化處理，經(jīng)沉淀及反向過(guò)濾處理達(dá)標(biāo)后的尾水回用或排放至排污管網(wǎng)。

在兼性池中，兼性微生物將大分子有機(jī)物質(zhì)分解成小分子物質(zhì)，可提高廢水的可生化性。設(shè)置好氧接觸氧化池的主要目的是利用好氧菌的同化和異化作用將兼氧菌所分解的產(chǎn)物進(jìn)行降解，從而達(dá)到脫色、去除CODCr的目的。在兩級(jí)好氧生物接觸氧化池間設(shè)有中沉池，目的在于沉淀所產(chǎn)生的生物污泥。在前段的接觸氧化池曝氣區(qū)內(nèi)，填料上的細(xì)菌等微生物在高好氧條件下，在以一元反應(yīng)為主的生化過(guò)程中，利用菌群微生物馴化培育成的適應(yīng)橡膠廢水的嗜烴微生物，吸附和凝聚以去除污水中部分有機(jī)質(zhì)并進(jìn)行生物降解，這一過(guò)程停留時(shí)間較短；然后在后段生物接觸氧化強(qiáng)化穩(wěn)定過(guò)程中，利用廢水中溶解性有機(jī)物進(jìn)行多元生物降解，使之分解為二氧化碳和水，使終端廢水達(dá)標(biāo)排放。

中沉池的設(shè)置旨在改變二級(jí)生化處理單元的溶解氧濃度，使之產(chǎn)生高氧—低氧—高氧的交替過(guò)程，保證生化系統(tǒng)的反應(yīng)動(dòng)力，克服微生物在單純的好氧或厭氧條件下因核酸的積累而阻滯降低生化動(dòng)力，進(jìn)而提高處理單元的單位效率。另外，通過(guò)高氧—低氧—高氧的交替過(guò)程，硝化與反硝化反應(yīng)得以增強(qiáng)，使廢水中的氨氮得

以脫除，確保出水氨氮濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)微生物核酸產(chǎn)生量與生化反應(yīng)動(dòng)力成反比理論，設(shè)置兩級(jí)生物接觸氧化池，使處理時(shí)間得以科學(xué)合理地單元分布，保證有機(jī)物質(zhì)徹底降解；同時(shí)，使處理系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)與投資達(dá)到最優(yōu)化。

二級(jí)生物接觸氧化后設(shè)置沉淀池和反向過(guò)濾池可進(jìn)一步去除色度和CODCr，并保證出水的SS穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

經(jīng)污水導(dǎo)流槽吸濾裝置截留下來(lái)的生物殘?jiān)ㄟ^(guò)高速切割、厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生可燃性氣體，可提取作為清潔能源，加以利用。經(jīng)干化池干化后污泥可作為復(fù)合肥料的基泥。

2.3 工藝流程特點(diǎn)

（1）實(shí)現(xiàn)零排放及資源回收利用

廢水經(jīng)本工藝流程處理后，不但達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，還可回流到清水池儲(chǔ)存?zhèn)溆脼樯a(chǎn)用水。而經(jīng)污水導(dǎo)流槽吸濾裝置截留下來(lái)的殘?jiān)ㄟ^(guò)高速切割、厭氧發(fā)酵，產(chǎn)生的沼氣可作為清潔能源加以利用。污泥經(jīng)干化后可用于作為復(fù)合肥料的基泥。

（2）導(dǎo)流槽吸濾裝置

該裝置利用了壓差強(qiáng)制吸濾的原理，機(jī)構(gòu)包括兩主輥及濾布之間的導(dǎo)流槽濾布底負(fù)壓吸濾箱及導(dǎo)流槽上的衡水器和主輥濾布下方的刮泥板及螺旋出渣槽等，可使得殘?jiān)康陀?0%以下。可適應(yīng)各種不同的污水性質(zhì)，其主要技術(shù)參數(shù)視污染物種類(lèi)和性質(zhì)而定。導(dǎo)流槽上衡水器污水?dāng)嗝?.008～0.012m2，濾布運(yùn)動(dòng)線速0.6～1.2m/s；濾布的透氣量L/m2·s可在20～40L之間選擇，濾布孔徑可在0.02～0.08μm之間選用（視濾物顆粒大小而定）；吸濾過(guò)氣量比為1∶15～20；整個(gè)系統(tǒng)由變頻控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

該污水導(dǎo)流槽吸濾裝置可去除難生化降解的較大顆粒的固態(tài)污染物、雜物（大部分屬碳基物質(zhì)，可另外加以利用）等，減輕了后續(xù)生化處理難度，減小了CODCr含量（該項(xiàng)目中CODCr去除率在70%以上），縮短了生化時(shí)間，減小了功能池的容積，節(jié)省了設(shè)施的投資。經(jīng)測(cè)評(píng)，該裝置在設(shè)施建設(shè)中至少節(jié)省費(fèi)用25%。

（3）微孔曝氣管懸吊裝置

采用微孔曝氣管懸吊方式用于污水處理，管理方便、長(zhǎng)期運(yùn)行效果穩(wěn)定、維修方便。

（4）剩余污泥量少

在分離預(yù)處理階段已將大部分的有機(jī)殘?jiān)热コ罄m(xù)生化處理的剩余污泥產(chǎn)生量極少，大大節(jié)省了污泥處理費(fèi)用。

（5）適用范圍廣

該工藝同樣適用于卡拉膠廢水和食品行業(yè)廢水等的處理，其中，污水導(dǎo)流槽吸濾裝置應(yīng)用范圍更廣，不僅可應(yīng)用于分離處理工藝中，還可以用于固液分離。

3 廢水處理效果

中烏橡膠加工廠產(chǎn)生的天然橡膠加工廢水，經(jīng)上述流程處理后，已連續(xù)正常運(yùn)行一年，運(yùn)行效果如表4所示。

表4 中烏橡膠加工廠凝膠廢水處理效果

據(jù)表4可知，出水水質(zhì)優(yōu)于《天然橡膠加工廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（NY687-2003）中表2規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，且達(dá)到回用于生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)。傳統(tǒng)的天然橡膠加工廢水處理方法投資量大，占地面積大，并存在惡臭，懸浮物含量高。采用該技術(shù)處理天然橡膠加工廢水，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與傳統(tǒng)的處理工藝相比，可減少占地面積50%，節(jié)省投資25%，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語(yǔ)

吸濾工藝 + 嗜烴微生物強(qiáng)化兩級(jí)生化處理法對(duì)天然橡膠加工廠廢水具有良好的處理效果，出水可達(dá)《天然橡膠加工廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（NY687-2003）中表2規(guī)定的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，且可回用為生產(chǎn)用水。

該工藝具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、有效等優(yōu)點(diǎn)，不僅可防止污染，又為天然橡膠加工廠實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)創(chuàng)造了良好的條件，最大限度地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也降低了產(chǎn)品成本，具有環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的雙重效益。

[1] 周小飛，鄺春蘭.制膠廢水的農(nóng)用效應(yīng)及其展望[J].熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2000， 20（2）: 59-61.

[2] 黃和，李海嬰，馮娟.分光光度計(jì)法快速測(cè)定天然橡膠加工廢水中的COD[J].熱帶農(nóng)產(chǎn)品加工，1998（1）: 8-9.

[3] 汪慧貞，吳俊奇.天然橡膠加工廢水處理工藝設(shè)計(jì)[J].環(huán)境工程，2003， 21（2）: 24.

Wastewater Treatment Technology of Natural Rubber Processing

WANG Shuang-shu, HUANG Wen-long

X703

A

1006-5377（2015）03-0035-03