申请日2012.12.13
公开(公告)日2014.06.18
IPC分类号C02F103/30; C02F9/14
摘要
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种粘胶纤维生产废水处理方法。粘胶纤维的生产过程中产生大量的酸、碱废水，其直接排放将造成严重的水污染和大量纤维资源的流失浪费。本发明提出在常规的“物化+生化”处理工艺的基础上增添“浅层气浮+铁屑过滤”处理工艺的一种粘胶纤维生产废水的处理方法。本发明的实施将获得有益效果为：资源得以再利用，粘胶纤维生产废水中的纤维素被回收;固定投资减小，生产成本减少，处理后的水质能稳定地达到国家一级排放标准。
权利要求书
1.一种粘胶纤维生产废水的处理方法，其主要工艺流程为：
吹脱反应工序→浅层气浮工序→铁屑过滤工序→混合反应工序→生物处理工序。
2.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维生产废水的处理方法，其特征在于：所述的吹脱反应工序中的粘胶纤维生产中产生的酸性和碱性废水按配比混合至pH=2～3后进入吹脱反应池，酸析出大量呈悬浮状的粘胶纤维素，大部分H2S、CS2等成分也得以吹脱去除。
3.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维生产废水 的处理方法，其特征在于：经吹脱反应工序处理后的原水从气浮池中心的旋转进水管进水，通过旋转布水管布水，布水管的移动速度和进水流速相同，气浮装置的池深一般不超过650 mm，进水停留3～5min，悬浮物的去除效率可达85%以上。
4.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维生产废水的处理方法，其特征在于：所述的铁屑过滤工序：气浮池出水经铁屑过滤产生了氧化还原和电附集作用，废水中的主要污染物发生了断链脱锌反应，废水的pH=5～6。
5.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维生产废水的处理方法，其特征在于：所述的混合反应工序：铁屑过滤塔出水进入曲颈槽与电石乳液或石灰乳充分混合反应，然后进入初沉池沉淀，通过pH值自动控制系统控制电石乳液或石灰乳的投入量，反应pH值控制在8～8.5，此时废水中的Zn2+被彻底沉淀去除，废水中的绝大部分Fe2+也得到沉淀去除。
6.根据权利要求1所述的一种粘胶纤维生产废水的处理方法，其特征在于：所述的生物处理工序：混合反应工序处理后的废水经初沉后的出水进入好氧池进行生物处理，废水中残余的COD、BOD5进一步的降解去除，出水再经二沉池沉淀后达标排放。
说明书
一种粘胶纤维生产废水的处理方法
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种粘胶纤维生产废水处理方法。
背景技术
随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。粘胶纤维产量占化纤总产量的1/3左右，我国粘胶纤维年产达几十万吨，是主要的化纤品种。粘胶纤维的生产过程中产生大量的酸、碱废水，其直接排放将造成严重的水污染和大量纤维资源的流失浪费。
粘胶纤维生产废水主要包括酸性和碱性废水两大类，其中酸性废水主要来源于纺丝车间和酸站，包括塑化浴溢流水、洗纺丝机水、酸站过滤器洗涤水、洗丝水和后处理酸洗水等;碱性废水主要来源于碱站排水、原液车间废水胶槽及设备洗涤水、滤布洗涤水、换喷丝头时的带出水和后处理的脱硫废水等。
目前，国内粘胶纤维生产过程中产生的酸性废水和碱性废水采用常规的物化+生化处理工艺。
