化纤废水处理方法综述周秀凤

珑黔谁ChinaChGmiCa!S化纤废水处理方法综述.周秀凤(天津科技大学海洋科学与工程学院天津3。。22)2摘要:化纤废水成分复杂,可生化性差,常含有有毒物质。本文综述了化纤废水的主要处理方法,衬有前途的生物处理方法进行总结,并介绍了处理过程中可能遇到的异常情况及应时措施。关键词:生物法;化纤废水;有毒物质TreatmentsofWastewaterfromChemiealFiberIndustryZhouXiufeng(CollegeofMar旧eSeieneeandEnglneering,TianjlnUniversltyofSeieneeandTeehnology,Tian』in,300222)Abstraet:Thewastewaterfromehemiealfiberindustryeontalnedvariousmaterials.Itwasdifferentforbio-gradationandineludedsometoxiesubstanees.Themaintreatmentsofthiskindofwastewaterweresummarized:severa}Prom旧ingbiologiea}methodsweresummeduP;andtheabnorma}situationsandtheir50}utionmethodsinbiologiealtreatmentProeeSSWere一ntrodUCed.Keywords:biolog}ealteehnology;wastewaterfromehem一ealfiberindustry;tox!esubstanees1概述化纤废水是指在化纤生产过程中产生的各类废水,如pE丁废水、p下A废水、棉浆粕黑液、粘胶废水等。其废水成份复杂,常含有强酸、强碱、纤维素和半纤维素、醇类、果胶等,以及各种有毒物质,如尸E丁废水中主要污染物为乙二醋、乙二醇、乙酸乙甘醇、对苯二甲酸及其中间产物和低聚物ll];p丁A废水中主要含苯二甲酸、对二甲苯、苯甲酸、乙酸甲脂、醋酸等污染物叭聚醋废水中含有pTA、乙醛、EG、二甘醇、三甘醇、纺丝油剂等污染物质l3]。化纤废水中有机物含量高,COO在1000一1000OmgL/之间,有时更高。废水可生化性差,BOO/CO。一般均小于0.25。废水呈酸性或碱性,且含有醛类、氰类、苯类等有毒物质,易对微生物产生毒害作用。废水若不经处理或仅经预处理直接排放,将会对受纳水体及周边环境造成严重危害。对于化纤废水的处理,一般采用以生物法为主的物理一化学一物理混合处理工艺。一般处理流程如下:竺竺刊几赢均质池曰{,{,和池预处理池二土)竺竺]深度处理口生物碗单、由于化纤废水呈酸性或碱性,所以在处理前必须中和,使其p日在中性范围内。一般对酸性废水加碱中和,对碱性废水加酸中和,有条件的地方也可采用酸碱废水混合中和。废水经p日调节后,需进行预处理去除55及油类物质,如利用气浮除油、混凝沉淀除悬浮物及部分有机物等。预处理过程能改善废水的可生化性。经预处理后的废水进人生物处理单元,大部分的有机物及其它污染物质得到有效去除。为了使出水达到更高标准或回用要求,需进行深度处理,如活性炭吸附、砂滤、生物炭池等。2生物法在化纤废水处理中的应用2.1生物法生物法作为污水处理的主要工艺,在各类废水治理中发挥着重要作用。国内对化纤废水的治理,主要采用周O及H/O工艺,利用活性污泥法、生物膜法,或两种方法混合应用。厌氧一好氧处理工艺能充分发挥厌氧微生物抗冲击负荷能力并可提高污水可生化性,兼有利用好氧微生物生长速度快、出水水质好、运行费用低的优点,故在有机废水处理中获得广泛应用。如董良飞等闪采用ENSBR(延时序批式生物氧化硝化反应器)一日OAR(膜法生物兼氧反硝化反应器)一BCOR(完全混合式生物接触氧化反应器)工艺处理某化纤公司高含氮己内酞胺生产废水,在污泥负荷为0.15~O,28g/(g·d)、进水COD不高于6200mg/L、NH3一N质量浓度不高于560mgL/的情况下,出水COO不高于1SOmg儿、NH3一N质量浓度不高于20mg/L,COD和NH3一N的去除率分别达到98%和96%,系统可同时除碳脱氮。