橡膠裝置污水處理工藝的應(yīng)用與改進(jìn)研究

余晟

摘? 要：近年來隨著我國石油化工工業(yè)的發(fā)展，橡膠工業(yè)得到了巨大發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，但橡膠裝置所產(chǎn)生的污水成分復(fù)雜，具有較大的處理難度。面對(duì)越來越嚴(yán)峻的環(huán)保政策環(huán)境，進(jìn)一步改進(jìn)橡膠污水的處理工藝，成為企業(yè)發(fā)展的迫切需求。CBR處理法是橡膠裝置污水處理的核心方法，大大提高了橡膠污水處理的效率。該文通過對(duì)橡膠污水處理工藝的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，提出以CBR工藝為核心的橡膠污水處理工藝改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：橡膠污水處理;CBR污水處理工藝;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X783? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 廢水的性質(zhì)

某位于福建泉州泉港的某橡膠企業(yè)為例，其年設(shè)計(jì)產(chǎn)量為10萬t/a的乳聚丁苯橡膠（SBR）和5萬t/a的順丁橡膠（BR），污水主要來自于橡膠裝置的膠乳脫水過程，檢修地面清洗水等。由于丁苯橡膠使用的助劑多達(dá)30多種，導(dǎo)致污水成分復(fù)雜，含有酚類、油類、膠質(zhì)SS等，特別是作為丁二烯、苯乙烯系統(tǒng)中常用的阻聚劑：對(duì)叔丁基鄰苯二酚，對(duì)活性污泥有較大的抑制作用;具體水質(zhì)參數(shù)見表1。

2 主要工藝流程說明

整個(gè)污水裝置處理的工藝流程分主要分為預(yù)處理部分、生化處理和深度處理部分。其中，預(yù)處理部分主要以“隔油沉淀+渦凹?xì)飧　睘楹诵模渲饕康脑谟谌コy生化或不可生化的橡膠微粒以及污水中的油性懸浮物。生化處理部分以“水解酸化+CBR（載體流化床）”為核心，其中，水解酸化為厭氧工藝，目的在于提高污水的可生化性，而CBR工藝在有效的停留時(shí)間內(nèi)，加大了污水與生物膜的接觸面積，大幅度提高了生化效率。

在污水裝置遭遇大規(guī)模沖擊，以上兩個(gè)系統(tǒng)不能正常工作，則進(jìn)行污水的深度處理，主要以（活性炭吸附+溶氣氣浮）為工藝核心，去除COD與SS。其簡要流程如下：污水首先進(jìn)入預(yù)沉池進(jìn)行沉降，沉降過后的污水轉(zhuǎn)入調(diào)節(jié)池，對(duì)污水進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后將污水導(dǎo)入兩級(jí)渦凹?xì)飧∵M(jìn)行處理，然后再經(jīng)過冷卻塔、吸附池以及沉淀池進(jìn)行處理，再將處理后的污水進(jìn)行水解，水解后將污水導(dǎo)入CBR池，進(jìn)行CBR工藝處理，然后對(duì)污水進(jìn)行曝氣以及二次沉降，并根據(jù)污水情況決定是否進(jìn)行深度處理，如果不需要深度處理，則將污水進(jìn)行出水排放。

