0 引言

精制棉是以棉短絨為原料，用氫氧化鈉溶液在高溫高壓作用下，經(jīng)過(guò)蒸煮、次氯酸鈉漂白、驅(qū)水、烘干等工序制得[1]。精制棉在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢水，此廢水呈堿性,COD 值高且含有部分較難生物降解的物質(zhì),色度高、成分復(fù)雜，屬于難處理高濃度有機(jī)廢水[2-3]。精制棉廢水若不加處理直接排放，必會(huì)造成對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。

1 廢水水質(zhì)水量

某精制棉生產(chǎn)有限公司在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢水呈紅褐色，具有有機(jī)物含量高、可生化性差、pH 值高、色度高等特點(diǎn)，屬于難生物降解的高濃有機(jī)廢水[4]。該廢水處理工程的設(shè)計(jì)處理流量為2 000m3/d,處理后出水應(yīng)達(dá)到GB 8978—1996 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)mg·L-1

2 處理工藝

在本工程中，由于精制棉廢水中含有大量的棉短絨雜質(zhì)，屬于木質(zhì)素類(lèi)物質(zhì)，可生化性較差并且色度高，因此該污水處理采用“物化預(yù)處理- 生化處理- 深度物化處理”。工藝流程見(jiàn)圖1。

車(chē)間廢水由排水管道經(jīng)格柵后進(jìn)入集水池，格柵主要去除精制棉廢水中粗大的懸浮物，保證水泵機(jī)組及后續(xù)處理工藝設(shè)施的正常運(yùn)行。

圖1 廢水處理工藝流程

廢水由集水池自流到調(diào)節(jié)池，設(shè)計(jì)此池體是由于廢水水質(zhì)水量不穩(wěn)定，其起到均衡水質(zhì)水量的作用[5]。

潛水排污泵將廢水由調(diào)節(jié)池提升至渦流反應(yīng)器，此設(shè)備在很大程度上提高了絮凝效果[6]。設(shè)備內(nèi)投加絮凝劑亞鐵、聚鋁，助凝劑聚丙烯酰胺，同時(shí)投加pH 值調(diào)節(jié)劑。出水進(jìn)入初沉池，此處水流穩(wěn)定，渦流反應(yīng)池產(chǎn)生的大量絮體沉淀下來(lái)，對(duì)濁度、色度、懸浮物及有機(jī)污染物等有明顯的去除效果[7]，出水進(jìn)入水解酸化池。

在水解酸化池廢水中的難降解的大分子有機(jī)物經(jīng)過(guò)水解轉(zhuǎn)化成單糖、氨基酸、脂肪酸、甘油等易進(jìn)行生物降解的有機(jī)物以及二氧化碳和氫等無(wú)機(jī)物，這些有機(jī)物產(chǎn)物又在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的作用下轉(zhuǎn)化成氫、二氧化碳和乙酸，從而使廢水的可生化性和降解速度大幅度提高。

好氧池在曝氣充氧的條件下，經(jīng)一定時(shí)間后因好氧性微生物繁殖而形成污泥狀絮凝物，從而具有很強(qiáng)的吸附與氧化有機(jī)物的能力，將廢水中有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物形式。

二沉池起泥水分離的作用。使接觸氧化池出水進(jìn)行快速的泥水分離，剩余污泥進(jìn)入濃縮池，部分污泥回流至好氧池。

二沉池出水進(jìn)入氣浮池，氣浮池采用高效加壓溶氣氣浮法，產(chǎn)生大量直徑約40 μm 的細(xì)微氣泡，氣泡在粘附在被去除的微小污染物上，因粘合體密度小于水而上浮到水面形成浮渣，從而使廢水中SS，COD 等污染物被進(jìn)一步去除。

污泥濃縮池污泥經(jīng)過(guò)初步的重力濃縮后由螺桿泵打入壓濾機(jī)進(jìn)行污泥的進(jìn)一步脫水，經(jīng)壓濾機(jī)后含水率為70% ~ 80%的相對(duì)干污泥外運(yùn)進(jìn)行處理。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

