某化纖廢水處理工程實踐與工藝探討

       

簡述了某化纖有限公司12000m3/d污水處理工程, 其廢水主要由高溫、高酸度的酸性廢水 (其中一部分還含有高濃度的Zn2+) 和含硫化物、高濃度有機物的堿性廢水組成。針對酸堿廢水的不同性質, 采取物化+生化處理工藝對其進行處理, 對廢水中的COD、SS、Zn2+、硫化物等物質的去除率分別達到了92.4%、91.1%、94.9%和100%。出水穩定地達到了《污水綜合排放標準》 (GB 8978—1996) 中的一級排放標準的要求。

HUBEIMOUHUAXIANYOUXIANGONGSINIANSHENGCHAN3WANtNIANJIAOCHABIEHUADUANXIANWEI, NIANJIAOXIANWEISHUYUZAISHENGXIANWEISUXIANWEI, SHILIYONGTIANRANGAOFENZIXIANWEISUWEIYUANLIAO, JINGGUOYIXILIEFUZADEWULI、HUAXUEGUOCHENGZHICHENG。NIANJIAOXIANWEIYUTIANRANMIANXIANWEIXIANGSI, JUYOULIANGHAODEXISHIXING、TOUQIXING、RANSEXING、KANGJINGDIANXING, CHUANZHUSHUSHI, SHIHECHENGXIANWEIWUFAXIANGBIDE, QIFANGZHIPINSHENSHOUGUANGDAXIAOFEIZHEXIAI, ZAISHICHANGSHANGJUYOUJIAOQIANGDEJINGZHENGLI。

生產黏膠差別化短纖維的主要化學原料有硫酸、燒堿、硫酸鋅、硫酸鈉、二硫化碳等。該企業在生產期間產生4 000 m3/d的堿性廢水及8 000 m3/d的酸性廢水。廢水中主要污染物為COD、SS、Zn2+、硫化物等。鑒于可持續發展和當地環境質量的要求, 該企業先后建設了一期物化處理和二期生化處理的污水處理設施。并經過當地環保部門驗收, 出水穩定地達到了《污水綜合排放標準》 (GB 8978—1996) 中的一級排放標準的要求。

水質特點1.1 設計進水水質及排放標準

SHEJIJINSHUISHUIZHIJIPAIFANGBIAOZHUNRUBIAO1SUOSHI。

1.2 原水水質特點

該廢水具有水量大、污染物濃度較高、總體呈酸性等特性。其中酸性廢水具有酸度高、腐蝕性強、水溫較高 (80℃) 等物理特征, 其主要污染物為難降解的有機物, 特別是酸性廢水中有一部分Zn2+含量比較高 (約為5 000 m3/d) , 如果含Zn2+廢水直接進入生化系統會抑制微生物的新陳代謝, 因此在進生化處理前必須除Zn2+

JIANXINGFEISHUIZHONGDEZHUYAOWURANWUWEICOD、SSJIBUFENLIUHUAWU。SUANJIANFEISHUIZAIZHONGHEGUOCHENGZHONGXICHUDALIANGBURONGXINGYOUJIWU, TONGSHIBANSUIYOULIUHUAQINGHEERLIUHUATANDENGYOUDUQITIDECHANSHENG, YINCIBIXUTUOSHANCHUZHI。

2 污水處理工藝2.1 污水處理工藝流程

ZHENDUIBUTONGFEISHUIDESHUIZHITEDIAN, SHOUXIANDUIBUFENSUANXINGFEISHUIHEQUANBUJIANXINGFEISHUICAIQUHUNHECHUITUO+CHUCHEN、LINGYIBUFENHANXINLIZIDESUANXINGFEISHUICAIQUDIAOJIEp HHOUCHENDIANCHUXINDEWUHUACHULIGONGYI, RANHOUHUNHEHOUCAIQUTUILIUSHIHUOXINGWUNIDESHENGHUACHULIGONGYI, QICHULIGONGYILIUCHENGRUTU1SUOSHI。

SUANXING、JIANXINGFEISHUIJINGCHANGQUGUANDAOSHOUJIJINRUWUSHUICHULIXITONG。JIANXINGFEISHUIJINGCHENSHACHIQUCHUDABUFENDAZHIJINGKELIWUZHIHOUJINRUJIANXINGFEISHUIDIAOJIECHI, BUFENSUANXINGFEISHUIJINGGEZHAHOUJINRUSUANXINGFEISHUIDIAOJIECHI, LINGYIBUFENHANXINSUANXINGFEISHUIJINRUGAOXINSUANSHUIDIAOJIECHI。DIAOJIECHIDIBUJUNSHEYOUCHUANKONGPUQIGUAN, TONGGUOGUFENGJIGONGQIDUICHINEIFEISHUIJINXINGJIAODONG, YIFANGZHIXIANWEISUDENGWUZHIDECHENDIAN。

