含氯仿高鹽廢水多種處理方法實(shí)驗(yàn)研究

宋 靖

(福建申馬新材料有限公司，福建 福州 350500)

1 含氯仿高鹽廢水概述

PPTA纖維，即聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維，俗稱對(duì)位芳綸，又稱“芳綸1414”，是一種高性能聚酰胺纖維，最早由美國(guó)杜邦公司于1981年開始批量生產(chǎn)，稱為“凱夫拉(Kevlar)”。我國(guó)目前仍處于技術(shù)研發(fā)與試產(chǎn)階段，規(guī)?；a(chǎn)程度極低?！胺季]1414”生產(chǎn)過(guò)程的廢水，主要有三部分：樹脂生產(chǎn)廢水：是指在樹脂生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，主要工業(yè)污染物有鹽(NaCl、CaCl2)、COD、氨氮，以及少量的氯仿；紡絲生產(chǎn)廢水：含硫酸廢水用熟石灰中和，沉淀物壓濾后的殘液，主要工業(yè)污染物為COD；生活污水：主要污染物為COD、氨氮。

樹脂廢水COD較高，其污染物為NMP(N-甲基吡咯烷酮)較難降解，含有氯仿為生物有害物質(zhì)，高含鹽和氯離子，對(duì)細(xì)菌微生物生存不利，屬于難處理的工業(yè)廢水。實(shí)踐中，考慮不同的處理方法，并嘗試樹脂廢水生化處理再用紡絲廢水稀釋、全廠廢水綜合生化處理、依托市政污水處理廠或者工業(yè)園區(qū)污水處理廠進(jìn)行處理等方式，均有效果。

2 依托市政污水處理廠

市政污水處理廠主體工藝采用卡魯賽爾氧化溝處理工藝，規(guī)模為15萬(wàn) t/d，經(jīng)處理后按《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)排放。

1) 采用槽罐車運(yùn)送，在污水處理廠污水提升泵入口卸車，樹脂廢水40 t/車，卸車時(shí)間為63 min；或者PPTA綜合廢水40 t/車，卸車時(shí)間為14 min，實(shí)驗(yàn)廢水在處理廢水中的加權(quán)貢獻(xiàn)參數(shù)(污水處理量為6 000 t/h)，見表1。

從表1可以看出，將樹脂廢水、PPTA綜合廢水，分別以正常產(chǎn)量的流量比例加入市政污水處理系統(tǒng)中，各類污染物指標(biāo)對(duì)處理水體的加權(quán)貢獻(xiàn)度均不明顯。

表1 樹脂廢水、綜合廢水在處理廢水的加權(quán)貢獻(xiàn)

2) 試驗(yàn)情況：用槽罐車運(yùn)輸樹脂廢水3批次、PPTA綜合廢水3批次，分別從污水處理廠污水提升泵入口加入，跟蹤觀察運(yùn)行系統(tǒng)。在試驗(yàn)過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行沒(méi)有異常變化，出水口數(shù)據(jù)沒(méi)有明顯變化。

3 樹脂廢水生化處理實(shí)驗(yàn)

樹脂廢水生化處理的實(shí)驗(yàn)，先將樹脂廢水進(jìn)行曝氣，除去大部分氯仿后，再采用固定化微生物濾池工藝(AF/BAF工藝)。該生化工藝是在固定化微生物處理工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合生物濾池發(fā)展而成的新工藝，該工藝比表面積大，生物附著力強(qiáng)，掛膜性能好，固定微生物能力強(qiáng)。除去氯仿是避免微生物菌群無(wú)法培養(yǎng)、訓(xùn)化。在載體上接種高效微生物菌種，引用錦綸工廠污水處理污泥，通過(guò)人工篩選、馴化、復(fù)壯的菌群，對(duì)大分子、難降解、毒性大的污染物有較強(qiáng)的降解能力和適應(yīng)性。實(shí)驗(yàn)工藝流程如第211頁(yè)圖1。

