差别化化学纤维生产废水处理工程的分析

郭志成

（恩宜瑞（江苏）环境发展有限公司南京分公司，江苏 南京 213000）

差别化化学纤维是以天然高分子纤维素为原料，经过多步骤的物理、化学变化制成的具有良好性能的再生差别化纤维[1]，具备吸湿性强、透气性强、染色鲜艳等特点[2]。差别化纤维由于其优异的性能和环保性能，被纺织界认为是21世纪最具发展潜力的纤维。生产过程中排放的废水混合后呈酸性，具有排放量大、水质水量波动大、盐分高、可生化性较差、色度较大、温度高等特点。为了减少废水对环境的污染，探求一种经济实用的废水处理工艺，显得十分必要。

1 工程概况

某一期差别化化学纤维项目产生的废水主要包括碱性废水、酸性废水和含锌废水。其中，酸性废水水量占比约62%，主要为二水洗废水、酸站废水、废气处理站废水等，主要污染因子为Na2SO4、ZnSO4和H2SO4等[3]。碱性废水水量占比约17%，主要来源为原液车间、纺丝脱硫和尾气处理，主要污染因子为NaOH、Na2S、CS2和纤维素黄酸酯等[3]。含锌废水水量占比约21%，主要来源于水洗废水，主要污染因子为H2SO4、ZnSO4、Na2SO4等。

一期废水处理站的设计处理能力为60 000 m3/d，设计出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。本项目的主要设计进、出水水质见表1。

2 工艺流程

含锌废水首先通过板式换热器，将水温降到38 ℃后进入吹脱池；碱性废水首先通过板式换热器，将水温降到38 ℃后进入碱性调节池进行水质水量调节，再经提升泵进入吹脱池，与经过降温的含锌废水混合吹脱去除二硫化碳等物质；出水自流入气浮池，酸析出纤维素等物质；气浮出水自流进入一级反应池。酸性废水首先通过板式换热器，将水温降到38 ℃后进入酸性调节池进行水质水量调节，再经提升泵进入一级反应池与碱性、含锌废水混合后，在一级反应池内投加石灰，反应后进入一级沉淀池沉淀去除锌、硫酸根等。

一级沉淀池出水自流至A/O池，通过微生物降解废水中有机物等污染物。A/O池出水进入二沉池进行泥水分离，沉淀池上清液进入混合池，调节pH至3～5，再加入硫酸亚铁、双氧水后进入催化氧化池，分解难生物降解有机物，催化氧化出水调节pH后进入末端沉淀池进行混凝沉淀，去除废水中部分有机污染物和悬浮物，末端沉淀池出水进入连续砂过滤，保证最终出水达标排放。

二级沉池产生的污泥部分回流至A池，部分排入综合污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后的污泥分别与一级沉淀池、末端沉淀池产生的物化污泥进入综合污泥调理池、物化污泥调理池，调理后的污泥输送至高压隔膜压滤机，经污泥脱水后输送至电厂焚烧。废水处理工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

3 主要构筑物与设备

（1）酸性调节池：1座，L×B×H=62.5 m×18 m×6 m，有效容积6 185 m3，半地下钢砼结构，水力停留时间4 h。池内设穿孔曝气管对废水进行搅拌。

（2）碱性调节池：1座，L×B×H=18 m×17 m×6 m，有效容积1 685 m3，半地下钢砼结构，水力停留时间4 h。池内设穿孔曝气管对废水进行搅拌。

（3）吹脱池：3座，L×B×H=22 m×7 m×4.5 m，总有效容积1 848 m3，地上钢砼结构，水力停留时间2 h。池内设穿孔曝气管对废水进行吹脱。

（4）气浮池：3座，L×B×H=20 m×6 m×3 m，地上钢砼结构，表面负荷6 m3/（m2·h），回流比30%。

（5）一级反应池：3座，L×B×H=17.5 m×16 m×6.5 m，总有效容积5 040 m3，地上钢砼结构，水力停留时间2 h。

（6）一级沉淀池：3座，φ×H=34 m×5.1 m，地上钢砼结构，表面负荷0.9 m3/（m2·h）。

（7）A/O池：3座，L×B×H=88 m×35 m×7.8 m，总有效容积64 680 m3，半地下钢砼结构，水力停留时间25.8 h；单座A池内各设2台潜水搅拌器。O池内设射流曝气器，共108套。

（8）二沉池：3座，φ×H=38 m×5.1 m，地上钢砼结构，表面负荷0.74 m3/（m2·h）。

（9）末端混合池：3座，L×B×H=12 m×6 m×6.5 m，总有效容积1 296 m3，半地下钢砼结构，水力停留时间30 min。

（10）催化氧化池：3座，L×B×H=18 m×16 m×6.5 m，总有效容积5 184 m3，半地上钢砼结构，水力停留时间2 h。

（11）末端pH值调节池：3座，L×B×H=14 m×7 m×6.5 m，总有效容积1 764 m3，半地上钢砼结构，水力停留时间40 min。

（12）末端絮凝池：6座，L×B×H=3.6 m×3.6 m×6.5 m，总有效容积465 m3，半地上钢砼结构，水力停留时间11 min。

（13）末端沉淀池：3座，φ×H=30 m×5.1 m，地上钢砼结构，表面负荷1.2 m3/（m2·h）。

（14）连续砂滤池：1座，60台，L×B×H=30.5 m×15.6 m×6.1 m，半地上结构，单套过滤面积6 m2，滤速7 m/h。

（15）达标排放水池：1座，L×B×H=32 m×8 m×5 m，总有效容积1 152 m3，半地下钢砼结构，水力停留时间27 min。

4 工艺特点

（1）酸性废水、碱性废水尤其是含锌废水的来水水温较高，在系统进水增加板式换热器降温，保证后续生化系统水温在38 ℃以下。（2）本工程采用成本较低的石灰中和pH值，同时可以去除废水中Zn2+、、SO42-等污染物。（3）生化系统采用射流曝气器的曝气方式，池内无动力设备，检修方便，同时解决了采用膜片式曝气器容易结垢被堵塞的问题。

5 主要技术经济指标

5.1 人员编制

污水站工程定员12人，实行4班3人制，即一共4班，每班3人，主要工作进行设备的巡检、药剂的配药和污泥卸料等工作。

5.2 运行成本

设备总装机功率5 492 kW，实际运行功率3 072 kW，折合吨水电耗为为0.60 元/m3；人工费折合为0.03 元/m3；药剂投加费折合为1.86 元/m3。因此吨水运行总成本折合为2.49 元/m3。

5.3 运行效果

废水经处理后能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准。其实际进、出水水质见表1。

表1 实际进、出水水质

各股废水混合后的CODCr浓度为1 000 mg/L，经物化处理后CODCr浓度为500 mg/L，去除率50%；经生化处理后CODCr浓度为60 mg/L，去除率88%左右；经深度处理后CODCr浓度为21 mg/ L，去除率65%左右，最终达标排放。

6 结论

（1）根据废水的特点，采用物化—生化—深度组合工艺能够达到预期的处理效果；（2）简述该组合工艺的特点和处理效果，为差别化化学纤维废水的应用提供了借鉴经验；（3）物化系统投加了大量的石灰，管道、设备等设施容易被结垢堵塞，对系统的连续稳定运行造成影响。