某短纤维生产废水处理设计

2022-08-11许芳涤王吕仑刘晓红

辽宁化工 2022年7期

许芳涤，王吕仑，刘晓红

（维尔利环保科技集团股份有限公司，江苏常州 213000）

为了解决纤维素生产过程中产生的污染问题，一种新溶剂再生纤维素生产技术已经逐步投入到工业化的生产[1-3]，即利用N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）。整个生产过程为密闭循环，基本上没有废气的排放，NMMO作为邮寄溶剂可以被循环重复使用[4-5]。

某短纤维生产厂主要生产莱赛尔短纤维[6]，年产100 000 t新溶剂法纤维素纤维。该厂采用一种新溶剂法再生纤维素纤维生产技术，即用N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂直接溶解纺丝浆粕[7]，经干喷-湿纺纺丝工艺制备再生纤维素。纤维厂排放废水包括普通生产废水、含NMMO生产废水和生活污水等[8]。其中包括树脂再生废液，该股废水水量小，但是COD、盐份较高，可生化性差。考虑到污水处理厂需要全年联系运行，无法停运，本项目高浓废水处理水量约为55 m3·h-1，低浓废水处理水量约为445 m3·h-1。

1 进、出水水质

1.1 进水水质

该工程需要处理高浓废水水量约为55 m3·h-1，低浓废水水量约为445 m3·h-1。其中高浓废水的COD为13 000 mg·L-1，pH为12.91，低浓废水CODcr为1 100 mg·L-1，pH为12.02，具体指标详见表1。

表1 进水水质情况

1.2 出水水质

该工程废水排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准，具体指标见表2。

表2 出水水质情况

2 短纤维废水处理方法

针对本工程短纤维生产废水中高浓度废水CODcr、含盐和总氮较高，需要对高浓度废水进行预处理，利用“气浮+水解酸化+UASB”对高浓度废水进行预处理，出水与低浓度废水进行混合，混合后废水采用“水解酸化+二级A/O+二沉池+活性炭生物滤池”工艺进行处理[9]。

3 处理工艺流程

本项目，某短纤维生产废水处理设计分为：预处理、生化处理[10]和生化深度处理。

3.1 预处理

某短纤维生产废水的处理工艺流程如图1所示。来自树脂再生废液的高浓废水进入到高浓废水收集池，然后通过提升泵进入到气浮装置，气浮出水自流进入到水解酸化池，水解酸化池出水通过提升泵进入到UASB进行预处理。

图1 工艺流程图

3.2 生化处理

UASB出水和低浓废水进入到综合废水调节池，废水经过调配后利用提升泵进入水解酸化池，水解酸化池自流进入到二级A/O池，二级O池出水自流进入到二沉池。

3.3 深度处理

二沉池出水通过提升泵进入到BAF池进行深度处理。

4 废水处理工艺说明

4.1 高浓废水收集池

高浓废水收集池2座，采用半地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为5.4 m×4.4 m×6.5 m。收集池能对废水进行收集和缓冲，保证工艺的连续稳定运行。

4.2 高浓废水水解酸化池

高浓废水水酸化池2座，采用半地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为8.7 m×4.7 m×6.5 m。水解酸化处理方法是厌氧处理的前期阶段，利用水解菌、酸化菌将水中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的过程。容积负荷按照2 kg COD·(m3·d)-1进行设计。

4.3 高浓废水UASB反应池

高浓废水UASB反应池2座，采用半地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为φ12 m×12.7 m。UASB反应器包括，进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器，在底部反应区存留大量厌氧污泥，具有量好的沉淀性能和絮凝性能的污泥在下部形成污泥层。UASB有效容积为2 460 m3，实际水力停留时间为48 h。

4.4 低浓废水收集池

低浓废水收集池1座，采用半地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为12 m×8.8 m×6.5 m。收集池能对废水进行收集和缓冲，保证工艺的连续稳定运行。

4.5 低浓度废水混凝沉淀池

混凝反应池2座，采用地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为14.1 m×4.7 m×4.0 m。沉淀池2座，采用地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为φ9.0 m×3.5 m，沉淀池的表面负荷为3.5 m3·(m2·h)-1。

4.6 综合废水调节池

综合废水调节池1座，采用半地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为25 m×40 m×6.5 m。综合废水调节池，能对高浓废水和低浓废水进行均匀和调配，保证工艺的连续稳定运行。

4.7 水解酸化池

水解酸化池2座，采用半地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为20 m×8.5 m×6.5 m。水解酸化池有效容积为2 000 m3，实际水力停留时间为4 h。

4.8 一级A/O池

本项目一级A/O反应池2座，缺氧池（A池）和好氧池（O池）,采用半地上钢砼结构，带防腐处理。A池位于O池之前，主要利用池内的反硝化菌，将回流的混合液中的NO3-及NO2

-转变成N2，同时去除进水中的部分含碳有机物；O段为好氧段，主要进行硝化反应和含碳有机物的降解。废水中C/N比小于4，需要额外投加碳源。反硝化产生的碱度可部分满足硝化过程对碱度的需求，因而降低了化学药剂的消耗。一级A池设计尺寸为60.8 m×20.0 m×6.5 m，有效容积为14 000 m3，实际水力停留时间为28 h；一级O池设计尺寸为78.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容积为17 500 m3，实际水力停留时间为35 h。

4.9 二级A/O池

本项目二级A/O反应池2座，缺氧池（A池）和好氧池（O池）,采用半地上钢砼结构，带防腐处理。二级A池设计尺寸为17.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容积为3 700 m3，实际水力停留时间为7.4 h；二级O池设计尺寸为17.5 m×20.0 m×6.5 m，有效容积为3700 m3，实际水力停留时间为7.4 h。

4.10 二沉池

二沉池2座，采用半地上钢砼结构，带防腐处理，设计尺寸为φ20 m×5.7 m，沉淀池的表面负荷为0.8 m3·(m2·h)-1。沉淀池采用辅流沉淀池的形式，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。

4.11 曝气生物滤池

曝气生物滤池6座，采用地上钢砼结构，设计尺寸为6.2 m×6.2 m×6.5 m，设计容积负荷为0.675 kg COD·(m3·d)-1。曝气生物滤池中填装的粒状填料（如陶粒、活性炭等）为载体，在滤池内部进行曝气，使滤料表面生长着大量生物膜，当污水流经时，利用滤料上所附生物膜中高浓度的活性微生物强氧化分解作用以及滤料粒径较小的特点，充分发挥微生物的生物代谢、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反应器内沿水流方向食物链的分级捕食作用，实现污染物的高效清除，同时利用反应器内好氧、缺氧区域的存在，实现脱氮的功能。