浸膠手套生產廢水中水回用技術的應用

冷棟棟，杜敦勇，鄧無瑕

(濰坊市高密生態環境監控中心，山東 高密 261500)

0 引言

當前我國經濟發展迅速，工業生產日益增長的用水需求與水資源短缺已成為各用水企業關注的主要問題。為了解決企業用水緊張，在實現不同生產用水水質要求前提下，中水回用不失為一個可能的選擇[1]。本文以高密市某浸膠手套企業生產廢水的中水回用工程為實例，介紹了以UASB+A/O為主體工藝，末端增加超濾、反滲透等深度處理工藝，實現廢水中水回用，分析研究了中水回用技術的可行性和實踐性，具有一定的現實意義。

1 企業概況

1.1 廢水來源

某企業以浸膠(天然膠乳、丁腈膠乳)手套和一次性丁腈橡膠手套生產為主，其中浸膠手套產品為滿足高品質要求，浸膠烘干后需進行泡水處理，為該生產線的主要排水環節，個別產品種類需進行噴鹽后泡洗，從而產生部分噴鹽廢水；一次性丁腈橡膠手套廢水產出環節主要是前段手模清洗、膠膜泡洗后瀝濾水洗、及氯化后水洗。該種產品對用水水質要求較高。浸膠手套廢水產生量約為3 000 m3/d，一次性丁腈橡膠手套廢水產生量約為1 500 m3/d，設備地面清洗廢水、生活污水等產生量約為500 m3/d。

1.2 廢水水質情況

該企業浸膠手套廢水水溫較低，平均在10 ℃左右，廢水中含油、CODcr濃度較高，可生化性較好；噴鹽線廢水中主要為硫酸鹽，硫酸根濃度約為9 000 mg/L，水溫較低，可生化性較差；一次性丁腈橡膠手套廢水水溫高，平均在45 ℃左右，廢水水質較為清澈，CODcr濃度較低，可生化性較好。綜合廢水水質水溫約20～30 ℃，CODcr適中，B/C約為0.3，可生化性較好，無毒無害屬中等濃度有機廢水，廢水中硫酸根和硬度較高。廢水水量大，排污點多，水質波動較大。

綜合廢水水質檢測數據如表1所示。

表1 綜合廢水水質檢測表

2 主體污水處理工藝選取

2.1 主體工藝流程

企業建設1座5 500 m3/d的綜合廢水處理站，采用UASB+A/O為主體工藝，對廢水進行生化處理，達到中水系統進水水質要求。主要處理過程為：浸膠手套廢水、一次性丁腈橡膠手套廢水、設備和地面清洗廢水、生活污水分別經廠區污水管網自流進入機械格柵，此段可去除較大懸浮物，然后經過隔油池去除浮油和浮渣。除油后廢水自流進入調節池進行均質混合，經泵提升至溶氣氣浮機，投加PAC、PAM進行混凝沉淀去除水中的懸浮物。隨后，廢水進入配水井，經提升泵將進入UASB厭氧反應器，該段可降解去除廢的大部分有機物，然后經沉淀進入AO池，該段可將UASB未降解有機物進一步降解，同時進行硝化和反硝化去除氨氮和總氮。在此環節，配水井出水設置了超越管直接提升至AO池，用來補充碳源，并根據實際進水情況適時調整水量。出水經二沉池泥水分離后進入絮凝沉淀池，通過投加PAC、PAM對二沉池未沉淀的活性污泥碎塊和懸浮物進行去除，絮凝沉淀池為污水處理系統的保安工藝可進一步保障出水達標。

污水處理站主體工藝流程圖如圖1所示。

圖1 污水處理站主體工藝流程圖

2.2 核心工藝介紹

該企業污水處理站生化工藝部分主要為UASB厭氧工藝和A/O工藝，對處理高濃度有機廢水優勢明顯。

(1) UASB厭氧反應器

UASB厭氧反應器的主要機理是通過水解和非水解作用對生化降解較難的大分子有機物進行降解，通過開環、斷鍵、裂解、基團取代、還原等作用將其分子結構改變，從而使復雜的難生化降解的有機物分子轉化成可生化降解和易生化降解的有機物，最后進一步降解為二氧化碳、甲烷等小分子物質。UASB厭氧反應器由進水系統和配水系統、反應器的反應區、固液氣三相分離器和沼氣收集利用系統組成[2]。廢水由UASB反應器的底部向上通過厭氧污泥床，廢水中的有機物與污泥中的微生物充分接觸，在厭氧條件下進行分解，轉化為沼氣。沼氣氣泡在上升過程中不斷聚合增大，與污泥床接觸形成稀薄的懸浮污泥，與水上升進入固液氣三相分離器。三相分離器把氣體、液體、固體三者進行有效的分離，是整個UASB裝置最核心及最至關重要的部件[3]。在分離器中，泥水混合物上升時撞擊到反射板形成污泥絮體脫氣，然后穿過水層上升到氣室，通過沼氣收集利用系統的導管導出；固液混合物經反射進入分離器的沉淀區，污泥經絮凝顆粒變大，沉降至反應器斜壁滑回厭氧區；固液分離后的出水經溢流堰上部溢出，排出反應器。

