工业纤维素废水的处理方法

1 工程概况 宜兴市某精细化工有限公司生产纤维素醚系列产品主要有甲 基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素等 产品，可广泛应用于石油化工、医药、食品、建筑、涂料、印染、 纺织、皮革、烟草、造纸、陶瓷等各工业部门，用作分散剂、保 湿剂、增稠剂、乳化剂、粘结剂、赋型剂、耐油涂层和填料等。 该废液种类繁多，成份复杂，含盐高，且污染物变化范围很广属 于高难度难降解工业废水，其水中有机污染物CODCr达13600 mg/L，氯离子浓度达 6000 mg/L，盐分奇高对微生物的生长 有很大的毒害作用，很难采用常规的生物法工艺对废水进行有效 处理，故考虑采用综合+水解+厌氧+好氧的工艺来处理此废水。 2 工艺选择 2.1 废水水量和水质 设计处理水量为纤维素混合废水 60 m3 /d，生活污水 20 m3 /d， 河水 20 m3 /d，综合废水 100 m3 /d。综合后废水中主要污染物为 COD、氨氮、悬浮物、氯离子等，设计出水水质达到《污水综合 排放标准》GB 8978-1996 表 2 第二类污染物允许排放浓度中 规定的其它排污单位三级排放标准。出水中部分杂质限值标 准如下(达到园区城市污水处理厂接管要求)。 进、出水水质如表 1 表 1 设计进、出水水质 Tab.1 Design influent and effluent quality 项目 pH COD/(mg·L-1) 氨氮/(mg·L-1) SS/(mg·L-1) 进水水质 6~9 ≤13000 ≤80 ≤500 出水水质 6~9 ≤500 ≤45 ≤100 2.2 主体工艺选择 2.2.1 水解酸化 水解酸化可将进水中长链大分子有机物，降解为小分子易利 用的有机物，利用水解酸化作为预处理段，可大大减少后续工艺 的运行时间，提高整体工艺上的运行效率；可大幅度地去除废水 中的悬浮物和有机物，其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效 地减少。在处理进水悬浮物较少的污水时可省去初沉池，从而减 少基建费用[1,2]。 另水解酸化工艺具有较好的抗冲击负荷性能，可为后续好氧 处理提供较为稳定的进水条件；产泥量远低于好氧工艺，并已高 度矿化，易于处理。同时通过合理设计，将后续的好氧处理所产 生的剩余污泥部分回流至水解酸化段，通过水解酸化菌的新陈代 谢作用。实现系统内生命物质的更新和减量，同时降解了污泥吸 附的有机物等，达到对剩余污泥减量的目的。 2.2.2 UASB 厌氧 UASB 厌氧用于废水处理时，能利用生物凝聚、结块机能， 形成具有良好性能的颗粒污泥，大大提高了污泥浓度，使反应器 的负荷和效率有了大幅度提高。UASB 反应器的突出优点为 COD 负荷可达 20 kg/(m3 ·d)，能产生沼气副产品，污泥沉降性能好，稳 定且过剩量少，COD 去除率均为 90 %以上。 UASB 厌氧系统具有良好的气液固分离条件，气体在进入沉 淀区前得到分离，产气率越高分离界面越大。内部形成了以颗粒 污泥为主的污泥床，颗粒污泥粒径约 0.5~3 mm。颗粒污泥形成的 主要原因有微生物的自凝聚、无机盐(CaCO3)形成的颗粒污泥中 心、上流式的水利筛分作用，由于颗粒污泥良好的沉淀特性(沉淀 速度可达 50 m/h)，反应区的上升流速很高(可达 10~30 m/h)。污 泥床的污泥浓度高，可达 40 kg/m3 。反应器容积负荷率高，水力 停留时间短，对于处理同样 COD 总量的废水，UASB 反应器与传 统好氧工艺相比，处理费用低、电耗省、投资少、占地面积小[3,4]。 2.2.3 接触氧化 好氧活性污泥法是污水处理厂为广泛应用的生物处理技 术，是生化法处理废水的基本工艺技术。活性污泥法处理污水时。 主要是在活性污泥微生物的作用下。使污水中的有机物迅速加以 氧化、分解，从而改变有机物的化学性质。使污水得到净化[5]。 好氧生物处理过程的生化反应方程式： 2.2.3.1 分解反应(又称氧化反应、异化代谢、分解代谢) CHONS+O2—CO2+H2O+NH3+SO4 2-+能量(有机物的组成元 素) 2.2.3.2 合成反应(也称合成代谢、同化作用) C、H、O、N、S+能量—C5H7NO2 2.2.3.3 内源呼吸(也称细胞物质的自身氧化) C5H7NO2+O2—CO2+H2O+NH3+SO4 2-+能量 纤维素废水因含有较高的盐分、大量的高分子有机物，不宜 直接采用生化处理废水，所以本项目选用综合+水解+厌氧+好氧， 使出水水质达到城市纳管排放的要求[6]。 2.3 工艺流程 如图 1 所示。 3 主体工艺设计 3.1 调节池 功能：对水量和水质的调节，兼有预曝气作用，气源由鼓风 系统提供。 尺寸：4.0×3.0×3.0 m，1 座，V 有效=30 m3 ，停留时间 7.2 h， 钢砼结构。 设备：(1)细格栅网 1 个；(2)水泵 2 台，7 m3 /h，11 m，0.75 kw； (3)曝气装置 1 个；(4)电磁流量计 1 个