內電解－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)生大量污染極為嚴重的苧麻廢水。廢水處理規模：300m3/d，進(jìn)水CODCr=8000 mg/l，BOD5=2500 mg/l，SS=500 mg/l，采用鐵屑內電解－二相厭氧－接觸氧化為主體的處理工藝，出水達到GB8978－96一級排放標準，工程投資和運行費用低。

關(guān)鍵詞： 鐵屑內電解 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(lái)逐步完善，但是尚未得到推廣，目前國內廣泛采用化學(xué)脫膠法。我們把苧麻脫膠過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水稱(chēng)為脫膠廢水，它具有濃度高、堿度高、色度高的特點(diǎn)，成分復雜，并含有難降解的有機物。由于我國苧麻加工業(yè)的規模大，產(chǎn)生廢水多，如不妥善處理，會(huì )對環(huán)境造成嚴重危害，因而，多年來(lái)，國內相關(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，目前國內尚無(wú)公認最佳組合處理工藝。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)行工程設計。

1 工程基本情況簡(jiǎn)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，設計處理能力為300m3/d，其污染物的含量和控制標準見(jiàn)表1。

2 工程主體工藝流程確定

在工藝流程確定的過(guò)程中，主要考慮以下幾條原則：

（1）苧麻生產(chǎn)廢水含有機質(zhì)多，濃度、色度高，同時(shí)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)行預處理，預處理采用鐵屑內電解。

（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(lèi)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(guò)格柵篩網(wǎng)進(jìn)入污水處理段調節池，調節水質(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，降低后續處理單元的工作負荷。經(jīng)泵定量提升進(jìn)入鐵屑內電解池，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)入二相厭氧反應器，在厭氧微生物的作用下，將廢水中的各種復雜有機物分解轉化成小分子有機物，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(zhù)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(lái)。這樣出來(lái)的廢水即可達到標準，進(jìn)行排放。調節池、厭氧接觸池、接觸氧化池及斜管沉淀池的剩余污泥通過(guò)污泥泵進(jìn)入污泥儲存池，加入絮凝劑后，經(jīng)過(guò)板框壓濾機脫水處理后運走。濾液回流到調節池進(jìn)行循環(huán)處理。具體分為如下三個(gè)階段：

1）廢水物理處理階段。廢水流經(jīng)細格柵池，有效去除細小纖維素等不容性懸浮物，減輕后續生化處理的負荷；同時(shí)，考慮到苧麻生產(chǎn)廢水排放的不連續和水質(zhì)變化大的特點(diǎn)，在細隔柵池的后面設置了一個(gè)調節池，以均衡水質(zhì)水量，同時(shí)兼具沉淀作用，便于后續的處理。

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，為達到此目的,本工藝采用鐵屑內電解法鐵屑內電解法，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(méi)在傳導性的電解質(zhì)溶液中，形成原電池，利用其周?chē)�形成的電�?chǎng)效應，使溶液中的膠體粒子向相反電荷的電極移動(dòng)，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(shí)電極反應生成的產(chǎn)物能與溶液中的許多物質(zhì)起化學(xué)反應，達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器中，進(jìn)行厭氧反應處理。水解酸化階段作為不完全厭氧過(guò)程，并沒(méi)有直接降低廢水中CODCr及BOD5，而是使廢水中結構復雜的大分子有機物降解轉變成結構簡(jiǎn)單的小分子有機物，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(méi)有降低，而是pH值降低，揮發(fā)有機酸升高，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�?span id="ioid7w8" class=keyword>廢水的可生化性，為后續好氧生物降解提供了保證。在這一過(guò)程中，采用了自行設計的二相厭氧器。在設計中利用了水力自流作用，使廢水進(jìn)出反應器時(shí)，無(wú)需外加動(dòng)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、氧利用效率高的導流式機械曝氣機進(jìn)行階段曝氣，曝氣機的開(kāi)啟與停止，均是根據廢水中的DO濃度自動(dòng)實(shí)行在線(xiàn)控制，取得良好效果。通過(guò)現場(chǎng)測定，曝氣池內殘余溶解氧在1。5～2。5mg/l之間。

4）二沉階段。向好氧反應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 主要構筑物簡(jiǎn)介

（1）沉淀調節池

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

（2）鐵屑內電解池

鐵屑內電解池為柱形體，用鋼筋混凝土建造。有效容積為12。5m3，停留時(shí)間為1h。池子直徑2。4m，高度為3。5m。距池底部0。60m處內設置一層厚度為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，承托層底部設曝氣裝置。

（3）二相厭氧反應器

采用鋼筋砼結構，中溫消化。產(chǎn)酸反應器有效容積為：190m3，COD容積負荷率6。4kgCOD/(m3·d)，BOD5容積負荷率2。89kgBOD5/(m3·d)；產(chǎn)甲烷反應尺寸為：350m3，COD容積負荷率2。4kgCOD/(m3·d)，BOD5容積負荷率3。2kgBOD5/(m3·d)。

（4）接觸氧化池

采用矩形鋼筋砼結構，內設PE半軟性填料，有效容積160m3。COD填料體積負荷1。3kgCOD/(m3·d)，BOD5填料體積負荷1。1kgBOD5/(m3·d)。采用清華同方生產(chǎn)的導流式機械曝氣機4臺，2用2備。單臺溶氧量8kgO2/h，配套電機4Kw。工程運行時(shí)采用階段曝氣，曝氣機的開(kāi)啟與停止，均是根據廢水中的DO濃度自動(dòng)實(shí)行在線(xiàn)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(shí)間2。0h，表面負荷為1。0m3/(m2·h)。

4 主要技術(shù)經(jīng)濟指標

（1）人員編制

由于本工程基本無(wú)需人員操作，現實(shí)行三班二人制，即一共三班，每班二人，主要工作為檢查各機械設備的運行情況。

（2）總投資概算

廢水處理站工程總投資：96萬(wàn)元。其中，土建構筑物：40萬(wàn)元；設備：45萬(wàn)元；間接費用：11萬(wàn)元。

根據以上總投資，折合單位廢水投資為3200元/（m3·d）。

（3）運行費用

a.動(dòng)力費  廢水處理站總裝機容量為27kW，實(shí)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）工程運行結果

工程經(jīng)四個(gè)月調試后，國家法定環(huán)境監測單位對工程出水進(jìn)行監測，結果為：CODCr 60。7mg/l；BOD5 18。8 mg/l；SS 17。7 mg/l；pH 7。43；色度7倍。

5 結語(yǔ)

（1）苧麻廢水成分復雜，屬高濃度難生化降解廢水。經(jīng)過(guò)一年來(lái)運行證實(shí)，采用鐵屑內電解—兩相厭氧—好氧工藝處理苧麻廢水效果較好，鐵屑內電解段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(gè)系統CODCr、BOD5去除率穩定在98%以上。

（2）本系統對廢水流量、有機負荷的抗沖擊能力強，不易發(fā)生污泥膨脹，系統穩定性好。

參考文獻

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