某短纖維生產(chǎn)廢水處理設(shè)計

許芳滌，王呂侖，劉曉紅

（維爾利環(huán)?？萍技瘓F股份有限公司， 江蘇 常州 213000）

為了解決纖維素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染問題，一種新溶劑再生纖維素生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)逐步投入到工業(yè)化的生產(chǎn)[1-3]，即利用N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）。整個生產(chǎn)過程為密閉循環(huán)，基本上沒有廢氣的排放，NMMO作為郵寄溶劑可以被循環(huán)重復(fù)使用[4-5]。

某短纖維生產(chǎn)廠主要生產(chǎn)萊賽爾短纖維[6]，年產(chǎn)100 000 t新溶劑法纖維素纖維。該廠采用一種新溶劑法再生纖維素纖維生產(chǎn)技術(shù)，即用N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）為溶劑直接溶解紡絲漿粕[7]，經(jīng)干噴-濕紡紡絲工藝制備再生纖維素。纖維廠排放廢水包括普通生產(chǎn)廢水、含NMMO生產(chǎn)廢水和生活污水等[8]。其中包括樹脂再生廢液，該股廢水水量小，但是COD、鹽份較高，可生化性差?？紤]到污水處理廠需要全年聯(lián)系運行，無法停運，本項目高濃廢水處理水量約為55 m3·h-1，低濃廢水處理水量約為445 m3·h-1。

1 進、出水水質(zhì)

1.1 進水水質(zhì)

該工程需要處理高濃廢水水量約為55 m3·h-1，低濃廢水水量約為445 m3·h-1。其中高濃廢水的COD為13 000 mg·L-1，pH為12.91，低濃廢水CODcr為1 100 mg·L-1，pH為12.02，具體指標詳見表1。

表1 進水水質(zhì)情況

1.2 出水水質(zhì)

該工程廢水排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A標準，具體指標見表2。

表2 出水水質(zhì)情況

2 短纖維廢水處理方法

針對本工程短纖維生產(chǎn)廢水中高濃度廢水CODcr、含鹽和總氮較高，需要對高濃度廢水進行預(yù)處理，利用“氣浮+水解酸化+UASB”對高濃度廢水進行預(yù)處理，出水與低濃度廢水進行混合，混合后廢水采用“水解酸化+二級A/O+二沉池+活性炭生物濾池”工藝進行處理[9]。

3 處理工藝流程

本項目，某短纖維生產(chǎn)廢水處理設(shè)計分為：預(yù)處理、生化處理[10]和生化深度處理。

3.1 預(yù)處理

某短纖維生產(chǎn)廢水的處理工藝流程如圖1所示。來自樹脂再生廢液的高濃廢水進入到高濃廢水收集池，然后通過提升泵進入到氣浮裝置，氣浮出水自流進入到水解酸化池，水解酸化池出水通過提升泵進入到UASB進行預(yù)處理。

圖1 工藝流程圖

3.2 生化處理

UASB出水和低濃廢水進入到綜合廢水調(diào)節(jié)池，廢水經(jīng)過調(diào)配后利用提升泵進入水解酸化池，水解酸化池自流進入到二級A/O池，二級O池出水自流進入到二沉池。

3.3 深度處理

二沉池出水通過提升泵進入到BAF池進行深度處理。

4 廢水處理工藝說明

4.1 高濃廢水收集池

高濃廢水收集池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為5.4 m×4.4 m×6.5 m。收集池能對廢水進行收集和緩沖，保證工藝的連續(xù)穩(wěn)定運行。

4.2 高濃廢水水解酸化池

高濃廢水水酸化池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為8.7 m×4.7 m×6.5 m。水解酸化處理方法是厭氧處理的前期階段，利用水解菌、酸化菌將水中不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程。容積負荷按照2 kg COD·(m3·d)-1進行設(shè)計。

