粘膠纖維廢水處理論文
時(shí)間:2022-03-31 10:08:19
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1物化階段工藝及控制
物化階段包括混合、中和、沉淀和pH調(diào)整等四個(gè)工序,主要作用是讓堿性水中粘膠充分反應(yīng),析出纖維素、半纖等物質(zhì)并沉淀;鋅離子生成沉淀物并沉淀。從而達(dá)到去除廢水中的COD、懸浮物,鋅離子的目的,同時(shí)調(diào)整pH至生化階段所需的工藝要求。在該階段,COD的去除率可達(dá)30%以上,Zn2+濃度需降低到2mg/l以下。工藝控制的關(guān)鍵點(diǎn)為:
(1)粘膠廢水中大分子物質(zhì)得到充分反應(yīng)并生成能沉淀的物質(zhì)。粘膠廢水中大分子量纖維素酯類等物質(zhì)很難被細(xì)菌等微生物降解,在物化階段將該類物質(zhì)去除能有效降低后續(xù)生化階段的負(fù)荷,從而保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo);
(2)Zn2+得到有效去除。不同濃度的鋅離子對(duì)有機(jī)物的降解和氮的轉(zhuǎn)化均有抑制。經(jīng)過馴化后,處理系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的降解可以逐步得到恢復(fù),而對(duì)于氨氮和亞硝酸氮的降解則并不隨著馴化時(shí)間的延長而得到改善。由于過量Zn2+存在對(duì)好氧污泥微生物產(chǎn)生毒性作用,抑制COD的降解,同時(shí)因Zn2+不能被微生物降解,只能被好氧污泥菌膠團(tuán)吸附而有限度地去除,因此過量Zn2+直接影響排放尾水的達(dá)標(biāo)。鋅離子必須在物化階段予以有效去除,并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
1.1混合反應(yīng)
在混合反應(yīng)池,酸性廢水和堿性廢水混合,并在酸性條件下發(fā)生反應(yīng),析出纖維素、半纖維素等物質(zhì)。工藝控制的要點(diǎn)在于混合廢水的酸堿度控制在pH<3,反應(yīng)時(shí)間控制在30~40min。由于污水處理廠的酸性廢水量遠(yuǎn)大于堿性廢水量,因此在混合反應(yīng)池中,要調(diào)整好酸性廢水和堿性廢水的比例,必要時(shí)投加硫酸或鹽酸,以使混合廢水的pH值符合工藝要求,廢水得到充分反應(yīng),纖維素、半纖維素等物質(zhì)充分析出。在實(shí)際控制中調(diào)整酸堿泵的開臺(tái)數(shù)以及泵的頻率,根據(jù)來水流量情況,控制好廢水的混合比例。當(dāng)廢水混合后pH值大于3時(shí),要啟動(dòng)加酸系統(tǒng),投加硫酸或鹽酸將pH值控制在3以下。另外,在混合反應(yīng)池,廢水中會(huì)有H2S和CS2氣體析出,池體做密封處理并將廢水中析出的廢氣引出集中處理。
1.2中和反應(yīng)
在中和反應(yīng)池投加堿性物質(zhì),調(diào)整pH到合適范圍,將Zn2+充分反應(yīng)生成Zn(OH)2、ZnS沉淀物質(zhì),并與纖維素、半纖維素以及硫酸鈣等形成共絮凝顆粒。根據(jù)工藝運(yùn)行情況在必要時(shí)投加聚合氯化鋁或聚丙烯酰胺等絮凝劑和助凝劑,使反應(yīng)完成后形成大顆粒混合絮凝團(tuán)。工藝控制要點(diǎn)為pH值控制在8.5~10.5,反應(yīng)時(shí)間控制在30~40min。當(dāng)混合反應(yīng)池出水的pH值小于3,投加堿性物質(zhì)對(duì)廢水進(jìn)行調(diào)節(jié),以提高廢水的pH值至8.5,使廢水中的Zn2+生成沉淀物析出。從運(yùn)行成本和有利于析出物的沉淀考慮,堿性物質(zhì)采用石灰乳。當(dāng)混合廢水的pH值控制在8.5~10.5的范圍時(shí),Zn2+發(fā)生如下反應(yīng):S2-+Zn2+=ZnS↓Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓當(dāng)廢水的pH值小于8.5時(shí),則很難生成Zn(OH)2沉淀;廢水的pH值高于10.5時(shí),生成的Zn(OH)2繼續(xù)反應(yīng)生成鋅酸類物質(zhì)。只有將廢水的pH值嚴(yán)格控制在適宜的范圍內(nèi)才能將Zn2+最大化去除,在達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)不會(huì)對(duì)廢水的后續(xù)好氧處理過程中的好氧細(xì)菌產(chǎn)生毒性影響。石灰乳的濃度根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)調(diào)整,一般可以配置成10%的水溶液。自控方案為:中和反應(yīng)池出口安裝的pH計(jì)實(shí)時(shí)檢測(cè)出水的pH值,并將信號(hào)反饋至PLC控制器,PLC根據(jù)設(shè)定值調(diào)整石灰乳加藥泵的運(yùn)行頻率。當(dāng)pH<8.5時(shí),控制加藥泵的變頻器頻率逐步升高,直至pH達(dá)到中心值9.5;當(dāng)pH>10.5時(shí),控制加藥泵變頻器頻率逐步降低,直至pH達(dá)到中心值9.5。