(2) A/O工藝

A/O工藝即缺氧-好氧活性污泥法，是連續進水、連續排水的缺氧反應池與好氧反應池分別獨立的活性污泥系統，它除了使有機污染物得到降解，還具有脫氮除磷功能。一般缺氧池位于好氧池前，實現前置反硝化工藝，通過將好氧池出水回流至缺氧池前端，在缺氧條件下，利用異氧菌的反硝化作用將水中的硝態氮還原為分子氮。回流比的大小直接影響到反硝化脫氮的效果，適當增大回流比可以使系統的脫氮率得以提高[4]，但過大可能造成缺氧池的富氧化，破壞反硝化環境，降低反硝化率。

2.3 生化系統處理效果

經生化系統處理后，該企業出水CODcr濃度低于50 mg/L、NH3-N濃度低于5 mg/L、總氮濃度低于15 mg/L，可穩定滿足下一階段中水回用系統進水水質要求。工程運行監測數據如表2所示。

3 中水回用處理工藝選取

3.1 中水回用工藝流程

該企業選取的中水回用工藝主要為預處理裝置和反滲透裝置。預處理主要目的是進一步去除水中的色度、濁度、非溶性膠體、微細有機質等對后續反滲透運行有影響的雜質，該工段主要包括：絮凝加藥裝置、殺菌加藥裝置、多介質過濾、超濾等。該企業絮凝劑采用聚合氯化鋁，其優點是絮凝體形成快、絮塊大、沉降速度快，還有脫色、滅菌、除臭等作用；殺菌劑選用次氯酸鈉，它不僅能殺死廢水中大部分細菌，還可以通過將Fe2+氧化成Fe3+而沉淀后去除。經過加藥處理后的水中含有死亡細菌、微生物、沉降物、懸浮顆粒等雜質，通過多介質機械過濾器來濾除，該工段過濾器選用石英砂和無煙煤兩種不同比重和粒徑的濾料，粒徑自上而下逐級分配，經過深層過濾，可增大過濾層的截污能力，保證出水濁度小于1NTU, SDI小于3，滿足下階段超濾的進水要求。超濾裝置主要分離廢水中非溶解性的有機物、膠體、毫米級的絮體、細菌、病毒及微生物等，為后續反滲透建立絕對屏障。本工藝設置2套超濾裝置，每套處理水量為115 m3/h，采用全流過濾、頻繁反洗的全自動連續運行方式，當進水水質變差時可方便地轉化成錯流過濾模式。

反滲透裝置是中水回用系統的核心，其原理是通過一定的壓力將廢水中的溶劑通過反滲透膜進行分離，由于它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透[5]。反滲透裝置可以去除廢水中的離子級物質及分子量很小的有機物，例如病毒、細菌等，可廣泛應用于鋼鐵、化工、電廠、醫藥用純水、飲用水等領域。該反滲透裝置前端裝有還原劑加藥裝置和阻垢劑加藥裝置，還原劑采用的是亞硫酸氫鈉，可去除水中的余氯以防止損傷反滲透膜，而阻垢劑采用的是高效專用阻垢劑，可提高水中難溶物質的飽和度，使其離子濃度積小于其平衡常數，從而防止反滲透膜濃水側產生結垢。反滲透裝置在運行過程中，反滲透膜會受到一些微量的無機鹽垢、微生物、金屬氧化物、膠體等的污染或阻塞，為恢復反滲透膜性能，需定期進行化學清洗，該系統配套反滲透清洗裝置。

中水回用工藝流程圖如圖2所示。

圖2 中水回用工藝流程圖

3.2 中水回用系統處理效果

經中水回用系統處理后，該企業中水出水CODcr濃度低于15 mg/L、NH3-N濃度低于1 mg/L、總氮濃度低于3 mg/L，可穩定滿足該企業生產用水水質要求。工程運行監測數據如表3所示。

表3 中水回用系統出水水質監測表

表3 中水回用系統出水水質監測表

4 結語

高密市某浸膠手套企業通過采用以UASB+A/O為主體的污水處理工藝，末端增加預處理+反滲透為主體的污水深度處理裝置，實現了廢水50%以上的中水回用，穩定滿足于企業自身生產用水水質要求，降低了企業的取水總量。中水回用技術的實用性和可行性在該企業得到驗證，取得較好的經濟和社會效益。