粘膠纖維生產廢水處理工藝改進及運行效果研究

肖中新 韓厚強 傅振鵬#

(1.安徽省環境監測中心站，安徽 合肥 230071；2.安徽南風環境工程技術有限公司，安徽 合肥 230001)

粘膠纖維生產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.安徽省環境監測中心站，安徽 合肥 230071；2.安徽南風環境工程技術有限公司，安徽 合肥 230001)

根據皖南某粘膠纖維企業生產廢水的特點，設計采用物化和生化處理相結合的工藝進行處理，并針對其中的循環式活性污泥(CASS)工藝，改進了污泥回流方式和曝氣方式。工程運行結果表明，當進水色度為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，減少了剩余污泥產生量，縮短了調試階段污泥馴化時間；曝氣方式的改進，提高了系統氧氣傳遞效率，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，經濕法紡絲而制成。其生產過程產生大量酸、堿廢水，且色度高、水質波動性大，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外已有部分研究[1-3]，包括傳統的物化和生化處理相結合的工藝、鐵碳微電解/序批式活性污泥(SBR)處理工藝等。傳統工藝一般都是先對酸、堿廢水分質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的循環式活性污泥(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本身的資源，污泥產生量大，調試時間長。曝氣方式也基本采用鼓風機曝氣、機械曝氣等，存在占地面積大、噪聲高、設備管道復雜、檢修繁復、設備易于堵塞老化而效能低下等問題。本研究為克服傳統工藝的缺陷，著重在污泥回流和曝氣方式上加以改進，從而使設計的污水處理設施達到既節省投資、運行操作便利，又確保出水穩定達標的目的。

1 設計規模及進出水水質

1.1 污水來源及性質

污水來源為皖南某粘膠纖維有限公司已建成年產6萬t粘膠纖維生產線產生的生產廢水。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 設計規模及進水水質

廢水處理總量12 500 m3/d，變化系數取1.2，污水處理站處理規模為15 000 m3/d。設計進水水質見表2。

1.3 設計出水水質

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

2 污水處理工藝

2.1 處理工藝的選擇

經過預處理后的堿性廢水、酸性廢水和高鋅廢水混合后，經過沉淀去除污染物，再加入生活污水，增加N、P，增加廢水的營養，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沉池，水中黏膠狀污染物沉積下來，上清液進入曝氣調節池，池底設空氣管進行空氣攪拌以防止沉積，曝氣調節池廢水由泵泵入吹脫池，同時高鋅廢水經格柵后進入曝氣調節池，池內設有空氣管進行空氣攪拌，高鋅廢水也由泵泵入吹脫池，吹脫池池底設穿孔管，由鼓風機供氣，通過吹脫除去廢水中的H2S，同時廢水中的Zn2+和S2-在混合后反應生成ZnS，吹脫池出水進入反應池1，反應池1中投加Ca(OH)2，廢水中Zn2+和Ca(OH)2反應生成Zn(OH)2沉淀，反應后的廢水進入初沉池，沉淀后廢水進入反應池2，同時酸性廢水經格柵和曝氣調節池進入反應池2，在反應池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，出水經過二沉池沉淀，進入熱水池，熱水池中安裝溫度探頭，當溫度高于生化系統承受溫度時，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，當溫度低時直接經熱水池進入CASS池。CASS池采用連續進水，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池的設計特點

2.3.1 污泥回流方式的改進

傳統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中，不能充分利用生物系統本身的資源,傳統的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，設計中將CASS工藝的污泥回流系統改良為全池型，即將2座CASS池的污泥回流系統整合到一起，共用1套污泥回流系統。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，降低系統污泥產生量，還可以隨時調節各個CASS池的狀態，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。調試階段只需將其中一個CASS池培養完成，然后將其活性污泥轉移至另一個CASS池中進行接種培養即可，節省調試階段污泥馴化時間。

表2 設計進水水質

表3 設計出水水質

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]，傳統工藝一般都采用鼓風曝氣結合微孔曝氣頭方式。粘膠纖維廢水一般采用投加石灰預處理酸性廢水的方法，實踐中運行一段時間后，曝氣頭局部易出現鈣化而導致曝氣孔堵塞，不僅需要經常維修，而且因為局部堵塞導致系統處理效率下降，從而影響達標排放。本研究CASS池曝氣采用發明專利技術，第一次射流利用GW文丘里器[10]進行，再經過增效噴嘴[11]進行二次射流，提高吸入介質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、基本無需維修等優點，避免了占地面積大、噪聲高、設備管道復雜、檢修繁復、設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，經實際監測，污水處理站進、出水水質見表4。從表4可以看出，本工程廢水經廠內污水處理站處理后，出水水質滿足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 論

(1) 本研究采用改進的CASS工藝，工藝成熟、運行可靠，當進水色度為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，降低了剩余污泥產生量，縮短了調試階段污泥馴化時間。

(3) 利用專利技術改進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。

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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，主要從事環境污染防治、環境評價和環境監測管理方面的工作。#

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10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.09.020

2017-06-29)