圖1 實(shí)驗(yàn)處理工藝流程圖

3.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)過(guò)程分為兩個(gè)階段：

第一階段：將樹脂廢水單獨(dú)曝氣處理出去大部分氯仿后進(jìn)行單獨(dú)實(shí)驗(yàn)，樹脂廢水COD≤3 200 mg/L(檢測(cè)最高值COD為3 126 mg/L)，含鹽量3.8%，其中，氯離子質(zhì)量濃度高達(dá)24 160 mg/L～26 400 mg/L。

第二階段：為樹脂廢水和紡絲廢水混合處理實(shí)驗(yàn)，即實(shí)驗(yàn)裝置前端AF池四級(jí)和BAF前四級(jí)處理溶劑廢水后，將紡絲廢水接入BAF池第五級(jí)與樹脂廢水進(jìn)行混合處理。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.2.1 樹脂廢水單獨(dú)處理COD檢測(cè)數(shù)據(jù)分析

微生物養(yǎng)生結(jié)束后，系統(tǒng)開始進(jìn)樹脂廢水原水進(jìn)行處理實(shí)驗(yàn)，微生物經(jīng)過(guò)10 d的培養(yǎng)馴化后，系統(tǒng)出水穩(wěn)定，然后進(jìn)行樹脂廢水正常處理實(shí)驗(yàn)，連續(xù)檢測(cè)8 d，進(jìn)水COD≤3 126 mg/L，出水COD平均值在647 mg/L，COD負(fù)荷的去除率平均值為78.6%，氨氮負(fù)荷的平均去除率為42.6%，處理取得了顯著的效果。但氯仿去除率僅有12.12%，效果不明顯。

3.2.2 樹脂廢水與紡絲廢水混合處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

樹脂廢水單獨(dú)進(jìn)行處理并穩(wěn)定運(yùn)行檢測(cè)8 d以后，進(jìn)行樹脂廢水與紡絲廢水混合處理實(shí)驗(yàn)，即實(shí)驗(yàn)裝置前端AF池四級(jí)和BAF前四級(jí)處理溶劑廢水后，將紡絲廢水接入BAF池第五級(jí)與樹脂廢水進(jìn)行混合處理，紡絲廢水與樹脂廢水混合比例為2:1，連續(xù)檢測(cè)14 d。結(jié)果顯示，將樹脂廢水生化處理后，再混入紡絲廢水混合處理，出水COD平均值149 mg/L，COD總負(fù)荷去除率平均值為86%，處理取得了顯著的效果，出水可達(dá)國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4 系統(tǒng)綜合處理實(shí)驗(yàn)

將樹脂廢水單獨(dú)處理，或樹脂廢水與紡絲廢水量按1:3的比例，經(jīng)過(guò)綜合調(diào)節(jié)池進(jìn)行調(diào)制和鹽度緩沖，順序抽送到Fe/C池、厭氧生化反應(yīng)器、好氧生化反應(yīng)器、FENTON高級(jí)氧化器。厭氧、好氧生化反應(yīng)器均采用MBBR工藝。中試生化菌群引自污水處理廠活性污泥，規(guī)模為處理樹脂廢水2.4 m3/d，或樹脂廢水與紡絲廢水混合廢水6.0 m3/d，場(chǎng)地3 m×9 m。

4.1 實(shí)驗(yàn)方案

1) MBBR掛膜成功后每天檢測(cè)1次，主要檢測(cè)項(xiàng)有COD、BOD5、氨氮、TN、TP、pH、氯仿、污泥濃度等。實(shí)驗(yàn)第1天～第15天，MBBR池內(nèi)只進(jìn)行曝氣，不進(jìn)水。

2) 第15天測(cè)定MBBR池內(nèi)指標(biāo)達(dá)到COD<200 mg/L，開始1.5 m3/d進(jìn)水，同時(shí)測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)。

