高强玻璃纤维生产污水处理提标改造技术分析

戴旭鹏

（南京玻璃纤维研究设计院有限公司，南京 210012）

0 前言

高强玻璃纤维具有高强度、耐高温、抗冲击、高透波、耐腐蚀等优异的综合性能，在高性能复合材料以及耐热材料领域中广泛应用［1］。与普通无碱玻璃纤维（E玻璃）相比，高强玻璃纤维生产具有小批量、多品种的特点，在同一生产线上需要同时使用纺织型浸润剂、增强型浸润剂、纺织增强型浸润剂，由此产生的污水有机物含量高、种类多，处理效率低。为了响应国家环保政策要求，并从节能减排的角度出发，提出了1套高强玻璃纤维生产污水（含多种有机物）处理的提标改造方案。

1 高强玻纤污水的特点

玻璃纤维生产过程中产生的污水主要为拉丝车间排放的含浸润剂的废水［2-7］，这种有机废水的性质与浸润剂种类有关。高强玻璃纤维生产过程中主要有拉丝过程中排放的含有各种浸润剂的冲洗水、配制浸润剂时产生的冲洗水、微细玻璃等悬浮物，以及生活污水。

浸润剂主要成分是环氧乳液、聚氨酯乳酸、润滑剂、抗静电剂、淀粉乳液以及各种偶联剂等，除溶剂外大部分是热稳定性高、难溶于水的高分子有机物质，由于各种浸润剂在生产过程中同时使用，排至污水处理站的污水中有机物质相对比较复杂，处理难度极大。

2 高强玻纤污水提标改造方案及流程

高强玻璃纤维生产污水含多种高分子化合物，且进水浓度波动比较大，同时玻纤行业的污水本身缺少生化系统所需营养，污水溶氧量不高。根据高强玻纤生产污水水质情况，设计采用物化处理+水解酸化+生物接触氧化为主体的工艺。

工艺流程见图1。

图1 提标改造污水处理流程

车间生产污水及厂区生活污水经管道收集后，首先进入调节池进行水质、水量的调节，调节池里的曝气系统对污水进行预曝气处理，然后由提升泵提升进入反应池进行加药反应（反应目的），再进入初沉池去除废水中的可沉物和漂浮物，进一步降低废水 COD 浓度，进入水解酸化池后，将污水中的降解难度大的有机物转变为易降解的有机物，提高污水的可生化性。

接着进入系统核心处理部分：生物接触氧化池。接触氧化池里的好氧菌种通过生物氧化作用，大幅度的降低废水 COD 浓度，然后进入二沉池再一次进行沉淀，活性污泥回流继续补充到生化系统中，污水最后进入外排池，达标后排入城市管网作进一步处理。

3 污水提标改造各工艺单元原理说明

3.1 调节池

厂区污水主要由生产污水和生活污水组成，水质和水量在24 h之内都会有波动变化，这种变化对整个生物处理系统有很大影响，水质水量波动越大，过程参数越难以控制，处理效果越不稳定，因此工艺前端设有调节池，用以进行水量的调节和水质的均化。

设置调节池的目的：

（1）提高对有机物负荷的缓冲能力，防止生化系统负荷的急剧变化。

（2）减小对物理化学处理系统流量的波动，保证药剂投加的稳定。

（3）因生产需要，暂时无污水进入污水处理系统时，仍能对生化系统继续输入污水。

3.2 反应池

反应池内依次投加氢氧化钠，聚合氯化铝，聚丙烯酰胺。反应池采用混凝沉淀技术，向水体投加相应的药剂，达到胶粒脱稳而相互聚结的目的。混凝沉淀处理包括凝聚和絮凝2个阶段。在凝聚阶段水中的胶体双电层被压缩失去稳定而形成较小的颗粒；在絮凝阶段这些微粒相互凝聚形成较大的颗粒絮凝体，这些絮凝体在一定的沉淀条件下可以从水中分离。

pH 值是影响混凝的一个主要因素，在不同的pH 条件下，铝盐的水解产物形态不一样，产生的混凝效果也不同。由于混凝水解反应中不断产生 H+，因此要保证水解反应充分进行，水中必须有碱去中和 H+，如碱不足，水的 pH 值会下降，水解反应不充分，对混凝效果不好。

