醋酸纤维废水处理工艺研究和改进 64页

'华东理工大学硕士学位论文醋酸纤维废水处理工艺研究和改进姓名：严建申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：周国光;沈琳20080201 华东理工大学工程硕士学位论文第1页醋酸纤维废水处理工艺研究和改进摘要为了改进醋酸纤维废水处理工艺，首先分析了各种醋纤废水主要的化学组成，由此进一步掌握了醋纤废水的有关特点。通过醋片废水粗滤实验、物理沉淀实验、化学混凝实验、加压溶气气浮实验、降温实验和去除硫酸根的实验，研究了醋片废水预处理的各种工艺途径。根据实验结果，为醋片废水的预处理提出了可行的工艺流程和有关工艺设计参数。通过醋纤废水在实验室生化处理的小试实验，研究了进水COD。，和曝气池温度对COD。，去除率的影响关系；在实验室生化处理小试实验的基础上，又在南纤公司废水处理进行了生化处理的中试试验，进一步研究了曝气池停留时间对CoD。，去除率的影响关系，从而确定了醋纤废水在生化处理过程中曝气池的停留时间，并最终为南纤公司四期废水处理装置的设计提出了工艺流程图和有关工艺设计参数。关键词：醋酸纤维废水处理；醋片废水预处理；停留时间；四期废水处理工艺流程图 第1I页华东理工大学工程硕士学位论文stⅡdi馏andImp州emen缸on恤ePm嘲sofC枷ulo∞Mbe礴’Abs晌ctIIlordert0improVetlleprocessofCelluloseFibers’W破ewater协；annent(CFWT)，wefirst锄alysedthechemicalcompositionsofCelluloseFibefs’W酞tewater(CFW)So弱t0蒯izeV撕ouScharaCteriSticsofCFW．W-eresearchedontheVariouSproces∞sofCellulo∞AcetateFlal(es’W瓠teⅥ，ater(CAF、)l，)p形h．eann朗tbyCAFWexp甜m锄tsoffiln铽ion，physicaldeposition，chemicalflocculation，dissolVed—airnoatation，reducingtempe硼Jre，desulf-ate．Accordingtotlleresultofexp甜mentS，weputfonⅣardtllefe弱ibleprocesschan锄dmerelation砌parameterSofprocessdesignforCAFWprem：咖ent．Wbresearchedonmein玎uenceoftlleinnuentCODcr锄dtlletemperatu佗ofaemtedt锄konr锄oVale伍ciencyofCODcrbyt11ebench-scaleeXp耐memCFWbiochemicm骶atrnentinlab．()Ilthef．0undationoft11ebench-scaleexpe—mentCFWbiochemicaJ仃ea舡Ileminlab，wealsoca币edouttllepilot-scaleexp耐mentCFWbiochemical仃eatITlentiIlCFWTofNantongCelluloseFibersCo．Ltd．(NCFC)，锄d6Jrtherre∞archedont11einfluenceoftheHy删icI沁t明tionTimein扯ratedta】【ll【(HI盯)0n廿1eremoVale伍ciencyofCODcr．SoHI汀isdecided．FiIlally’weputf．0rwardmeprocesscl脚t趾dtherelatioIlalp娥吼eterofprocessdesi印forNCFCphaseⅣCFWT．K呵words：celluloSefibers’咧ewater仃eannent(CFWr)；CAFWpre骶a廿nent；HI汀；tllcclⅢofphaSeⅣw嬲tewater讯Iatmellt 华东理工大学工程硕士学位论文第V页英文字母BOD5CODcrHRTMLSSPACPFSpHRSRBSSTDS主要符号说明五日生化需氧量化学需氧量水力停留时间曝气池混合液污泥浓度聚合氯化铝聚合硫酸铁酸度污泥回流比硫酸还原菌悬浮物总溶解固体 作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。⋯一：他谚年弓月fD日 华东理工大学工程硕士学位论文第1页第1章前言1．1南通醋酸纤维有限公司及其产品介绍江苏省南通醋酸纤维有限公司(以下简称南纤公司)是由国家烟草专卖局所属的中国烟草总公司和美国塞拉尼斯(Celanese)公司于1987年合资兴建的一家中外合资企业，主要生产烟用二醋酸纤维素(以下简称醋片)及其丝束产品。用二醋酸纤维素丝束制成的香烟过滤嘴无毒、吸阻小、热稳定性、吸附性能突出，可去除香烟中55％～6096的尼古丁和焦油含量，并可选择性去除酚类等有害物质，保持烟草中的香味。目前世界上9096以上的香烟过滤嘴采用醋酸纤维丝束制造。南纤公司经过一、二、三、四期工程的建设，目前醋片产量为12万吨／年，丝束产量为6．5万吨／年，生产的醋片产品除满足本公司制造丝束产品外，还供应昆明醋酸纤维有限公司和珠海醋酸纤维有限公司生产丝束产品，南纤公司现有醋酸纤维产品的生产能力和规模己为世界第三名，烟用醋酸纤维素及其丝束产品的生产流程见图1．1。废水图1．1烟用醋酸纤维素及其丝束产品的生产流程Fig．1．1Flowchanof∞etateflal(esaIldcellulo∞fiberSfortobacco1．2南纤公司废水处理主要工艺流程、主要工艺装置和处理后废水排放标准1．2．1南纤公司废水处理主要工艺流程南纤公司废水处理装置所处理的醋酸纤维废水(以下简称醋纤废水)主要包括：(1)醋片废水(来自于醋片生产过程)；(2)丝束废水(来自于丝束生产过程)；(3)化水废水(来自于除盐水生产过程)；(3)生活废水(来自于全公司生活废水)；(4)循环水排污水(来自 第2页华东理工大学工程硕士学位论文于循环水系统)；(5)脱硫废水(来自于热电生产的烟气脱硫废水)，废水处理9096的CoD。负荷来自于醋片废水，醋纤废水处理的主要工艺流程见图1．2。图1．2醋纤废水处理的主要工艺流程Fig．1．2Prima叮flowchanofcellulo∞fibers’w棚at盯h℃a劬ent1．2．2南纤公司废水处理主要工艺装置南纤公司废水处理主要工艺装置——曝气池为好氧生物接触氧化池，在生物接触氧化池内安装组合填料，组合填料由塑料盘、醛化纤维和尼龙绳组成，活性污泥就生长在塑料盘和醛化纤维上。南纤公司废水处理装置于92年二期工程建设时开始配套主体工程上马，后来又经过三、四期工程扩建和改进建设，目前设计处理能力已达10000Ⅲ3／d。1．2．3南纤公司废水处理装置处理后废水排放标准南纤公司废水处理装置处理后废水排放标准执行国家三级排放标准，即C呱≤500IIlg／L，BOD。≤300mg几，SS≤400mg／L，6≤pH≤9，处理后废水进入南通市污水处理厂进一步处理，再排放至长江。1．3课题研究的目的和意义南纤公司废水处理装置经过二、三期工程建设已经具有一定规模，处理效果也基本能满足当时的生产和环保要求。但是，随着南纤公司生产的进一步发展和国家环境保护要求的不断提高，在二期工程醋纤废水处理装置基础上改扩建而成的三期醋纤废水处理装置也存在一些明显缺陷，使其难以满足越来越高的环保要求，同时南纤公司荣获了“国家环境友好企业”的称号，对自己提出了更高的环保要求和目标，因此南纤公司需要在四期废水处理建设过程中对原有装置加以改进，以确保四期醋纤废水处理装置能够满足生产要求，并有一定超前性，三期工程醋纤废水处理装置主要存在的问题如下：(1)、废水在曝气池的停留时间过长，目前达66小时，造成能耗较大；(2)、曝气池温度过高，在夏季时曝气池最高温度达49℃，曝气池温度过高导致处理效果下降，这也是能耗高的主要原因之一；(3)、醋片废水的CoD。，浓度波动较大，且SS较高，对废水处理的稳定运行影响较大；(4)、废水处理系统的抗冲击负荷能力差，有时出水接近或甚至超过排放标准； 华东理工大学工程硕士学位论文第3页南纤公司废水处理四期工程的建设主要是在利用三期工程废水处理装置的基础上，进行相应的扩建和改进，以满足南纤公司四期工程生产扩建后(醋片和丝束产量均翻一番)醋纤废水处理的需要。三期工程建设的废水处理装置设计处理能力为7364m3／d，进水COD。浓度为1320mg／L，而四期工程废水处理装置建设的设计处理水量为10000m3／d，进水CoD。，浓度最高为2500mg／L，处理后废水排放仍执行国家三级排放标准。本次研究课题就是针对现有三期工程醋纤废水处理装置存在的问题，通过对醋纤废水处理的试验和研究，为四期工程废水处理扩建设计提供最佳工艺流程和有关设计参数，以确保四期工程废水处理建成后能够顺利投产。本课题研究主要为四期醋纤废水处理装置的建设解决以下问题：l、为四期工程废水处理装置设计提供工艺流程图；2、确定四期工程废水处理装置废水在曝气池的停留时间；3、确定四期工程醋片废水预处理方式和有关工艺参数；4、确定四期工程醋片废水的冷却方式等等。1．4课题研究的主要内容和方法一般工业废水的处理工艺流程，可参照相同或相似废水的处理工艺流程而确定，南纤公司醋片和丝束的生产工艺、技术和关键设备均为从美国引进，但该类型醋纤废水处理的有关工艺技术美方不提供技术支持，而目前国内醋片生产装置仅在南纤拥有，因此在中国无醋纤废水处理成功的范例可以供南纤进行借鉴，而现有的二、三期醋纤废水处理装置存在一些明显问题，因此为了科学地确定四期醋纤废水处理装置的工艺流程和有关工艺参数，必须通过有关试验、研究和论证。本课题研究的主要内容是醋片废水预处理的各种方法和有关工艺，醋纤废水生化处理实验室小试试验和现场中试试验的工艺影响因素等等。本课题研究的主要方法是醋片废水采用物理法和化学法进行预处理，以确定醋片废水预处理方法、化学絮凝剂投加量和废水降温方法等；醋纤废水生化处理采用实验室生化试验小试装置和现场生化试验中试装置，从而确定醋纤废水在生化处理曝气池的停留时间等重要工艺参数。 第4页华东理工大学工程硕士学位论文第2章文献综述2．1工业废水预处理的工艺技术研究进展邹家庆n1、陈坚乜1、赵由才D’等人认为，现代废水处理方法按作用原理，可分为物理法、化学法、物理化学法和生化法四大类；按处理程度，又可分为一级、二级和三级处理。一级处理的任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体与呈分层或乳化状态的油类污染物，一级处理又属于预处理；二级处理的任务是大幅度地去除废水中呈胶体和溶解状态的有机物，一般工业废水经过二级处理后，已可达到排放标准。三级处理的任务是进一步去除前二级未能去除的污染物。目前工业废水的预处理工艺技术越来越受到人们的高度重视，预处理的目的主要是：①减少后段处理和深度处理的负荷；②延长装置的寿命，减少药剂的消耗；③降低总的处理成本和费用H1，从而为后道生化处理的稳定性打下基础。