潘碌亭等ll]采用UASB一水解酸化一接触氧化一MBR工艺,处理某化纤厂COO浓度为3万mg/L的pE丁废水,最终出水COO可达52化工文摘2。。7年4期ChinaChGmiCalS到1OOmg/L以下,各项指标都达到了《污水综合排放标准》(GB8978一1996)的一级标准。孙一川等13]采用厌氧+两级好氧十生物炭池处理,对COO为5600mg/L的高浓度化纤废水进行处理,出水COO可达到SOmg几以下。2.2有l殉景的儿币卜l几艺2.2.1复合生物反应器复合生物反应器是将传统的活性污泥法与生物膜法(接触氧化法)进行有机结合的一种新型高效的污水处理工艺,即在普通活性污泥工艺的曝气池中投加各种能提供微生物附着生长表面的载体,利用载体容易截留和附着生物量大的特点,使曝气池中同时存在附着相和悬浮相生物,充分发挥两者的优越性,使之扬长避短,相互补充l5]。由于其优点显著,已被广泛应用于食品废水、印染废水、屠宰废水、制药废水等高浓度有机废水治理中。李轶等161利用复合生物反应器工艺对化纤废水的处理进行研究,结果表明,复合生物反应器中的生化系统生物体浓度比普通活性污泥系统生物体浓度提高50%以上,在日R下为sh,泥龄为sd时,COO、氨氮的去除率分别提高了20%和9.6%,且该工艺对污泥膨胀有较好的控制。2.2.2一体式氧化沟氧化沟是延时曝气的一种特殊形式。它的池体狭长,池深较浅,在沟槽中设有表面曝气装置,起到曝气和搅拌两个作用。它把连续环式反应池用作生物反应池,污泥混合液在该反应池中以一条闭台式曝气渠道进行连续循环,集曝气、泥水分离和污泥回流功能为一体,无需建造单独的二沉池。其主要优点有:工艺简便、设备少,管理方便;耐冲击负荷,适应能力强;处理效果好,不仅能去除95%以上的BOO,还可以同时脱除部分氮和磷;污泥沉降性能好,污泥产生量少;动力消耗较低。许玉东闭采用混凝沉淀—一体式氧化沟(两级)工艺处理COO浓度为900一2700mgL/的化纤废水,最终出水COO低于1OOmgL/,COO去除率在95%以上。所采用的一体化氧化沟为Carrousel氧化沟。2.2.3纯氧曝气活性污泥法纯氧曝气可显著提高氧传递速率,使微生物充分发挥作用,因而提高生物处理速度,改善污泥的沉淀性能。天津石化公司l8]采用接触氧化(空曝)+纯氧曝气工艺对化纤废水进行处理。其纯氧曝气池为密闭式,高纯氧气直接输人池内,利用曝气机叶轮旋转搅拌污水,使氧气充分与污水接触,该工艺流程短,占地少,污泥量较少,处理效果好,高浓度废水可经两段处理后达标排放。2.2.4生物强化法生物强化法是为了提高废水的处理效率,而在原有生物处理体系中投加特定的微生物菌株对其强化,从而改善生物处理体系的降解能力。对于难降解废水及含有毒物质废水的处理,应用分离筛选出来的高效菌株能有效提高去除效率,改善原有设施的处理效果。朱秀娟等l9]从化纤废水处理场生物处理系统中分离到了降解丙烯睛和总氰的特效菌株,处理实际废水时,在综合合格率为90%以上的情况下,提高了化纤废水处理场的处理能力,强化了原处理设施的处理效果。徐兵等!,。!利用利蒙(LLMO)浓缩微生物菌治理粘胶化纤废水,实验结果表明,对废水中COO、55的平均去除率可比未投加提高56%和44%,其出水水质良好、稳定。.23处理中的异常精况及应对2.3.1厌氛失效化纤废水中含有的醛类、氰类、苯类、醇类及油类等有毒物质,可能对微生物的生长代谢产生抑制,从而使生物系统失效。进水有机负荷的剧烈波动及p日值的长期不稳定也可使厌氧处理效率大幅降低。萧作平11,!对化纤含醇含油污水厌氧失效及其恢复进行了研究,结果表明,失效后的厌氧池主要表现为:①厌氧出水COO浓度持续偏高;②厌氧出水p日值偏酸性;③厌氧池去除率突然下降。通过控制进水负荷、调节厌氧池内的p日值、重新培菌等措施,可重新启动或恢复厌氧处理系统。