粘膠纖維廢水處理論文

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1物化階段工藝及控制

物化階段包括混合、中和、沉淀和pH調整等四個工序，主要作用是讓堿性水中粘膠充分反應，析出纖維素、半纖等物質并沉淀;鋅離子生成沉淀物并沉淀。從而達到去除廢水中的COD、懸浮物，鋅離子的目的，同時調整pH至生化階段所需的工藝要求。在該階段，COD的去除率可達30%以上，Zn2+濃度需降低到2mg/l以下。工藝控制的關鍵點為:

(1)粘膠廢水中大分子物質得到充分反應并生成能沉淀的物質。粘膠廢水中大分子量纖維素酯類等物質很難被細菌等微生物降解，在物化階段將該類物質去除能有效降低后續生化階段的負荷，從而保證出水水質達標;

(2)Zn2+得到有效去除。不同濃度的鋅離子對有機物的降解和氮的轉化均有抑制。經過馴化后，處理系統對有機物的降解可以逐步得到恢復，而對于氨氮和亞硝酸氮的降解則并不隨著馴化時間的延長而得到改善。由于過量Zn2+存在對好氧污泥微生物產生毒性作用，抑制COD的降解，同時因Zn2+不能被微生物降解，只能被好氧污泥菌膠團吸附而有限度地去除，因此過量Zn2+直接影響排放尾水的達標。鋅離子必須在物化階段予以有效去除，并達到排放標準。

1.1混合反應

在混合反應池，酸性廢水和堿性廢水混合，并在酸性條件下發生反應，析出纖維素、半纖維素等物質。工藝控制的要點在于混合廢水的酸堿度控制在pH＜3，反應時間控制在30～40min。由于污水處理廠的酸性廢水量遠大于堿性廢水量，因此在混合反應池中，要調整好酸性廢水和堿性廢水的比例，必要時投加硫酸或鹽酸，以使混合廢水的pH值符合工藝要求，廢水得到充分反應，纖維素、半纖維素等物質充分析出。在實際控制中調整酸堿泵的開臺數以及泵的頻率，根據來水流量情況，控制好廢水的混合比例。當廢水混合后pH值大于3時，要啟動加酸系統，投加硫酸或鹽酸將pH值控制在3以下。另外，在混合反應池，廢水中會有H2S和CS2氣體析出，池體做密封處理并將廢水中析出的廢氣引出集中處理。

1.2中和反應

在中和反應池投加堿性物質，調整pH到合適范圍，將Zn2+充分反應生成Zn(OH)2、ZnS沉淀物質，并與纖維素、半纖維素以及硫酸鈣等形成共絮凝顆粒。根據工藝運行情況在必要時投加聚合氯化鋁或聚丙烯酰胺等絮凝劑和助凝劑，使反應完成后形成大顆粒混合絮凝團。工藝控制要點為pH值控制在8.5～10.5，反應時間控制在30～40min。當混合反應池出水的pH值小于3，投加堿性物質對廢水進行調節，以提高廢水的pH值至8.5，使廢水中的Zn2+生成沉淀物析出。從運行成本和有利于析出物的沉淀考慮，堿性物質采用石灰乳。當混合廢水的pH值控制在8.5～10.5的范圍時，Zn2+發生如下反應:S2－+Zn2+=ZnS↓Zn2++2OH－=Zn(OH)2↓當廢水的pH值小于8.5時，則很難生成Zn(OH)2沉淀;廢水的pH值高于10.5時，生成的Zn(OH)2繼續反應生成鋅酸類物質。只有將廢水的pH值嚴格控制在適宜的范圍內才能將Zn2+最大化去除，在達標排放的同時不會對廢水的后續好氧處理過程中的好氧細菌產生毒性影響。石灰乳的濃度根據運行經驗調整，一般可以配置成10%的水溶液。自控方案為:中和反應池出口安裝的pH計實時檢測出水的pH值，并將信號反饋至PLC控制器，PLC根據設定值調整石灰乳加藥泵的運行頻率。當pH＜8.5時，控制加藥泵的變頻器頻率逐步升高，直至pH達到中心值9.5;當pH＞10.5時，控制加藥泵變頻器頻率逐步降低，直至pH達到中心值9.5。

