生化-物化组合工艺处理苎麻脱胶废水

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简介： “生化-物化”组合工艺处理苎麻脱胶废水，具有耐冲击负荷、运行稳定、易于管理和运行费用低等优点。
关键字：苎麻脱胶废水 厌氧 好氧 化学脱胶 组合工艺

1. 前言

　　苎麻是我国重要的纺织原材料之一，因其产品具有穿着挺括、透气性好等优点而倍受人们喜爱。苎麻脱胶是麻纤维纺织的前工序，大多采用化学脱胶法，近年来，虽然生物脱胶技术逐步得到完善，一些厂家也在进行着尝试，但是尚未得到推广。目前我国的大部分厂家仍采用化学脱胶法。化学脱胶法就是利用NaOH在高温和一定的压力下对苎麻进行蒸煮来去除苎麻纤维中的胶状物质。脱胶后的苎麻经拷麻、浸酸、水洗、漂白和烘干等工艺，即加工为精干麻。精干麻可作为纺纱、织造的纤维。
　　苎麻化学脱胶废水具有浓度高、色度高、碱度高和水温高等特点，其成分复杂，并含有大量难降解的有机物。我国的苎麻生产和加工主要集中在四川、湖南、湖北和江西等地。专业脱胶厂的废水可以分成三类，第一类是浓度极高的煮锅水，其COD值一般为8,000～12,000mg/L，呈棕褐色，水温为80～90℃，pH值为12～14，可生化性较好。第二类是洗麻、拷麻和浸酸等中段水，这部分水量大，其COD值一般为400～500mg/L，水质呈酸性。第三类为漂白废水，其COD值很低，一般不超过150 mg/L，并含有少量的氧化剂。三种水混合后其COD值一般为2,000～2,500mg/L，呈碱性。

2. 废水的特征及水质

　　该苎麻纺织厂排放的水质情况见表1和表2。

表1 苎麻脱胶废水水质COD_Cr8,000～12,000mg/L色度1,000～1,500倍SS600～800mg/LBOD₅1,000～1,500mg/LpH值12～14表2 综合废水水质COD_Cr2,000～2,500mg/L色度500～600倍SS200～300mg/LBOD₅400～500mg/LpH值8～10

　　处理后水质要求达到GB8978-1996《污水综合排放标准》的二级标准，具体参数见表3。

表3 排放要求COD_Cr300mg/L色度80倍SS200mg/LBOD₅100mg/LpH值6～9

3. 工艺工艺的选择

　　处理苎麻脱胶废水的典型工艺有厌氧-好氧(活性污泥)工艺、生物转盘工艺和氧化沟工艺等，上述处理工艺虽然有一定的效果，但是随着人们对周围水体的环境质量要求越来越高，排放污染物质的控制指标(如COD、BOD)也越来越严，这种处理远远达不到目前的环境要求。我们经过研究和多次试验得出结论：单纯的生化或物化工艺处理脱胶废水均有一定的效果，但是不能达标排放，而且处理效果不稳定，运行费用也居高不下，因此我们在一家苎麻纺织厂的废水设施改造中采用了“生化-物化”组合工艺，该工艺具有耐冲击负荷、运行稳定、易于管理和运行费用低等优点。
　　“生化-物化”组合工艺的生化部分采用A²/O处理工艺，A/O和A²/O工艺的运用已有30多年的历史。近20年来，随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累，使它在理论和实践上有了很大进步，在处理有机废水方面取得了良好效果。A²/O处理工艺是厌氧和好氧的结合，因而具有许多优点，最主要的是能耗少，操作简单，运行费用低廉，产生的剩余污泥量少，投加的营养物质也少。生化部分的厌氧段我们采用水解酸化-上流式厌氧生物滤池工艺。好氧部分采用接触氧化法——生物膜好氧处理工艺，这种组合工艺的特点是可以承受较高的处理负荷、耐冲击能力强、出水水质好且稳定、管理方便，而且剩余污泥量少且沉淀性能好，不存在污泥膨胀问题。物化部分是常规的絮凝沉淀和氧化脱色处理工艺。污泥经污泥浓缩池浓缩后送压滤机压干后外运处置。其工艺流程见图1。

