內(nèi)電解－二相厭氧－好氧處理苧麻脫膠廢水

摘要： 云南賓川某亞麻有限公司地處金沙江流域，產(chǎn)生大量污染極為嚴(yán)重的苧麻廢水。廢水處理規(guī)模：300m3/d，進(jìn)水codcr=8000 mg/l，bod5=2500 mg/l，ss=500 mg/l，采用鐵屑內(nèi)電解－二相厭氧－接觸氧化為主體的處理工藝，出水達(dá)到gb8978－96一級排放標(biāo)準(zhǔn)，工程投資和運行費用低。

關(guān)鍵詞： 鐵屑內(nèi)電解 二相厭氧 苧麻脫膠廢水

苧麻是我國重要的紡織原料之一，苧麻加工業(yè)為紡紗、織造提供纖維。苧麻脫膠是苧麻加工的重要工序，雖然生物脫膠法近年來逐步完善，但是尚未得到推廣，目前國內(nèi)廣泛采用化學(xué)脫膠法。我們把苧麻脫膠過程中所產(chǎn)生的廢水稱為脫膠廢水，它具有濃度高、堿度高、色度高的特點，成分復(fù)雜，并含有難降解的有機(jī)物。由于我國苧麻加工業(yè)的規(guī)模大，產(chǎn)生廢水多，如不妥善處理，會對環(huán)境造成嚴(yán)重危害，因而，多年來，國內(nèi)相關(guān)單位進(jìn)行了積極的研究。但由于苧麻廢水的處理難道較大相關(guān)技術(shù)瓶頸難以突破，目前國內(nèi)尚無公認(rèn)最佳組合處理工藝。苧麻廢水處理關(guān)鍵技術(shù)是木質(zhì)素、纖維素等大量難生物降解物質(zhì)的去除。本文就苧麻廢水處理，結(jié)合目前的研究狀況和技術(shù)趨勢，對云南賓川某亞麻有限公司的苧麻廢水處理進(jìn)行工程設(shè)計。

1 工程基本情況簡介

本次處理工程是云南賓川某亞麻有限公司的生產(chǎn)廢水處理工程，設(shè)計處理能力為300m3/d，其污染物的含量和控制標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2 工程主體工藝流程確定

在工藝流程確定的過程中，主要考慮以下幾條原則：

（1）苧麻生產(chǎn)廢水含有機(jī)質(zhì)多，濃度、色度高，同時本工程中廢水排放要求較高。

（2）苧麻廢水中含有大量不宜生物降解的木質(zhì)素，需要進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理采用鐵屑內(nèi)電解。

（3）工藝采用先厭氧后好氧處理方案，厭氧段采用兩相厭氧處理方法，使纖維素、半纖維素等大分子物質(zhì)得以分解為淀粉和糖類的小分子物質(zhì)，以便進(jìn)一步好氧處理。

（4）本工程要求工藝先進(jìn)，低運行成本。

根據(jù)上述原則，確定采用圖1所示的處理工藝流程。

生產(chǎn)工藝廢水通過格柵篩網(wǎng)進(jìn)入污水處理段調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，在絮凝劑的作用下，去除廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)等污染物，降低后續(xù)處理單元的工作負(fù)荷。經(jīng)泵定量提升進(jìn)入鐵屑內(nèi)電解池，去除水中大部分木質(zhì)素等難降解大分子物質(zhì)。出水進(jìn)入二相厭氧反應(yīng)器，在厭氧微生物的作用下，將廢水中的各種復(fù)雜有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物，甲烷和二氧化碳等物質(zhì)，剩余污泥進(jìn)入污泥沉淀池。消化后的廢水再進(jìn)入接觸氧化池，與附著在生物填料上的好氧微生物的進(jìn)一步作用，去除剩余的有機(jī)物，部分隨水流帶出的懸浮物在斜管沉淀池中得以沉淀出來。這樣出來的廢水即可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行排放。調(diào)節(jié)池、厭氧接觸池、接觸氧化池及斜管沉淀池的剩余污泥通過污泥泵進(jìn)入污泥儲存池，加入絮凝劑后，經(jīng)過板框壓濾機(jī)脫水處理后運走。濾液回流到調(diào)節(jié)池進(jìn)行循環(huán)處理。具體分為如下三個階段：

1）廢水物理處理階段。廢水流經(jīng)細(xì)格柵池，有效去除細(xì)小纖維素等不容性懸浮物，減輕后續(xù)生化處理的負(fù)荷；同時，考慮到苧麻生產(chǎn)廢水排放的不連續(xù)和水質(zhì)變化大的特點，在細(xì)隔柵池的后面設(shè)置了一個調(diào)節(jié)池，以均衡水質(zhì)水量，同時兼具沉淀作用，便于后續(xù)的處理。

2）廢水化學(xué)處理階段。苧麻廢水中木質(zhì)素含量較高,對生物處理有較大的阻礙作用,因此最大限度降低進(jìn)水的木質(zhì)素含量,是提高生物處理效果的關(guān)鍵之一，為達(dá)到此目的,本工藝采用鐵屑內(nèi)電解法鐵屑內(nèi)電解法，該法是基于化學(xué)原理，將兩種具有不同電極電位的金屬或金屬和非金屬直接接觸在一起，浸沒在傳導(dǎo)性的電解質(zhì)溶液中，形成原電池，利用其周圍形成的電場效應(yīng)，使溶液中的膠體粒子向相反電荷的電極移動，進(jìn)行凝聚并沉積到電極(由純鐵和fe3c及一些雜質(zhì)組成)上，同時電極反應(yīng)生成的產(chǎn)物能與溶液中的許多物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，達(dá)到去除污染物的目的。