本廢水處理工程主要構(gòu)筑物及設(shè)備情況如下：

（1）集水池：1 座，鋼混，尺寸為3.6 m× 3.5 m ×3.5 m。內(nèi)置格柵1 套。

（2）調(diào)節(jié)池：1 座，鋼混，尺寸為12.0 m× 10.5 m× 6.0 m，HRT 約為8 h。內(nèi)設(shè)提升泵2 臺(tái)（1 用1備），流量100 m3/h，流量計(jì)1 臺(tái)，液位控制計(jì)1 套。

（3）渦流反應(yīng)器：2 臺(tái)，碳鋼防腐，尺寸為6.0 m× 3.0 m × 2.5 m，配備相應(yīng)的加藥罐5 臺(tái)和加藥泵5 臺(tái)。

（4）初沉池：1 座，鋼混，尺寸為8.0 m× 6.0 m ×4.5 m。

（5）水解酸化池：1 座，鋼混，尺寸為15.0 m×11.0 m× 4.5 m，HRT 為8 h。

（6）好氧池：1 座，鋼混，尺寸為15.0 m× 12.0 m× 4.5 m，HRT 為9 h，內(nèi)設(shè)曝氣頭520 套，配備羅茨風(fēng)機(jī)2 臺(tái)（1 用1 備），單機(jī)風(fēng)量34.4 m3/min。

（7）二沉池：1 座，鋼混，尺寸為8.0 m× 6.0 m ×4.5 m。

（8）氣浮池：1 座，鋼混，尺寸為6.0 m× 3.0 m ×2.5 m，其主要設(shè)備刮渣機(jī)1 臺(tái)，溶氣水泵1 臺(tái)，溶氣釋放器16 套，并與渦流反應(yīng)器共用1 套加藥設(shè)施。

（9）污泥濃縮池：1 座，鋼混，尺寸為5.0 m× 4.0m × 4.5 m，主要設(shè)備有污泥泵2 臺(tái)（1 用1 備），功率0.75 kW，帶式壓濾機(jī)1 臺(tái)，功率為1.73 kW。

4 調(diào)試運(yùn)行

4.1 渦流反應(yīng)器的調(diào)試運(yùn)行

渦流反應(yīng)器主要投加絮凝劑亞鐵、聚鋁，助凝劑聚丙烯酰胺。藥劑配置時(shí)應(yīng)向藥罐中先注滿水（液位至加藥罐頂部20 cm處即可），再開(kāi)啟藥劑攪拌裝置，最后加入藥劑，至藥劑完全溶解后打開(kāi)加藥泵閥門(mén)把藥劑加入到渦流反應(yīng)器中。根據(jù)多次小試實(shí)驗(yàn)結(jié)果：亞鐵、聚鋁及PAM 的加藥量分別為4.5，1.5，0.01 g/L 時(shí)，能獲得最佳的處理效果。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的具體過(guò)程中，以小試的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，并根據(jù)水質(zhì)的具體情況確定最佳投藥量，保證最好的物化效果，即具有形成礬花絮體大、生長(zhǎng)速度快、沉淀速度快等特點(diǎn)[8]。操作人員應(yīng)定時(shí)查看渦流反應(yīng)器藥劑投加及反應(yīng)情況，確保效果穩(wěn)定。

4.2 水解酸化池和好氧池調(diào)試運(yùn)行

生化處理部分，污泥馴化是關(guān)鍵，污泥馴化控制因素主要有：水溫、pH 值、DO、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等[9-10]。

