化纖生產廢水常用處理技術

劉良建

(福州市晉安生態環境局，福建 福州 350011)

1 化纖行業生產廢水的來源與性質

化纖廢水大多產生于凝固浴的排水和清洗排水，噴絲、凝固、過濾以及成品的清洗是化纖廢水中COD及其它污染物產生的重要源頭。由于化學纖維的工藝特點決定了化纖廢水中污染物組分較為復雜。概括起來說，化纖生產廢水一般具有以下水質特征：(1)有機物含量高，COD在1000～10000mg/L之間，甚至更高；(2)含有苯類、醛類、氰類等難以生物降解的有毒有害物質，可生化性較差，BOD/COD的值一般小于0.25；(3)呈酸性或堿性；(4)含有較高濃度的總磷，要實現穩定達標比較困難；(5)廢水的水質水量波動較大，導致處理過程中沖擊負荷大。

2 化纖生產廢水常用的處理技術及其優缺點

2.1 物化處理

2.1.1 混凝氣浮法

混凝法主要包括了吸附架橋、網捕卷掃、吸附電中和、降低電位等4種混凝機理。氣浮過程由以下4個步驟組成：第一，在水中添加混凝劑或者氣浮劑，導致原水中的膠體脫穩，然后形成大量的絮體；第二，產生大量的微氣泡；第三，絮凝體顆粒和氣泡形成良好的相互粘附作用；第四，使廢水和結合體分離。要實現氣浮分離所需要的條件是：水中要有足夠量的微小氣泡，并且需要分離的顆粒物質呈懸浮狀態或者具有疏水性質，這樣有利于絮體顆粒物與氣泡結合并上浮。

2.1.2 混凝沉淀法

混凝沉淀法是指向水中投加藥劑，經過吸附架橋或電中和作用，使膠體或可溶性顆粒聚集結合成大顆粒，從而固液分離的過程。常用的混凝劑主要分成無機鹽混凝劑和高分子混凝劑。無機鹽混凝劑主要有鋁鹽和鐵鹽，高分子混凝劑如常用的聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵等，通常高分子混凝劑的混凝效果比無機鹽混凝劑更好。

2.2 厭氧生物處理技術的比較

2.2.1 上流式厭氧污泥床(UASB)

UASB反應器關鍵的技術在于三相分離器和布水系統，其在操作過程中不需要建造沉淀池，也不需要攪拌。在UASB反應器中，廢水從底部流入反應器，從頂部流出反應器，在反應器中，沉淀性能良好的活性污泥被三相分離器截留，能夠大大地降低污泥損失對反應器運行的負面影響。因為該反應器具有處理效率高、運行穩定、有機負荷高等優點，已在國內外污水處理廠得到廣泛應用。但是，當UASB反應器應用在常溫下可生化性差的高濃度有機廢水時，容易造成大量的產酸菌繁殖，也可能造成污泥上浮，從而導致反應器的處理效率下降，甚至產生“酸敗”現象。

2.2.2 厭氧折流板反應器(ABR)

厭氧折流板反應器(ABR)是一種新型的高效厭氧反應器，它相當于一系列完全混合反應器串聯，由多個垂直的折流板組成。該反應器的生物量截留能力強、結構簡單、穩定性高。折流板的結構使其分離成幾個獨立且連續的反應室，當反應器內的顆粒污泥被折流板阻擋時，污泥顆粒由于自身的重力從而可以自行沉降，有效地減少了污泥的損失。此外，折流板在不同反應室將產酸與產甲烷階段分隔進行，這樣就提高了抗沖擊負荷能力。

2.2.3 內循環厭氧反應器(IC)

IC是由2個UASB反應器疊加組成的，由污泥膨脹床、精處理區、循環系統和混合區4個部分組成。該反應器不同于其它厭氧處理工藝，適合于高濃度有機廢水的處理，具有水力停留時間短、占地面積小、剩余污泥少、處理效率高等優點。但存在投資高、自動化程度要求相對高、運行管理困難、結構復雜等缺點。

2.2.4 膨脹顆粒污泥床(EGSB)

