化纤生产废水常用处理技术

刘良建

(福州市晋安生态环境局，福建 福州 350011)

1 化纤行业生产废水的来源与性质

化纤废水大多产生于凝固浴的排水和清洗排水，喷丝、凝固、过滤以及成品的清洗是化纤废水中COD及其它污染物产生的重要源头。由于化学纤维的工艺特点决定了化纤废水中污染物组分较为复杂。概括起来说，化纤生产废水一般具有以下水质特征：(1)有机物含量高，COD在1000～10000mg/L之间，甚至更高；(2)含有苯类、醛类、氰类等难以生物降解的有毒有害物质，可生化性较差，BOD/COD的值一般小于0.25；(3)呈酸性或碱性；(4)含有较高浓度的总磷，要实现稳定达标比较困难；(5)废水的水质水量波动较大，导致处理过程中冲击负荷大。

2 化纤生产废水常用的处理技术及其优缺点

2.1 物化处理

2.1.1 混凝气浮法

混凝法主要包括了吸附架桥、网捕卷扫、吸附电中和、降低电位等4种混凝机理。气浮过程由以下4个步骤组成：第一，在水中添加混凝剂或者气浮剂，导致原水中的胶体脱稳，然后形成大量的絮体；第二，产生大量的微气泡；第三，絮凝体颗粒和气泡形成良好的相互粘附作用；第四，使废水和结合体分离。要实现气浮分离所需要的条件是：水中要有足够量的微小气泡，并且需要分离的颗粒物质呈悬浮状态或者具有疏水性质，这样有利于絮体颗粒物与气泡结合并上浮。

2.1.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是指向水中投加药剂，经过吸附架桥或电中和作用，使胶体或可溶性颗粒聚集结合成大颗粒，从而固液分离的过程。常用的混凝剂主要分成无机盐混凝剂和高分子混凝剂。无机盐混凝剂主要有铝盐和铁盐，高分子混凝剂如常用的聚合氯化铝和聚合硫酸铁等，通常高分子混凝剂的混凝效果比无机盐混凝剂更好。

2.2 厌氧生物处理技术的比较

2.2.1 上流式厌氧污泥床(UASB)

UASB反应器关键的技术在于三相分离器和布水系统，其在操作过程中不需要建造沉淀池，也不需要搅拌。在UASB反应器中，废水从底部流入反应器，从顶部流出反应器，在反应器中，沉淀性能良好的活性污泥被三相分离器截留，能够大大地降低污泥损失对反应器运行的负面影响。因为该反应器具有处理效率高、运行稳定、有机负荷高等优点，已在国内外污水处理厂得到广泛应用。但是，当UASB反应器应用在常温下可生化性差的高浓度有机废水时，容易造成大量的产酸菌繁殖，也可能造成污泥上浮，从而导致反应器的处理效率下降，甚至产生“酸败”现象。

2.2.2 厌氧折流板反应器(ABR)

厌氧折流板反应器(ABR)是一种新型的高效厌氧反应器，它相当于一系列完全混合反应器串联，由多个垂直的折流板组成。该反应器的生物量截留能力强、结构简单、稳定性高。折流板的结构使其分离成几个独立且连续的反应室，当反应器内的颗粒污泥被折流板阻挡时，污泥颗粒由于自身的重力从而可以自行沉降，有效地减少了污泥的损失。此外，折流板在不同反应室将产酸与产甲烷阶段分隔进行，这样就提高了抗冲击负荷能力。

2.2.3 内循环厌氧反应器(IC)

IC是由2个UASB反应器叠加组成的，由污泥膨胀床、精处理区、循环系统和混合区4个部分组成。该反应器不同于其它厌氧处理工艺，适合于高浓度有机废水的处理，具有水力停留时间短、占地面积小、剩余污泥少、处理效率高等优点。但存在投资高、自动化程度要求相对高、运行管理困难、结构复杂等缺点。

2.2.4 膨胀颗粒污泥床(EGSB)

