生化-物化組合工藝處理苧麻脫膠廢水
更新時間：2007-10-26 09:37
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1. 前言
苧麻是我國重要的紡織原材料之一，因其產(chǎn)品具有穿著挺括、透氣性好等優(yōu)點而倍受人們喜愛。苧麻脫膠是麻纖維紡織的前工序，大多采用化學(xué)脫膠法，近年來，雖然生物脫膠技術(shù)逐步得到完善，一些廠家也在進行著嘗試，但是尚未得到推廣。目前我國的大部分廠家仍采用化學(xué)脫膠法；瘜W(xué)脫膠法就是利用NaOH在高溫和一定的壓力下對苧麻進行蒸煮來去除苧麻纖維中的膠狀物質(zhì)。脫膠后的苧麻經(jīng)拷麻、浸酸、水洗、漂白和烘干等工藝，即加工為精干麻。精干麻可作為紡紗、織造的纖維。
苧麻化學(xué)脫膠廢水具有濃度高、色度高、堿度高和水溫高等特點，其成分復(fù)雜，并含有大量難降解的有機物。我國的苧麻生產(chǎn)和加工主要集中在四川、湖南、湖北和江西等地。專業(yè)脫膠廠的廢水可以分成三類，第一類是濃度極高的煮鍋水，其COD值一般為8,000～12,000mg/L，呈棕褐色，水溫為80～90℃，pH值為12～14，可生化性較好。第二類是洗麻、拷麻和浸酸等中段水，這部分水量大，其COD值一般為400～500mg/L，水質(zhì)呈酸性。第三類為漂白廢水，其COD值很低，一般不超過150 mg/L，并含有少量的氧化劑。三種水混合后其COD值一般為2,000～2,500mg/L，呈堿性。
2. 廢水的特征及水質(zhì)
該苧麻紡織廠排放的水質(zhì)情況見表1和表2。
苧麻是我國重要的紡織原材料之一，因其產(chǎn)品具有穿著挺括、透氣性好等優(yōu)點而倍受人們喜愛。苧麻脫膠是麻纖維紡織的前工序，大多采用化學(xué)脫膠法，近年來，雖然生物脫膠技術(shù)逐步得到完善，一些廠家也在進行著嘗試，但是尚未得到推廣。目前我國的大部分廠家仍采用化學(xué)脫膠法；瘜W(xué)脫膠法就是利用NaOH在高溫和一定的壓力下對苧麻進行蒸煮來去除苧麻纖維中的膠狀物質(zhì)。脫膠后的苧麻經(jīng)拷麻、浸酸、水洗、漂白和烘干等工藝，即加工為精干麻。精干麻可作為紡紗、織造的纖維。
苧麻化學(xué)脫膠廢水具有濃度高、色度高、堿度高和水溫高等特點，其成分復(fù)雜，并含有大量難降解的有機物。我國的苧麻生產(chǎn)和加工主要集中在四川、湖南、湖北和江西等地。專業(yè)脫膠廠的廢水可以分成三類，第一類是濃度極高的煮鍋水，其COD值一般為8,000～12,000mg/L，呈棕褐色，水溫為80～90℃，pH值為12～14，可生化性較好。第二類是洗麻、拷麻和浸酸等中段水，這部分水量大，其COD值一般為400～500mg/L，水質(zhì)呈酸性。第三類為漂白廢水，其COD值很低，一般不超過150 mg/L，并含有少量的氧化劑。三種水混合后其COD值一般為2,000～2,500mg/L，呈堿性。
2. 廢水的特征及水質(zhì)
該苧麻紡織廠排放的水質(zhì)情況見表1和表2。
表1 苧麻脫膠廢水水質(zhì)
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CODCr
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8,000～12,000mg/L
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色度
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1,000～1,500倍
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SS
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600～800mg/L
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BOD5
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1,000～1,500mg/L
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pH值
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12～14
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表2 綜合廢水水質(zhì)
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CODCr
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2,000～2,500mg/L |
| 色度 | 500～600倍 |
| SS | 200～300mg/L |
| BOD5 | 400～500mg/L |
| pH值 | 8～10 |
處理后水質(zhì)要求達(dá)到GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級標(biāo)準(zhǔn)，具體參數(shù)見表3。
