高強玻璃纖維生產污水處理提標改造技術分析

戴旭鵬

（南京玻璃纖維研究設計院有限公司，南京 210012）

0 前言

高強玻璃纖維具有高強度、耐高溫、抗沖擊、高透波、耐腐蝕等優異的綜合性能，在高性能復合材料以及耐熱材料領域中廣泛應用［1］。與普通無堿玻璃纖維（E玻璃）相比，高強玻璃纖維生產具有小批量、多品種的特點，在同一生產線上需要同時使用紡織型浸潤劑、增強型浸潤劑、紡織增強型浸潤劑，由此產生的污水有機物含量高、種類多，處理效率低。為了響應國家環保政策要求，并從節能減排的角度出發，提出了1套高強玻璃纖維生產污水（含多種有機物）處理的提標改造方案。

1 高強玻纖污水的特點

玻璃纖維生產過程中產生的污水主要為拉絲車間排放的含浸潤劑的廢水［2-7］，這種有機廢水的性質與浸潤劑種類有關。高強玻璃纖維生產過程中主要有拉絲過程中排放的含有各種浸潤劑的沖洗水、配制浸潤劑時產生的沖洗水、微細玻璃等懸浮物，以及生活污水。

浸潤劑主要成分是環氧乳液、聚氨酯乳酸、潤滑劑、抗靜電劑、淀粉乳液以及各種偶聯劑等，除溶劑外大部分是熱穩定性高、難溶于水的高分子有機物質，由于各種浸潤劑在生產過程中同時使用，排至污水處理站的污水中有機物質相對比較復雜，處理難度極大。

2 高強玻纖污水提標改造方案及流程

高強玻璃纖維生產污水含多種高分子化合物，且進水濃度波動比較大，同時玻纖行業的污水本身缺少生化系統所需營養，污水溶氧量不高。根據高強玻纖生產污水水質情況，設計采用物化處理+水解酸化+生物接觸氧化為主體的工藝。

工藝流程見圖1。

圖1 提標改造污水處理流程

車間生產污水及廠區生活污水經管道收集后，首先進入調節池進行水質、水量的調節，調節池里的曝氣系統對污水進行預曝氣處理，然后由提升泵提升進入反應池進行加藥反應（反應目的），再進入初沉池去除廢水中的可沉物和漂浮物，進一步降低廢水 COD 濃度，進入水解酸化池后，將污水中的降解難度大的有機物轉變為易降解的有機物，提高污水的可生化性。

接著進入系統核心處理部分：生物接觸氧化池。接觸氧化池里的好氧菌種通過生物氧化作用，大幅度的降低廢水 COD 濃度，然后進入二沉池再一次進行沉淀，活性污泥回流繼續補充到生化系統中，污水最后進入外排池，達標后排入城市管網作進一步處理。

3 污水提標改造各工藝單元原理說明

3.1 調節池

廠區污水主要由生產污水和生活污水組成，水質和水量在24 h之內都會有波動變化，這種變化對整個生物處理系統有很大影響，水質水量波動越大，過程參數越難以控制，處理效果越不穩定，因此工藝前端設有調節池，用以進行水量的調節和水質的均化。

設置調節池的目的：

（1）提高對有機物負荷的緩沖能力，防止生化系統負荷的急劇變化。

（2）減小對物理化學處理系統流量的波動，保證藥劑投加的穩定。

（3）因生產需要，暫時無污水進入污水處理系統時，仍能對生化系統繼續輸入污水。

3.2 反應池

反應池內依次投加氫氧化鈉，聚合氯化鋁，聚丙烯酰胺。反應池采用混凝沉淀技術，向水體投加相應的藥劑，達到膠粒脫穩而相互聚結的目的。混凝沉淀處理包括凝聚和絮凝2個階段。在凝聚階段水中的膠體雙電層被壓縮失去穩定而形成較小的顆粒；在絮凝階段這些微粒相互凝聚形成較大的顆粒絮凝體，這些絮凝體在一定的沉淀條件下可以從水中分離。

pH 值是影響混凝的一個主要因素，在不同的pH 條件下，鋁鹽的水解產物形態不一樣，產生的混凝效果也不同。由于混凝水解反應中不斷產生 H+，因此要保證水解反應充分進行，水中必須有堿去中和 H+，如堿不足，水的 pH 值會下降，水解反應不充分，對混凝效果不好。

