肖中新 韓厚強 傅振鵬#

(1.安徽省環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽 合肥 230071；2.安徽南風(fēng)環(huán)境工程技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230001)

粘膠纖維生產(chǎn)廢水處理工藝改進及運行效果研究

肖中新1韓厚強2傅振鵬1#

(1.安徽省環(huán)境監(jiān)測中心站，安徽 合肥 230071；2.安徽南風(fēng)環(huán)境工程技術(shù)有限公司，安徽 合肥 230001)

根據(jù)皖南某粘膠纖維企業(yè)生產(chǎn)廢水的特點，設(shè)計采用物化和生化處理相結(jié)合的工藝進行處理，并針對其中的循環(huán)式活性污泥(CASS)工藝，改進了污泥回流方式和曝氣方式。工程運行結(jié)果表明，當(dāng)進水色度為364～525倍，COD、SS、BOD5、硫化物、總鋅分別為657～953、207～361、258.7～321.6、3.91～6.66、25.270～32.450mg/L時，出水水質(zhì)滿足《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)中一級標準要求。CASS工藝污泥回流方式的改進，提高了污染物的去除效率，減少了剩余污泥產(chǎn)生量，縮短了調(diào)試階段污泥馴化時間；曝氣方式的改進，提高了系統(tǒng)氧氣傳遞效率，且安裝維修簡便，降低了維修費用。

粘膠纖維廢水 循環(huán)式活性污泥 工藝改進 運行效果

Abstract: According to the characteristics of wastewater in a viscose fiber production factory in Anhui Province,wastewater treatment process was designed by combining physicochemical and biochemical treatment process. Both sludge reflux and aeration methods were improved in the CASS treatment process. Results showed that：when the influent chroma was 364-525 times and concentrations of COD,SS,BOD5,sulfide and total zinc were 657-953,207-361,258.7-321.6,3.91-6.66,25.270-32.450 mg/L,the water quality could meet the requirements of level 1 in the “Integrated wastewater discharge standard”(GB 8978-1996). The improvement in sludge reflux in the CASS process improved the removal rate of pollutants,reduced the amount of excess sludge and shortened the time of sludge acclimation at the commissioning stage. The improvement in aeration mode improved the oxygen transfer efficiency of the system,simplified the installation and maintenance process,and reduced the maintenance cost.

Keywords: viscose fiber wastewater； CASS； process improvement； operation effect

粘膠纖維屬纖維素纖維，是以天然纖維素為原料，經(jīng)堿化、老化、磺化等工序制成可溶性纖維素黃酸酯，再溶于稀堿液制成粘膠，經(jīng)濕法紡絲而制成。其生產(chǎn)過程產(chǎn)生大量酸、堿廢水，且色度高、水質(zhì)波動性大，并含有對微生物有毒、不易降解的有機污染物，可生化性低，處理較困難。對該類廢水處理工藝的選擇國內(nèi)外已有部分研究[1-3]，包括傳統(tǒng)的物化和生化處理相結(jié)合的工藝、鐵碳微電解/序批式活性污泥(SBR)處理工藝等。傳統(tǒng)工藝一般都是先對酸、堿廢水分質(zhì)處理后再與生活污水混合，進行絮凝沉淀和生化處理，對有機物的生化處理大多采用傳統(tǒng)的循環(huán)式活性污泥(CASS)或SBR工藝，污泥回流都是單獨管道，不能充分利用生物系統(tǒng)本身的資源，污泥產(chǎn)生量大，調(diào)試時間長。曝氣方式也基本采用鼓風(fēng)機曝氣、機械曝氣等，存在占地面積大、噪聲高、設(shè)備管道復(fù)雜、檢修繁復(fù)、設(shè)備易于堵塞老化而效能低下等問題。本研究為克服傳統(tǒng)工藝的缺陷，著重在污泥回流和曝氣方式上加以改進，從而使設(shè)計的污水處理設(shè)施達到既節(jié)省投資、運行操作便利，又確保出水穩(wěn)定達標的目的。

1 設(shè)計規(guī)模及進出水水質(zhì)

1.1 污水來源及性質(zhì)

污水來源為皖南某粘膠纖維有限公司已建成年產(chǎn)6萬t粘膠纖維生產(chǎn)線產(chǎn)生的生產(chǎn)廢水。各工序排放的廢水量及廢水成分見表1。廢水主要為來自原液車間的堿性廢水，紡練車間的酸性、堿性、高鋅廢水，廢氣處理站的酸性廢水和酸站車間的酸性廢水、高鋅廢水。酸性廢水量較大，主要含有H2SO4、ZnSO4、CS2等；堿性廢水主要含有NaOH、Na2S、纖維素等，高鋅廢水主要含有H2SO4、ZnSO4、Na2SO4等。