表3 排放要求
| CODCr | 300mg/L |
| 色度 | 80倍 |
| SS | 200mg/L |
| BOD5 | 100mg/L |
| pH值 | 6～9 |
3. 工藝工藝的選擇
處理苧麻脫膠廢水的典型工藝有厭氧-好氧(活性污泥)工藝、生物轉(zhuǎn)盤工藝和氧化溝工藝等，上述處理工藝雖然有一定的效果，但是隨著人們對周圍水體的環(huán)境質(zhì)量要求越來越高，排放污染物質(zhì)的控制指標(biāo)(如COD、BOD)也越來越嚴(yán)，這種處理遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到目前的環(huán)境要求。我們經(jīng)過研究和多次試驗得出結(jié)論：單純的生化或物化工藝處理脫膠廢水均有一定的效果，但是不能達(dá)標(biāo)排放，而且處理效果不穩(wěn)定，運行費用也居高不下，因此我們在一家苧麻紡織廠的廢水設(shè)施改造中采用了“生化-物化”組合工藝，該工藝具有耐沖擊負(fù)荷、運行穩(wěn)定、易于管理和運行費用低等優(yōu)點。
“生化-物化”組合工藝的生化部分采用A2/O處理工藝，A/O和A2/O工藝的運用已有30多年的歷史。近20年來，隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科發(fā)展和工程實踐的積累，使它在理論和實踐上有了很大進步，在處理有機廢水方面取得了良好效果。A2/O處理工藝是厭氧和好氧的結(jié)合，因而具有許多優(yōu)點，最主要的是能耗少，操作簡單，運行費用低廉，產(chǎn)生的剩余污泥量少，投加的營養(yǎng)物質(zhì)也少。生化部分的厭氧段我們采用水解酸化-上流式厭氧生物濾池工藝。好氧部分采用接觸氧化法——生物膜好氧處理工藝，這種組合工藝的特點是可以承受較高的處理負(fù)荷、耐沖擊能力強、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定、管理方便，而且剩余污泥量少且沉淀性能好，不存在污泥膨脹問題。物化部分是常規(guī)的絮凝沉淀和氧化脫色處理工藝。污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮后送壓濾機壓干后外運處置。其工藝流程見圖1。
“生化-物化”組合工藝的生化部分采用A2/O處理工藝，A/O和A2/O工藝的運用已有30多年的歷史。近20年來，隨著微生物學(xué)、生物化學(xué)等學(xué)科發(fā)展和工程實踐的積累，使它在理論和實踐上有了很大進步，在處理有機廢水方面取得了良好效果。A2/O處理工藝是厭氧和好氧的結(jié)合，因而具有許多優(yōu)點，最主要的是能耗少，操作簡單，運行費用低廉，產(chǎn)生的剩余污泥量少，投加的營養(yǎng)物質(zhì)也少。生化部分的厭氧段我們采用水解酸化-上流式厭氧生物濾池工藝。好氧部分采用接觸氧化法——生物膜好氧處理工藝，這種組合工藝的特點是可以承受較高的處理負(fù)荷、耐沖擊能力強、出水水質(zhì)好且穩(wěn)定、管理方便，而且剩余污泥量少且沉淀性能好，不存在污泥膨脹問題。物化部分是常規(guī)的絮凝沉淀和氧化脫色處理工藝。污泥經(jīng)污泥濃縮池濃縮后送壓濾機壓干后外運處置。其工藝流程見圖1。
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4. 主要處理單元設(shè)計參數(shù)
4.1 水解酸化池：
由于脫膠廢水的堿度高，如果直接加酸進行中和，運行成本將使企業(yè)難以承受。因此，我們將浸酸廢水也引入水解酸化池來降低廢水的堿度和水溫。在水解酸化池中利用微生物來分解有機污染物，同時降低廢水的PH值。
設(shè)計參數(shù)：HRT=24h 容積負(fù)荷：2.5kgCOD/m3.d
填料參數(shù)：@80、Ф160、H=4.0m
4.2 上流式厭氧濾池：
酸化后的廢水與其它廢水(拷麻廢水和漂白廢水等)進入調(diào)節(jié)池充分混合，然后提升至上流式厭氧生物濾池，濾池中安裝組合生物填料。污水的厭氧處理是利用厭氧菌的發(fā)酵作用，去除廢水中的有機物同時將廢水中長鏈有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物，使污水中溶解性有機物顯著提高。
設(shè)計參數(shù)：HRT=24h 容積負(fù)荷：3.5kgCOD/m3.d
填料參數(shù)：@80、Ф160、H=4.0m
4.3 接觸氧化池：
污水經(jīng)厭氧后的進入接觸氧化池，采用鼓風(fēng)機提供氧氣，利用微孔曝氣器來均勻布?xì)，使微生物能利用污水中的有機物作為底料，進行正常的新陳代謝，從而降低污水中有機污染物的濃度。該工藝設(shè)計選擇的填料是一種比表面積較大的生物載體，其表面粗糙，適合微生物附著生長，可以附著一定厚度的生物膜。在溶解氧和營養(yǎng)物都充足的情況下，微生物的繁殖非常迅速，生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用，為微生物所利用。從而達(dá)到去除污染物得目的。