1.3初沉池

在初沉池，中和反應池生成的絮凝團沉淀，泥水分離。工藝控制要點在于控制進水量，將運行時水表面負荷控制在1.0m3/m2.h以下。在此階段，纖維素、半纖維素以及ZnS、Zn(OH)2和CaSO4等共絮凝顆粒沉降到初沉池底部，通過刮吸泥機等設備輸送到污泥池進行后繼處理。經泥水分離后出水懸浮物濃度降到50mg/L以下，COD得到部分去除，去除率在30%以上;Zn2+濃度降低到2mg/L以下，在pH控制精度良好的狀態下，Zn2+可以達到近100%的去除率，達到排放指標的要求，并且不會對后道的好氧污泥中微生物產生毒性影響。

1.4pH值調整

在廢水進好氧池之前對pH值進行微調，達到好氧污泥微生物生長最佳的pH值，即6.5～8.5之間。廢水的pH值采用自控投加硫酸或鹽酸進行調整，控制方案同石灰乳自動投加系統，設置pH中心值為7.5。

2生化階段工藝及控制

生化階段采用推流式好氧活性污泥法，穿孔管曝氣，廢水的COD去除率達到85%以上。該階段需要控制的工藝參數有pH、C/N、C/P、DO、MLSS、F/M、生物活性、氣水比等，pH等一般工藝參數參照活性污泥法的控制要求。法伯耳紡織公司廢水處理污泥工藝不同于其它廢水處理工藝運行的參數主要是F/M值(污泥有機負荷)，此外廢水處理中活性污泥也有自己的特征指示生物。

2.1一般工藝參數按活性污泥法的一般工藝控制要求，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、磷營養元素，MLSS控制在3～5g/L等。

2.2F/M值經過物化處理的廢水B/C比值一般在0.35～0.40之間，通過延時曝氣的好氧活性污泥法處理，COD的去除率能達到85%以上。要達到85%以上去除率除穩定控制物化工藝外，生化工藝的關鍵點在于控制工藝參數中F/M值。F/M值是影響活性污泥增長、有機基質降解的重要因素，提高F/M值，可以加快活性污泥增長速率和有機基質降解速率，縮小曝氣池容積，減少項目基建投資。但當F/M值過高時，往往很難達到處理要求。F/M值過低時，有機基質降解速率過低，處理能力降低，曝氣池容積增大，導致基建投資過高。因此F/M值應控制在合理的范圍內。法伯耳紡織公司污水處理廠在運行中根據長期運行經驗將F/M值控制在0.08～0.12kgBOD5/kgMLVSS•d之間，低于常規廢水的0.15～0.5kgBOD5/kgMLVSS•d。出水水質的COD穩定在80mg/L以下，且平均值達到67.6mg/L，最低值達到19mg/L。

2.3活性污泥特征生物活性污泥在啟動或恢復初期按照常規生物相演變，在污泥成熟期以鐘蟲為主。當活性污泥中小口鐘蟲為優勢種群時，二沉池出水清澈，COD降到50mg/L以下，Zn2+和S2－也保持在極低的水平。

3結語

通過上述的工藝控制，粘膠纖維生產廢水中的污染物質得到有效去除，COD去除率達92.9%、Zn2+去除率達98.6%、S2－去除率達7.7%，法伯耳紡織公司污水處理廠出水水質達到了良好、穩定的水平。通過法伯耳紡織公司污水處理廠運行結果可以看出，單純粘膠纖維生產產生的廢水可生化性較好，完全可以通過物化+生化的傳統兩段法進行處理，控制好兩段法中各項工藝參數，能有效去除其特征污染物COD、Zn2+及S2－，排放水質低于相關排放標準。在廢水處理運行中，也存在一些問題如用石灰乳調整pH值導致污水中Ca2+過高，在后繼工藝流程中很容易形成硫酸鈣、碳酸鈣等沉淀堵塞管道和曝氣管，對此建議加強酸站車間的芒硝回收，降低污水中SO2－離子濃度，以盡可能降低Na2SO4、CaSO4及CaCO3的混合結晶。同時，建議高鈣廢水采用新型的曝氣形式，如采用攪拌曝氣方式，既可節約能源又可防止堵塞。

作者:程虎得張小泉單位:南京化纖股份有限公司