3 CBR污水處理工藝的特點(diǎn)

CBR污水處理工藝的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。1）生化池占地面積小，CBR載體親微生物，載體的比表面積較大，能夠有效提升微生物的繁殖速度，并且提升微生物的繁殖量，吸附氧化分級(jí)有機(jī)物的能力大大增加，因此構(gòu)筑物的占地面積大大縮小，相比較于生物塘自然凈化污水處理工藝，CBR污水處理工藝構(gòu)筑物占地縮小5倍左右。（該系統(tǒng)中CBR池的容積為1 200 m3，僅為后續(xù)的普通曝氣池的1/5）。2）CBR污水處理工藝的生物載體使用壽命長。CBR污水處理工藝的生物載體一直處于運(yùn)動(dòng)的漂浮狀態(tài)中，生物載體之間不斷發(fā)生碰撞摩擦，使得生物載體中的微生物老化生物膜自行脫落分解，不會(huì)造成生物膜的堵塞情況發(fā)生。生物載體中微生物也不易發(fā)生老化而影響污水處理質(zhì)量，因此并不需要清洗維護(hù)，也不用進(jìn)行生物載體的更換，使用壽命能夠達(dá)到20年左右。3）CBR污水處理工藝在有限的停留時(shí)間內(nèi)，調(diào)整比較靈活，對(duì)COD的處理率比較高效，在CBR污水處理工藝中，生物載體的投放量根據(jù)污水中的有機(jī)負(fù)荷量以及出水水質(zhì)要求來進(jìn)行相應(yīng)數(shù)量的生物載體投放，如果污水含量增加，只需要進(jìn)行相應(yīng)數(shù)量的生物載體投放以及加大曝氣量就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)橡膠裝置的污水處理，并不需要對(duì)污水處理的構(gòu)筑物進(jìn)行調(diào)整或重建。同時(shí)，由于接觸面積較大，在同等的停留時(shí)間內(nèi)，能夠去除的COD總量更多。

4 橡膠污水處理工藝中的關(guān)注的要點(diǎn)

該裝置的橡膠污水經(jīng)過以上3個(gè)主要工藝環(huán)節(jié)，最終達(dá)到達(dá)污水排放指標(biāo)GB8978—1996《污水排放綜合指標(biāo)》中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，即CODcr≤60 mg/L，NH3-N≤15 mg/L，SS≤70 mg/L。

4.1 預(yù)處理部分的要點(diǎn)

4.1.1 渦凹?xì)飧C(jī)應(yīng)用

渦凹?xì)飧C(jī)在預(yù)處理階段是其處理的關(guān)鍵，因此，在氣浮機(jī)前段加入的PAC與PAM-的加入量配比量較為關(guān)鍵，可以進(jìn)行燒杯絮凝試驗(yàn)來確定，本裝置的藥劑投加量，按照使用藥劑的性質(zhì)，pH控制在6.5～7.5，按照5 mg/L 的PAC濃度的投入量，兩種藥劑投加量干基比取10∶1（PAC/PAM-）。此時(shí)，水體的去油率可以到達(dá)70%以上。

關(guān)于絮凝反應(yīng)器的攪拌器的功率，可根據(jù)絮凝動(dòng)力學(xué)原理，具體可按以下公式進(jìn)行調(diào)整。

G=√P/Vδ （1）

P=1/32 Cdρω3bd4 （2）

式中，G為速度梯度，單位為s-1，P為使用的攪拌器的功率，單位為W;V為反應(yīng)室體積，單位為m3。而攪拌器功率是可以根據(jù)具體需要的反應(yīng)室來確定，如公式（2），其中Cd 為阻力系數(shù)，一般按具體設(shè)備而定，ρ為水體密度，kg/m3， ω為攪拌設(shè)備槳葉旋轉(zhuǎn)角速度。b為槳葉高度，d為直徑，m;按照馮敏等人的研究理論，G值太大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生破壞大顆粒的剪切力，因此，G值并非越大越好，取500 s-1～1 000 s-1為宜。可以根據(jù)相關(guān)參數(shù)調(diào)整攪拌器的功率。

4.1.2 生化處理應(yīng)用

預(yù)處理后的橡膠裝置污水進(jìn)行生化處理階段，首先要進(jìn)入吸附池，吸附池中含有大量的微生物，通過微生物的降解作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水中含有的顆粒污染物以及膠體物質(zhì)進(jìn)行吸附或者截流，然后污水液體進(jìn)入第一沉淀池進(jìn)行二次沉淀。在第一沉淀池中，保留一定量污泥，并將水體內(nèi)的DO控制在0.3 ppm以下，進(jìn)行反硝化反應(yīng)，降解部分的NH3-N。

