基于CASS技術(shù)處理粘膠纖維混合廢水應(yīng)用分析

劉勝利　孟令宇

摘 要：目前我們國家粘膠纖維生產(chǎn)需求量逐步增多，為了保障量的需求，在生產(chǎn)中就會大批量的排放廢水。而廢水達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)就會污染空氣，降低產(chǎn)量。根據(jù)這一情況在諸多的化工企業(yè)中找出一條有效的混合廢水處理方法是很有必要的。文章根據(jù)實際分析了粘膠纖維生產(chǎn)中廢水的來源，在此基礎(chǔ)上分析了CASS技術(shù)處理原理及技術(shù)路線，探索出了一條適合粘膠纖維混合廢水處理應(yīng)用的CASS技術(shù)工藝，進(jìn)而降低成本，滿足環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益雙發(fā)展的途徑。

關(guān)鍵詞：CASS技術(shù)；粘膠纖維；生產(chǎn)工藝；廢水處理

中圖分類號：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 粘膠纖維生產(chǎn)中廢水的來源分析

粘膠纖維因其具有良好的吸濕性、可紡性被視為工業(yè)化生產(chǎn)中的化學(xué)纖維之一，經(jīng)常與棉、毛以及各種合成纖維混紡、交織、用于各類服裝及裝飾用紡織品。其中高強(qiáng)力粘膠纖維還可用于輪胎簾子線、運(yùn)輸帶等工業(yè)用品。

但是，在龐大的需求量的背后，它的生產(chǎn)卻不是那么的簡單。它在生產(chǎn)中關(guān)乎到很多復(fù)雜的工藝，同時其需要耗水量，生產(chǎn)過程中排放的工業(yè)廢水量大。我們知道，粘膠纖維在生產(chǎn)中需要很多的化工原料，這些原料將會轉(zhuǎn)化為廢物，排放后污染水體，另外一部分在生產(chǎn)中溶解的有機(jī)化合物會再次進(jìn)入廢水中，進(jìn)一步加大污染水體。我們用圖1來表達(dá)粘膠纖維在生產(chǎn)的每個過程中產(chǎn)生廢水的工藝體現(xiàn)出來。具體如圖1所示：

從圖1中我們不難看出，造成廢水的污染主要是由堿性廢水和酸性廢水兩大部分組成。其中堿性廢水是堿站和后處理工序中，在具體點(diǎn)就是堿站排放出來廢液和清洗堿罐的水，這是一部分；另一部分是來源于更換和清洗濾器和噴絲頭也會產(chǎn)生些。

而酸性廢水主要是硫酸和硫酸鈉等，一般來說這種廢水排放比較集中，并且硫酸鋅和硫酸的濃度都比較高，治理起來也是很麻煩的。

基于以上兩點(diǎn)我們有必要對粘膠纖維在生產(chǎn)中產(chǎn)生的混合廢水進(jìn)行綜合治理，一方面提高生產(chǎn)效率，另一方面保護(hù)環(huán)境。文章將結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)粘膠纖維的實際情況，對采用CASS技術(shù)處理混合廢水做一技術(shù)應(yīng)用分析，目的是為今后的工業(yè)生產(chǎn)做一參考借鑒。

2 CASS技術(shù)處理概述

一般地，CASS技術(shù)實際上是一個好氧、缺氧、厭氧交替運(yùn)行的過程，它集曝氣沉淀、排水于一體。在工作中將序批式活性污泥法的反直池沿長度方向分為兩大部分，其中前一部分為生物選擇區(qū)也稱預(yù)反應(yīng)區(qū)，后一部分為主反應(yīng)區(qū)和在主反應(yīng)區(qū)后部安裝了可升降的廢水裝置，在一定程度上實現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)水間歇排水的周期循環(huán)運(yùn)行。它具有一定脫氮除磷效果，廢水以推流方式運(yùn)行，而各反應(yīng)區(qū)則以完全混合的形式運(yùn)行以實現(xiàn)同步硝化到反硝化和生物除磷。這個工藝的使用運(yùn)行方式比較靈活，沒有二次沉淀池，除此之外還有能提高處理效率，保障了出水水質(zhì)。

在曝氣區(qū)域和靜止沉淀的中間環(huán)節(jié)都會進(jìn)行硝化和反硝化反應(yīng)，進(jìn)一步具有除磷脫氮的作用。同時進(jìn)水水量和水質(zhì)的波動可以用改變曝氣的時間予以控制，在一定意義上來說喲較強(qiáng)的適應(yīng)性。這個裝置在半靜止?fàn)顟B(tài)下表面水力和固體負(fù)荷會變低，沉淀效果會好。

常見的CASS技術(shù)工藝流程如圖2所示。

在這樣的一個流程示意圖循環(huán)中，反應(yīng)器的水位是隨著進(jìn)水而由最初的最低水位上升到最高設(shè)計的水位。在曝氣以及攪拌結(jié)束以后促使活性炭污泥絮凝，然后使反應(yīng)器中的水位逐步恢復(fù)到最低水位。而每個反應(yīng)器又是有3個區(qū)域組成的，也就是我們經(jīng)常說的生物選擇區(qū)、兼氧區(qū)以及主反應(yīng)區(qū)。如圖3所示。

在實際的工作中，生物選擇區(qū)它是根據(jù)活性污泥的動力學(xué)設(shè)計成的，主要是設(shè)置在前面的小容積地方，它的水力停留時間一般在半個小時左右，充分利用了活性污泥的快速吸附作用達(dá)到加速祛除污水的目的。