3）廢水生化處理階段。經(jīng)物理處理后的廢水，先流入二相厭氧反應(yīng)器中，進(jìn)行厭氧反應(yīng)處理。水解酸化階段作為不完全厭氧過程，并沒有直接降低廢水中codcr及bod5，而是使廢水中結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大分子有機(jī)物降解轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)簡單的小分子有機(jī)物，使它們易于生物降解。同進(jìn)水相比，水解酸化階段其codcr并沒有降低，而是ph值降低，揮發(fā)有機(jī)酸升高，bod5/codcr值提高。因此，二相厭氧工藝的引入，使廢水中難降解的污染物變?yōu)橐捉到獾奈廴疚?，改變了廢水的可生化性，為后續(xù)好氧生物降解提供了保證。在這一過程中，采用了自行設(shè)計的二相厭氧器。在設(shè)計中利用了水力自流作用，使廢水進(jìn)出反應(yīng)器時，無需外加動力。

采用鐵屑—二相厭氧—好氧組合工藝處理高濃度苧麻廢水，要保證最后出水水質(zhì)，仍是好氧階段起決定性的作用。在該項工程中，好氧處理采用了接觸氧化法，選用了供氧能力大、氧利用效率高的導(dǎo)流式機(jī)械曝氣機(jī)進(jìn)行階段曝氣，曝氣機(jī)的開啟與停止，均是根據(jù)廢水中的do濃度自動實行在線控制，取得良好效果。通過現(xiàn)場測定，曝氣池內(nèi)殘余溶解氧在1。5～2。5mg/l之間。

4）二沉階段。向好氧反應(yīng)器處理排出的廢水中投入微量絮凝劑，使廢水中的懸浮物在絮凝劑的作用下，經(jīng)斜管填料進(jìn)行最后沉淀。

3 主要構(gòu)筑物簡介

（1）沉淀調(diào)節(jié)池

采用鋼筋砼平流式沉淀池一座，地下式，置于廠區(qū)綠化帶下，既不影響廠區(qū)美觀，又具保溫功效，同時由于生產(chǎn)排水不均勻，可兼有調(diào)節(jié)池的功能。水力停留時11h，尺寸為：15m×3。0m×3。5m。

（2）鐵屑內(nèi)電解池

鐵屑內(nèi)電解池為柱形體，用鋼筋混凝土建造。有效容積為12。5m3，停留時間為1h。池子直徑2。4m，高度為3。5m。距池底部0。60m處內(nèi)設(shè)置一層厚度為5cm的承托層，承托層上部為厚度為2。0m填料層，填料層為活性炭、鐵屑以及添加金屬氧化物（三氧化二鋁和氧化銅）的均勻混合物，承托層底部設(shè)曝氣裝置。

（3）二相厭氧反應(yīng)器

采用鋼筋砼結(jié)構(gòu)，中溫消化。產(chǎn)酸反應(yīng)器有效容積為：190m3，cod容積負(fù)荷率6。4kgcod/(m3·d)，bod5容積負(fù)荷率2。89kgbod5/(m3·d)；產(chǎn)甲烷反應(yīng)尺寸為：350m3，cod容積負(fù)荷率2。4kgcod/(m3·d)，bod5容積負(fù)荷率3。2kgbod5/(m3·d)。

（4）接觸氧化池

采用矩形鋼筋砼結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)pe半軟性填料，有效容積160m3。cod填料體積負(fù)荷1。3kgcod/(m3·d)，bod5填料體積負(fù)荷1。1kgbod5/(m3·d)。采用清華同方生產(chǎn)的導(dǎo)流式機(jī)械曝氣機(jī)4臺，2用2備。單臺溶氧量8kgo2/h，配套電機(jī)4kw。工程運行時采用階段曝氣，曝氣機(jī)的開啟與停止，均是根據(jù)廢水中的do濃度自動實行在線控制。

（5）斜管沉淀池  

采用斜管填料沉淀池，有效容積為25m3。水力停留時間2。0h，表面負(fù)荷為1。0m3/(m2·h)。

4 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

（1）人員編制

由于本工程基本無需人員操作，現(xiàn)實行三班二人制，即一共三班，每班二人，主要工作為檢查各機(jī)械設(shè)備的運行情況。

（2）總投資概算

廢水處理站工程總投資：96萬元。其中，土建構(gòu)筑物：40萬元；設(shè)備：45萬元；間接費用：11萬元。

根據(jù)以上總投資，折合單位廢水投資為3200元/（m3·d）。

（3）運行費用

a.動力費  廢水處理站總裝機(jī)容量為27kw，實際工作容量為10kw。每m3廢水處理費用為：10×0。5×24/300=0。4元/m3。

b.人工費  操作人員以六人計，每人月工資600元，人工費為：（6×600）/（30×300）=0。40元/m3。

c.藥劑費  為0。30元/m3。

以上三相費用合計為：1。10元/m3廢水。

（4）工程運行結(jié)果

工程經(jīng)四個月調(diào)試后，國家法定環(huán)境監(jiān)測單位對工程出水進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果為：codcr 60。7mg/l；bod5 18。8 mg/l；ss 17。7 mg/l；ph 7。43；色度7倍。

5 結(jié)語

（1）苧麻廢水成分復(fù)雜，屬高濃度難生化降解廢水。經(jīng)過一年來運行證實，采用鐵屑內(nèi)電解—兩相厭氧—好氧工藝處理苧麻廢水效果較好，鐵屑內(nèi)電解段codcr的去除效率在30%以上，兩相厭氧段codcr的去除效率在85%以上，整個系統(tǒng)codcr、bod5去除率穩(wěn)定在98%以上。

（2）本系統(tǒng)對廢水流量、有機(jī)負(fù)荷的抗沖擊能力強，不易發(fā)生污泥膨脹，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。

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