废水处理预处理属于一级处理的范围，国、内外废水处理预处理的工艺和方法很多，主要有下列：2．1．1水量和水质调节从工业企业和居民区排出的废水，其水量和水质都是随时间而变化的，工业废水的变化幅度一般比城市污水大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对废水的水量和水质进行调节。调节水量和水质的构筑物称为调节池聆1。废水处理一般设调节池和高浓度贮存池(在南纤公司称之为事故池)调节水量和水质。耿土锁哺1在研究某大型造纸厂废水处理工艺时认为，由于造纸生产工艺各个工段排放的废水水量和CODc，浓度相差很大，设置生物酸化池作为调节池，且废水在生物酸化池的停留时间很长(水力停留时间约为20h)，对生产废水具有良好的调节作用，其可以等同于调节池，以确保后续处理单元运行稳定。另外，在生物酸化池内废水的流速很小，便于废水中悬浮物的沉淀，也可取代初沉池。经过生物酸化池处理的出水，再进入活性污泥曝气池进行生物氧化处理。由于废水经调节后性质稳定，确保了活性污泥曝气池的稳定，不易产生污泥膨胀与流失等不良运行情况。结果表明：生物酸化池单元不但能够降低废水的COD。，负荷，提高度水的可生化性．还能通过较长的水力停留时间有效地调节水量与水质，从而保证了二级生物氧化处理的稳定与高效运行。韦帮森盯1等人在研究苏北某制革厂污水处理时，根据制革工业废水污染物浓度高，水质及水量多变的特点，从企业的实际出发，结合当地的条件，采用调节一混凝沉淀一生物接触氧化工艺路线处理制革生产综合废水。该工程运行表明：在进水CO瞻和SS平均浓度分别为1800mg／L和1200mg／L的情况下，出水的COD。，和SS平均浓度分别为293mg／L和185IIlg／L，废水处理效果较好，在国内中、小型制革企业的废水治理上具有代表性，有推广价值。2．1．2筛滤 华东理工大学工程硕士学位论文第5页筛滤是去除废水中粗大的悬浮物和杂物，以保护后续处理设施能正常运行的一种预处理方法。筛滤设备主要有格栅和筛网。格栅去除的是那些可能堵塞水泵机组及管道阀门的较大的悬浮物，而筛网去除的是用格栅难以去除的呈悬浮状的细小纤维。耿土锁阳1在研究丝绸废水处理工艺时认为，丝绸废水中有一定浓度的悬浮物，主要为丝绸纤维和化学纤维类污染物等。如果任其进入废水生物处理单元，将既增加生化处理单元的负荷和降低处理效果，还造成了浪费。因为短纤维是造纸的理想原料，应该加以回收。为此，在废水预处理阶段设置了筛滤机，通过物理法去除和回收了大量短纤维，该筛滤机对丝绸废水的COD。和SS去除率分别为13％和40～57％，取得了较好效果，2．1．3中和许多工业废水具有酸性或碱性物质，因而排放到受纳水体或在化学生物处理之前，必须进行中和处理。废水生化处理实践经验表明，为保证最佳微生物活性，废水生化系统pH应保持在6．0～9．O之间较为适宜一3。2．1．4沉淀u叫根据水中悬浮物的密度、浓度及凝聚性，沉淀过程可分为四种类型。2．1．4．1自由沉淀颗粒呈离散状态，互不干扰，其形状、大小、密度等均不改变，沉淀速度恒定，悬浮物浓度不高且无絮凝性时常发生这类沉淀。自由沉淀速度可用下式计算：(2—1)式中：p——液体密度；ps-颗粒密度；u——自由沉淀速度；d——颗粒直径；入——阻力系数；r重力加速度；由上式可知，颗粒直径和密度愈大，颗粒沉降速度则愈大。2．1．4．2絮凝沉淀当水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性时，在沉淀过程中颗粒互相凝聚，其粒径和质量增大。2．1．4．3成层沉淀当悬浮物浓度较高，颗粒下层受到周围其它颗粒的互相干扰、互相牵扯形成层状物整体沉淀，在颗粒层与澄清水层之间存在明显的界面，沉降速度就是界面下降的速度。2．1．4．4压缩沉淀当悬浮物浓度很高，颗粒互相接触和互相支撑时，在上层颗粒的重力作用下，下层颗粒的水被挤出，颗粒被压缩。由于实际废水中悬浮物组成十分复杂，颗粒粒径不均匀，密度和形状各异，因此不能用上述理论公式准确计算沉淀速度和沉淀效率，常常需要做沉淀试验。2．1．5混凝技术 第6页华东理工大学工程硕士学位论文混凝可用于从废水中去除悬浮态或胶态物质。胶体的粒径在1纳米至100纳米之间，这些物质在静止时不能沉降下来，因而用传统的物理方法无法予以去除。只能通过投加混凝剂，使它们聚合变成较大颗粒后，才能在较短时间内沉淀得到去除。在混凝处理中选择合适的混凝剂至关需要。常用的混凝剂可分为①天然混凝剂，如淀粉、树胶等；②无机混凝剂，如铝盐、铁盐等；③有机高分子混凝剂，如聚丙烯酰胺、聚季胺盐等。对于混凝的作用机理，包括：1)压缩双电层。在废水中加入电解质作为混凝剂，可改变胶体离子的表面电势，或改变分解介质中电解质的浓度与价态，以影响胶体间的排斥位能、压缩双电层，能增加颗粒间的吸引力，使颗粒聚集而沉降。2)吸附电中和。胶体表面对异性离子、异性胶粒或链状离子带异性电荷的部位有强烈的吸附作用，这种吸附作用中和了部分电荷，减少了静电斥力，使颗粒聚集而沉降。3)吸附架桥。胶体溶剂对高分子物质具有强烈的吸附作用，高分子两端通过静电引力，范德华力、氢键、配位键等，共同吸附胶体粒子，结合成絮状体，使颗粒聚集而沉降。4)沉淀物网捕。体系中存在金属氢氧化物沉淀或金属碳酸盐沉淀时，水中胶体会被沉淀物网捕而沉淀。在废水的混凝沉淀处理中，影响废水混凝效果的因素很多：①废水pH值；②废水温度；③混凝药剂种类和投加量；④搅拌n¨。目前混凝技术在废水处理方面的应用越来越受到研究和关注。沈连峰n明等人在采用生物接触法处理淀粉废水时，采用混凝沉淀等预处理方法时，不仅提高了废水的可生化性，而且还降低了废水的CoD。，浓度，减轻了后续生化处理的负荷，仅通过物化预处理，对淀粉废水的CoD。，浓度去除率就达到59．8％。方明晖n33等人对活性染料废水的混凝处理研究时，该废水仅采用混凝处理后，CO瞻去除率就达到8096以上。谭磊n钔等人在采用混凝沉淀处理造纸废水试验研究时，投加PAC和PAM对废水的COD。，去除率可达到75％，同时对色度的去除率达到92．1％，对SS的去除率达到95．3％。陈素平n副用硫酸铝和PAM混合絮凝处理印染废水时，在适宜条件下印染废水CO吣去除率可达到92．4％，脱色率达92．7％，处理后废水可达标排放。D．Georgioun61等人，在用石灰和硫酸铁对棉纺织废水进行预处理时，废水的色度、CODc，去除率分别达到70～90％、50～60％。李昂n刀等人，在含硫酸盐高浓度有机废水浸泡铁刨花静态试验的基础上，进行了“铁床”处理高浓度糖厂生产废水的动态试验。通过稳定工况之后，“铁床’’COD。浓度平均下降了41．3％，Sq争平均下降了56．2％，这有利于后续厌氧生物处理，并达到以废治废的目的。因此，废水通过预处理，不但可以减少废水中的悬浮物等杂质，而且还可以在一定程度上降低废水的CoD。浓度，并对后续生化处理的稳定运行十分有利。2．1．6除硫酸根国、内外去除硫酸根主要采用的工艺方法为化学法和生物法。目前对化学法研究的 华东理工大学工程硕士学位论文第7页文献报导较少，而对厌氧生物法去除硫酸根研究的文献报导很多。2．1．6．1化学法可使用氯化钡、碳酸钡、氯化钙和氢氧化钙等化学药剂，将硫酸根以沉淀的形式除去。虽然该种方法设备投资少，操作也较方便，但会引入钡等对人体有害的物质和产生大量的沉淀物，从而导致了二次污染，故在废水处理过程中一般不轻易采用该处理工艺。IsikKabdaslin即等人认为，化学法是采用沉淀剂使硫酸盐与之生成不溶性沉淀物而除去。沉淀剂主要是氢氧化钙、钙盐、钡盐和铅盐。Ca(oH)2、CaCl2对S0。2一的去除率不高，一般都在3096以下，而BaCl2、Pb(N03)2沉淀法对S042一的去除率较高，但这些物质均有毒性，且价格昂贵，在无确实需要外，通常是排除在废水除S04}工艺之外。2．1．6．2生物法生物法去除硫酸根从严格意义上划分，该方法不属于废水预处理的范围。生物法主要是通过厌氧生物处理在去除COD。，的同时去除硫酸根，对此国、内外研究很多。ElkeGenschown钔等人认为，废水中硫酸盐的去除方法比较多的是采用厌氧生化处理法和化学处理法，其中厌氧生物处理法是在厌氧条件下利用硫酸盐还原菌(如磺弧菌等)的作用，使硫酸盐还原成硫化氢，最后除去硫化氢。由于在一般情况下，废水中的硫酸还原菌的数量不是很多，因此硫酸盐的去除效率比较低，所需的时间也很长。Lens，P．N．L．啪1等人，在处理高硫酸盐废水研究时，控制CoD。，／S042一在0．67以上，用SRB细菌基本可以全部去除废水中的全部硫酸根离子。赵毅乜¨等人，在采用硫酸盐还原一硫化物生物氧化一产甲烷一接触氧化工艺处理青霉素废水时，当系统进水CoD。，浓度为4500～5000Ing／L，S042。为1500～1600IIlg几时，系统出水COD。，为310～348mg／L，COD。，平均去除率为93．2％，而S042一平均去除率为91．2％。柴立元∞1等人，对城市生活污水厂的好氧活性污泥进行厌氧改性，利用改性后的厌氧污泥对高浓度硫酸盐废水进行处理，并考察不同有机碳源、体系初始pH值、接种污泥质量、起始硫酸根质量浓度、初始CoD。，／S042。、亚铁离子及通N：方式等因素对厌氧污泥还原硫酸根能力的影响。间歇式试验结果表明：在以乳酸钠为有机碳源，pH值为7，接种污泥质量为209，初始硫酸根质量浓度为39／L，COD。，／SO。}之比为1．45，不加亚铁离子及通入N：的条件下，硫酸根的去除率最高；在间歇式试验最优条件进行半连续试验，硫酸根去除率均大于9096。2．1．7气浮气浮法是利用高度分散的微小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其视密度小于水而上浮到水面实现固液或液液分离的过程。自20世纪70年代以来．气浮技术在水处理领域颇受国内外学者的关注并得以迅速发展，目前己较广泛地应用于给水，尤其是对低温、低浊、富藻水体的净化处理以及城市生活污水和各种工业废水处理。气浮与一般沉淀、澄清相比，具有以下特点幢引：①由于它是依靠无数气泡去粘附絮粒，因此，对凝聚的要求可适当降低。一般情况下，能节约混凝剂量及减少反应时间；②单位面积的产水量高，且可缩短清水与泥渣的分离时间，使池子容积及占地面积减少， 第8页华东理工大学工程硕士学位论文造价降低；③处理后的出水水质有较大幅度的提高，有利于后续处理；④排泥方便，耗水量小；泥渣含水率低，为泥渣进一步浓缩处理提供了有利条件；⑤池深较浅，池体构造简单，可随时开、停，而不影响出水水质，管理方便；⑥日常运转的电耗较大；⑦需要一套供气、溶气和释气设备。魏有权嘲1等人为了降低土霉素废水生化处理难度，并对土霉素废水进行资源化利用，对土霉素废水进行化学气浮预处理试验。采用O．029／L喹啉和0．0019／L磷酸三丁酯复合药剂、充气量0．3m3／h、pH6～9、充气孔径10～咖、气浮时间10min，使土霉素的去除率达到96％。结论表明，化学气浮法可有效去除废水中的土霉素，使处理后废水易于生化处理达标排放，并可回用药剂。江红光心朝等人采用高效浅层气浮技术，在处理造纸废水的实际应用中，进水COD。