2,3.2活性污泥流失污泥沉降性能不好,或污泥体系发生丝状菌膨胀,会引起活性污泥的大量流失,从而影响出水水质。为此,需定时检测曝气池及二沉池污泥浓度,随时观测其浓度变化及污泥生物相组成变化,以应对突发状况。董红军等11“!的研究表明,化纤废水中矿物质少,影响污泥沉降性能的提高,为解决此问题,可向污泥中加人炼油污泥、补加微量元素及其他必需元素、循环水排污引人化纤废水及补人部分无油炼油废水。为解决丝状菌造成的膨胀,应保证进水有机负荷及p日值稳定,污水营养物质均衡,必要时向系统中加入N、p等物质及微量元素,加大回流量及曝气量等。2.3.3了包丁末问题在化纤生产与加工过程中,为了达到可纺性好的目的,消除静电、调整摩擦系数,赋予纤维平滑性与柔软性,使纤维顺利地通过纺丝、拉伸、加捻、络筒、加弹纺纱、织造等工序,必须加人适量油剂,由此产生的化纤油剂废水的主要成分为表面活性剂,在曝气过程中易产生大量泡沫11“}。聚醋废水中含有十二烷基磷醋钾盐、月桂醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧烯乙醋等物质,处理时水面易产生大量的泡沫。加水喷淋对消除泡沫有效果,但最好的方法是分质处理,或加长处理流程,逐步稳定污水处理系统的运行。3zJ、结化纤废水成分复杂,常含有各类有毒物质,可生化性差。在应用生物法治理化纤废水过程中,要充分重视预处理工艺的重要性。用于化纤废水处理的较有前途的方法包括复合生物反应器、一体式氧化沟、纯氧曝气及生物强化法,由于生物强化法不用改变污水处理原工艺,通过投加高效菌提高系统的去除效率,成本低,操作简便,适于中小化纤厂废水的治理。在处理过程中,要注意各种异常情况的发生,及时找到应对方法,才能保证生物系统的成功运行。第55页卜化工文摘2。。7年4期53ChinsChGmiCa!S溶解度低,4一Ml草酸盐容易从反应液中分离,故可合成高纯度的4一Ml。3工艺路线选择目前国内4一M}生产主要采用丙酮醛一草酸馁或丙酮醛-草酸一氨工艺,收率60%一75%,后经上海石油化工研究院对草酸钱合成路线改进,采用了独特的合成和盐交换方法,提高了反应收率和产品质量,并解决了4一MI生产过程中的劳保等问题,且草酸铰可循环使用,生产成本大幅度下降,收率可达83.6%,纯度98.5%,产品质量达到国外同类产品指标,工业应用前景很好,因此我们选择r丙酮醛一草酸钱合成路线,其反应机理为二000eH3巡巡。、。逃。、ZNH3H3C(NH4)2C204-----------一闷卜,场丫一招火__夕+3H20N4工艺流程图及操作说明.4,「艺流程图幼敌钻水溶解釜俨H,反应釜滤饼甲解内酮醛冷冻过滩、}龙液棍合釜}}盐交换卜例减IJ、燕馏卜倒戊品4.2操作说明将一定量的(N日4)2C204和水按一定的比例在溶解釜溶解,然后打人高压反应釜中,并升温到50~60℃,在不断搅拌的情况下,加人已经在混合釜中按照一定摩尔比混合的甲醛、丙酮醛混合液,加料后,p日=30一4.0,恒温反应大约一段时间。通人氨气至p日=g一10,冷却至O一5℃过滤。滤饼(N日4)ZCZO。循环使用,滤液为4一Ml水溶液,取样分析后,加人一定量的盐溶液,同时不断搅拌,溶液经简单的浓缩后,减压蒸馏,收集143~145℃1/333pa馏分即得4一Ml成品,纯度大于98.5%。5结果与讨论在多次中试的基础上,最佳的反应条件如下。5.1反应温度和反应1.1t!llJ对收率的影响反应温度为50~60℃,反应时间为2.0一2.5h。反应温度低,反应速度慢,且不利于脱水环合,4一Ml收率降低;反应温度超过60℃,4一M!收率呈下降趋势,且副产物2,4-二甲基咪哗增多。5.2原料配比对收率的影响采用丙酮醛、甲醛、草酸钱为原料,在n(丙酮醛):n(草酸铰):n(甲醛)=1.0:(1.4一1.6):(1.0一1.05),n(水):n(丙酮醛)17.7:1.0,HCHO和(NH。)2C204应适当过量,有