3.3 沉淀池

沉淀是利用重力沉降的原理來去除污水中懸浮固體的工藝過程，處理設施是沉淀池。在生化系統前的沉淀池主要是去除無機顆粒和部分有機物，在生化系統后的沉淀池主要是去除微生物體。污水中投加絮凝劑后形成的礬花在沉淀池中沉降處理時，絮體互相碰撞凝聚，顆粒尺寸變大，沉速隨深度加深而增快。生成的礬花在沉淀水處理過程中起著強化和提高處理效率的作用。

本工藝中沉淀池分為平流式和豎流式2種。平流沉淀池為水解酸化系統補充菌泥，二沉池為生物接觸氧化系統補充菌泥。

3.4 水解酸化池

本工藝采用二級水解酸化，水解酸化工藝是集合了厭氧和好氧之間的一種工藝，利用厭氧反應中水解和產酸作用，使污水、污泥一次得到處理。在整個水解過程中將厭氧處理控制在反應時間較短的第一和第二階段，即在大量水解酸化菌的作用下將不溶性有機物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質過程，提高廢水的可生化性，為后續處理奠定良好基礎。水解酸化池一般用于原水中懸浮物濃度較高或者可生化性差時，將其作為一種預處理方式，降低后續處理的負荷。本工藝就是將水解酸化單元作為生物接觸氧化單元的預處理，提高玻纖污水的可生化性后進入生物接觸氧化池。

水解酸化池具有以下優點：

（1）不需要密閉的池，不需要水、氣、固三相分離器，降低了成本，定期維護便捷。

（2）水解、產酸階段的產物主要是小分子的有機物，可生化性好，故水解酸化池可以改變原水的可生化性，從而減少處理時間。

（3）反應控制在第二階段完成前，出水無發酵的難聞異味，改善了處理站環境。

（4）工藝僅產生少量的活性污泥，實現了污水、污泥一次處理。

3.5 生物接觸氧化池

本工藝采用三級生物接觸氧化，生物接觸氧化法又稱為淹沒式生物濾池，是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物處理技術。它與其他好氧生物膜法共同的特點是：微生物需要在填料表面附著生長。污水流動于填料的空隙中，與生物膜接觸并在生物膜上微生物的新陳代謝功能的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。因其表面積大，可附著的生物量大，同時因其孔隙率大，基質的進入和代謝產物的移出、生物膜的自身更新脫落均較為通暢，使得生物膜能保持較高的活性和生化反應速率。

生物接觸氧化法有以下特征：

（1）處理效率高，節省占地。作為生物膜法的生物接觸氧化法不僅兼有活性污泥法的特點，而且其單位體積生物的數量比活性污泥法多，生物活性高。

（2）掛膜后穩定，可以間歇式運行。

（3）污泥生成量少，污泥顆粒大，易于沉淀。

（4）對沖擊負荷有較強的適應能力，污水水質的波動對系統的影響小。

4 結果與討論

以 COD 指標為例，改造前后的水質如表1：

表1 處理前后 COD 數據比較

從表1可以看出，高強玻纖污水的提標改造完成后，處理后的污水各項指標均不僅優于改造前的指標，而且遠低于相關排放標準，高強玻纖生產污水的處理效果得到極大提高。

5 總結

高強玻纖污水成分復雜，處理難度大，通過對原有污水處理系統進行提標改造，在原先污水達標排放的基礎上進一步降低了 COD 排放量。特別是COD 排放量與改造前的指標有了大幅度的降低，客觀上減輕了城市污水處理廠的處理壓力，也間接降低了對環境的污染。

同時可以對處理后的污水進行進一步的提純，使其達到生產用水的標準，實現中水回用。

通過此項提標改造工程的實施，可使玻璃纖維生產廠家大幅度降低自來水用量及外排水量，達到了節能減排的目的。