，浓度为1000～2000mg／L，SS为1000～1700mg／L，高效气浮的气浮停留时间仅为3min，有效水深为0．4m，该造纸废水经过气浮处理后，CoD。，和SS去除率分别达到90％和99％以上。刘增超口刚等人采用电凝聚一气浮法处理模拟印染废水，考察了印染废水pH、电解电流、电解时间对印染废水COD。，去除率的影响。实验结果表明，当印染废水pH=6．5、电解电流为1．0A、电解时间为25min时，电凝聚一气浮法对印染废水COD。去除率可达9096以上。Bennoit，H．啪1等人在德国柏林市生活污水处理工艺过程中，采用气浮池代替二沉池，以节省污水处理装置的占地面积，同时取得了较好处理效果。Zouboulis，AnastasiosI．啪1等人，在研究含较低镉离子废水的处理工艺时，采用气浮方法进行处理，控制废水的pH大约为1O～1l，并加入十二烷基硫酸钠等表面活性剂，气浮前后废水中的镉离子浓度大约从loIIIg／L下降为0．10mg／L，镉离子的去除率为99％。2．2工业废水生化处理重要工艺技术参数的研究自从1914年活性污泥法处理废水的技术在英国诞生以来，生化处理废水的技术取得了迅速地发展，目前废水生化处理的工艺和技术多种多样，而必须根据各自废水的特点、性质和处理后的排放要求，选择不同的废水处理工艺和技术。一切生化反应，如同化学反应那样，都是在一定的容器内进行，这个容器在废水处理上称之为生化反应器(通常称之为曝气池)。生化反应器按操作方法分类，分为间歇生化反应器和连续生化反应器；按废水流态分类，分为完全混合生化反应器和推流反应器。2．2．1生化反应器停留时间与CoD。。去除率的关系2．2．1．1四种生化反应器动力学基础研究例在废水生化处理工程中，所采用的生化反应器主要为：完全混合间歇生化反应器、完全混合连续生化反应器、完全混合连续串联生化反应器和推流反应器等四种生化反应器。1、完全混和间歇反应器 华东理工大学工程硕士学位论文第9页对完全混和间歇反应器，去除率与反应时间关系可用下式表示：1o：!!盥，(E：垒量)(2-2)七Co式中：k一反应速度常数5E_反应物转化率或去除率；o一反应时间；Co_反应物开始浓度；C。·反应物结束浓度；从上式可知，E愈大，o也愈大；o侧与k成反比。2、完全混和连续反应器对完全混和连续反应器(1级)，去除率与反应时间关系可用下式表示：1级反应器：o：上七(卜E)(2—3)从上式可知，E愈大，o也愈大；3、完全混和连续串联反应器对完全混和连续串联反应器(n级)，去除率与反应时间关系，可用下式表示：n级反应：阿一(南丁(2—4)从上式可知，反应器串联级数n愈大，去除率也愈大。当串联级数增加到3级、4级去除率提高并不多，故一般在实际工程中，串联级数为2级，采用4级串联的极少。4、推流反应器对推流反应器，去除率与反应时间关系，可用下式表示：hl(土)乡=—j生(2—5)七从上式可知，E愈大，o也愈大；2．2．1．2生化反应器水力停留时间(HRT)对CoD。，去除率的影响水力停留时间是影响生化系统处理效率的重要因素之一。一般研究认为，生化反应器停留时间对COD。，去除率有重要的影响，并且水力停留时间的确定一般通过有关试验确定。李少林啪1等人，采用物化一生化一物化工艺，处理精细化工废水进行中试的有关试验，试验结果认为水力停留时间是影响生化系统处理效果的重要因素，并发现生化段的最佳水力停留时间约为33h，此时对COD。，的去除率达85％。方建章∞¨等人采用物化生化联合工艺处理城市废水，进行生产试验的有关研究， 第10页华东理工大学工程硕士学位论文在生物接触氧化时间确定的试验过程中，采用软性填料、微孔曝气的混合接触池，在曝气量保持气水比为2．5：1条件下，进行了污水在生物接触氧化池内停留时间对处理效果影响的试验，试验结果表明，当停留时间为40min时，生物接触氧化池内可溶性COD。，去除率达85．996；当停留时间增至45min时，可溶性COD。，去除率达89．8％，进一步延长停留时间，可溶性CoD。去除率的增加不明显，因此污水在生物接触氧化池内停留时间最佳值为40～45min，最终选定40min作为设计指标i唐文伟口21等人，在物化处理后的铜酞菁废水A／O生物接触氧化工艺研究过程中，由于铜酞菁废水酸性强、氨氮和铜离子浓度高、处理难度大，故采用A／0生物接触氧化对经物化处理后的铜酞菁废水进行了实验研究。实验表明：适当增大硝化液回流比有利于有机氮转化以及硝化和反硝化；增加水力停留时间(HRT)可提高脱碳效率，并促进硝化。在进水COD。，500mg／L，TKN100．8mg／L，通过调节进水流量来控制HRT。固定R为300％。HRT分别为35h、42h和50h。随HRT增大，出水CO瞻、NH。一N、TKN、TiN以及Cu2+浓度均逐渐降低，这说明增加HRT有利于有机物的去除、氨氮的转化以及铜的去除，因此较长的HRT有利于提高处理效果。当HRT为50h时，处理效果良好，COD。，、NH。一N、TKN最终去除率分别达91．096、98．8％和98．4％，各水质指标均达到国家一级排放标准，因此选择适宜的HRT为50h。PMijaylovaNacheva∞1等人，采用好氧活性污泥法研究处理高浓度有机合成废水时，发现废水处理的参数HRT与废水的CoD。，浓度密切有关，当HRT为13～23d时，CODcr去除率为9996以上。SerkanEkerⅢ1等人，研究HRT对活性污泥法处理二氯酚废水的影响。由于二氯酚对活性污泥有毒，在研究时控制进水COD。浓度、二氯酚浓度和泥龄分别为2500±50mg／L，150mg／L和20天，HRT则在5～40小时内变化，经研究发现：HRT越大，CO瞻去除率越大，当HRT为25小时，CoD。，去除率则达到最大。综上所述，无论是从有关的理论研究，还是从成功的实例都可以得出，HRT是影响废水处理CoD。去除率的最重要因素之一；HRT越大，COD。，去除率越高，但HRT增加至一定时间后，CoD。去除率提高并不明显，此HRT值，即为该废水COD。去除率的最佳和最经济的HRT。2．2．2曝气池温度对废水CoD。，浓度去除率的影响哺1温度对污染控制工程系统中的细菌有着较大的影响。对任何一种微生物都有一个最适生长温度。在一定的温度范围内，随着温度的上升，微生物生长加速，此外还有最低生长温度和最高生长温度。所谓最低生长温度就是指低于这一温度时，这种细菌的生长就停止了，但并未死亡。最高生长温度就是指高于这个温度细菌的生长停止，并最终导致死亡。废水好氧生物处理中活性污泥是一个由多种细菌组成的混杂的群体。各种细菌的最适生长温度范围和最低、最高生长温度都不一致，在水温随季节逐月缓慢变化时，存在着一个天然的驯化或淘汰的过程，与变化的水温相适宜的细菌逐渐繁殖并不断增多。因此，当水温在15～35℃范围内运行时，对污水处理CoD。，的去除效果影响并不大。 华东理工大学工程硕士学位论文第11页在城市污水处理厂中发现，当水温超过35℃时，生物絮体开始破坏，沉淀性能转差；当超过40℃时，原生动物消失，出水开始混浊；当超过43℃时，分散絮体占优势，沉淀性能严重恶化，故对水温高的工业废水应予以降温。据计算，在上述适宜的温度范围内，温度对生物处理反应速率的影响可用下述公式表示：rT=r∞OT．加(2—6)式中：r广温度T℃时的反应速度：r：o_20℃时的反应速度；o——温度系数。对于好氧活性污泥法，o值范围为1．00～1．04。曾薇哺1等人，采用SBR工艺处理某化工厂废水，研究原水pH值与温度对有机物降解过程的影响，试验分别在30℃，25℃，20℃，15，10℃的条件下稳定运行，控制各个周期的污泥浓度在2000mg／L左右，原水pH值6．0。研究结果表明，当温度由20℃分别提高到25℃和30℃，有机物的比降解速率均为O．35kgCOD。。／(kgMLSS．h)。但是，当温度由20℃降到lO℃时，有机物的比降解速率下降到O．18kgCOD。，／(kgMLSS．h)。由此可见，对于去除COD。，的微生物而言，当温度超过20℃时，生物活性已充分发挥，温度对反应速率的影响己不明显．在温度低于20℃的范围内，温度成为生物活性的限制因素，对反应速率影响较大。李川口”等人，采用SBR法处理高浓度有机废水试验研究，该研究结果表明．温度是影响SBR法处理效果的一个重要因素，当曝气池混合液温度从17．0℃上升到25．0℃，COD。，去除率则从61．3％上升到70．096，由此可见COD。去除率与温度有很大关系，一般曝气池混合液温度以20℃～30℃为宜。Kaleli，H．A．旧1等人，在研究温度对废水处理活性污泥生长时指出，当曝气池温度在20～40℃，曝气池活性污泥生长良好，当曝气池温度上升到60—80℃，曝气池活性污泥微生物由于酶的变性和减少而死亡。LaParaT．M．[3们等人，在用生物膜法处理合成废水时，研究温度上升对茵胶团结构和处理性能的影响。当在25℃～45℃范围内增加温度时，微生物的生长速率和处理能力增加；但如果超过45℃，再继续增加温度则其处理能力下降。2．2．3各种有机废水的反应速度常数各种有机废水的反应速度常数见表2．1。表2．1各种有机废水的反应速度常数Ⅲ。TabIe2．1Reactionsp∞dconSt锄tS0fV鲥0uso玛觚ic、va匝ewater霉废水名称髫誉，慧霉废水名称髫警，怒2亚硫酸盐造纸厂5．O189疏菜加工、制革厂1．2203乙烯基醋酸盐单体5．32010有机磷酸盐5．0214醋酸酯纤维14211l高氮有机物22．2225甲醛、丙醇、甲醇192012有机中间体20．6266醋酸纤维素2．62013人造丝及尼龙8．2197譬荔誊凳莩荔凳第2．2，8，4城市要塞寡的可8．o20 第12页华东理工大学工程硕士学位论文由上表可知，醋酸纤维素废水反应速度系数的大小在上述十四种废水中倒数第三，仅约为城市污水的1／3，这也说明醋酸纤维素废水较难以生化处理。2．3国内、外醋酸纤维废水处理工艺技术研究进展由于烟用醋酸纤维的醋片生产工艺装置在国内、外生产厂家并不多见，而在中国仅只有南纤一家公司生产烟用醋酸纤维的醋片产品，因此国内、外对醋酸纤维废水处理工艺技术研究的文献资料报导并不多。李慧蓉n门等人，在采用真菌处理醋酸纤维废水(该废水由南纤公司提供)研究时发现，在静态处理情况下，当停留时间为24小时，对醋酸纤维废水CoD。去除率为90．5％。在动态处理情况下，对稀释倍数为2的醋酸纤维废水进行降解处理，当停留时间分别为1d、5d和10d，对醋酸纤维废水COD。，去除率分别为63．2％、92．5％和96．7％。Miyahara，T．n21等人，在研究采用厌氧固定床处理醋酸纤维废水时发现，厌氧固定床的过滤介质填料，可以促进醋酸纤维的水解反应，颗粒醋酸纤维在厌氧固定床内部并不积累和堵塞过滤介质填料的间隙。Harada，Hideki[431等人，在研究采用厌氧超膜反应器处理含有醋酸纤维颗粒废水时，控制进水CoD。，浓度高达5000mg／L，进水CoD负荷分别为1．5kg／m3d和2．5kg／m3寸，污泥浓度MLVSS为15000mg／L。通过长达190天的试验研究发现：该反应器对醋酸纤维废水的处理效果较好。 