粘胶纤维废水处理论文

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1物化阶段工艺及控制

物化阶段包括混合、中和、沉淀和pH调整等四个工序，主要作用是让碱性水中粘胶充分反应，析出纤维素、半纤等物质并沉淀;锌离子生成沉淀物并沉淀。从而达到去除废水中的COD、悬浮物，锌离子的目的，同时调整pH至生化阶段所需的工艺要求。在该阶段，COD的去除率可达30%以上，Zn2+浓度需降低到2mg/l以下。工艺控制的关键点为:

(1)粘胶废水中大分子物质得到充分反应并生成能沉淀的物质。粘胶废水中大分子量纤维素酯类等物质很难被细菌等微生物降解，在物化阶段将该类物质去除能有效降低后续生化阶段的负荷，从而保证出水水质达标;

(2)Zn2+得到有效去除。不同浓度的锌离子对有机物的降解和氮的转化均有抑制。经过驯化后，处理系统对有机物的降解可以逐步得到恢复，而对于氨氮和亚硝酸氮的降解则并不随着驯化时间的延长而得到改善。由于过量Zn2+存在对好氧污泥微生物产生毒性作用，抑制COD的降解，同时因Zn2+不能被微生物降解，只能被好氧污泥菌胶团吸附而有限度地去除，因此过量Zn2+直接影响排放尾水的达标。锌离子必须在物化阶段予以有效去除，并达到排放标准。

1.1混合反应

在混合反应池，酸性废水和碱性废水混合，并在酸性条件下发生反应，析出纤维素、半纤维素等物质。工艺控制的要点在于混合废水的酸碱度控制在pH＜3，反应时间控制在30～40min。由于污水处理厂的酸性废水量远大于碱性废水量，因此在混合反应池中，要调整好酸性废水和碱性废水的比例，必要时投加硫酸或盐酸，以使混合废水的pH值符合工艺要求，废水得到充分反应，纤维素、半纤维素等物质充分析出。在实际控制中调整酸碱泵的开台数以及泵的频率，根据来水流量情况，控制好废水的混合比例。当废水混合后pH值大于3时，要启动加酸系统，投加硫酸或盐酸将pH值控制在3以下。另外，在混合反应池，废水中会有H2S和CS2气体析出，池体做密封处理并将废水中析出的废气引出集中处理。

1.2中和反应

在中和反应池投加碱性物质，调整pH到合适范围，将Zn2+充分反应生成Zn(OH)2、ZnS沉淀物质，并与纤维素、半纤维素以及硫酸钙等形成共絮凝颗粒。根据工艺运行情况在必要时投加聚合氯化铝或聚丙烯酰胺等絮凝剂和助凝剂，使反应完成后形成大颗粒混合絮凝团。工艺控制要点为pH值控制在8.5～10.5，反应时间控制在30～40min。当混合反应池出水的pH值小于3，投加碱性物质对废水进行调节，以提高废水的pH值至8.5，使废水中的Zn2+生成沉淀物析出。从运行成本和有利于析出物的沉淀考虑，碱性物质采用石灰乳。当混合废水的pH值控制在8.5～10.5的范围时，Zn2+发生如下反应:S2－+Zn2+=ZnS↓Zn2++2OH－=Zn(OH)2↓当废水的pH值小于8.5时，则很难生成Zn(OH)2沉淀;废水的pH值高于10.5时，生成的Zn(OH)2继续反应生成锌酸类物质。只有将废水的pH值严格控制在适宜的范围内才能将Zn2+最大化去除，在达标排放的同时不会对废水的后续好氧处理过程中的好氧细菌产生毒性影响。石灰乳的浓度根据运行经验调整，一般可以配置成10%的水溶液。自控方案为:中和反应池出口安装的pH计实时检测出水的pH值，并将信号反馈至PLC控制器，PLC根据设定值调整石灰乳加药泵的运行频率。当pH＜8.5时，控制加药泵的变频器频率逐步升高，直至pH达到中心值9.5;当pH＞10.5时，控制加药泵变频器频率逐步降低，直至pH达到中心值9.5。