EGSB反应器结构可分为5个部分：配水系统、反应区、三相分离器、沉淀区、污水回流系统。EGSB反应器在运行的过程中，废水与回流出水混合，然后通过底部配水系统均匀地进入反应区。反应区域厌氧反应产生的泥水混合液和沼气向上流动，一部分沉降性能比较良好的污泥经过污泥膨胀区后又回到污泥床上，其它泥水混合液和沼气向上流动，通过三相分离器后，部分污泥经沉降后回到了反应区，而沼气进入集气室，一部分沉降性差的污泥和液体一起排出反应器，它的优势在于处理负荷高、投资少、占地面积小。

2.3 好氧生物处理技术及其相关技术的比较

2.3.1 生物接触氧化法

生物接触氧化法是工业废水好氧生物处理法中应用最广泛的一种方法，池内设有填料，填料的表面上覆盖着大量的生物膜，污水中的有机污染物被微生物吸附，然后作为微生物的食物清除。该工艺具有容积负荷大、处理效率高、产泥量低等优点，适合低浓度污水处理，因此在我国的分散式生活污水的处理及工业废水中受到欢迎。但是由于布水、布气难以均匀、要求对进水进行预处理、填料价格偏高等原因，导致污染物去除的效率降低。

2.3.2 A/O工艺

A/O法出水水质比较好，运行成本和能耗也均低于传统活性污泥法，但是如果只用A/O法，氮、磷很难同时去除，因此一般需在缺氧池前增设厌氧生物处理方法，也可以添加高效除磷的作用，但工艺相对A2/O工艺较为复杂。

2.3.3 序批式间歇活性污泥法

SBR工艺是间歇运行的，污水经过进水、曝气、沉淀、排水这4个步骤，然后重新又从进水开始下一个周期。SBR反应池集调节、初沉、生化处理、二沉等功能于一体，无须污泥回流，该工艺的优点在于运行管理自控程度高、调节灵活、建设成本低以及出水水质良好。缺点是需要PLC程序在线控制、容易故障、曝气器容易堵塞、人工操作较繁琐等。

2.4 化纤生产废水处理案例

福建金纶石化纤维实业有限公司以对苯二甲酸和乙二醇为原料，生产聚酯来直纺成差别化短纤。废水最大产生量为2400m3/d，废水水质列于表1。

表1 福建金纶石化纤维实业有限公司生产废水污染物浓度(单位mg/L，pH除外)

福建金纶石化纤维实业有限公司生产废水处理的工艺流程如图1。

图1 福建金纶石化纤维实业有限公司生产废水处理工艺流程

本企业生产废水通过管道流入废水处理厂，在集水井停留时间为5h，通过浮油吸收装置使浮油与废水分离；在中和调节池停留时间为9h，在中和调节池中投加尿素提高氮含量，在中和调节池中加碱调节pH值、均质均量以及进行预曝气，预曝气气水比为4∶1，接着废水进入到UASB底部；将废水中难降解的有机污染物分解为小分子的有机酸等，提高其可生化性，以利于后续的好氧生物降解。聚酯废水中有纺丝油剂，这是一种表面活性剂，经过厌氧菌的水解酸化作用后，表面活性剂的发泡基团被破坏，起到减少接触氧化池内因为曝气而产生泡沫量的作用，UASB的停留时间为12h，水温为35℃，设计容积负荷为3kg COD/(m3·d)；UASB的出水进入一级生物接触氧化池停留时间13h，出水经过一级沉淀池的停留时间3h；进入二级生物接触氧化池停留时间13h，再通过二级沉淀池停留时间为4h；二级沉淀池的出水一部分约50m3/h回流到调节池，用于稀释进水的污染物浓度，另一部分进入生物炭池(有效容积为7m3)，最后进入清水池(有效容积为180m3)，最终达标排放。

本法采用多级生物接触氧化的工艺，相较于AAO工艺而言，其COD、BOD的去除率略高，与UASB组合可以去除一部分的总氮。本处理工艺存在的问题是对总磷的去除效果不理想。若在UASB工艺后增加使用缺氧池，可以使用“UASB—缺氧池—好氧池”的工艺，可以同时脱氮除磷。