水解酸化池接種污泥取自生活污水處理廠的消化污泥，污泥接種量不少于進(jìn)水水量的10%左右，不大于池容的60%。水溫控制在30 ℃左右，pH 值6.5～ 8.0 之間，DO 質(zhì)量濃度控制在0.2 ～ 0.5 mg/L 之間，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比例宜為ρ(BOD5): ρ(N): ρ(P) = 200 ∶ 5 ∶1，若調(diào)試過(guò)程中碳源不足可投加葡萄糖，氮源不足可投加尿素、硫酸銨等；磷源不足可投加磷酸鉀、磷酸鈉等。進(jìn)水負(fù)荷不能過(guò)高，適量進(jìn)水待微生物適應(yīng)鞏固后再繼續(xù)增加生產(chǎn)廢水進(jìn)水量，且每次增加不超過(guò)10 ～ 20％，缺氧污泥的培養(yǎng)需逐步進(jìn)行，需要較長(zhǎng)的時(shí)間，一般為1 ～ 2 個(gè)月。

好氧池接種污泥取自生活污水處理廠的活性污泥（若條件不允許，也可用消化污泥，增大曝氣量與曝氣時(shí)間，馴化周期相對(duì)較長(zhǎng)），污泥接種量不少于水量的5%。水溫控制在20 ～30 ℃之間，pH 值6.5～ 8.5，ρ(DO)控制在3.0 mg/L 左右，正常狀態(tài)下監(jiān)測(cè)好氧池出水口ρ(DO)為2.0 mg/L，污泥沉降比控制在30%，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比例宜為ρ(BOD5): ρ(N): ρ(P) = 100 ∶5 ∶ 1，并且應(yīng)保證ρ(BOD5): ρ(COD) ＞ 0.3。污泥回流泵的啟閉根據(jù)好氧池出水情況來(lái)確定。

4.3 氣浮

溶氣水泵正式開(kāi)啟之前，用空氣對(duì)其管路進(jìn)行徹底吹掃，防止管路內(nèi)焊渣等雜質(zhì)堵塞釋放器。氣浮池投加藥劑為PAC 和PAM，根據(jù)反應(yīng)區(qū)的絮凝狀況是否良好，絮體是否密實(shí)來(lái)確定投藥量。觀察溶氣效果，控制好氣水比，空氣量太小水面上沒(méi)有那種乳白色的狀態(tài)出現(xiàn)；空氣量太大未溶解的空氣會(huì)直接冒出，釋放器上方會(huì)冒大氣泡，空氣量是否合適直接影響到氣浮池的處理效果。要間歇刮渣，待出水稍混濁或浮渣積厚了再刮渣，這樣排出的渣含水率低，便于后續(xù)污泥處理。

5 運(yùn)行效果

經(jīng)過(guò)調(diào)試運(yùn)行，該工程經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)監(jiān)測(cè)、驗(yàn)收達(dá)標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。該污水處理系統(tǒng)，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到GB8978—1996 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，處理效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

 表2 監(jiān)測(cè)結(jié)果mg·L-1

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 注：表中所列數(shù)值為多次測(cè)得的平均值。

6 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與環(huán)境效益

該精制棉生產(chǎn)有限公司廢水處理系統(tǒng)總裝機(jī)功率113.98 kW，運(yùn)行功率48.93 kW，由于部分設(shè)備是間歇運(yùn)行，日耗電量為704.6 kWh。電費(fèi)以0.6 元/kWh 計(jì)，處理噸水所需電費(fèi)0.2 元；所需投加的藥劑為聚鋁、聚丙烯酰胺、亞鐵及pH 值調(diào)節(jié)劑，噸水藥劑費(fèi)用0.78 元；需操作人員3 名，每人每月1 000元，噸水人工費(fèi)0.05 元；廢水處理系統(tǒng)日常運(yùn)行噸水處理費(fèi)為1.03 元。

精制棉廢水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后，其主要污染物COD年消減量為816.14 t，BOD 年消減量為419.75 t，環(huán)境效益顯而易見(jiàn)。

7 結(jié)論

（1）采用混凝- 沉淀- 水解酸化- 好氧- 氣浮工藝處理該精制棉廢水，處理效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)能達(dá)到GB 8978—1996 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

（2）此處理工藝具有處理效果良好、操作控制簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，并且具有明顯的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，在節(jié)能減排方面亦具有顯著的貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：劉曉霞（1981-），女，天津人，碩士，工程師，從事生活污水、工業(yè)廢水治理.

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