1.3初沉池

在初沉池，中和反应池生成的絮凝团沉淀，泥水分离。工艺控制要点在于控制进水量，将运行时水表面负荷控制在1.0m3/m2.h以下。在此阶段，纤维素、半纤维素以及ZnS、Zn(OH)2和CaSO4等共絮凝颗粒沉降到初沉池底部，通过刮吸泥机等设备输送到污泥池进行后继处理。经泥水分离后出水悬浮物浓度降到50mg/L以下，COD得到部分去除，去除率在30%以上;Zn2+浓度降低到2mg/L以下，在pH控制精度良好的状态下，Zn2+可以达到近100%的去除率，达到排放指标的要求，并且不会对后道的好氧污泥中微生物产生毒性影响。

1.4pH值调整

在废水进好氧池之前对pH值进行微调，达到好氧污泥微生物生长最佳的pH值，即6.5～8.5之间。废水的pH值采用自控投加硫酸或盐酸进行调整，控制方案同石灰乳自动投加系统，设置pH中心值为7.5。

2生化阶段工艺及控制

生化阶段采用推流式好氧活性污泥法，穿孔管曝气，废水的COD去除率达到85%以上。该阶段需要控制的工艺参数有pH、C/N、C/P、DO、MLSS、F/M、生物活性、气水比等，pH等一般工艺参数参照活性污泥法的控制要求。法伯耳纺织公司废水处理污泥工艺不同于其它废水处理工艺运行的参数主要是F/M值(污泥有机负荷)，此外废水处理中活性污泥也有自己的特征指示生物。

2.1一般工艺参数按活性污泥法的一般工艺控制要求，如好氧池出水DO值大于2mg/L，pH值控制在6.5～8.5，按BOD∶C∶P=100∶5∶1投加氮、磷营养元素，MLSS控制在3～5g/L等。

2.2F/M值经过物化处理的废水B/C比值一般在0.35～0.40之间，通过延时曝气的好氧活性污泥法处理，COD的去除率能达到85%以上。要达到85%以上去除率除稳定控制物化工艺外，生化工艺的关键点在于控制工艺参数中F/M值。F/M值是影响活性污泥增长、有机基质降解的重要因素，提高F/M值，可以加快活性污泥增长速率和有机基质降解速率，缩小曝气池容积，减少项目基建投资。但当F/M值过高时，往往很难达到处理要求。F/M值过低时，有机基质降解速率过低，处理能力降低，曝气池容积增大，导致基建投资过高。因此F/M值应控制在合理的范围内。法伯耳纺织公司污水处理厂在运行中根据长期运行经验将F/M值控制在0.08～0.12kgBOD5/kgMLVSS•d之间，低于常规废水的0.15～0.5kgBOD5/kgMLVSS•d。出水水质的COD稳定在80mg/L以下，且平均值达到67.6mg/L，最低值达到19mg/L。

2.3活性污泥特征生物活性污泥在启动或恢复初期按照常规生物相演变，在污泥成熟期以钟虫为主。当活性污泥中小口钟虫为优势种群时，二沉池出水清澈，COD降到50mg/L以下，Zn2+和S2－也保持在极低的水平。

3结语

通过上述的工艺控制，粘胶纤维生产废水中的污染物质得到有效去除，COD去除率达92.9%、Zn2+去除率达98.6%、S2－去除率达7.7%，法伯耳纺织公司污水处理厂出水水质达到了良好、稳定的水平。通过法伯耳纺织公司污水处理厂运行结果可以看出，单纯粘胶纤维生产产生的废水可生化性较好，完全可以通过物化+生化的传统两段法进行处理，控制好两段法中各项工艺参数，能有效去除其特征污染物COD、Zn2+及S2－，排放水质低于相关排放标准。在废水处理运行中，也存在一些问题如用石灰乳调整pH值导致污水中Ca2+过高，在后继工艺流程中很容易形成硫酸钙、碳酸钙等沉淀堵塞管道和曝气管，对此建议加强酸站车间的芒硝回收，降低污水中SO2－离子浓度，以尽可能降低Na2SO4、CaSO4及CaCO3的混合结晶。同时，建议高钙废水采用新型的曝气形式，如采用搅拌曝气方式，既可节约能源又可防止堵塞。

作者:程虎得张小泉单位:南京化纤股份有限公司