4.1.3 COD處理應(yīng)用

在經(jīng)過初步吸附沉淀后，基本去除了污水中的難溶解膠體顆粒，但苯、甲苯等分子仍然可以進(jìn)入生化系統(tǒng)，因此，在進(jìn)入CBR池之前設(shè)立水解酸化池十分關(guān)鍵，其主要作用是將有機(jī)物的環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)打開，為后續(xù)生化提供有利的條件。

因此，大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿游镔|(zhì)，橡膠裝置污水的可生化性大幅度提升，B/C達(dá)到60%以上。然后通過生物載體的投放，微生物在載體表面迅速繁殖，形成活性生物膜，高效地完成對(duì)COD的處理。

4.2 深度處理應(yīng)用

深度處理工藝是以多介質(zhì)生物曝氣濾罐系統(tǒng)為處理核心裝置，通過其功能作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)橡膠裝置污水中殘留的SS以及COD進(jìn)行進(jìn)一步處理去除。

生化處理后的污水在經(jīng)過提升后，進(jìn)入到CBR處理工藝的溶氣氣浮設(shè)備，經(jīng)過多介質(zhì)生物曝氣濾罐系統(tǒng)的處理后，將污水中COD的含量降低到60 mg/L以內(nèi)，從而達(dá)到橡膠裝置污水排放的要求標(biāo)準(zhǔn)，并將污水內(nèi)的SS完全凈化。

4.3 污水臭氣處理應(yīng)用

在橡膠污水處理工藝中，除臭系統(tǒng)是必要的處理體系之一，在預(yù)沉池、吸附池以及曝氣池。污泥濃縮池等環(huán)節(jié)中，都設(shè)置了臭氣管道，將污水臭氣進(jìn)行收集，然后通過生物除臭的方式，將污水臭氣處理掉，目前國內(nèi)采取的臭氣系統(tǒng)基本采用。

5 污水處理工藝的改進(jìn)建議

5.1 渦凹?xì)飧〉慕ㄗh

提高的預(yù)處理部分渦凹?xì)飧〉墓ぷ髂芰Γ黾铀w在反應(yīng)室內(nèi)的停留時(shí)間，建議停留時(shí)間在5 min以上，此外，反應(yīng)室底部可以采用底部曝氣的形式改進(jìn)攪拌形式，防止大顆粒沉淀，可按嚴(yán)格控制G值在500 s-1～1 000 s-1。在調(diào)節(jié)池部分調(diào)節(jié)好與絮凝藥劑相適應(yīng)的最佳pH值。最大程度地在預(yù)處理部分去除對(duì)生化系統(tǒng)有害的對(duì)叔丁基鄰苯二酚、叔十二碳硫醇等對(duì)生化系統(tǒng)有害的油性組分，根據(jù)該裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的酚類物質(zhì)低于2 ppm時(shí)，對(duì)生化系統(tǒng)基本無影響，當(dāng)水體中酚類物質(zhì)≥10 ppm后，對(duì)后續(xù)的生化系統(tǒng)有嚴(yán)重的抑制作用。導(dǎo)致COD去除率大幅度下降。

5.2 生化系統(tǒng)的建議

當(dāng)生化系統(tǒng)中毒時(shí)，可以通過提高污泥回流量，向系統(tǒng)內(nèi)增加一定量的生物促進(jìn)劑，生物解毒劑，并投加易生化碳源（如葡萄糖、甲醇），P鹽等來改進(jìn)提高系統(tǒng)中的污泥濃度，減緩中毒癥狀，降低中毒影響。

6 結(jié)論

CBR污水處理工藝作為橡膠裝置污水處理的重要工藝，其要點(diǎn)在于進(jìn)入生化系統(tǒng)之前最大限度地降低有害成分，提高生化系統(tǒng)的處理效率，對(duì)于生化系統(tǒng)，要嚴(yán)格監(jiān)控其微生物群落的生長情況，對(duì)異常情況作出適當(dāng)處理。提高CBR污水處理工藝在橡膠裝置污水處理中的應(yīng)用水平，對(duì)運(yùn)行工藝進(jìn)行不斷改進(jìn)，提升CBR工藝對(duì)橡膠污水處理的效率，推動(dòng)我國石化工業(yè)發(fā)展與進(jìn)步。

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