某短纖維生產(chǎn)廢水處理設(shè)計(jì)

許芳滌，王呂侖，劉曉紅

（維爾利環(huán)保科技集團(tuán)股份有限公司， 江蘇 常州 213000）

為了解決纖維素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染問題，一種新溶劑再生纖維素生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)逐步投入到工業(yè)化的生產(chǎn)[1-3]，即利用N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）。整個(gè)生產(chǎn)過程為密閉循環(huán)，基本上沒有廢氣的排放，NMMO作為郵寄溶劑可以被循環(huán)重復(fù)使用[4-5]。

某短纖維生產(chǎn)廠主要生產(chǎn)萊賽爾短纖維[6]，年產(chǎn)100 000 t新溶劑法纖維素纖維。該廠采用一種新溶劑法再生纖維素纖維生產(chǎn)技術(shù)，即用N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）為溶劑直接溶解紡絲漿粕[7]，經(jīng)干噴-濕紡紡絲工藝制備再生纖維素。纖維廠排放廢水包括普通生產(chǎn)廢水、含NMMO生產(chǎn)廢水和生活污水等[8]。其中包括樹脂再生廢液，該股廢水水量小，但是COD、鹽份較高，可生化性差。考慮到污水處理廠需要全年聯(lián)系運(yùn)行，無(wú)法停運(yùn)，本項(xiàng)目高濃廢水處理水量約為55 m3·h-1，低濃廢水處理水量約為445 m3·h-1。

1 進(jìn)、出水水質(zhì)

1.1 進(jìn)水水質(zhì)

該工程需要處理高濃廢水水量約為55 m3·h-1，低濃廢水水量約為445 m3·h-1。其中高濃廢水的COD為13 000 mg·L-1，pH為12.91，低濃廢水CODcr為1 100 mg·L-1，pH為12.02，具體指標(biāo)詳見表1。

表1 進(jìn)水水質(zhì)情況

1.2 出水水質(zhì)

該工程廢水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見表2。

表2 出水水質(zhì)情況

2 短纖維廢水處理方法

針對(duì)本工程短纖維生產(chǎn)廢水中高濃度廢水CODcr、含鹽和總氮較高，需要對(duì)高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理，利用“氣浮+水解酸化+UASB”對(duì)高濃度廢水進(jìn)行預(yù)處理，出水與低濃度廢水進(jìn)行混合，混合后廢水采用“水解酸化+二級(jí)A/O+二沉池+活性炭生物濾池”工藝進(jìn)行處理[9]。

3 處理工藝流程

本項(xiàng)目，某短纖維生產(chǎn)廢水處理設(shè)計(jì)分為：預(yù)處理、生化處理[10]和生化深度處理。

3.1 預(yù)處理

某短纖維生產(chǎn)廢水的處理工藝流程如圖1所示。來自樹脂再生廢液的高濃廢水進(jìn)入到高濃廢水收集池，然后通過提升泵進(jìn)入到氣浮裝置，氣浮出水自流進(jìn)入到水解酸化池，水解酸化池出水通過提升泵進(jìn)入到UASB進(jìn)行預(yù)處理。

圖1 工藝流程圖

3.2 生化處理

UASB出水和低濃廢水進(jìn)入到綜合廢水調(diào)節(jié)池，廢水經(jīng)過調(diào)配后利用提升泵進(jìn)入水解酸化池，水解酸化池自流進(jìn)入到二級(jí)A/O池，二級(jí)O池出水自流進(jìn)入到二沉池。

3.3 深度處理

二沉池出水通過提升泵進(jìn)入到BAF池進(jìn)行深度處理。

4 廢水處理工藝說明

4.1 高濃廢水收集池

高濃廢水收集池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為5.4 m×4.4 m×6.5 m。收集池能對(duì)廢水進(jìn)行收集和緩沖，保證工藝的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

4.2 高濃廢水水解酸化池

高濃廢水水酸化池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為8.7 m×4.7 m×6.5 m。水解酸化處理方法是厭氧處理的前期階段，利用水解菌、酸化菌將水中不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程。容積負(fù)荷按照2 kg COD·(m3·d)-1進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.3 高濃廢水UASB反應(yīng)池