EGSB反應器結構可分為5個部分：配水系統、反應區、三相分離器、沉淀區、污水回流系統。EGSB反應器在運行的過程中，廢水與回流出水混合，然后通過底部配水系統均勻地進入反應區。反應區域厭氧反應產生的泥水混合液和沼氣向上流動，一部分沉降性能比較良好的污泥經過污泥膨脹區后又回到污泥床上，其它泥水混合液和沼氣向上流動，通過三相分離器后，部分污泥經沉降后回到了反應區，而沼氣進入集氣室，一部分沉降性差的污泥和液體一起排出反應器，它的優勢在于處理負荷高、投資少、占地面積小。

2.3 好氧生物處理技術及其相關技術的比較

2.3.1 生物接觸氧化法

生物接觸氧化法是工業廢水好氧生物處理法中應用最廣泛的一種方法，池內設有填料，填料的表面上覆蓋著大量的生物膜，污水中的有機污染物被微生物吸附，然后作為微生物的食物清除。該工藝具有容積負荷大、處理效率高、產泥量低等優點，適合低濃度污水處理，因此在我國的分散式生活污水的處理及工業廢水中受到歡迎。但是由于布水、布氣難以均勻、要求對進水進行預處理、填料價格偏高等原因，導致污染物去除的效率降低。

2.3.2 A/O工藝

A/O法出水水質比較好，運行成本和能耗也均低于傳統活性污泥法，但是如果只用A/O法，氮、磷很難同時去除，因此一般需在缺氧池前增設厭氧生物處理方法，也可以添加高效除磷的作用，但工藝相對A2/O工藝較為復雜。

2.3.3 序批式間歇活性污泥法

SBR工藝是間歇運行的，污水經過進水、曝氣、沉淀、排水這4個步驟，然后重新又從進水開始下一個周期。SBR反應池集調節、初沉、生化處理、二沉等功能于一體，無須污泥回流，該工藝的優點在于運行管理自控程度高、調節靈活、建設成本低以及出水水質良好。缺點是需要PLC程序在線控制、容易故障、曝氣器容易堵塞、人工操作較繁瑣等。

2.4 化纖生產廢水處理案例

福建金綸石化纖維實業有限公司以對苯二甲酸和乙二醇為原料，生產聚酯來直紡成差別化短纖。廢水最大產生量為2400m3/d，廢水水質列于表1。

表1 福建金綸石化纖維實業有限公司生產廢水污染物濃度(單位mg/L，pH除外)

福建金綸石化纖維實業有限公司生產廢水處理的工藝流程如圖1。

圖1 福建金綸石化纖維實業有限公司生產廢水處理工藝流程

本企業生產廢水通過管道流入廢水處理廠，在集水井停留時間為5h，通過浮油吸收裝置使浮油與廢水分離；在中和調節池停留時間為9h，在中和調節池中投加尿素提高氮含量，在中和調節池中加堿調節pH值、均質均量以及進行預曝氣，預曝氣氣水比為4∶1，接著廢水進入到UASB底部；將廢水中難降解的有機污染物分解為小分子的有機酸等，提高其可生化性，以利于后續的好氧生物降解。聚酯廢水中有紡絲油劑，這是一種表面活性劑，經過厭氧菌的水解酸化作用后，表面活性劑的發泡基團被破壞，起到減少接觸氧化池內因為曝氣而產生泡沫量的作用，UASB的停留時間為12h，水溫為35℃，設計容積負荷為3kg COD/(m3·d)；UASB的出水進入一級生物接觸氧化池停留時間13h，出水經過一級沉淀池的停留時間3h；進入二級生物接觸氧化池停留時間13h，再通過二級沉淀池停留時間為4h；二級沉淀池的出水一部分約50m3/h回流到調節池，用于稀釋進水的污染物濃度，另一部分進入生物炭池(有效容積為7m3)，最后進入清水池(有效容積為180m3)，最終達標排放。

本法采用多級生物接觸氧化的工藝，相較于AAO工藝而言，其COD、BOD的去除率略高，與UASB組合可以去除一部分的總氮。本處理工藝存在的問題是對總磷的去除效果不理想。若在UASB工藝后增加使用缺氧池，可以使用“UASB—缺氧池—好氧池”的工藝，可以同時脫氮除磷。