橡膠裝置污水處理工藝的應用與改進研究

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)濟發(fā)展做出了巨大貢獻，但橡膠裝置所產(chǎn)生的污水成分復雜，具有較大的處理難度。面對越來越嚴峻的環(huán)保政策環(huán)境，進一步改進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。該文通過對橡膠污水處理工藝的實際應用進行分析，提出以CBR工藝為核心的橡膠污水處理工藝改進措施。

關鍵詞：橡膠污水處理;CBR污水處理工藝;應用

中圖分類號：X783? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

1 廢水的性質

某位于福建泉州泉港的某橡膠企業(yè)為例，其年設計產(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30多種，導致污水成分復雜，含有酚類、油類、膠質SS等，特別是作為丁二烯、苯乙烯系統(tǒng)中常用的阻聚劑：對叔丁基鄰苯二酚，對活性污泥有較大的抑制作用;具體水質參數(shù)見表1。

2 主要工藝流程說明

整個污水裝置處理的工藝流程分主要分為預處理部分、生化處理和深度處理部分。其中，預處理部分主要以“隔油沉淀+渦凹氣浮”為核心，其主要目的在于去除難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，以上兩個系統(tǒng)不能正常工作，則進行污水的深度處理，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：污水首先進入預沉池進行沉降，沉降過后的污水轉入調(diào)節(jié)池，對污水進行調(diào)節(jié)，然后將污水導入兩級渦凹氣浮進行處理，然后再經(jīng)過冷卻塔、吸附池以及沉淀池進行處理，再將處理后的污水進行水解，水解后將污水導入CBR池，進行CBR工藝處理，然后對污水進行曝氣以及二次沉降，并根據(jù)污水情況決定是否進行深度處理，如果不需要深度處理，則將污水進行出水排放。

3 CBR污水處理工藝的特點

CBR污水處理工藝的特點主要體現(xiàn)在3個方面。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，吸附氧化分級有機物的能力大大增加，因此構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動的漂浮狀態(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量，因此并不需要清洗維護，也不用進行生物載體的更換，使用壽命能夠達到20年左右。3）CBR污水處理工藝在有限的停留時間內(nèi)，調(diào)整比較靈活，對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)污水中的有機負荷量以及出水水質要求來進行相應數(shù)量的生物載體投放，如果污水含量增加，只需要進行相應數(shù)量的生物載體投放以及加大曝氣量就能夠實現(xiàn)對橡膠裝置的污水處理，并不需要對污水處理的構筑物進行調(diào)整或重建。同時，由于接觸面積較大，在同等的停留時間內(nèi)，能夠去除的COD總量更多。

4 橡膠污水處理工藝中的關注的要點

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

4.1 預處理部分的要點

4.1.1 渦凹氣浮機應用

渦凹氣浮機在預處理階段是其處理的關鍵，因此，在氣浮機前段加入的PAC與PAM-的加入量配比量較為關鍵，可以進行燒杯絮凝試驗來確定，本裝置的藥劑投加量，按照使用藥劑的性質，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，水體的去油率可以到達70%以上。

關于絮凝反應器的攪拌器的功率，可根據(jù)絮凝動力學原理，具體可按以下公式進行調(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)具體需要的反應室來確定，如公式（2），其中Cd 為阻力系數(shù)，一般按具體設備而定，ρ為水體密度，kg/m3， ω為攪拌設備槳葉旋轉角速度。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，會產(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)相關參數(shù)調(diào)整攪拌器的功率。

4.1.2 生化處理應用

預處理后的橡膠裝置污水進行生化處理階段，首先要進入吸附池，吸附池中含有大量的微生物，通過微生物的降解作用，實現(xiàn)對污水中含有的顆粒污染物以及膠體物質進行吸附或者截流，然后污水液體進入第一沉淀池進行二次沉淀。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，進行反硝化反應，降解部分的NH3-N。

4.1.3 COD處理應用

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入生化系統(tǒng)，因此，在進入CBR池之前設立水解酸化池十分關鍵，其主要作用是將有機物的環(huán)狀分子結構打開，為后續(xù)生化提供有利的條件。

因此，大分子轉變?yōu)樾》肿游镔|，橡膠裝置污水的可生化性大幅度提升，B/C達到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COD的處理。

4.2 深度處理應用

深度處理工藝是以多介質生物曝氣濾罐系統(tǒng)為處理核心裝置，通過其功能作用，實現(xiàn)對橡膠裝置污水中殘留的SS以及COD進行進一步處理去除。

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

4.3 污水臭氣處理應用

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，在預沉池、吸附池以及曝氣池。污泥濃縮池等環(huán)節(jié)中，都設置了臭氣管道，將污水臭氣進行收集，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建議

5.1 渦凹氣浮的建議

提高的預處理部分渦凹氣浮的工作能力，增加水體在反應室內(nèi)的停留時間，建議停留時間在5 min以上，此外，反應室底部可以采用底部曝氣的形式改進攪拌形式，防止大顆粒沉淀，可按嚴格控制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的最佳pH值。最大程度地在預處理部分去除對生化系統(tǒng)有害的對叔丁基鄰苯二酚、叔十二碳硫醇等對生化系統(tǒng)有害的油性組分，根據(jù)該裝置的運行經(jīng)驗，當系統(tǒng)內(nèi)的酚類物質低于2 ppm時，對生化系統(tǒng)基本無影響，當水體中酚類物質≥10 ppm后，對后續(xù)的生化系統(tǒng)有嚴重的抑制作用。導致COD去除率大幅度下降。

5.2 生化系統(tǒng)的建議

當生化系統(tǒng)中毒時，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，其要點在于進入生化系統(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，對于生化系統(tǒng)，要嚴格監(jiān)控其微生物群落的生長情況，對異常情況作出適當處理。提高CBR污水處理工藝在橡膠裝置污水處理中的應用水平，對運行工藝進行不斷改進，提升CBR工藝對橡膠污水處理的效率，推動我國石化工業(yè)發(fā)展與進步。

參考文獻

[1]李俊成，董京洲，陳澤新，等.某工程橡膠生產(chǎn)廢水處理工藝改造實踐[J].廣東化工，2018（3）：133-135.

[2]劉發(fā)強，王小雄，張媛，等.催化氧化-混凝沉淀法在 丁苯橡膠廢水處理裝置的應用[J].合成橡膠工業(yè)，2018，v.41（3）：163-166.

[3]張媛，王小雄，劉發(fā)強.乳聚丁苯橡膠含磷廢水處理技術的工業(yè)應用[J].石化技術與應用，2017，35（1）：68-71.

[4]馮敏.現(xiàn)代水處理技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2006.