部分酸性廢水 (約3 000 m3/d) 和全部堿性廢水 (4 000 m3/d) 分別由污水提升泵送入曝氣混合池, 兩股水在此充分混合, 混合廢水呈酸性。在廢水混合過程中析出大量纖維素, 同時產生硫化氫和二硫化碳氣體。通過鼓風機曝氣對池內廢水進行混合攪拌, 并將產生的二硫化碳和硫化氫氣體吹出, 經排氣塔高空排放。同時向曝氣混合池中通過投加石灰乳并利用p H自控系統調節p H后自流入初沉池, 以去除廢水中的大部分懸浮物及不溶性有機物 (一期工程運行時全部酸性廢水都進酸性廢水調節池, 酸、堿性廢水全部提升至曝氣混合池進行混合吹脫, 并通過投加石灰乳中和后進初沉池) 。

另外的酸性廢水 (約5 000 m3/d為高含鋅廢水) 由高鋅廢水調節池提升至混凝反應池, 在混凝反應池中投加石灰乳溶液, 將p H調至9.0左右。石灰乳溶液采用石灰粉在石灰制備間內制備, 石灰乳投加量由反應池中的p H計進行自動控制, 混凝反應池中設潛水攪拌機進行攪動, 以保證反應均勻。此時廢水中的鋅離子將以氫氧化鋅的形式沉淀, 通過除鋅沉淀池去除。沉淀下來的氫氧化鋅和纖維素經污泥泵排入污泥濃縮池中。

CHUCHENCHIHECHUXINCHENDIANCHICHUSHUIZILIUJINHAOYANGSHENGHUACHULIXITONG, BINGJINGERCHENCHICHENDIANHOUDABIAOPAIFANG。

2.2 主要構筑物及設計工藝參數2.2.1 堿性廢水沉砂池

JIANXINGFEISHUICHENSHACHI2ZUO, CHITICHICUN11.0 m×6.5 m×3.5 m, GANGTONGJIEGOU, HUANYANGSHUZHIFANGFUCHULI;LUNLIUJIAOTISHIYONG, CAIYONGRENGONGQINGZHADEFANGSHI。

2.2.2 堿性廢水調節池

JIANXINGFEISHUIDIAOJIECHI1ZUO, CHITICHICUN20.0 m×6.0 m×4.0 m, GANGTONGJIEGOU, HUANYANGSHUZHIFANGFUCHULI;HRTWEI2.3 h。

2.2.3 酸性廢水調節池

SUANXINGFEISHUIDIAOJIECHI1ZUO, CHITICHICUN32.0 m×16.0 m×4.0 m, GANGTONGJIEGOU, HUANYANGSHUZHIFANGFUCHULI;HRTWEI13.9 h (YIQISUOYOUSUANSHUIJINRUGAICHI, ERQIHOUHANXINSUANSHUIJINRUGAOXINSUANXINGFEISHUIDIAOJIECHI) 。

2.2.4 高鋅酸性廢水調節池

GAOXINSUANXINGFEISHUIDIAOJIECHI1ZUO, CHITICHICUN11.0 m×11.0 m×3.5 m, GANGTONGJIEGOU, HUANYANGSHUZHIFANGFUCHULI;HRTWEI4.1 h。

2.2.5 地下泵站

DIXIABENGZHAN1ZUO, BENGZHANCHICUN12.0 m×6.0 m×4.0 m;PEI3TAISUANSHUITISHENGBENG (2YONG1BEI) HE2TAIJIANSHUITISHENGBENG (1YONG1BEI) 。

2.2.6 曝氣混合池

PUQIHUNHECHI1ZUO, CHITICHICUN20.0 m×12.0 m×4.5 m, GANGTONGJIEGOU, HUANYANGSHUZHIFANGFUCHULI;CAIYONGCHUANKONGGUANDUIHUNHEFEISHUIJINXINGCHUITUOHEJIAOBAN, QISHUIBI10∶1。

2.2.7 石灰乳池

SHIHUIRUCHI4ZUO, CHITICHICUN6.0 m×5.0 m×2.5 m, GANGTONGJIEGOU。

2.2.8 混凝反應池

HUNNINGFANYINGCHI1ZUO, CHITICHICUN6.0 m×3.0 m×5.5 m, GANGTONGJIEGOU, HUANYANGSHUZHIFANGFUCHULI;HRTWEI18 min, SHECUJINGLIANGJIp HDIAOJIE, BINGCAIYONGJIAOBANJIQIANGZHIJIXIEJIAOBAN。