表1 廢水成分及排放量

1.2 設(shè)計規(guī)模及進水水質(zhì)

廢水處理總量12 500 m3/d，變化系數(shù)取1.2，污水處理站處理規(guī)模為15 000 m3/d。設(shè)計進水水質(zhì)見表2。

1.3 設(shè)計出水水質(zhì)

污水處理站出水執(zhí)行《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)中的一級標準，設(shè)計出水水質(zhì)見表3。

2 污水處理工藝

2.1 處理工藝的選擇

經(jīng)過預(yù)處理后的堿性廢水、酸性廢水和高鋅廢水混合后，經(jīng)過沉淀去除污染物，再加入生活污水，增加N、P，增加廢水的營養(yǎng)，進行生化處理，以去除有機污染物。本工程生化處理工藝為CASS工藝。

2.2 污水處理工藝流程

污水處理工藝流程見圖1。堿性廢水通過格柵去除大的顆粒后進入預(yù)沉池，水中黏膠狀污染物沉積下來，上清液進入曝氣調(diào)節(jié)池，池底設(shè)空氣管進行空氣攪拌以防止沉積，曝氣調(diào)節(jié)池廢水由泵泵入吹脫池，同時高鋅廢水經(jīng)格柵后進入曝氣調(diào)節(jié)池，池內(nèi)設(shè)有空氣管進行空氣攪拌，高鋅廢水也由泵泵入吹脫池，吹脫池池底設(shè)穿孔管，由鼓風(fēng)機供氣，通過吹脫除去廢水中的H2S，同時廢水中的Zn2+和S2-在混合后反應(yīng)生成ZnS，吹脫池出水進入反應(yīng)池1，反應(yīng)池1中投加Ca(OH)2，廢水中Zn2+和Ca(OH)2反應(yīng)生成Zn(OH)2沉淀，反應(yīng)后的廢水進入初沉池，沉淀后廢水進入反應(yīng)池2，同時酸性廢水經(jīng)格柵和曝氣調(diào)節(jié)池進入反應(yīng)池2，在反應(yīng)池2中和初沉池出水混合，并投加Ca(OH)2溶液進一步生成Zn(OH)2沉淀，出水經(jīng)過二沉池沉淀，進入熱水池，熱水池中安裝溫度探頭，當(dāng)溫度高于生化系統(tǒng)承受溫度時，熱水池提升泵啟動，將廢水提升至冷卻塔冷卻后進入冷水池，并配水至各CASS池，當(dāng)溫度低時直接經(jīng)熱水池進入CASS池。CASS池采用連續(xù)進水，間歇排水的方式運行，處理達標后廢水由潷水器排入清水池。

2.3 CASS池的設(shè)計特點

2.3.1 污泥回流方式的改進

傳統(tǒng)CASS工藝的污泥回流都是單獨管道和單點進泥，活性污泥回流到自身系統(tǒng)中，不能充分利用生物系統(tǒng)本身的資源,傳統(tǒng)的CASS工藝對廢水中COD的去除率一般為85%～90%[7]。本工程建有2座CASS池，設(shè)計中將CASS工藝的污泥回流系統(tǒng)改良為全池型，即將2座CASS池的污泥回流系統(tǒng)整合到一起，共用1套污泥回流系統(tǒng)。這樣任一池體的活性污泥都可以回流到另一個CASS池中，能方便地將生化效果好的池體剩余污泥抽至另一個生化效果較差的池體中。綜合利用各生化池的活性污泥，不但可以減少剩余污泥的排放，降低系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量，還可以隨時調(diào)節(jié)各個CASS池的狀態(tài)，使生化處理效果在2座CASS池中得以均化，都能達到最佳效果。同時，回流污泥由單點進泥改為多點進泥，保證回流污泥在短時間內(nèi)與廢水充分混合，從而可將廢水中COD的去除率提高1～3百分點。調(diào)試階段只需將其中一個CASS池培養(yǎng)完成，然后將其活性污泥轉(zhuǎn)移至另一個CASS池中進行接種培養(yǎng)即可，節(jié)省調(diào)試階段污泥馴化時間。

表2 設(shè)計進水水質(zhì)

表3 設(shè)計出水水質(zhì)

