化纤造纸废水处理工艺研究

Posted 2023-01-12 水处理

篇首语：书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了化纤造纸废水处理工艺研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

本文介绍了处理化纤废水的工艺和流程、工程参数以及处理工艺的调试和实际运行状况。
一、造纸废水概况
污水处理厂面对的排污企业，主要为化纤和印染制造厂、造纸厂、各种类型的化工厂等。此外，污水处理厂还负责处理市区居民日常生活中排放的废水。通过测量工业污水的总量，并分析处理项目调查结果，可以得知处理厂的设计规模，以及进入废水处理流程的工业污水比重大小。
市区内的化纤造纸企业为了使排放的污水符合质量指标，在污水进入市政处理环节之前，已经对污水预先进行了处理。对企业排放污水的调查结果显示：化纤废水的质量浮动明显，色度比其他种类的废水高；同时，污水中含有的各种化学元素含量也较高。
纤维废水中含有的污染物质，主要包括各种难以溶解的纤维、色素和有机污染物等。这种颜色较深、含有许多悬浮物质，且成分复杂的纤维废水，是污水处理的主要对象。在洗涤和漂白阶段，产生的废水中含有大量的纤维素、木质素和难以被生物分解的树脂酸盐。从抄纸机内流出的纤维污水中，也含有较多纤维成分，以及在造纸流程中添入的胶料和其他填料。
我们对某市政污水处理项目进行了调查。这一项目需要处理的废水量较大，且生活废水对这种工业污水的稀释作用又不强。在进行混合之后，污水中BOD和COD的比值仍然低于0.3。这说明此类污水属于难以被降解的废水，接收到的工业污水已经通过了第一道程序的生化处理，余下的污染物质多为有机物，含有很难被降解的较稳定苯环和氮含量较多的杂环物质。这些几乎无法处理的聚合类物质，会对水质造成很大干扰。工业污水中含有较多的粘胶状纤维和化纤，颜色程度较高。即便是被生活污水稀释之后，这种废水自身的色度仍然在150倍左右。
从造纸废水的特征中，可以大致提炼出设计技术方面的重点：由于待处理的废水成分复杂，包含了多种很难降解的有机成分，且色度很高，因此，要选择针对性强的工艺流程，确保污水处理符合标准。我们可以将处理工艺的对比和处理厂设计方式作为研究重点。
二、工艺中试环节
排入市政管道的工业废水，所含成分往往十分复杂，处理起来比较困难。因此，造纸废水进入市政处理环节之前，需要符合特定的要求；处理废水的专业化技术应当满足标准。工业污水的处理效果，涉及到环境效益、经济效益，以及处理过程对周围环境的影响。在对处理工艺进行具体设计之前，需要中试同种类市政处理厂的处理效益，在此基础上确定可行性强的处理方案。
(一)操作步骤
第一步是对污水进行预先处理。为了确保这一处理步骤的顺利进行，并实现理想的处理效益，应当首先对污水进行预先处理，提高废水的可生化特性。建议选择水解酸化的处理方式，因为这种方式可以借助厌氧的微生物，来分泌出一种酶物质，加速大分子的污染物质向小分子的物质转变，提升污水的降解几率，加强可生化性。这种工艺流程有效利用了某些厌氧物质的化学反应，缩短了水解过程和酸化过程的时间。用来进行水解处理和酸化处理的细菌，基本是厌氧型和兼氧型的细菌。因此，这种化学反应所需要的氧气含量低，能够节约资源，且对于有机负荷的承受能力较强。
第二步是采用生化方式进一步处理。二级生化处理过程的主要任务，是去除较多的COD。因此，强化生化处理是处理流程的重要部分。对于这种技术的模拟，目标是对技术方案进行比较，并选择合适的一种方案。
第一种方案是在处理池中加入生物性质的助剂，如功能特殊的菌种或这些细菌产生的蛋白酶物质。生物性质的助剂已经被推广采用，其处理成效明显。例如：某造纸厂排放的污水，在加入助剂之前，去除COD的含量仅达到了60%；但是在加入了助剂之后，可以除掉约为75%的COD。
第二种方案是加入活性的炭物质。对于近似处理厂的调查显示：废水的可生化特征不显著，微生物不能取得容易被降解的碳物质，因此，微生物的繁殖会被抑制，生物含量会下降，水池中污泥的含量低，难以满足要求。基于这样的考虑，可以在处理池中加入特定量的活性炭物质，用来去除污染物中的有机物，并作为微生物附着的载体。充足的反应时间，可以确保生化降解过程在炭物质的缝隙中实现，降解一些成分多样的有机物，产生出针对性强的特殊菌种。第三步是深度处理造纸废水。这种处理的目标，是除掉废水的色度，并对残留的COD进行进一步去除。通常情况下，可以遵循混凝沉淀——消毒——过滤的处理流程。
(二)操作方案
通过对处理对象的深入研究，依据可行性强、节约资金的基本原则，可以确定具体中试方案：水解酸处理——对氧化沟进行改良——进入沉淀池处理。将试验装置的流量设定为每小时100L，进入装置的水源来自沉砂池流出的水，污泥来自处理厂内部各种构筑物的残留物。
研究中试结果的目的包括：确定各种技术方案的优势和缺陷；选取合适的阶段性设计参数，并确定合理的药物投放含量，为下一步的设计方式提供科学根据；比较不同工艺设计方式的资金消耗，综合衡量方案的可行性与经济性；依据分析结果，选择最适合本次处理的工艺设计方式。
(三)操作结果
如果不加入药剂，则经过处理的废水中COD含量浮动范围为每升56毫克到84毫克，色度浮动范围为25倍到40倍。经过处理的废水中COD达标天数较少，主要原因是：生化处理池中含有的微生物较少，处理效率不高；进入处理厂的水源含有很难被降解的有机聚合物质，这种物质适合采用吸附方式除掉，经过深度处理之后，去掉混凝沉淀物质的比例较小。造纸废水的平均色度超过了标准，经过试验和分析，得知产生色度的物质多数为很难形成微粒的溶于水的染料，余下的指标都相对稳定。改良性质的氧化沟在去除氮和磷方面成效明显，生化系统本身的缓冲作用也不容忽视。
能够影响生化处理效果的物质还包括助剂物质。如果投入少量的生物助剂，能够提升约为4%的COD去除量。这种处理方式，除去个别的高含量天数之外，都能够符合处理标准，但是不利于去掉色度。由于化纤污水中含有很多有机成分的染料，这些染料内部分子构成相差较大，而助剂只能针对单一种类的染料，因此，总体的处理效果并不十分理想，对于色度的降低幅度也不够大。
将活性炭加入到改良性质的氧化沟之后，可以有效提升COD的去除概率，以及废水中微生物的含量数值。这是因为炭物质可以吸附大量的纤维、聚合物以及有机分子。这部分炭物质可以作为微生物附着的载体，反复流动在氧化沟内部，经历氧的交互环节，实现强化反应的目标。在有效除去废水中的COD和色度之后，可以稳定住出水的质量指标，进而确保工艺流程的顺利实现。
造纸废水的色度和COD具有某些相关性，加入活性炭可以产生双重的处理效果。每一种设计方案在投入的资金总量上差别不大，只是药剂价格方面有差异，但是这部分差异在总体资金中所占的比例较低。因此，我们需要综合对比设计方案产生的费用，以及运行流程的经济程度。