物化处理：粘胶纤维生产过程中产生的酸性废水和碱性废水经混合中和、曝气吹脱硫化物、加石灰乳除锌和沉淀澄清。由于粘胶纤维生产混合废水的酸性很强且富含锌盐和硫化物，治理难度较大。该处理方法存在下列问题：
1、废水经混合后酸性仍较强(pH=2～3)，此时原废水中的粘胶纤维素大量地被酸析出来，而纤维素体积质量小，以常规的沉淀方式难以彻底去除，从而影响出水水质，造成COD超标和资源的流失浪费;
2、该工艺主要通过曝气吹脱方式去除硫化物(如H2S、CS2等)，但受到诸多因素的影响，吹脱效率不是很高，出水常会出现S2-超标的现象;
3、在加石灰乳除锌的沉淀过程中，由于其沉淀反应的最佳pH值范围较窄(pH=8～9)，反应条件难于控制，加上人工投药，出水常出现Zn2+超标的现象;
4、由于混合废水的pH值较低，要达到后续的沉淀反应条件需投加大量的石灰乳液，这一则增加了运行费用，二则产生的大量石灰渣增加了后续沉淀池的负荷，从而也增加了整个治理过程中的污泥处理量和处置难度。
生化处理：在物化处理的基础上再加活性污泥二级生化处理工艺。粘胶纤维生产废水经物化处理后，一些主要污染物(如COD、SO2-4、Zn2+和硫化物等)有相当一部分被去除，再经后续的活性污泥二级生化处理，使得废水中BOD5、COD等得以进一步去除，正常运行时出水可达国家一级排放标准。但仍存在如下问题：
1、由于仅是在物化处理的基础上增加了一道活性污泥生化处理工艺，故原物化处理过程中的一些问题(如资源的流失浪费、运行费用高、泥量大)仍然存在;
2、由于前面物化处理过程的自动化控制程度不高，运行效果不稳定，使得一级处理后的出水时常出现SO2-4、Zn2+超标的现象，而通常当SO2-4>1000mg/L或Zn2+>20mg/L时，微生物的生长会受到明显抑制，这大大影响了后续生化处理的效率;
3、由于前面物化处理过程对COD的去除效率不高，使得废水中酸析出的大量轻质纤维素进入后续的活性污泥生化处理时，污染负荷较大，活性污泥质量不高，需要较长的停留时间(5.7～9.5 h)，这使整个基建投资和运行成本较高，占地面积也较大。
2005年2月23日国家知识产权局公开一种棉浆粕黑液水、粘胶纤维生产废水综合处理方法(公开号：1583608)，将棉浆粕黑液水经锅炉文丘里—水膜除尘器与锅炉烟气充分接触后进入尘灰池，沉淀后进入酸化调节池内,并向池内通入粘胶纤维生产过程中产生的pH≤2的二浴槽溢流水进行酸化，控制pH值至5.5-7.5，然后向酸化后的废水中先后加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺进行絮凝反应,絮凝反应后进入二次沉淀池沉淀,固液分离后利用活性污泥法进行好氧生化处理。该技术方案只介绍了一种对粘胶纤维生产过程中产生的酸液的处理方法，而未实现对碱性废水的处理。
发明内容
本发明为解决上述粘胶纤维生产废水治理方法中存在的一些不足，提出在常规的“物化+生化”处理工艺的基础上增添“浅层气浮+铁屑过滤” 处理工艺的一种粘胶纤维生产废水的处理方法。其技术方案按下述工艺步骤实现：
一种粘胶纤维生产废水的处理方法，包括现有的物化处理、生化处理工序，还包括浅层气浮处理和铁屑过滤处理工序。其主要工艺流程为：
吹脱反应工序→浅层气浮工序→铁屑过滤工序→混合反应工序→生物处理工序。
所述吹脱反应工序中的粘胶纤维生产中产生的酸性和碱性废水按配比混合至pH=2～3后进入吹脱反应池，酸析出大量呈悬浮状的粘胶纤维素，大部分H2S、CS2等成分也得以吹脱去除。
所述的浅层气浮工序：经吹脱反应工序处理后的原水从气浮池中心的旋转进水管进水，通过旋转布水管布水，布水管的移动速度和进水流速相同，气浮装置的池深一般不超过650 mm。进水停留3～5min，悬浮物的去除效率可达85%以上。