华东理工大学工程硕士学位论文第13页第3章醋片废水预处理工艺试验研究3．1各种醋纤废水的水质分析为了更好地掌握醋纤各种废水的水质，为下一步研究和试验打下基础，故首先对各种醋纤废水的主要成份进行有关的水质分析。3．1．1各种醋纤废水的取样方法和水质分析结果．直接在南纤三期废水处理装置的现场取各种醋纤废水水样。所取的废水主要为：三种醋片废水(即低浓度醋片废水、高浓度无色醋片废水和高浓度咖啡色醋片废水，下同)、丝束废水、化水废水、生活废水、二种中和池废水和出水池废水。为确保所取水样具有一定的代表性，某一水样为每隔一定时间所取相同体积该水样的混合水样。南纤公司各种醋纤废水的分析方法、主要水质指标的分析结果等见表3．1、表3．2和表3．3。表3．1各种醋纤废水主要水质指标的分析结果Table3．1AnaJ”icresultSofprima巧indexesofVariouscellulosefibers’wastewater 第14页华东理工大学工程硕士学位论文表3．2各种醋纤废水主要水质指标的分析结果1曲le3．2Anal”ic他SultSof砸maryiIldexesofvario吣cellulo∞fibers’w硪w暑ltel。 华东理工大学工程硕士学位论文第15页表3．3各种醋纤废水主要水质指标的分析结果玑lble3．3Anal”ic他sultsofprima巧indexesofVariouScellulosefibers’w笛tewater3．1．2各种醋纤废水水质指标分析的结论和讨论3．1．2．1醋纤废水的特征污染物根据水质分析结果可知，醋纤废水的特征有机污染物主要为醋酸、异丙醇和丙酮等，而特征无机污染物主要为硫酸镁等。另外，虽然未进行纤维素等有关指标的分析，但根据南纤公司醋片生产部门提供的有关资料可知，醋纤废水中含有一定数量溶解的和固体的醋酸纤维素、天然纤维素和木质素等污染物。3．1．2．2醋纤中和池废水可生化性的评价在城市污水中，常用B／C(BoD。／CoD。，)比值来分析污水的可生化性，B／C≥O．3时，认为污水的可生化性较好，此种污水可采用常规的生化处理；当废水的B／C<0．3时，该污水应考虑生化处理以外的污水处理技术，或对生化处理工艺进行改进H4J。根据醋纤水质分析结果计算，醋纤中和池废水的BoD。／COD。，比值为0．43～0．53，因此醋纤废水的可生化性应该认为“可生化性较好”。但是从表3．4又知，纤维素、木质素等生物降解性较差。 第16页华东理工大学工程硕士学位论文表3．4各类有机物的可降解性及特例‘删1"able3．4biodeg砌abil时卸dSp∞iaJex栅pIesofV撕。吣。唱锄i锄s3．1．2．3醋纤废水中的营养物质根据水质分析结果计算，正常浓度中和池废水的BOD。：N：P为100：O．002：1．01，而经典微生物教科书均推荐BoD。：N：P为100：5：1H6|，显然醋纤废水中缺N，但并不缺P，因此在南纤废水处理过程中应适当投加含N化工原料，如尿素等。3．1．2．4醋片废水的COD。，变化高、低浓度醋片废水的COD。，的比值为3．93，因此醋片废水的CoD。值变化很大，因此特别要注意高浓度醋片废水对废水处理系统的冲击。3．1．2．5醋纤废水的COD。／So|2一之比根据水质分析结果计算，中和池醋纤废水S042一浓度最高为3730mg／L，而CoD。，／S042一之比约为O．80～O．95，因此中和池醋纤废水中的硫酸根浓度较高，CODc，／S042一比值较低；在好氧处理时，CODc，／S042一对废水处理的工艺影响并不大，主要是好氧处理时一旦供氧不够导致局部厌氧，会产生硫化氢气体；而如果醋纤废水采用厌氧处理，姜峰n引、陈业纲‘驯、崔高峰‘帕1、R．E．斯皮思‘∞3等人在研究硫酸盐对废水厌氧处理影响时则认为，在厌氧处理含硫酸盐废水处理过程中，COD。，／Sq2一则是稳定运行的一个重要指标，为了保证COD。和S042一去除率，一般应控制CoD。，／S042一≥2～3。3．1．2．6醋纤废水中的有毒有害物质含量醋纤废水中重金属离子浓度很低，因此可认为醋纤废水中并不存在对微生物有毒有害的重金属离子。3．1．2．7醋纤废水中的TDS含量根据水质分析可知，醋纤废水中和池TDS为7400～12000mg／L，因此醋纤废水的TDS含量较高。3．2醋片废水水质的介绍在各种醋纤废水中，醋片废水的流量和CoD。，浓度最大，其水温在夏季最高达90℃左右，正常温度也约在60～70℃，而且有时其水质随着醋酸回收生产装置工艺变化产生较大的波动，因此醋片废水对醋纤废水处理工艺的影响最大，在醋纤废水处理过程中对其必须引起高度的重视。 华东理工大学工程硕士学位论文第17页3．2．1三种醋片废水的说明醋片生产装置排放的醋片废水主要有三种：(1)、低浓度醋片废水：是指稀醋酸回收装置在正常生产条件下连续排放的醋片废水，其COD。。浓度较低，一般为1000～3800mg几；(2)、高浓度无色醋片废水：是指稀醋酸回收装置在不正常生产条件下排放的醋片废水，其CoD。，浓度较高，一般为4000～6000mg几，该废水排放时，醋酸回收岗位电话通知废水处理岗位，废水处理操作人员则将该废水切入事故池贮存后再处理：但在3．1表中，高浓度无色醋片废水的COD。，浓度比低浓度醋片废水还要小，估计是取样时COD。，浓度并不高；(3)、高浓度咖啡色醋片废水：是指稀醋酸回收装置在正常生产条件下废水残渣釜定期排放的醋片废水，其COD。，浓度很高，一般为5000～10000IIlg／L，该废水的颜色为咖啡色，且SS较高，该废水排放时，醋酸回收岗位也电话通知废水处理岗位，废水处理操作人员同样也将该废水切入事故池贮存后再处理。3．2．2醋片废水主要水质指标分析结果的有关讨论3．2．2．1醋片废水COD。，浓度的波动情况从表3．1可知，醋片废水COD。，浓度最高达11580mg／L，最低值为2450mg／L，最高COD。，值是最低值的4．73倍，因此醋片废水的CoD。浓度波动较大。3．2．2．2醋片废水SS值的波动情况从表3．1又可知，醋片废水SS值最高达2030mg几，最低值为251mg／L，最高SS值是最低值的8．09倍，因此醋片废水的SS值波动也很大；3．2．2．3醋片废水的硫酸盐含量从表3．2可知，醋片废水的硫酸盐含量为4280～4284mg／L，硫酸盐含量很高；醋片废水硫酸盐含量高的原因是：在醋片生产过程中大量使用浓硫酸作为催化剂，最终这些催化剂都进入了醋片废水之中。3．2．3醋片废水的水质在异常情况下的有关说明南纤公司醋片生产装置每半年停车检修一次，而在停车检修期间，醋片装置排放大量、种类异常且浓度很高的有机溶剂废水(该部分废水主要是清洗各种化学反应容器和反应釜产生的)，该有机溶剂的性质与平时正常情况下不同，目前废水处理实际运行情况表明：该异常水质的醋片废水对废水处理的正常运行冲击较大。3．3醋片废水的粗滤实验和物理沉淀实验3．3．1醋片废水的粗滤实验醋片废水中含有一定数量的颗粒，颗粒大小以2～10咖居多，颗粒主要成份为炭黑、醋片等杂质，取三种醋片废水进行粗滤实验。3．3．1．1粗滤实验仪器和方法10cm布氏漏斗，内贴孔径为2×2唧的塑料网。对三种醋片废水进行过滤，滤出液备用(供下一步物理沉淀实验和化学混凝等实验使用)，滤渣弃去。 第18页’华东理工大学工程硕士学位论文3．3．1．2醋片废水粗滤实验的结论和讨论三种不同醋片废水过滤时被截留的大于2姗以上的颗粒大多为灰色的醋片颗粒和黑色炭黑颗粒，其数量均比较少，相对比较而言，高浓度咖啡色醋片废水在粗滤过程中被截留的固体物较其他两种醋片废水稍多一些。3．3．2醋片废水的物理沉淀实验3．3．2．1物理沉淀的类型分析在三种醋片废水中，由于悬浮固体浓度并不很高，而且悬浮固体颗粒之间一般也不发生粘合，因此在沉淀过程中颗粒的形状、粒径和比重都基本保持不变，因此属于无絮凝倾向或弱絮凝倾向的类似于悬浮固体物在稀溶液中的沉降过程，一般称为自由沉淀或称为离散沉淀。3．3．2．2物理沉淀规律(斯托克斯定律)式中：u：÷(ps．p)d218ll。u—悬浮颗粒沉降速度(cn以)d—悬浮颗粒直径(cm)p卜悬浮颗粒密度(g／cm3)p—废水密度(g／cm3)Il—废水的动力粘度(g／cm．s)g一重力加速度(cm／S2)(3—1)由斯托克斯定律(或称Stokes公式)可知，影响废水中悬浮颗粒沉降速度的主要因素有：颗粒密度、粒径、废水的密度和粘度。3．3．2．3醋片废水物理沉淀实验的仪器沉淀柱：硬质玻璃材料，柱径80唧，柱高1200咖；3．3．2．4醋片废水物理沉淀的实验方法(1)、实验水样三种醋片废水；每次试验用水量5000IIll，柱内液体高度1020mm，沉淀区柱高100姗，占柱内体积500ml；实验时三种醋片废水的水样温度均为30．5℃；不同时间从取样口处取水样为25ml；(2)、实验方法物理沉淀实验采用静止沉淀方式。先分别测定试验水样中悬浮固体物含量，然后各取5000ml水样搅拌均匀后缓慢注入沉淀柱内。在注入过程中，避免注入的废水在柱内产生了剧烈的紊流，保证悬浮固体物沉淀过程的稳定性；沉淀开始后，按预先制定的取样时间，从取样口取出相同体积的水样，并分别测定相应的悬浮物含量；列表记录各沉 华东理工大学工程硕士学位论文第19页淀时间所取水样的悬浮物含量，计算沉淀效率E，并根据记录的时间和沉淀效率，绘出沉淀效率E与沉淀时间t的关系曲线。(3)、沉淀率E的计算公式：沉淀区500m1中SS增加值E=——试样水量5000llll中SS总量×100％例如：低浓度醋片废水沉淀时间5分钟时沉淀率计算如下：161．O一125．51255×100％=2．83％(3—2)3．3．2．5醋片废水物理沉淀实验的结果(1)、低浓度醋片废水、高浓度无色醋片废水和高浓度咖啡色醋片废水的静止沉淀实验的结果，见表3．5。表3．5三种醋片废水的静止沉淀实验结果1"able3．5Expe—m即忸l陀suItsofStilldepositiono九h陀ebndofac盹鹏flal(es’w吲[e、删时(2)、醋片废水沉淀率E与沉淀时间t的沉淀曲线通过三种醋片废水的沉淀试验，可以得出沉淀率和沉淀时间之间的关系，将这种关系绘制成E～t曲线，即为沉淀曲线。沉淀曲线是设计沉淀池时所需提供的基本资料，三种醋片废水的沉淀曲线，见图3．1。 第20页华东理工大学工程硕士学位论文2520琶15∞褂裂10蜉5O0沉淀时间t(min)图3．1三种醋片废水的沉淀曲线Fig．3．1D印ositioncurveofthreekindofacetateflal(es’wastewater3．3．2．6醋片废水物理沉淀实验的结论和讨论根据斯托克斯公式，影响废水中悬浮颗粒沉淀速度(或称沉降速度)的主要因素是悬浮颗粒直径、悬浮颗粒密度、废水密度、废水粘度和悬浮颗粒在废水中沉降时的重力加速度。从斯托克斯公式中看出，影响废水中悬浮颗粒沉淀速度的最重要的因素是颗粒直径，因为沉淀速度正比于颗粒直径的平方关系，其次是悬浮颗粒密度、废水密度和废水粘度。(1)、三种醋片废水中所含悬浮颗粒比较复杂，其中小于2唧的醋片、炭黑等颗粒比重较大，在沉淀时，较容易沉淀下来，而数量比较多的悬浮固体物(主要是有机固体物)粒小质轻，不容易在较短时间内沉淀下来。