設(shè)計參數(shù)：HRT=14h 容積負(fù)荷：2.5kgBOD/m3.d
氣水比取20:1 風(fēng)機參數(shù)：JRD-150型 P=37KW
填料參數(shù)：@80、Ф160、H=3.0m
4.4 斜管沉淀池：
接觸氧化池的出水加入絮凝劑WD-1#和助凝劑PHP后，充分反應(yīng)后進入斜管沉淀池，進行泥水分離。沉淀下來的污泥至污泥濃縮池進一步處置，上清液進入氧化池。
設(shè)計參數(shù)：表面負(fù)荷1.33 m3/(m2.h)
藥劑投加量：絮凝劑WD-1#150～200ppm，助凝劑PHP10～20ppm
斜管得直徑為50mm、傾角為60o、高866 mm
4.5 氧化池：
由于苧麻脫膠廢水中含有大量天然色素，經(jīng)過生化和物化處理后，色度的去除仍不理想，因此在工藝設(shè)計中增加氧化池，即加入氧化劑氧化這些天然色素，使大部分有色有機物能迅速分解，使廢水經(jīng)處理后能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
設(shè)計參數(shù)：HRT=1.0h
由于脫膠廢水的堿度高，如果直接加酸進行中和，運行成本將使企業(yè)難以承受。因此，我們將浸酸廢水也引入水解酸化池來降低廢水的堿度和水溫。在水解酸化池中利用微生物來分解有機污染物，同時降低廢水的PH值。
設(shè)計參數(shù)：HRT=24h 容積負(fù)荷：2.5kgCOD/m3.d
填料參數(shù)：@80、Ф160、H=4.0m
4.2 上流式厭氧濾池：
酸化后的廢水與其它廢水(拷麻廢水和漂白廢水等)進入調(diào)節(jié)池充分混合，然后提升至上流式厭氧生物濾池，濾池中安裝組合生物填料。污水的厭氧處理是利用厭氧菌的發(fā)酵作用，去除廢水中的有機物同時將廢水中長鏈有機物轉(zhuǎn)化為小分子有機物，使污水中溶解性有機物顯著提高。
設(shè)計參數(shù)：HRT=24h 容積負(fù)荷：3.5kgCOD/m3.d
填料參數(shù)：@80、Ф160、H=4.0m
4.3 接觸氧化池：
污水經(jīng)厭氧后的進入接觸氧化池，采用鼓風(fēng)機提供氧氣，利用微孔曝氣器來均勻布?xì)，使微生物能利用污水中的有機物作為底料，進行正常的新陳代謝，從而降低污水中有機污染物的濃度。該工藝設(shè)計選擇的填料是一種比表面積較大的生物載體，其表面粗糙，適合微生物附著生長，可以附著一定厚度的生物膜。在溶解氧和營養(yǎng)物都充足的情況下，微生物的繁殖非常迅速，生物膜逐漸增厚。溶解氧和污水中的有機物憑借擴散作用，為微生物所利用。從而達(dá)到去除污染物得目的。
設(shè)計參數(shù)：HRT=14h 容積負(fù)荷：2.5kgBOD/m3.d
氣水比取20:1 風(fēng)機參數(shù)：JRD-150型 P=37KW
填料參數(shù)：@80、Ф160、H=3.0m
4.4 斜管沉淀池：
接觸氧化池的出水加入絮凝劑WD-1#和助凝劑PHP后，充分反應(yīng)后進入斜管沉淀池，進行泥水分離。沉淀下來的污泥至污泥濃縮池進一步處置，上清液進入氧化池。
設(shè)計參數(shù)：表面負(fù)荷1.33 m3/(m2.h)
藥劑投加量：絮凝劑WD-1#150～200ppm，助凝劑PHP10～20ppm
斜管得直徑為50mm、傾角為60o、高866 mm
4.5 氧化池：
由于苧麻脫膠廢水中含有大量天然色素，經(jīng)過生化和物化處理后，色度的去除仍不理想，因此在工藝設(shè)計中增加氧化池，即加入氧化劑氧化這些天然色素，使大部分有色有機物能迅速分解，使廢水經(jīng)處理后能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
設(shè)計參數(shù)：HRT=1.0h
5. 運行結(jié)果和存在問題
該工程項目完成并已正常連續(xù)運行近2年，運行結(jié)果見表4。
表4 處理后排放水質(zhì)
| CODCr | 209mg/L |
| 色度 | 20倍 |
| SS | 29mg/L |
| BOD5 | 22.3mg/L |
| pH值 | 7.5 |
從表4中可以看出，生化-物化組合工藝處理苧麻脫膠廢水是可行的。
在設(shè)計、調(diào)試和運行中，我們認(rèn)為應(yīng)注意以下幾個問題：
5.1 不要將煮鍋水單獨進行處理，一定要引入浸酸廢水來降低煮鍋水的堿度和水溫。
5.2 在進行水解酸化和厭氧生物濾池設(shè)計時，應(yīng)注意均勻布水，避免死角和短路。
5.3 由于苧麻脫膠廢水中含有大量天然色素，常規(guī)生化處理不易去除，在生化和物化處理之后加入適量氧化劑進行氧化，進一步降低色度。
在設(shè)計、調(diào)試和運行中，我們認(rèn)為應(yīng)注意以下幾個問題：
5.1 不要將煮鍋水單獨進行處理，一定要引入浸酸廢水來降低煮鍋水的堿度和水溫。
5.2 在進行水解酸化和厭氧生物濾池設(shè)計時，應(yīng)注意均勻布水，避免死角和短路。
5.3 由于苧麻脫膠廢水中含有大量天然色素，常規(guī)生化處理不易去除，在生化和物化處理之后加入適量氧化劑進行氧化，進一步降低色度。
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