1.3初沉池
在初沉池,中和反應(yīng)池生成的絮凝團(tuán)沉淀,泥水分離。工藝控制要點(diǎn)在于控制進(jìn)水量,將運(yùn)行時(shí)水表面負(fù)荷控制在1.0m3/m2.h以下。在此階段,纖維素、半纖維素以及ZnS、Zn(OH)2和CaSO4等共絮凝顆粒沉降到初沉池底部,通過刮吸泥機(jī)等設(shè)備輸送到污泥池進(jìn)行后繼處理。經(jīng)泥水分離后出水懸浮物濃度降到50mg/L以下,COD得到部分去除,去除率在30%以上;Zn2+濃度降低到2mg/L以下,在pH控制精度良好的狀態(tài)下,Zn2+可以達(dá)到近100%的去除率,達(dá)到排放指標(biāo)的要求,并且不會(huì)對(duì)后道的好氧污泥中微生物產(chǎn)生毒性影響。
1.4pH值調(diào)整
在廢水進(jìn)好氧池之前對(duì)pH值進(jìn)行微調(diào),達(dá)到好氧污泥微生物生長最佳的pH值,即6.5~8.5之間。廢水的pH值采用自控投加硫酸或鹽酸進(jìn)行調(diào)整,控制方案同石灰乳自動(dòng)投加系統(tǒng),設(shè)置pH中心值為7.5。
2生化階段工藝及控制
生化階段采用推流式好氧活性污泥法,穿孔管曝氣,廢水的COD去除率達(dá)到85%以上。該階段需要控制的工藝參數(shù)有pH、C/N、C/P、DO、MLSS、F/M、生物活性、氣水比等,pH等一般工藝參數(shù)參照活性污泥法的控制要求。法伯耳紡織公司廢水處理污泥工藝不同于其它廢水處理工藝運(yùn)行的參數(shù)主要是F/M值(污泥有機(jī)負(fù)荷),此外廢水處理中活性污泥也有自己的特征指示生物。
2.1一般工藝參數(shù)按活性污泥法的一般工藝控制要求,如好氧池出水DO值大于2mg/L,pH值控制在6.5~8.5,按BOD∶C∶P=100∶5∶1投加氮、磷營養(yǎng)元素,MLSS控制在3~5g/L等。
2.2F/M值經(jīng)過物化處理的廢水B/C比值一般在0.35~0.40之間,通過延時(shí)曝氣的好氧活性污泥法處理,COD的去除率能達(dá)到85%以上。要達(dá)到85%以上去除率除穩(wěn)定控制物化工藝外,生化工藝的關(guān)鍵點(diǎn)在于控制工藝參數(shù)中F/M值。F/M值是影響活性污泥增長、有機(jī)基質(zhì)降解的重要因素,提高F/M值,可以加快活性污泥增長速率和有機(jī)基質(zhì)降解速率,縮小曝氣池容積,減少項(xiàng)目基建投資。但當(dāng)F/M值過高時(shí),往往很難達(dá)到處理要求。F/M值過低時(shí),有機(jī)基質(zhì)降解速率過低,處理能力降低,曝氣池容積增大,導(dǎo)致基建投資過高。因此F/M值應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)。法伯耳紡織公司污水處理廠在運(yùn)行中根據(jù)長期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)將F/M值控制在0.08~0.12kgBOD5/kgMLVSS•d之間,低于常規(guī)廢水的0.15~0.5kgBOD5/kgMLVSS•d。出水水質(zhì)的COD穩(wěn)定在80mg/L以下,且平均值達(dá)到67.6mg/L,最低值達(dá)到19mg/L。
2.3活性污泥特征生物活性污泥在啟動(dòng)或恢復(fù)初期按照常規(guī)生物相演變,在污泥成熟期以鐘蟲為主。當(dāng)活性污泥中小口鐘蟲為優(yōu)勢(shì)種群時(shí),二沉池出水清澈,COD降到50mg/L以下,Zn2+和S2-也保持在極低的水平。
3結(jié)語
通過上述的工藝控制,粘膠纖維生產(chǎn)廢水中的污染物質(zhì)得到有效去除,COD去除率達(dá)92.9%、Zn2+去除率達(dá)98.6%、S2-去除率達(dá)7.7%,法伯耳紡織公司污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到了良好、穩(wěn)定的水平。通過法伯耳紡織公司污水處理廠運(yùn)行結(jié)果可以看出,單純粘膠纖維生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水可生化性較好,完全可以通過物化+生化的傳統(tǒng)兩段法進(jìn)行處理,控制好兩段法中各項(xiàng)工藝參數(shù),能有效去除其特征污染物COD、Zn2+及S2-,排放水質(zhì)低于相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。在廢水處理運(yùn)行中,也存在一些問題如用石灰乳調(diào)整pH值導(dǎo)致污水中Ca2+過高,在后繼工藝流程中很容易形成硫酸鈣、碳酸鈣等沉淀堵塞管道和曝氣管,對(duì)此建議加強(qiáng)酸站車間的芒硝回收,降低污水中SO2-離子濃度,以盡可能降低Na2SO4、CaSO4及CaCO3的混合結(jié)晶。同時(shí),建議高鈣廢水采用新型的曝氣形式,如采用攪拌曝氣方式,既可節(jié)約能源又可防止堵塞。
作者:程虎得張小泉單位:南京化纖股份有限公司