从沉淀试验结果看，悬浮固体在一定时间内(本试验最长1小时)的沉淀量不高，三种醋片废水悬浮固体的沉淀率都基本在20％以下。(2)、在废水处理工程上可以认为，大于2舢的醋片、炭黑等颗粒采用机械格栅式分离机去除(即目前三期使用的渣水分离机)；而小于2mm的醋片、炭黑等比重较大的悬浮固体颗粒采用平流式沉砂(渣)池或曝气式沉砂(渣)池可以在较短的时间内去除。(3)、三种醋片废水沉淀时间超过50min后，沉淀率E增加较缓，特别是SS含量较高的高浓度醋片废水，因此醋片废水的沉淀时间在工程设计时不宜超过50min。(4)、物理沉淀的处理工艺只能去除醋片废水中20％以下的悬浮物，显然单纯依靠物理沉淀去除醋片废水中的悬浮物效果较差。3．4醋片废水的化学混凝实验醋片废水经过粗滤去除2唧以上的醋片、炭黑等机械杂质，再通过物理沉淀法去除粒径小于2唧且比重比较大的悬浮固体颗粒后，废水中仍含有浓度较高、比重较小的悬浮固体物(主要是有机物)，这些悬浮物大多粒小质轻，在静止条件下，可以在较长时间内保持分散悬浮状态，致使废水表现出浑浊和呈咖啡色的现象(如高浓度咖 华东理工大学工程硕士学位论文第21页啡色醋片废水即如此)。3．4．1化学混凝化学混凝作用涉及的因素很多，例如废水中悬浮物的组成、浓度、水温、pH值、混凝剂种类、性能，投药量和混凝过程的水力条件等。下面对三种醋片废水进行以下化学混凝实验，以确定醋片废水最佳的化学混凝工艺条件。3．4．2化学混凝实验的仪器、试剂和方法3．4．2．1实验仪器采用硬质玻璃沉淀柱，柱径40衄，柱高1200舳，放水口开在澄清柱底部。3．4．2．2实验试剂配制好含固量为1096PAC、1096PFS混凝剂和O．1％PAM助凝剂(0．1％PAM助凝剂在每次实验中，分别匹配10％PAC或1096PFS混凝剂各加入1m1)。3．4．2．3实验方法(1)、实验步骤分别取三种醋片废水各1000IIll，置于1000ml玻璃烧杯中，并以两种不同水温试验，分别是常温试验(27．5～29．5℃)和中温试验(46．2～47．2℃)。正确量取粗滤后的废水1000m1注入烧杯内，并将盛水烧杯置于电磁搅拌器盘上，杯中放入搅拌子，搅拌子转速控制在250rpm左右。在实验中分别进行调节pH值和不调节pH值试验，调节pH值：在废水中滴加30％NaOH溶液，将废水pH值调节到最佳混凝反应范围内；不调节pH值：在废水直接投加混凝剂。分别在废水中投加lO％PAC、10％PFS混凝剂和0．1％PAM助凝剂，观察不同混凝剂对废水中悬浮物形成矾花的快慢和絮凝体大小的影响。待混凝剂完全与废水充分混合反应后，并形成矾花后，即将废水注入沉淀柱，在废水注入沉淀柱过程中，尽可能避免废水在柱内强烈的紊流，从而打碎已形成的絮凝体。详细记录絮凝体在废水中下沉的速度(即悬浮固体群与水之间形成的界面下沉过程)，并绘制沉降速度曲线图。(2)、实验测定指标测定试验水样pH值、CoD。，、SS、S042‘、色度等指标。3．4．3温度对醋片废水化学混凝效果影响的实验3．4．3．1混凝剂1096PAC在常温和高温醋片废水中的混凝实验在三种醋片废水中投加混凝剂10％PAC，在常温和高温醋片废水中的进行实验，混凝实验结果见表3．6。 第22页华东理工大学工程硕士学位论文表3．610％P^c混凝剂在不同温度醋片废水中的混凝结果T．able3．6F10ccul饥tresultSof10％PACflccul锄inaCetateflal(es’、删ewateratdi行e嗍ttemperat啪s3．4．3．2混凝剂lO％PFS在常温和高温醋片废水中的混凝实验在三种醋片废水中投加混凝剂10％PFS，在常温和高温醋片废水中的进行实验，混凝实验结果见表3．7。表3．710卯Fs混凝剂在不同温度醋片废水中混凝结果T曲le3．7F10ccul饥tresultSoflO％PFSnccul肌tin∞e舭flal(es’wastewateratdi彘陀nttemp啪t吣s 华东理工大学一I：程硕_jj学位论文第23页3．4．3．3混凝剂10％PAC在常温和高温醋片废水中混凝沉淀速度的测定实验(1)、实验条件①、混凝剂lO％PAC投加量低浓度醋片废水：10％PAC，2．5m1；高浓度无色醋片废水：10％PAC，3．0ml；高浓度咖啡色醋片废水：10％PAC，6．Oml。②、实验水样温度曲线(1)：28．6℃(常温)；曲线(2)：46．2℃(高温)；曲线(3)：29．1℃(常温)；曲线(4)：46．2℃(高温)：曲线(5)：27．7℃(常温)；曲线(6)：47．0℃(高温)。(2)、实验结果混凝剂10％})AC在常温和高温醋片废水中的混凝沉淀速度曲线见图3．2。OO．10．2O．3—0．张霎o．～穗杂0．O．70．80．91O24681012141618202224沉淀时间(min)图3．21096PAC混凝沉淀速度曲线Fig．3．2CulVeof10％PACflocculentdepositionspeed3．4．3．4混凝剂10％PFS在常温和高温醋片废水中的混凝沉淀速度的测定实验(1)、实验条件混凝剂10％PFS投加量为：低浓度醋片废水：1()％PFS，0．3『n1：高浓度无色醋片废水：10％PrS，0．：3m1；高浓度咖啡色醋片废水：10％PrS，0．4m1； 第24页华东理工大学1：程硕士学位论文实验水样温度为：曲线(1)：29．2℃(常温)；曲线(2)：47．2℃(高温)；曲线(3)：29．2℃(常温)；曲线(4)：46．2℃(高温)；曲线(5)：27．7℃(常温)；曲线(6)：47．2℃(高温)。(2)、实验结果混凝剂10％PFS在常温和高温醋片废水中的混凝沉淀速度曲线见图3．3。O0．1O．2O．3售0．殛芒O．型蜉0．0．70．80．910246810121416182022沉淀时间(min)(1)(2)废水(3)废水(4)片废水(5)片废水(6)图3．310％PFS混凝沉淀速度曲线Fig．3．3CurVeofl0％PFSflocculentdeposjtjonspeed：3．4．4混凝剂不同投加量对醋片废水化学混凝效果影响的实验3．4．4．1混凝剂10％PAC在不同投加量时，对醋片废水的混凝结果见表3．8。 华东理工大学工程硕士学位论文第25页表3．810％PAC混凝剂不同投加量对混凝效果的影响1"able3．8E疏ctoflO％PACnccul锄tdi髓rentdosageonflocculentefficiency3．4．4．2混凝剂10％PFS在不同投加量时，对醋片废水的混凝结果见表3．9。表3．910％PFS混凝剂不同投加量对混凝效果的影响1．able3．9E腩ctof10％PFSflccul觚tdi彘咒ntdo姐geonnocculente伍ciency 第26页华东理工大学工程硕士学位论文3．4．4．3混凝剂10％PAC、10％PFS不同投加量，对低浓度醋片废水的混凝沉淀速度影响的实验(1)、实验条件每次试验水样量和水温分别是为：1000m1和常温(27．7～29．9℃)；10％PAC和10％PFS投加量如下：曲线1：10％PAC投加量2．5m1；曲线2：10％PAC投加量3．Oml；曲线3：10％PAC投加量4．0ml；曲线4：10％PFs投加量0．20ml；曲线5：lO％PFS投加量0．25ml；曲线6：10％PFS投加量0．30m1：(2)、实验结果混凝剂lO％PAC和10％PFS不同投加量，在常温低浓度醋片废水中的混凝沉淀速度曲线见图3．4。OO．10．20．3o0．粪o．裂蜉O．0．70．8O．910l2345678910l112沉淀时问(min)图3．4低浓度醋片废水混凝沉淀速度曲线Fig．3．4Curveoflowconcentrationacetateflakes’waStewaterfloccuJentdepositionspeed3．4．4．4混凝剂10％PAC、10％PFS不同投加量，对高浓度无色醋片废水的混凝沉淀速度影响的实验(1)、实验条件每次试验水样量和水温分别为：1000ml和常温(27．7～29．9℃)；10％PAC和10％PFS投加量为： 华东理工大学工程硕士学位论文第27页曲线1：10％PAC投力口量2．5m1；曲线3：10％PAC投加量3．5m1；曲线5：10％PFS投力口量0．30ml；(2)、实验结果混凝剂10％PAC和10％PFS不同投加量，度曲线见图3．5。00．1O．20．3o0．4隧芒0．5烈蜉0．60．70．80．91曲线2：10％PAC投加量3．Oml；曲线4：10％PFS投力口量0．20m1；曲线6：10％PFS投加量0．35m1；在常温高浓度无色醋片废水中的混凝沉淀速O1234567891011121314151617181920沉淀时间(min)图3．5高浓度无色醋片废水混凝沉淀速度曲线Fig．3．5CurVeOfhighconcenn?ationcolorlessacetateflakes’wastewaterflocculentdepositionspeed3．4．4．5混凝剂10％PAC、10％PFS不同投加量，对高浓度咖啡色醋片废水的混凝沉淀速度影响的实验(1)、实验条件每次试验水样量和水温分别为：1000ml和常温(27．7～29．9℃)；10％PAC和10％PFS投加量为：曲线1：10％PAC投加量5．Oml；曲线2：10％PAC投加量5．5ml；曲线3：10％PAC投加量6．Oml；曲线4：10％PFS投加量0．35m1；曲线5：10％PFS投加量0．40m1；曲线6：10％PFS投加量0．45ml；(2)、实验结果混凝剂10％PAC和10％PFS不同投加量，分别在常温高浓度咖啡色醋片废水中的混凝 第28页华东理工大学工程硕士学位论文沉淀速度曲线见图3．6。00．1O．20．3吕蓁叫裂蜉O．50．6O．7O．802468lO12141618202224沉淀时间(min)图3．6常温高浓度咖啡色醋片废水混凝沉淀速度曲线F语3．6Curveofhi曲concentrationco行eeace诅tenal(es’waStewaterofflocculentdepositionspeedunderno硼altemperature3．4．5搅拌强度对醋片废水化学混凝效果影响的实验3．4．5．1实验条件试验水样量、水样和水温分别为：1000m1、高浓度咖啡色醋片废水和28．2℃；搅拌速度(以转子转速计)为快速和慢速：300rpm和80rpm；混凝剂投加量：10％PFS，0．30m1；3．4．5．2实验结果搅拌强度对高浓度咖啡色醋片废水混凝沉淀的影响结果见图3．7。 华东理工大学工程硕士学位论文第29页0123456789lOl2l31415161718沉淀时问(min)图3．7搅拌强度对高浓度咖啡色醋片废水混凝沉淀速度的影响Fig．3．7E仃ectofst㈣ngintensityonhi曲concentrationco仃eeace诅teflakes’wastewaterofnocculentdepositionspeed3．4．6醋片废水化学混凝实验的结论和讨论3．4．6．