这样就产生了“零速度”，在这种状态下进水不会对池水产生扰动，使得颗粒的悬浮和沉降都在一相对静止的状态下进行。依据“零速理论”和“浅池理论”，使得该装置的进水停留时间短，表面负荷高，悬浮物的去除效率可达85%以上。大量纤维素得以较为彻底的去除并回收，这既降低了后续处理的污染负荷，也实现了粘胶纤维素的资源回收。
所述的铁屑过滤工序：气浮池出水经铁屑过滤产生了氧化还原和电附集作用，废水中的主要污染物发生了断链脱锌反应，利于后续处理对Zn2+的彻底沉淀去除，废水的pH值和可生化性均得到了提高(pH=5～6)，大大减少了后续中和沉淀的投碱量和污泥产量，也有利于生化处理过程。与此同时，该过程产生的大量Fe2+既可兼作絮凝剂，使后续沉淀过程中不必外加絮凝剂，又可使废水中残留的S2-以FeS沉淀的方式得以彻底去除。
所述的混合反应工序：铁屑过滤塔出水进入曲颈槽与电石乳液或石灰乳充分混合反应，然后进入初沉池沉淀。通过pH值自动控制系统控制电石乳液或石灰乳的投入量，反应pH值控制在8～8.5，此时废水中的Zn2+被彻底沉淀去除，废水中的绝大部分Fe2+也得到沉淀去除。
经铁屑塔处理后的废水，经0.5～1.0h即可完全沉淀;另外，出水中含有的极少量Fe2+，它是生物氧化酶的重要组成部分，同时在Fe2+→←Fe3+的过程中，电子传递对生化反应有刺激作用，从而使生化反应速度有所提高。
所述的生物处理工序：混合反应工序处理后的废水经初沉后的出水进入好氧池进行生物处理，由于废水的可生化性得到了提高，使废水中残余的COD、BOD5能在很短时间内得到进一步的降解去除，出水再经二沉池沉淀后达标排放。
本发明的实施将获得有益效果为：资源得以再利用，粘胶纤维生产废水中的纤维素被回收;固定投资减小，利用浅层气浮和铁屑过滤的特点和优势，使工程投资和占地面积较常规方法均能节省1/3;生产成本减少，电石乳废液代替石灰乳使投加量大为减少，费用节省近2/3;处理后的水质能稳定地达到国家一级排放标准。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施过程作进一步描述。
取粘胶纤维生产废水，其水质情况如下：
粘胶纤维生产废水水质成分
按下列工序步骤实施：
1、吹脱反应工序中的粘胶纤维生产中产生的酸性和碱性废水按1∶2.5配比混合至pH=2.9后的混合废水进入吹脱反应池，酸析出大量呈悬浮状的粘胶纤维素，大部分H2S、CS2等成分也得以吹脱去除。
2、浅层气浮工序：经吹脱反应工序处理后的原水从气浮池中心的旋转进水管进水，通过旋转布水管布水，布水管的移动速度和进水流速相同，气浮装置的池深一般不超过650 mm。进水停留3～5min，悬浮物的去除效率可达85%以上。大量纤维素得以较为彻底的去除并回收，这既降低了后续处理的污染负荷，也实现了粘胶纤维素的资源回收。
3、铁屑过滤工序：气浮池出水经铁屑过滤产生了氧化还原和电附集作用，废水中的主要污染物发生了断链脱锌反应，反应产生的Fe2+既可兼作絮凝剂，使后续沉淀过程中不必外加絮凝剂，又可使废水中残留的S2-以FeS沉淀的方式得以去除。
4、混合反应工序：铁屑过滤塔出水进入曲颈槽与电石乳液充分混合反应，然后进入初沉池沉淀。通过pH值自动控制系统控制电石乳液的投入量，反应pH值控制在8～8.5，此时废水中的Zn2+被彻底沉淀去除，废水中的绝大部分Fe2+也得到沉淀去除。
5、生物处理工序：混合反应工序处理后的废水经初沉后的出水进入好氧池进行生物处理，由于废水的可生化性得到了提高，使废水中残余的COD、BOD5能在很短时间内得到进一步的降解去除，出水再经二沉池沉淀后的二沉出水达标排放。
混合水与二沉出水的水质对比