2.2.9 初沉池

初沉池2座, 池體尺寸D 25.0 m×3.5 m, 鋼砼結構;廢水采取中進周出的方式, 1用1備;q=0.72m3/ (m2·h) [一期時q=1.22 m3/ (m2·h) ]。配半橋式周邊傳動刮泥機2臺, 周邊線速度1~3 m/min, 電機功率0.55 k W。

2.2.1 0 除鋅沉淀池

除鋅沉淀池2座, 池體尺寸, D 18.0 m×3.5 m, 鋼砼結構;廢水采取周進周出的方式;1用1備;q=1.10 m3/ (m2·h) 。配半橋式周邊傳動刮泥機2臺, 周邊線速度1~3 m/min, 電機功率0.55 k W。

2.2.1 1 好氧池

HAOYANGCHI1ZUO, CHITICHICUN45.0 m×45.0 m×5.0 m, GANGTONGJIEGOU;HRTWEI15.8 h;QISHUIBI7∶1, PEIGAOXIAOWEIKONGPUQIGUAN2 000ZHI;WUNIHUILIUBI30%。

2.2.1 2 二沉池

二沉池1座, 池體尺寸D 30.0 m×4.0 m, 鋼砼結構;廢水采取周進周出的方式;q=0.88 m3/ (m2·h) ;配半橋式周邊傳動刮吸泥機1臺, 周邊線速度1.2 m/min, 電機功率7 k W。

2.2.1 3 污泥濃縮池

WUHUAWUNINONGSUOCHI5ZUO, DANZUOCHICUN7.0 m×6.0 m×4.5 m, GANGTONGJIEGOU;SHENGHUAWUNINONGSUOCHI2ZUO, DANZUOCHICUN7.0 m×7.0 m×5.5 m, GANGTONGJIEGOU;JUNCAIYONGZHONGLICHENJIANGDENONGSUOFANGSHI。

2.2.1 4 鼓風機房及污泥脫水間

物化吹脫攪拌配三葉羅茨風機2臺 (1用1備) , 單臺風量62.9 m3/min, 升壓49 k Pa, 電機功率75 k W。好氧池曝氣配三葉羅茨風機2臺 (1用1備) , 單臺風量62.9 m3/min, 升壓49 k Pa, 電機功率75 k W。污泥脫水間配帶寬為2 m的帶式壓濾機3臺, 其中生化污泥1臺, 物化污泥2臺, 壓濾后的污泥外運處置。

3 運行結果及討論3.1 運行結果

ERQIGONGCHENGYU2007NIAN10YUEJUNGONG, BINGKAISHIJINSHUIDIAOSHI, 2008NIAN1YUEDIAOSHICHENGGONG, DANGDIHUANBAOBUMENDUIJINCHUSHUISHUIZHIJINXINGLELIANXUJIANCE, JINCHUSHUISHUIZHIJIANBIAO2。

從表2可以看出, 各項出水指標均達到了設計要求, 其中COD、SS、Zn2+、硫化物等物質的去除率分別達到92.4%、91.1%、94.9%和100%。

3.2 主要技術經濟指標

該污水處理站12 000 m3/d污水處理工程一、二期總投資1 368萬元, 其中土建653萬元、設備518萬元、安裝96萬元、土地征用費41萬元、能交基金35萬元、其他25萬元。

污水處理站總裝機容量598.30 k W, 實際運行功率345.58 k W, 電價0.57元/ (k W·h) 。藥劑費0.7元/m3, 人工費0.032 5元/m3, 綜合廢水處理成本1.127元/m3

3.3 問題討論

GAIWUSHUICHULIZHANZIDIAOSHIYUNXINGCHENGGONGYILAI, CHULIXIAOGUOYIZHIBIJIAOWENDING, GEXIANGSHUIZHIZHIBIAOJUNDADAOSHEJIYAOQIU。DANZAIYUNXINGZHONGYECHUXIANLERUXIAWENTI:

(1) SUANSHUIZHONGYOUYIBUFENSHUIWENDUJIAOGAO, ZUIGAOSHIDADAO80℃, BENGONGCHENGZANWEIZUOSHUIDEJIANGWENCHULI。ZAIDONGJIYUNXINGTIAOJIANXIA, YIKAOSHUIWENYUZHOUWEIHUANJINGDEWENCHAKEYISHISHUITIZAIJINRUSHENGHUACHULIQIANJIANGDAO40℃YIXIA, MANZUSHENGHUACHULIDUIWENDUDEYAOQIU。DANZAIXIAJI, BIXUKAOLVSHUIDEJIANGWEN。