1醋片废水化学混凝实验的SS和色度去除率醋片废水化学混凝的主要目的就是去除醋片废水中的SS和色度，根据实验结果，在调节醋片废水pH的情况下，10％PAC、lO％PFS对醋片废水的SS、色度去除率分别达到98％、50％，相对比较而言，10％PFS投加量较低，仅为10％PAC的十分之一左右，投加量约为50～100mg／L。因此，建议使用PFS混凝剂。3．4．6．2醋片废水化学混凝实验COD。，浓度的去除率醋片废水在化学混凝的过程中，在去除SS和色度的同时，也对去除醋片废水的COD。，浓度有一定贡献，醋片废水CoD。，浓度的去除率约为10—18％，这也是醋片废水化学混凝实验的一个意外收获。3．4．6．3温度对化学混凝实验的影响在常温(27～29℃)和高温(46～47℃)情况下，醋片废水化学混凝的SS和色度的去除率基本相同，因此在27～47℃范围内，醋片废水温度对化学混凝实验的结果基本无影响。3．4．6．4醋片废水pH值对醋片废水混凝沉淀效果的影响从表3．7中醋片废水的混凝实验结果可知，加碱调节醋片废水的pH值在弱碱性(6．8～7．8)范围时，其混凝沉淀去除SS和色度的效果较好，SS的去除率可达98％以上。而不加碱调13．醋片废水的pH值(此时醋片废水pIi值为4．62～5．63)，直接在醋片废水0l2345678910O0O0—5聪姜裂蜉 第30页华东理工大学工程硕士学位论文中投加混凝剂，其SS去除率为7096～8096。而根据水质分析结果，醋片废水的pH值一般为4～5．6，同时考虑到将来四期工程醋片废水的流量较大(约为4500m3／d)，如果调节醋片废水pH值至弱碱性范围，虽然可以提高SS的去除率，但碱耗费用较大，故从经济角度考虑，可不必刻意进行醋片废水的pH值调节。因此，在四期工程实际生产中可不加或少加碱。不调pH值，在醋片废水中直接投加混凝剂进行混凝沉淀的工艺也是可行的。3．4．6．5醋片废水混凝沉淀时间对醋片废水混凝沉淀效果的影响从醋片废水的混凝沉淀实验可知，醋片废水经混凝后在10～15min时间内即可基本完成沉淀，考虑到在实际动态运行时如进水流速等不利因素对混凝沉淀效果的不利影响，故在工程上推荐废水在混凝和沉淀的澄清池内停留时间为30～40min。3．5醋片废水的加压溶气气浮实验3．5．1加压溶气气浮机理空气在一定的压力下，在废水中的溶解度达到过饱和状态，当外加压力由高压(如0．4MPa)突然降至低压(如46℃时，曝气池溶解氧将可能小于2mg几，影响生化处理的效率；另外，如曝气池的DO明显下降，则被迫加大曝气量，从而使废水处理能耗又明显增加。4．2醋纤废水生化处理的现场中试试验醋纤废水生化处理的中试装置，放置在南纤废水处理的现场，并以南纤废水处理中和池出水为处理水样，在南纤的现场进行醋纤废水生化处理的中试试验，主要研究醋纤废水处理在不同的进水CoD。，浓度下，CoD。的去除率与曝气池停留时间的关系，从而确定醋纤废水在曝气池的停留时间。4．2．1醋纤废水生化处理中试装置和工艺流程4．2．1．1醋纤废水生化处理的中试装置见图4．4。冈噬懒图4．4醋纤废水生化处理的中试试验装置Fig．4．4P订0t-∞aIedeVi∞ofcellⅡlo∞fibe俗’wa或昏val盯biot陀a俩emtest 华东理工大学工程硕士学位论文第41页4．2．1．2醋纤废水生化处理中试装置主要设备、材料规格及型号(1)、废水槽(即调节池)：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：800×800×1600舢；有效体积：8961；(2)、生物接触氧化槽：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：800×800×1600m；有效体积：8961；(3)、填料支架：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：740×740×1500嘞；组合填料：醛化纤维、塑料盘组合填料，每个塑料盘填料直径150姗，塑料盘之间的间距为80咖；(4)、二沉槽：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：500×500×1600咖；有效体积：2001；(5)、风机：1只；型号：PUMAQ：98L／min(6)、流量计：空气和液体各1只；空气：LZB一10；液体：LZB一10；4．2．1．3醋纤废水中试装置的工艺流程说明该中试装置的关键设备生物接触氧化槽模拟南纤废水处理生物接触氧化池的结构而建，进水来自南纤废水处理中和池废水，并在废水槽内配制成所需COD。，浓度的废水，通过计量泵送入接触氧化槽进行生化处理，生化处理结束后再进入二沉槽经沉淀后出水，测定出水的CoD。，值，分别研究试验在不同的进水CoD。，浓度下，COD。，的去除率与停留时间的关系。4．2．2醋纤废水中试装置生物接触氧化槽停留时间和CoD。去除率关系4．2．2．1在生物接触氧化槽停留时间为24小时条件下，中试装置的CoD。，去除率(1)、试验条件进水CoD。，为1000～1500mg／L；改变一次进水COD。，浓度，稳定处理72小时后，再测定出水CoD。，浓度；控制生物接触氧化槽DO和温度分别为2～4mg／L和20一30℃；进水流量为622ml／min左右；(2)、试验结果。在生物接触氧化槽内停留时间为24小时条件下，中试装置的COD。，去除率见表4．5。表4．5生物接触氧化槽停留时问为24h条件下c0瞻的去除率Table4．5TheCOD。，陀movale币ciencyuIlderHRTiIlbiolo舀calcont∞toxidationta】咄is24h4．2．2．2在生物接触氧化槽停留时间为48小时条件下，中试装置的COD。，去除率 第42页华东理工大学工程硕士学位论文(1)、试验条件进水CoD。，为1100～2000mg／L；改变一次进水COD。浓度，稳定处理72小时后，再测定出水COD。，浓度：生物接触氧化槽DO和温度分别为2～4n虮和20一30℃；进水流量为31lml／Ⅲin左右；(2)、试验结果。在生物接触氧化槽停留时间为48小时条件下，中试装置的C0瞻去除率见表4．6。表4．6生物接触氧化槽停留时间为48h条件下c0D付的去除率T曲le4．611heCOD”砌no砌e伍ci锄cy啪derm玎inbiol晒calcontacto】【id鲥onta】[1l【is48h4．2．2．3在生物接触氧化槽停留时间为66小时条件下，中试装置的COD。，去除率(1)、试验条件进水COD。，为1400～2000mg／L；改变一次进水CoD。，浓度，稳定处理72小时后，再测定出水CoDcr．生物接触氧化槽DO和温度分别为2～4Ⅱlg几和20—30℃；进水流量为226m1／min左右：(2)、试验结果。在生物接触氧化槽停留时间为66小时条件下，中试装置的COD。，去除率见表4．7。表4．7生物接触氧化槽停留时间为∞h条件下c0D廿的去除率1’abl“．7neCoDcr嘲noValemciency帅derHl玎inbiol99icalc∞tact0xidati伽劬kis66h4．2．3醋纤废水生化处理中试装置试验的结论和讨论4．2．3．1生物接触氧化槽停留时间与CoD。去除率的关系根据以上三个试验得出的数据，归纳结果见表4．8和图4．5。表4．8生物接触氧化槽停留时间对c0瞻去除率的影响T曲le4．8E仃edofHRTiIlbiol晒calc硎掀o)【i血tiontank∞tlleCoDc，他mo涮e儡ci朗c)r 华东理工大学工程硕士学位论文第43页窑趔露牛糌凿誉o§9570244866生物接触氧化槽停留时间(h)图4．5生物接触氧化槽停留时问对c0D仃去除率影响Fig．4．5E仃．ectofHRTinbiolo百caIcontactoxidationtankonⅡleCODcrremoVale硒ci锄cy4．2．3．2南纤四期工程废水处理曝气池停留时间的确定根据实验室生化试验的结果，现场生化处理中试试验主要做了废水在曝气池停留时间对COD。，去除率的影响试验；根据表4．5、4．6和4．7的试验结果，随着废水在曝气池中停留时间的增加，其CoD。，的去除率也逐渐增加，停留时间为24h、48h、66h时，其COD。，去除率约在78％～92％之间变化，因此在生化处理的中试试验过程中，COD。，的去除率与曝气池停留时间的关系较大，而与进水CoD。，的浓度(在一定的进水COD。，浓度范围内)关系并不大，即曝气池停留时间越长其CoD。，去除率也越大；然而，在图4．5中又可看到，停留时间从24小时增大到48小时CoD。，去除率的增长率，明显大于从48小时增大到66小时的CoD。，去除率，换句话说，停留时间在48小时以上，再增加停留时间COD。，去除率并不明显增大。因此，曝气池停留时间为48小时，是醋纤废水处理最佳停留时间。4．2．3．3由于南纤四期工程废水处理的设计进水CoD。，为2000—2500mg／L，根据中试的试验结果，当曝气池停留时间为48h时，醋纤废水处理的COD。，去除率为85％左右，那么预计此时出水CoD。，为300～375mg几，符合国家规定的三级排放标准，且留有一定的余地。综上所述，故推荐南纤四期工程废水处理曝气池停留时间为48h。4．3南纤公司三期废水处理装置运行情况的统计、分析和对四期废水处理设计的有关建议南纤三期废水处理装置于99年7月建成投产，该装置是在南纤二期废水处理装置的基础上改扩建而成。4．3．1南纤公司三期废水处理装置重要运行参数的统计根据南纤公司06年4月～12月生化处理月报表，我们对废水处理过程的重要运行参数进行了有关统计，结果见表4．9和4．10。 第44页华东理工大学工程硕士学位论文4．3．1．1三期曝气池温度和溶解氧浓度统计三期曝气池温度和溶解氧浓度统计结果见表4．9。表4．9∞年4～12月份三期曝气池水温和Do浓度1’曲le4．9Ae例司t锄J(S’tempera嘛锄dDOofNCFCpha辩Ⅲw{IstI聊alern瑚蜘伽ti114—12montlls，2006曝气池编号指标单位1#水温D0℃mg／L2#水温D0℃mg／L3#水温Do℃mg／L4．3．1．2南纤三期废水处理装置主要污染物的去除效率统计06年南纤三期废水处理装置主要污染物的去除效率，见表4．10。表4．10％年南纤三期废水处理装置的实际处理效率1’able4．10Pmctical讹anllente伍ciencyofNCFCpha∞Ⅲwastewater讹a血nentin2006注：06年7月5日，最高日平均出水COD。，达420巾g／l。25367373121l1l2l236106823l●钉鹳鹳钙钉鹳铊虬908326921212l260383802O钉“铒钙¨“铊钉246765092●21l29791791O虬乾“钙们必铊们月月月月月月月月月456789mU坨月份 华东理工大学工程硕士学位论文第45页4．3．2南纤公司三期废水处理装置运行情况的分析和对四期废水处理设计的其它有关建议4．3．2．1南纤公司的进水水质较复杂，通常有化水废水、生活废水、丝束废水和醋片废水等几种废水。