4. 主要处理单元设计参数

4.1 水解酸化池：
　　由于脱胶废水的碱度高，如果直接加酸进行中和，运行成本将使企业难以承受。因此，我们将浸酸废水也引入水解酸化池来降低废水的碱度和水温。在水解酸化池中利用微生物来分解有机污染物，同时降低废水的PH值。
　　设计参数：HRT=24h　 容积负荷：2.5kgCOD/m³.d
　　填料参数：@80、Ф160、H=4.0m
4.2 上流式厌氧滤池：
　　酸化后的废水与其它废水(拷麻废水和漂白废水等)进入调节池充分混合，然后提升至上流式厌氧生物滤池，滤池中安装组合生物填料。污水的厌氧处理是利用厌氧菌的发酵作用，去除废水中的有机物同时将废水中长链有机物转化为小分子有机物，使污水中溶解性有机物显著提高。
　　设计参数：HRT=24h　 容积负荷：3.5kgCOD/m³.d
　　填料参数：@80、Ф160、H=4.0m
4.3 接触氧化池：
　　污水经厌氧后的进入接触氧化池，采用鼓风机提供氧气，利用微孔曝气器来均匀布气，使微生物能利用污水中的有机物作为底料，进行正常的新陈代谢，从而降低污水中有机污染物的浓度。该工艺设计选择的填料是一种比表面积较大的生物载体，其表面粗糙，适合微生物附着生长，可以附着一定厚度的生物膜。在溶解氧和营养物都充足的情况下，微生物的繁殖非常迅速，生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用，为微生物所利用。从而达到去除污染物得目的。
　　设计参数：HRT=14h　　 容积负荷：2.5kgBOD/m³.d
　　气水比取20:1 　　　　　风机参数：JRD-150型 P=37KW
　　填料参数：@80、Ф160、H=3.0m
4.4 斜管沉淀池：
　　接触氧化池的出水加入絮凝剂WD-1#和助凝剂PHP后，充分反应后进入斜管沉淀池，进行泥水分离。沉淀下来的污泥至污泥浓缩池进一步处置，上清液进入氧化池。
　　设计参数：表面负荷1.33 m³/(m².h)
　　药剂投加量：絮凝剂WD-1#150～200ppm，助凝剂PHP10～20ppm
　　斜管得直径为50mm、倾角为60^o、高866 mm
4.5 氧化池：
　　由于苎麻脱胶废水中含有大量天然色素，经过生化和物化处理后，色度的去除仍不理想，因此在工艺设计中增加氧化池，即加入氧化剂氧化这些天然色素，使大部分有色有机物能迅速分解，使废水经处理后能稳定达标排放。
　　设计参数：HRT=1.0h

5. 运行结果和存在问题

　　该工程项目完成并已正常连续运行近2年，运行结果见表4。

表4 处理后排放水质COD_Cr209mg/L色度20倍SS29mg/LBOD₅22.3mg/LpH值7.5

　　从表4中可以看出，生化-物化组合工艺处理苎麻脱胶废水是可行的。
　　在设计、调试和运行中，我们认为应注意以下几个问题：
5.1 不要将煮锅水单独进行处理，一定要引入浸酸废水来降低煮锅水的碱度和水温。
5.2 在进行水解酸化和厌氧生物滤池设计时，应注意均匀布水，避免死角和短路。
5.3 由于苎麻脱胶废水中含有大量天然色素，常规生化处理不易去除，在生化和物化处理之后加入适量氧化剂进行氧化，进一步降低色度。

参考文献
　　1 张自杰主编。环境工程手册——水污染防治卷。北京：高等教育出版社，1996年10月
　　2 杨书铭，黄长盾主编。纺织印染工业废水治理技术，北京：化学工业出版社，2002年5月

作者 杨文斌，男，1966年生，1988年毕业于西北纺织工学院，环境工程专业，工程师。