4.3 高濃廢水UASB反應(yīng)池

高濃廢水UASB反應(yīng)池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為φ12 m×12.7 m。UASB反應(yīng)器包括，進水和配水系統(tǒng)、反應(yīng)器的池體和三相分離器，在底部反應(yīng)區(qū)存留大量厭氧污泥，具有量好的沉淀性能和絮凝性能的污泥在下部形成污泥層。UASB有效容積為2 460 m3，實際水力停留時間為48 h。

4.4 低濃廢水收集池

低濃廢水收集池1座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為12 m×8.8 m×6.5 m。收集池能對廢水進行收集和緩沖，保證工藝的連續(xù)穩(wěn)定運行。

4.5 低濃度廢水混凝沉淀池

混凝反應(yīng)池2座，采用地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為14.1 m×4.7 m×4.0 m。沉淀池2座，采用地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為φ9.0 m×3.5 m，沉淀池的表面負荷為3.5 m3·(m2·h)-1。

4.6 綜合廢水調(diào)節(jié)池

綜合廢水調(diào)節(jié)池1座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為25 m×40 m×6.5 m。綜合廢水調(diào)節(jié)池，能對高濃廢水和低濃廢水進行均勻和調(diào)配，保證工藝的連續(xù)穩(wěn)定運行。

4.7 水解酸化池

水解酸化池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為20 m×8.5 m×6.5 m。水解酸化池有效容積為2 000 m3，實際水力停留時間為4 h。

4.8 一級A/O池

本項目一級A/O反應(yīng)池2座，缺氧池（A池）和好氧池（O池）,采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理。A池位于O池之前，主要利用池內(nèi)的反硝化菌，將回流的混合液中的NO3-及NO2

-轉(zhuǎn)變成N2，同時去除進水中的部分含碳有機物；O段為好氧段，主要進行硝化反應(yīng)和含碳有機物的降解。廢水中C/N比小于4，需要額外投加碳源。反硝化產(chǎn)生的堿度可部分滿足硝化過程對堿度的需求，因而降低了化學(xué)藥劑的消耗。一級A池設(shè)計尺寸為60.8 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為14 000 m3，實際水力停留時間為28 h；一級O池設(shè)計尺寸為78.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為17 500 m3，實際水力停留時間為35 h。

4.9 二級A/O池

本項目二級A/O反應(yīng)池2座，缺氧池（A池）和好氧池（O池）,采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理。二級A池設(shè)計尺寸為17.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為3 700 m3，實際水力停留時間為7.4 h；二級O池設(shè)計尺寸為17.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容積為3700 m3，實際水力停留時間為7.4 h。

4.10 二沉池

二沉池2座，采用半地上鋼砼結(jié)構(gòu)，帶防腐處理，設(shè)計尺寸為φ20 m×5.7 m，沉淀池的表面負荷為0.8 m3·(m2·h)-1。沉淀池采用輔流沉淀池的形式，其作用主要是使污泥分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。其工作效果能夠直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。

4.11 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池6座，采用地上鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)計尺寸為6.2 m×6.2 m×6.5 m，設(shè)計容積負荷為0.675 kg COD·(m3·d)-1。曝氣生物濾池中填裝的粒狀填料（如陶粒、活性炭等）為載體，在濾池內(nèi)部進行曝氣，使濾料表面生長著大量生物膜，當(dāng)污水流經(jīng)時，利用濾料上所附生物膜中高濃度的活性微生物強氧化分解作用以及濾料粒徑較小的特點，充分發(fā)揮微生物的生物代謝、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反應(yīng)器內(nèi)沿水流方向食物鏈的分級捕食作用，實現(xiàn)污染物的高效清除，同時利用反應(yīng)器內(nèi)好氧、缺氧區(qū)域的存在，實現(xiàn)脫氮的功能。

5 主要設(shè)備及工藝參數(shù)

主要設(shè)備及工藝參數(shù)見表2。

表2 主要設(shè)備及工藝參數(shù)

6 主要構(gòu)筑物參數(shù)

主要構(gòu)筑物參數(shù)見表3。

表3 主要構(gòu)筑物參數(shù)

7 結(jié) 論

短纖維生產(chǎn)廢水經(jīng)過“預(yù)處理+水解酸化+二級A/O+BAF”能夠滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A標準。