三、常见问题及解决
作为调查对象的市政污水处理厂从投入运行开始，没有出现严重问题，保证了造纸厂废水处理程序的顺畅。用于处理污水的设施整体上处于良好运行状态，然而，仍然有一些需要解决的问题：
首先是清液的回流问题，主要包括浓缩池和淤泥脱水产生的清液。如果将这两种清液回流到格栅之前，和进入系统的污水一起流入生化处理环节，则会导致液体中的化学成分不断堆积在氧化沟内部，改变微生物得以存在的化学环境。例如：聚合物PAM不容易被降解，且这种物质的单体有毒害作用。这就破坏了微生物的活性，导致从处理厂流出的污水质量不佳。对于这种情况，可以将液体引入密度较高的沉淀池内部，在配水井内进行物化处理，经过循环改善微生物生存的液体环境。其次是在PAM中加入药物的问题。在加入处理药物时，要确保药物浓度符合特定数值，并采用单独的管线来加入药物。在系统运行过程中，如果管道被阻塞，则会阻断药物的投入，影响到沉淀池对于污水的处理作用。在某些时段内，从系统中流出的污水达不到标准。为了增强药物投入系统运行的稳定性，可以考虑采用两根管线来添加药物。为了提升淤泥处理设备的脱水效率，可以加设污泥浓缩装置，限定浓缩所消耗的时间。这样做能区分生化性质的淤泥和化学成分的淤泥，将它们分开处理，防止彼此干扰。
结语
通过完善市政处理化纤污水的工艺，改进了处理方式，节约了污水处理的资金，并提升了污水处理和回收利用的效率。经过处理之后，化纤造纸污水中有害的化学成分被分解，污水质量已经符合地方标准。目前，大部分城市地区处理化纤废水的设备还不够先进，处理工艺也有待改进。应当总结污水处理工作的经验教训，以此为基础来设计更加高效的处理方式，保护市区环境清洁和居民健康。