圖1 污水處理工藝流程圖Fig.1 Flow chart of the wastewater treatment process

2.3.2 曝氣方式的改進

近年來，污水生化處理中曝氣方式不斷改進[8-9]，傳統(tǒng)工藝一般都采用鼓風(fēng)曝氣結(jié)合微孔曝氣頭方式。粘膠纖維廢水一般采用投加石灰預(yù)處理酸性廢水的方法，實踐中運行一段時間后，曝氣頭局部易出現(xiàn)鈣化而導(dǎo)致曝氣孔堵塞，不僅需要經(jīng)常維修，而且因為局部堵塞導(dǎo)致系統(tǒng)處理效率下降，從而影響達標排放。本研究CASS池曝氣采用發(fā)明專利技術(shù)，第一次射流利用GW文丘里器[10]進行，再經(jīng)過增效噴嘴[11]進行二次射流，提高吸入介質(zhì)在主體流體中的傳遞效率。這種曝氣方式具有氧氣傳遞效率高、安裝維修簡便、使用壽命長、基本無需維修等優(yōu)點，避免了占地面積大、噪聲高、設(shè)備管道復(fù)雜、檢修繁復(fù)、設(shè)備由于堵塞老化而效能低下等常見問題。

3 污水處理效果

工程建成運行后，經(jīng)實際監(jiān)測，污水處理站進、出水水質(zhì)見表4。從表4可以看出，本工程廢水經(jīng)廠內(nèi)污水處理站處理后，出水水質(zhì)滿足GB 8978—1996中一級標準要求。色度、COD、SS、BOD5、硫化物、總鋅平均去除率分別為95.9%、92.3%、84.1%、96.0%、97.1%、98.4%。

4 結(jié) 論

(1) 本研究采用改進的CASS工藝，工藝成熟、運行可靠，當(dāng)進水色度為364～525倍，COD、SS、BOD5、硫化物、總鋅分別為657～953、207～361、258.7～321.6、3.91～6.66、25.270～32.450 mg/L時，平均去除率分別為95.9%、92.3%、84.1%、96.0%、97.1%和98.4%，出水水質(zhì)滿足GB 8978—1996中一級標準要求。

(2) 通過改進CASS工藝的污泥回流方式，提高了廢水中污染物的去除率，降低了剩余污泥產(chǎn)生量，縮短了調(diào)試階段污泥馴化時間。

(3) 利用專利技術(shù)改進CASS工藝曝氣方式，提高了氧氣傳遞效率，安裝維修簡便，降低了維修費用。

[1] 張學(xué)富，韓東浩，徐鋒軍．粘膠纖維生產(chǎn)廢水處理工程設(shè)計實例[J]．工業(yè)用水與廢水，2012，43(2)：81-83．

[2] 譚玉龍，張學(xué)富，郭麗娜．粘膠纖維廢水的鐵碳微電解/SBR處理工藝[J]．凈水技術(shù)，2014，33(5)：65-67,77．

[3] 程虎得，張小泉．粘膠纖維生產(chǎn)廢水處理運行工藝控制[J]．人造纖維，2015，45(1)：22-25．

[4] 劉荷想．粘膠纖維生產(chǎn)廢水中萃取鋅試驗[J]．人造纖維，2015，45(5)：21-22．

[5] 劉荷想．pH值對粘膠纖維廢水鋅離子濃度的影響[J]．人造纖維，2015，45(6)：26-28．

[6] 張海霞，趙保生．粘膠纖維廢水中鋅的回收試驗探討[J]．人造纖維，2012，42(4)：29-30．

[7] 管錫珺，陳慶怡，徐陽鈺，等．雙曝氣好氧雙污泥回流雙泥層過濾反應(yīng)器的污泥減量研究[J]．青島理工大學(xué)學(xué)報，2016，37(5)：1-6．

[8] 程香菊，鄺韻琪，林雯昕，等．文丘里曝氣器布置對循環(huán)水體增氧效率的影響[J]．華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2015，43(3)：121-129．

[9] 孫建鋒，周新乃．雙管射流曝氣器技術(shù)研制工作報告[J]．科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2016，13(7)：72-73．

[10] 成都綠水科技有限公司.高效射流器:200620033457.3[P].2007-05-09.

[11] 成都綠水科技有限公司.污水充氧混合噴嘴:200620033456.9[P].2007-02-28.

Studyonimprovementandoperationeffectofwastewatertreatmentprocessforviscosefiber

XIAOZhongxin1,HANHouqiang2,FuZhenpeng1.

(1.AnhuiEnvironmentalMonitoringCenter,HefeiAnhui230071;2.AnhuiNanfengEnvironmentalEngineeringTech.Co.,LTD.,HefeiAnhui230001)

肖中新，男，1971年生，碩士，高級工程師，主要從事環(huán)境污染防治、環(huán)境評價和環(huán)境監(jiān)測管理方面的工作。#

。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.09.020

2017-06-29)