其中化水废水、生活废水、丝束废水污染物浓度较低，CoD。，浓度一般不超过300IIlg／l；但醋片废水不仅水量较大，水质恶劣，而且变化比较大。醋片废水有低浓度醋片废水、高浓度无色醋片废水和高浓度咖啡色醋片废水。对于高浓度无色醋片废水主要是总溶解固体大(其中镁离子高)，一般可达到10000mg／1，这是由于在醋片的生产过程中投加过量的醋酸镁中和硫酸根时产生的废水；而高浓度咖啡色醋片废水除了镁离子浓度很高之外，SS和CoD。，浓度也大，分别是2000mg／l和l0000mg／l以上，该部分废水来自于回收溶剂和醋酸蒸馏残渣釜的定期排放。同时，在停车检修时醋片生产区域则排放大量的高浓度醋片废水。因此，在四期废水处理工程设计中，调节池、事故池的设计要充分考虑到南纤废水的特点，使其真正达到调节控制生化处理进水COD。，浓度和水质的目的，从而才能达到控制出水CoD。，浓度稳定的目标。故建议采取以下措施：(1)、恢复原2500m3调节池投入运行，加强对各种醋纤废水的调节作用；(2)、增设调节池出水和醋片废水在线CoD。，浓度仪，加强对调节池出水和醋片废水COD。，浓度的监控；(2)、调节池出水泵的电机采用变频器控制，从而可方便调节生化处理的进水流量，以控制生化处理进水COD。，负荷的稳定。4．3．2．2根据06年4—12月运行数据，南纤生化处理进水即中和池出水其COD。，浓度通常在1000～3000mg／L，平均进水CO吣浓度为18001119／L左右，最高日平均出水CoD。达420mg／L，日处理废水量平均约为5069m3／d，每日处理CoD。约为9124kg。而根据南纤三期废水处理装置设计处理水量为7364m3／d，进水COD。，为1320mg／L计算，每日可处理COD。，总量约9720kg，则三期废水处理装置平均处理能力已达到设计处理能力的93．9％，正常处理时其处理余量已很有限，而在处理量高峰时，每日处理CoD。，甚至高达12000kg，处理能力已达到设计处理能力的123％。4．3．2．3根据中国石化集团上海医药工业设计院(南纤二、三、四期废水处理装置的设计单位)对南纤四期工程废水处理装置的初步设计，南纤四期工程废水处理的进水CoD。，浓度设计最高将达到2500mg／L，因此，在四期工程废水处理设计中应充分考虑该特点，保证足够的曝气池停留时间，使曝气池基质浓度保持在合适范围内，使其具有较高的耐冲击负荷能力；同时要考虑到曝气池的大修需要分别退出运行时间约3个月，而在这段期间也要使废水处理能够正常达标排放，因此设计时应充分考虑设计余量。4．3．2．4根据现场测量计算，南纤三期废水处理曝气池汽水比达到86：1，但其溶解氧却通常在3mg／L以下。主要是进水COD。，浓度高、温度高，氧消耗高和充氧效率较低，因此能耗也大，需要控制进水CoD。，浓度，并设法降低废水的温度。4．3．2．5根据实验室及现场醋纤废水的生化处理试验，当温度大于40℃时，南纤曝气池填料上的微生物相发生变化，虽然仍有去除COD。，的功能，但菌落中原生动物和后生 第46页华东理工大学工程硕士学位论文动物很少，甚至消失，处理效果明显下降，且出水中带泥，因此废水降温是提高废水处理效率的较好措施之一。4．3．2．6目前南纤二沉池出水中SS、色度较高，虽然出水的水质一般能够达标，但水质表观难看。因此，对醋片废水进行预处理，对去除色度、SS很有帮助，也可以避免水质超标现象发生。 华东理工大学工程硕士学位论文第47页第5章南纤四期废水处理装置建议流程和实际处理效果验证5．1南纤三期废水处理装置的主要工艺流程图和主要设备工艺参数5．1．1南纤三期废水处理装置的主要工艺流程图废渣脱水设丝束废水化水废水30％烧碱备生活废水71l!l，J废渣水Il；◆、醋片废水I。渣水分离机If氐浓度．中和池进水泵Ir初沉池lI7(3台)l。LJl上高浓度2拌事故池3撑、4撑事故池泵101撑事故池1捍、2撑事故池泵污泥脱水设空气I鼓风机备‘叫(5台)+：i：l污泥泵-●1日余污泥+，：．；÷，二沉池I．I3拌曝气池1．12撑曝气池I．Il群曝气池11lrlrIJ出水池I．排水泵排水总管．1南通市污水17(5台)7I处理厂图5．1南纤三期废水处理装置主要工艺流程图Fig．5．1PrimaⅡyflowch￡lnofNCFCphaseIJlwastewatertrea_tment 第48页华东理工大学工程硕士学位论文5．1．2南纤三期废水处理装置主要设备和构筑物技术参数表5．1南纤三期废水处理主要设备和构筑物技术参数Table5．1TecllIlicaLliIldexesofprimaDrd一淄觚dbuildingsofNCFCph黜Ⅲwaste啪ter仃e{IlIll饥t序号设备名称总体积(m3)有效体积(Ⅲ3)主要技术参数或用途说明注：1、曝气池总有效体积=2500+5500+4000=12000m32、南纤三期废水处理装置平均处理水量：3843m3／d： 华东理工大学工程硕士学位论文第49页5．2南纤四期废水处理装置建议工艺流程图根据醋纤废水的各种试验研究结果，拟向设计院提供南纤四期废水处理装置建议工艺流程，具体见图5．2。●匠旋流渣水分废渣仓渣设备废渣I废渣水!化学污泥注：加粗方框为四期拟增加的设备和构筑物图5．2南纤四期废水处理装置建议工艺流程图Fig．5．2Propositionalflowcha-nofNCFCphaseIvwaStewalertreatment 第50页华东理工大学工程硕士学位论文5．3南纤四期废水处理装置实际建成的工艺流程图和主要设备及构筑物技术参数5．3．1南纤四期废水处理装置实际建成的工艺流程图注：加粗方框为四期增加的设备和构筑物图5．3南纤四期废水处理装置实际建成的工艺流程图Fig．5．3Practic出flowchanofNCFCphaSeⅣ恻ewater豫I仰ent 华东理工大学工程硕士学位论文第51页5．3．2南纤四期废水处理装置主要设备和构筑物技术参数表5．2南纤四期废水处理装置主要设备和构筑物技术参数1曲le5．2儆hnicalindexesofprirnafydeVices锄dbuildiIlgSofNCFCph嬲eⅣwastewatern．eatment注：1、加粗字体为四期新增加的主要工艺设备和构筑物：2、曝气池总有效体积=2500+5500+4000+8000=20000m3； 第52页华东理工大学工程硕士学位论文5．3．3关于南纤四期废水处理装置实际工艺流程的说明5．3．3．1南纤四期废水处理装置的实际工艺流程，是以“南纤四期废水处理装置建议工艺流程图"为基础，经过南纤公司总经理室多次讨论而最终形成的，其与建议工艺流程最大变化是：由于受投资限制等因素去消了醋片废水的化学絮凝工艺，其余处理工艺流程均基本不变。5．3．3．2在四期废水处理装置的施工过程中，我们又发现醋片废水高、低浓度废水混合在一起排放至废水处理，不但增加了高浓度醋片废水的流量，导致废水处理贮存高浓度废水的事故池的池容明显不够，而且有时因此对废水处理的COD。，冲击负荷较大，故设计修改将高、低浓度的醋片废水分流处理，即：将高、低浓度醋片废水各用一根管道分别排放至废水处理的高、低浓度平流式沉淀池，经过沉淀后，高浓度醋片废水直接进入事故池暂时贮存，而低浓度醋片废水则经过降温后直接进入调节池处理，即高、低浓度醋片废水分流，采用该方式则较好解决了上述两个矛盾，更有利于废水处理的平稳运行。5．3．3．3为了提高曝气池进水端的DO和降低进水COD。，浓度，我们还增加了2#曝气池的出水回流至1#曝气池和4#曝气池进水端的工艺流程。5．3．3．4为了加强对醋片废水和调节池废水CoD。，浓度的监控，我们分别增加了醋片废水和调节池废水的COD。，在线仪，并且调节池泵可以变频调节流量，从而进一步加强了对废水处理进水CO瞻负荷的控制，以确保出水CoD。等主要水质参数的合格排放。5．4南纤四期废水处理装置工艺流程的实际处理效果验证南纤四期废水处理装置于06年12月建成投入试运行，并于07年6月起开始随着四期醋片生产装置的全面投产，而加大进水COD。浓度和进水流量，南纤四期废水处理装置的实际运行效果如下：5．4．1醋片废水预处理效果5．4．1．1平流式沉淀池的沉淀效果采用平流式沉淀池后，实践表明可以较好地去除醋片废水中的醋片颗粒，但由于未投加任何化学絮凝剂，故对醋片废水的悬浮物SS去除作用不大。5．4．1．2醋片废水降温效果采用废水换热器后，在夏季最高气温时(38℃左右)可将醋片废水从70～75℃降低到35～42℃，降温幅度为33～35℃，从而使曝气池温度控制在42℃左右。5．4．2南纤四期废水处理装置的实际处理效果南纤四期废水处理装置进、出水的主要水质参数统计，见表5．3。 华东理工大学工程硕士学位论文第53页表5．3南纤四期废水处理装置的实际处理效果1"able5．3PracticalresultsofNCFCphaSeⅣw笛tewacer订ea仃Ilem注：07年5月14日，最高日平均出水CoD。，为24lmg几。从上表可知，07年5～10月CoD。，去除率都在92％以上，最高为93．7％，最低为92．1％，而且最高日平均出水COD。，浓度仅为241mg几，因此南纤四期废水处理装置投产后运行情况比较平稳；在10月份曝气池的平均停留时间约为54小时，基本接近设计目标。而目前由于南纤醋酸回收装置经过四期建设后生产效率明显提高，排放废水的CoD。，浓度较低，故目前进水COD。，浓度未达到设计浓度，但随着时间的推移和设备的老化，进水CO瞻浓度会逐渐加大，因此原设计的进水COD。，浓度也是正确的。5．4．3一只曝气池维修时废水处理装置的处理效果今年5月15日～8月15日，南纤废水处理装置2#曝气池退出大修，更换了组合填料和曝气软管。在2#曝气池退出运行大修时，废水处理不但做到了达标排放，最高日平均出水COD。，浓度仅为241mg／L，而且在醋片区域一半生产装置停运排放大量高浓度醋片废水的情况下，基本能够处理醋片区域排放的所有醋片，废水处理的能力经受了严峻考验，这也充分验证了通过本试验研究确定的四期废水处理曝气池的停留时间等工艺参数和流程是正确和可靠的。 第54页华东理工大学工程硕士学位论文第6章结论6．1结论1、醋片废水经过机械过滤和沉淀(渣水分离机和平流式沉砂池)能基本去除醋片废水中的醋片、炭黑等颗粒沉渣，但经过物理沉降对SS的去除率在2096以下。2、醋片废水化学混凝沉降具有很好的效果，在优化的条件下，SS、色度的去除率分别大于98％、5096；在不调pH值的条件下，也能使SS、色度去除70％、5096左右。3、对于醋片废水，由于悬浮物粒径较大，不宜采用气浮法除去废水的SS。4、氢氧化钙对醋片废水S042一的去除率较低，而钡盐对醋片废水S0。2‘的去除率比氢氧化钙要高约37％，但钡盐成本较高，污泥多，且毒性大，又由于目前国家《污水综合排放标准》(GB8978一1996)中对硫酸盐的排放并未设置限制标准，故暂不推荐南纤四期工程废水处理采用化学法去除醋片废水中的硫酸盐。5、根据醋纤废水实验室生化处理小试和现场生化处理中试结果，建议控制生化处理曝气池温度在35℃～40℃为最佳，因此醋片废水的自然冷却效果不能满足该要求，建议增加废水换热器降低醋片废水的温度；6、醋纤废水在南纤四期废水处理曝气池的停留时间至少为48h，方能在各种预计的条件下，达到预定的处理效果。