(2) 二期工程新建2座除鋅沉淀池, 主要是一期初沉池對總鋅的去除率不太理想, 結合廢水總體呈酸性這一特點, 并考慮Zn (OH)?2在p H為9左右沉淀效果最好, 故對5 000 m3/d高鋅酸水單獨設初精兩級p H調節后再進行沉淀, 取得了很好的鋅離子去除率。

(3) 本工程采用石灰乳中和, 由于廢水中含硫酸根離子, Ca2+與SO42-結合生成溶解度非常小的硫酸鈣沉淀, 由表3可知[1], 硫酸鈣在40℃時溶解度最大, 中和池水溫在40~45℃左右, 而隨著后續各處理工段水溫的降低, 硫酸鈣以Ca SO4·2H2O的形式形成結晶體, 容易發生管道堵塞。本工程中混凝反應池出水管、除鋅沉淀池進出水管均有管徑縮小及過水溝渠中發現有比較嚴重的結晶體形成的現象, 造成管道清洗困難, 給操作帶來不便。同時好氧池的微孔曝氣管也發生過結晶堵塞等問題, 曾進行過幾次人工清洗。建議中和時投其他堿液, 或是增加前處理以有效去除水中的結晶體而不影響后續處理。同時對于同類廢水, 可以盡量考慮采用明渠, 而少用管道進行構筑物之間的連接, 沉淀池改用管道較少的平流式沉淀池, 以有效防止管道堵塞帶來的不便。

(4) YOUYUFEISHUIZHONGHANYOUYIDINGLIANGDEYANFEN, JIASHANGJIEJINGXIANXIANGDECUNZAI, ERCHENCHISUOPAIDEWUNIJIAOCHANGGUISHENGHUAWUNIMIDUDA, SUOYIERCHENCHIYINGXUANZEQUANQIAOSHIGUAXINIJI, ZHUYAOYUANYINSHIBANQIAOSHIGUAXINIJIYUNXINGYIZHOUXUYAOJIAOCHANGSHIJIAN, ZHEDUIMIDUJIAODADECHENNICHULIPINLVXIANRANYOUSUOBUSHI。

(5) CHUCHENCHIJICHUXINCHENDIANCHIJUNSHE2GE, 1YONG1BEI, ZHUYAOSHIKAOLVDAOSHUITIYANFENJIAOGAO, CHITIQINGXIJIAOWEIPINFANDEYUANGU。RUCHUCHENCHIZAIYUNXINGGUOCHENGZHONGJIBENSHANGYIGEYUEQINGXIYICI。TONGSHI, HAOYANGGONGYICAIYONGTUILIUSHIHUOXINGWUNIFA, JIANG45 mKUANDECHITIFENWEI10TIAO4.5 mKUANDELANGDAO, MEI5TIAOLANGDAOWEIYIZUFENBIEJINCHUSHUIHEWUNIHUILIU。ZAIDIAOSHIYUNXINGZHONGFAXIAN, TINGZHIDUIHAOYANGCHIDEQIAN5TIAOLANGDAODEPUQI, JIJIANGQIAN5TIAOLANGDAOGAIWEIQUEYANGTIAOJIANYUNXING, QUDELEGENGHAODEYUNXINGXIAOGUO。ZHUYAOYUANYINSHIFEISHUIZHONGNANJIANGJIEDEYOUJICHENGFENJIAODUO, FEISHUIDEKESHENGHUAXINGJIAOCHA, BINGQIEQUANZUOHAOYANGCHI, WUNIFUHEDADAOLE0.30 kg/ (kg·d) 。ERQIANDUANGAIZAOWEIQUEYANGGONGYIHOU, DUIYUTIGAOFEISHUIDEKESHENGHUAXINGJIJIANQINGHAOYANGWUNIFUHEQIDAOLEZHIGUANZHONGYAODEZUOYONG。

(6) GAOXINCHENDIANCHIDEWUNIZHONGHANYOUZHONGJINSHUXIN, JIANYIZHEBUFENWUNIDANDUCHULI, BINGJINXINGTUOSHANCHUZHI。

4 結論

采取酸堿廢水混合吹脫初沉 (高鋅酸性廢水調節p H后沉淀除鋅) 的物化工藝+活性污泥的生化工藝處理黏膠短纖維生產廢水, 對COD、SS、Zn2+、硫化物等物質的去除率分別達到92.4%、91.1%、94.9%、100%, 出水能穩定達到《污水綜合排放標準》 (GB8978—1996) 中的一級排放標準的要求。在酸堿廢水中和過程中盡量不用石灰, 以免造成管道堵塞, 同時, 在污水進入好氧生化處理前進行適當的厭氧處理, 將會達到更好的處理效果。