3) 第15天～第30天，以0.3 m3/d速度增加水量，直到滿負(fù)荷6 m3/d。

4) 若遇到進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大、異常狀況，停止增加或減少進(jìn)水量，保持COD<100 mg/L。

5) 中試計(jì)劃周期為45 d。

系統(tǒng)綜合處理實(shí)驗(yàn)流程見圖2。

圖2 系統(tǒng)綜合處理實(shí)驗(yàn)流程簡(jiǎn)圖

4.2 實(shí)驗(yàn)進(jìn)程及結(jié)果

1) 實(shí)驗(yàn)進(jìn)程并不順利。初期進(jìn)行樹脂廢水獨(dú)立實(shí)驗(yàn)時(shí)，菌群馴化進(jìn)展緩慢，污泥漂浮，分析數(shù)據(jù)沒(méi)有規(guī)律。表明菌群對(duì)樹脂廢水很難適應(yīng)，菌群非常脆弱。

2) 后采取樹脂廢水與紡絲廢水按1:3的比例進(jìn)行試驗(yàn)，進(jìn)展較為順利。得到穩(wěn)定的數(shù)據(jù)后，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，歷時(shí)62 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用污水處理廠活性污泥馴化菌群，經(jīng)Fe/C微電解、厭氧、好氧生化反應(yīng)后，再通過(guò)FENTON高級(jí)氧化，可以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

5 依托工業(yè)園區(qū)污水處理廠

位于某工業(yè)園區(qū)的PPTA放大裝置，所產(chǎn)廢水總量約為30 m3/h，不同之處在于，廢水中COD值很高，但氯仿含量極低，數(shù)據(jù)見第217頁(yè)表2。

表2 廢水綜合指標(biāo)表

園區(qū)要求企業(yè)污水自行處理后，達(dá)到COD≤400 mg/L、ρ(氨氮)≤45 mg/L時(shí)引入園區(qū)污水處理廠深度處理，達(dá)標(biāo)后深海排放。

企業(yè)采用氧化溝工藝處理廠內(nèi)污水。氧化溝分為兩道，并列布置，單道尺寸(L×W×H)為36.0 m×12.0 m×4.5 m，采用曝氣盤直道曝氣，每池輔助4臺(tái)液下攪拌推流器。每臺(tái)氧化溝有效容積為

1 944 m3，水力停留時(shí)間為78 h。預(yù)處理后，出水指標(biāo)基本滿足納管外排園區(qū)污水處理廠的要求。

園區(qū)污水處理廠采用A2/O生化處理(厭氧-缺氧-好氧生物除磷脫氮)工藝，規(guī)模為25萬(wàn) m3/d,進(jìn)水指標(biāo)COD≤500 mg/L、ρ(氨氮)≤45 mg/L、ρ(TN)≤50 mg/L。經(jīng)一級(jí)處理后設(shè)計(jì)出水指標(biāo)為COD<350 mg/L、ρ(TN)<45 mg/L、ρ(TP)<7 mg/L。經(jīng)過(guò)二級(jí)處理，出水指標(biāo)為COD<100 mg/L、ρ(氨氮)<2 mg/L、ρ(TP)<1 mg/L。

6 結(jié)語(yǔ)

目前進(jìn)行對(duì)位芳綸研發(fā)的機(jī)構(gòu)，普遍存在系統(tǒng)不穩(wěn)、廢水水質(zhì)變化大的情況，控制難于處理的污染物排放是關(guān)注重點(diǎn)?？梢杂胁煌奶幹梅绞胶吞幚砉に嚲梢詫?shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。企業(yè)是自行建設(shè)污水處理廠站進(jìn)行處理，還是依托市政污水處理廠，或者是企業(yè)預(yù)處理后，納管進(jìn)入工業(yè)園區(qū)深度處理，需要看當(dāng)?shù)氐恼咭约百Y源狀況，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，合理決策。