兼氧區(qū)除了促進(jìn)磷的釋放和強(qiáng)化作用之外還具有輔助厭氧或者是兼氧運(yùn)行時候的生物選擇區(qū)對水質(zhì)變化的作用。主反應(yīng)區(qū)就是出去有機(jī)底物的主要的活動場所。通常會把主反應(yīng)區(qū)的曝氣強(qiáng)度加以控制，促使反映區(qū)內(nèi)的主體溶液處于好氧狀態(tài)。經(jīng)過這樣的往復(fù)循環(huán)會使主反應(yīng)區(qū)中間的有機(jī)物釋放。

在最后一個區(qū)域模塊中，也就是選擇器中進(jìn)行的是反硝化作用，它出去的氮可以占到總祛除率的20%左右。選擇器可定容運(yùn)行的同時也可以可變?nèi)葸\(yùn)行。其中有主反應(yīng)區(qū)向選擇區(qū)回流的污泥量是以主反應(yīng)器中的污泥量全部循環(huán)到1次為標(biāo)準(zhǔn)的。

3 CASS處理混合廢水的技術(shù)路線

在實際的技術(shù)路線生產(chǎn)中，化纖酸性廢水是在原有的調(diào)節(jié)池內(nèi)用原有的鼓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行曝氣的，這其中大部分的氧化物被祛除，同時棉漿黑液混合廢水和化纖酸性廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)再進(jìn)行混合。最后再把粘膠纖維混合廢水提到反應(yīng)池內(nèi)，進(jìn)入沉淀池。它的技術(shù)路線圖如下圖4所示：

在絮凝沉淀環(huán)節(jié)在選擇絮凝劑用量和攪拌時間等因素方面，采用混合型正交實驗表，通過六聯(lián)攪拌下的燒杯予以進(jìn)行，在生化處理到正常運(yùn)行期間適當(dāng)增加絮凝劑和助凝劑。

在取樣的時候根據(jù)每天的CASS周期數(shù)分別采集進(jìn)水出水和棉漿黑液廢水和酸性化纖廢水等。采集的時間應(yīng)根據(jù)具體情況每一期進(jìn)行。而在污泥培養(yǎng)和馴化階段時候可以同時進(jìn)行，它的時間大概在十天左右。

污水在進(jìn)入反應(yīng)器前要經(jīng)過預(yù)處理達(dá)到設(shè)計出水的標(biāo)準(zhǔn)才行，然后再根據(jù)棉漿黑液廢水和酸性廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)進(jìn)行下一步的混合，保持PH值在6～8.5，在這樣的情況下鋅離子會沉淀下來。然后再在酸性廢水中加入量為15%～33%根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷的大小適當(dāng)增加。經(jīng)過一定時間的觀察，硫離子和鋅離子的標(biāo)準(zhǔn)符合既定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。另外為了使污泥增加速度加快，可以投放營養(yǎng)物。

在馴化階段的時間規(guī)定要比前者要長，一般是50多天，并分為馴化過渡時期，馴化中和馴化后。在馴化中期反應(yīng)器的進(jìn)水負(fù)荷會增大，進(jìn)水負(fù)荷已經(jīng)達(dá)到了設(shè)計的負(fù)荷，一般地是超過50%左右，這個時候它的去除率會達(dá)到70%～82%。污泥的馴化和生化處理效果這個時候會比較穩(wěn)定，可以繼續(xù)增加進(jìn)水負(fù)荷進(jìn)一步試驗。

經(jīng)過這樣的操作后，污泥逐步達(dá)到了預(yù)定處理的效果，主要污染物的去除效率達(dá)到了設(shè)計的最初要求。經(jīng)過進(jìn)一步的分析得出，污泥已經(jīng)適應(yīng)了粘膠纖維混合廢水的處理環(huán)境，這樣來看污泥的馴化是可行的。選用這樣的系統(tǒng)也是確保了正常運(yùn)行的效果。

4 結(jié)果分析與分析討論

經(jīng)過試驗分析總結(jié)得出如下的混合廢水水質(zhì)的情況，見表1。

在運(yùn)行中期，鑄件提高污泥的負(fù)荷時候它的去除率一直穩(wěn)定在75%～80%，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷的改變時候CASS系統(tǒng)的去除率也會有影響，但是影響不會太大，這充分說明了系統(tǒng)中的緩沖能力很強(qiáng)。在試驗的后期由于生物吸附的飽和度，當(dāng)污泥負(fù)荷增加較高時候吸附力就會逐漸飽和。當(dāng)吸附分解能力達(dá)到一定的極值時去除率就會出現(xiàn)下降的情況。

在曝氣方面，曝氣時間如果在4個小時左右時可以保障沖擊負(fù)荷下因環(huán)境的變化促使污泥活性進(jìn)一步降低，這樣就會得到較好的水質(zhì)?？傮w來說這樣的處理結(jié)果還是在一些化工企業(yè)中得到應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]靳俊偉.CASS—物化處理粘膠纖維混合廢水中試研究[D].重慶大學(xué)，2014.

[2]趙利娜，楊波.粘膠與染整廢水綜合處理工程與實例[J].水處理技術(shù)，2010（10）.

[3]倫海波，張一婷.粘膠行業(yè)廢水及污泥處理工藝研究[J].紡織導(dǎo)報，2014（03）.

[4]朱鳳芝，李杰，李鴦，徐延生.黏膠纖維廢水的處理研究[J].廣東化工，2014（02）.