3.3 沉淀池

沉淀是利用重力沉降的原理来去除污水中悬浮固体的工艺过程，处理设施是沉淀池。在生化系统前的沉淀池主要是去除无机颗粒和部分有机物，在生化系统后的沉淀池主要是去除微生物体。污水中投加絮凝剂后形成的矾花在沉淀池中沉降处理时，絮体互相碰撞凝聚，颗粒尺寸变大，沉速随深度加深而增快。生成的矾花在沉淀水处理过程中起着强化和提高处理效率的作用。

本工艺中沉淀池分为平流式和竖流式2种。平流沉淀池为水解酸化系统补充菌泥，二沉池为生物接触氧化系统补充菌泥。

3.4 水解酸化池

本工艺采用二级水解酸化，水解酸化工艺是集合了厌氧和好氧之间的一种工艺，利用厌氧反应中水解和产酸作用，使污水、污泥一次得到处理。在整个水解过程中将厌氧处理控制在反应时间较短的第一和第二阶段，即在大量水解酸化菌的作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质过程，提高废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。水解酸化池一般用于原水中悬浮物浓度较高或者可生化性差时，将其作为一种预处理方式，降低后续处理的负荷。本工艺就是将水解酸化单元作为生物接触氧化单元的预处理，提高玻纤污水的可生化性后进入生物接触氧化池。

水解酸化池具有以下优点：

（1）不需要密闭的池，不需要水、气、固三相分离器，降低了成本，定期维护便捷。

（2）水解、产酸阶段的产物主要是小分子的有机物，可生化性好，故水解酸化池可以改变原水的可生化性，从而减少处理时间。

（3）反应控制在第二阶段完成前，出水无发酵的难闻异味，改善了处理站环境。

（4）工艺仅产生少量的活性污泥，实现了污水、污泥一次处理。

3.5 生物接触氧化池

本工艺采用三级生物接触氧化，生物接触氧化法又称为淹没式生物滤池，是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物处理技术。它与其他好氧生物膜法共同的特点是：微生物需要在填料表面附着生长。污水流动于填料的空隙中，与生物膜接触并在生物膜上微生物的新陈代谢功能的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。因其表面积大，可附着的生物量大，同时因其孔隙率大，基质的进入和代谢产物的移出、生物膜的自身更新脱落均较为通畅，使得生物膜能保持较高的活性和生化反应速率。

生物接触氧化法有以下特征：

（1）处理效率高，节省占地。作为生物膜法的生物接触氧化法不仅兼有活性污泥法的特点，而且其单位体积生物的数量比活性污泥法多，生物活性高。

（2）挂膜后稳定，可以间歇式运行。

（3）污泥生成量少，污泥颗粒大，易于沉淀。

（4）对冲击负荷有较强的适应能力，污水水质的波动对系统的影响小。

4 结果与讨论

以 COD 指标为例，改造前后的水质如表1：

表1 处理前后 COD 数据比较

从表1可以看出，高强玻纤污水的提标改造完成后，处理后的污水各项指标均不仅优于改造前的指标，而且远低于相关排放标准，高强玻纤生产污水的处理效果得到极大提高。

5 总结

高强玻纤污水成分复杂，处理难度大，通过对原有污水处理系统进行提标改造，在原先污水达标排放的基础上进一步降低了 COD 排放量。特别是COD 排放量与改造前的指标有了大幅度的降低，客观上减轻了城市污水处理厂的处理压力，也间接降低了对环境的污染。

同时可以对处理后的污水进行进一步的提纯，使其达到生产用水的标准，实现中水回用。

通过此项提标改造工程的实施，可使玻璃纤维生产厂家大幅度降低自来水用量及外排水量，达到了节能减排的目的。