高濃廢水UASB反應(yīng)池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為φ12 m×12.7 m。UASB反應(yīng)器包括，進(jìn)水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器，在底部反應(yīng)區(qū)存留大量厭氧污泥，具有量好的沉淀性能和絮凝性能的污泥在下部形成污泥層。UASB有效容積為2 460 m3，實(shí)際水力停留時(shí)間為48 h。

4.4 低濃廢水收集池

低濃廢水收集池1座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為12 m×8.8 m×6.5 m。收集池能對(duì)廢水進(jìn)行收集和緩沖，保證工藝的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

4.5 低濃度廢水混凝沉淀池

混凝反應(yīng)池2座，采用地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為14.1 m×4.7 m×4.0 m。沉淀池2座，采用地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為φ9.0 m×3.5 m，沉淀池的表面負(fù)荷為3.5 m3·(m2·h)-1。

4.6 綜合廢水調(diào)節(jié)池

綜合廢水調(diào)節(jié)池1座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為25 m×40 m×6.5 m。綜合廢水調(diào)節(jié)池，能對(duì)高濃廢水和低濃廢水進(jìn)行均勻和調(diào)配，保證工藝的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

4.7 水解酸化池

水解酸化池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為20 m×8.5 m×6.5 m。水解酸化池有效容積為2 000 m3，實(shí)際水力停留時(shí)間為4 h。

4.8 一級(jí)A/O池

本項(xiàng)目一級(jí)A/O反應(yīng)池2座，缺氧池（A池）和好氧池（O池）,采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理。A池位于O池之前，主要利用池內(nèi)的反硝化菌，將回流的混合液中的NO3-及NO2

-轉(zhuǎn)變成N2，同時(shí)去除進(jìn)水中的部分含碳有機(jī)物；O段為好氧段，主要進(jìn)行硝化反應(yīng)和含碳有機(jī)物的降解。廢水中C/N比小于4，需要額外投加碳源。反硝化產(chǎn)生的堿度可部分滿足硝化過程對(duì)堿度的需求，因而降低了化學(xué)藥劑的消耗。一級(jí)A池設(shè)計(jì)尺寸為60.8 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為14 000 m3，實(shí)際水力停留時(shí)間為28 h；一級(jí)O池設(shè)計(jì)尺寸為78.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為17 500 m3，實(shí)際水力停留時(shí)間為35 h。

4.9 二級(jí)A/O池

本項(xiàng)目二級(jí)A/O反應(yīng)池2座，缺氧池（A池）和好氧池（O池）,采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理。二級(jí)A池設(shè)計(jì)尺寸為17.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為3 700 m3，實(shí)際水力停留時(shí)間為7.4 h；二級(jí)O池設(shè)計(jì)尺寸為17.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為3700 m3，實(shí)際水力停留時(shí)間為7.4 h。

4.10 二沉池

二沉池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計(jì)尺寸為φ20 m×5.7 m，沉淀池的表面負(fù)荷為0.8 m3·(m2·h)-1。沉淀池采用輔流沉淀池的形式，其作用主要是使污泥分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。其工作效果能夠直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。

4.11 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池6座，采用地上鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)尺寸為6.2 m×6.2 m×6.5 m，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為0.675 kg COD·(m3·d)-1。曝氣生物濾池中填裝的粒狀填料（如陶粒、活性炭等）為載體，在濾池內(nèi)部進(jìn)行曝氣，使濾料表面生長(zhǎng)著大量生物膜，當(dāng)污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料上所附生物膜中高濃度的活性微生物強(qiáng)氧化分解作用以及濾料粒徑較小的特點(diǎn)，充分發(fā)揮微生物的生物代謝、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向食物鏈的分級(jí)捕食作用，實(shí)現(xiàn)污染物的高效清除，同時(shí)利用反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧區(qū)域的存在，實(shí)現(xiàn)脫氮的功能。

5 主要設(shè)備及工藝參數(shù)

主要設(shè)備及工藝參數(shù)見表2。

表2 主要設(shè)備及工藝參數(shù)

6 主要構(gòu)筑物參數(shù)

主要構(gòu)筑物參數(shù)見表3。

表3 主要構(gòu)筑物參數(shù)

7 結(jié) 論

短纖維生產(chǎn)廢水經(jīng)過“預(yù)處理+水解酸化+二級(jí)A/O+BAF”能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。