7、醋纤厂四期废水工程设计，采纳了本论文提供的最佳工艺流程和工艺参数。四期工程投产后，运行平稳正常，大大增强了废水处理能力，并达到了预期的处理效果。充分体现了本论文研究的实际应用价值。6．2进一步研究开发的建议6．2．1研究醋片废水采用厌氧生化处理工艺的可行性目前在醋纤废水处理工艺中，将高浓度醋片废水和低浓度的其它废水如丝束废水、生活废水等废水混合后，采用好氧生化处理工艺，虽然废水处理效果尚可，但缺点是能耗仍较大，而且在废水好氧生化处理时一旦曝气池局部缺氧，将产生大量的硫化氢等异味气体，影响周边的大气环境。而如果将高浓度醋片废水单独处理，因其COD盯浓度较高，故不适宜采用好氧生物处理工艺，但可以试验采用厌氧法处理工艺，厌氧法处理后的出水再经过简单好氧生物处理，就可以达到国家三级标准排放，如果能够实现该种工艺，则不但可大大节约能耗，而且由于厌氧生物处理设备为密闭容器，因此对环境影响最小。但高浓度醋片废水是否可以成功采用厌氧处理工艺，特别是醋片废水中的硫酸根离子浓度较高对厌氧处理工艺是否产生不利影响，必须通过醋片废水厌氧生化处理的有关试验才能确定。6．2．2研究丝束废水、生活废水等低CO瞻浓度醋纤废水，经过好氧生物处理并进一步 华东理工大学工程硕士学位论文第55页三级处理后作为中水回用的可行性目前醋纤废水处理每天处理废水量已达到8800m3／d，处理后的废水全部排放至南通市污水处理厂，而不作任何中水回用处理。随着社会经济的高度发展，目前国家对“节能减排"和环境保护的工作高度重视，因此南纤应该在这方面开展有关中水回用的研究工作，特别是南纤目前循环水、消防水等补充水量高达8000m3／d，因此废水处理中水回用大有用途。由于高浓度的醋片废水中的有机和无机污染物浓度均较高，因此难以回用处理，而且即使回用处理其成本也将很高。但丝束废水、生活废水等低CoD订浓度醋纤废水，由于该废水中的污染物浓度很低，经过三级处理后应该可以作为循环水的补充水、消防水池的补充水和绿化用水等用途，对此，须进行低C0瞻浓度醋纤废水三级处理工艺和中水回用的可行性研究。 第56页华东理工大学工程硕士学位论文参考文献邹家庆等．工业废水处理技术．化学工业出版社．1998：9陈坚等．环境生物技术．中国轻工业出版社．1999：39—45赵由才等．环境工程化学．化学工业出版社．2003：40—41陆柱，陈中兴，蔡兰坤，黄光团．水处理技术．华东理工大学出版社．2000：19张自杰等．排水工程．中国建筑工业出版社．2000：448耿土锁．造纸废水高效生化处理情况．江苏环境科技．2000，13(3)：9．23韦帮森等．制革废水的治理．工业水处理．2003，23(12)：66—67耿土锁．丝绸废水处理工艺研究和工程建设情况．贵州环保科技．2003，9(3)：6—9上海市环境保护局．废水生化处理．同济大学出版社．1999：150唐受印，戴友芝．水处理工程师手册．化学工业出版社．2000：loo佟玉衡．实用废水处理技术．化学工业出版社．1998：80一81沈连峰等．物化一水解酸化一接触氧化法处理淀粉废水．工业水处理．2007，27(6)：81—84方明晖等．活性染料废水的混凝处理研究．工业水处理．2007，27(2)：26—29谭磊等．混凝沉淀+电氧化反应器联合处理造纸废水的试验研究．工业水处理．2006，26(11)：19—21陈素平．硫酸铝和聚丙烯酰铵混凝处理印染废水的研究．福建师大福清分校学报．1998，39(2)：83—87D．Geo玛iou；A．AiV配idis；J．HatiraS；K．Gimoullopoulos．TreanIlentofco们ntextilew嬲tewateruSinglimeandferroussulfate．Ⅵ址erReSearch．2003，37(9)：2248—2250李昂等．含硫酸盐高浓度有机废水预处理的试验研究．能源环境保护．2005，19(2)：31—33、[18]IsikKabd雒li，Olcay1恤ayandDe血Orhon．SulfateRemoValFromIndi90D咖gTextileWa蜘te瑙．W缸．sci．1’ech．1995，32(12)：21-27【19】ELKEGENSCHOW，WEI矾ERHEGEM砧叮NandCmUSTIANMASCHKE．BiologicalSulfi重teR锄ovalFrom协meDrW弧tewateriIlATwD-stageAn勰robicTreanllent．W址．Res．1996，30(9)：2072-2078【20】Lens，P．N．L．；Visser，A．；J舡塔∞mA．J．H．；Pol，L．W：Hulsho危Letting如QBioteChnolo西cal缸e咖entof妯f．ate．richwastewatersCriticalReviewsinEIⅣ面姗eIltalSci锄ceandTecllllolo阱l998，28(1)：4l-88[21]赵毅等．含硫酸盐高浓度有机废水生物处理．中国环境科学．1999，19(3)：281．284[22]柴立元等．改性活性污泥高效处理高浓度硫酸盐废水．中南大学学报(自然科学版)．2005，36(3)：43卜4361J1l-1J1JI=I幻引钔明町刀踟鲥加n挖坞M坫埔"广L厂L厂L厂LrLrL广L厂L厂L广●-广L广L广L广LrL广L厂L 华东理工大学工程硕士学位论文第57页[23][24][25][26][27]【28】[29][30][31][32][33]【34】[35][36][37][38]【39】【40】[41]上海市政工程设计院．给水排水设计手册．化学工业出版社．1986：727魏有权等．气浮法预处理土霉素废水的试验研究．过滤与分离．2003，13(1)：19—2l江红光等．高效浅层气浮技术在造纸废水处理中的应用．环境污染与防治．200l，23(4)：180一181刘增超等．电凝聚一气浮法处理印染废水．化工环保．2006，26(4)：280—282Be衄oit，H．；Peter-Froelllich，A．；Schmidt，V；Schu鼬％C．Biological仃ea：nllent0fmuIlicipalwaStewaterinEkrlin，uSinga10mde印b弱iIl锄dnotationforsecondaDrcl撕fication．W{lterScience锄d1&llIlolo醪1994，30(4)：81-88Zouboulis，An孤北asiosI．；Matis，Konst锄1tineA．Remo、唛Iofc幽iu】m行0mdilutesolutionsbyflotation．W缸erScience锄dTecllnolo黟1995，3l(3．4)：315-326秦麟源．废水生物处理．同济大学出版社．1989：39—46李少林等．物化一生化一物化工艺处理精细化工废水的中试．中国给水排水．2007，23(1)：92—96方建章等．物化生化联合工艺处理城市废水生产试验研究．环境科学与技术．2004，27(4)：10一11唐文伟等．物化处理后的铜酞菁废水A／0生物接触氧化研究．工业水处理．2005，25(3)：23—25PMijayloVaN∞heV如ER锄讹zC锄peros，JMendozaRDque锄dMIn6sRDcllaB棚n．Aerobicbiode伊a￡蜥onofo唱aIlics)，lltllesisw嬲tewater．WaterScience锄dTcchnology．2000，42(5-6)：145-l52Serk柚Eker；FikretKa晒．H删iclksideIlceTimeE妇FectSonPerf0珊觚ceof觚ActiVatedSludgeUIlitl、reatingWbtewaterContai血唱Diclllorophen01．WraterEnVironmentResearch．2006，78(7)．686—690徐亚同等．废水生物处理的运行管理与异常对策．化学工业出版社．2003：73—75曾薇等．pH值与温度对SBR法反应时间控制的影响．中国环境科学．2002，22(5)：456—459李川等．SBR法处理高浓度有机废水试验研究．上海环境科学．200l，20(12)：607—608Kmeli，H．A．；Isl锄，M．R．E彘ctoftemp蹦l_tu】reontlle印wtllof眦waterbact丽a．T0xicological觚dEnviro姗entalChemisJ缸y．1997，59(1·4)：11l-123LaParaT．M．，KonopkaA．EffectsofeleV砷edtemper绷lreonbacteri酊commuIli哆s咖cture觚d胁cti彻inbio艘tors仃eatingasylltll鲥cw邪tewaterJoumaIofiIlduSn-iaJmicrobiolog)，&biotechnoly．2000，24(2)：l40-l45W·wresleyECk朗felder，Jr．姚重华等译．工业水污染控制．华东化工学院出版社．1991：156李慧蓉等．工业有机废水的真菌处理及相关反应器模型的建立．工业水处理． 第58页华东理工大学工程硕士学位论文2003，23(1)：22—26Miyaha％T．；Noil(e，T．Behaviorofg吣peIldedS0lids锄d锄舢bicb∞tIeriain趾锄勰robicfixedbedre∞tor．WaterSciellce觚dTechnology．1994，30(12)：75—86H甜ad4Hidel【i；Momonoi，Kiyoslli；Y．amazal【j，S址1iclli；做i动rw钆Sa幻slli．Applicationof舡国erobic—UFmemb啪ereactorf．0f钿ea恤锄tofawaStewa：tercontaining11ighg呦gthpaniclllateorg枷cs．W衙Science觚dT＆llIlolog弦1994，30(12)：307-319肖锦．城市污水处理及回用技术．化学工业出版社．2002：39唐受印等．废水处理工程．北京．化学工业出版社．1998：220周群英，高廷耀等．环境工程微生物学．北京．化学工业出版社．2000：92姜峰等．影响含硫酸盐废水生物处理稳定性的研究及应用．甘肃科技．2005．21(2)：73—75陈业钢等．硫酸盐对抗生素废水厌氧生物处理的影响．中国给水排水．2002．18(6)：18—22崔高峰等．COD。，／S042一值对硫酸盐还原率的影响．环境科学．2000．2l(4)：106—109R．E．斯皮思．李亚新译．工业废水的厌氧生物技术．中国建筑工业出版社．2001：328—329C．N．Sawyer等．张颖等译．环境工程化学．北京．原子能出版社．1988：349—35l张兰英，刘娜，孙立波等．现代环境微生物．北京．清华大学出版社．2005：212no】]]]]]]]2y．456789O12．铊．n．必蛎们钉鳃的的豇匏rLr¨LrLr●_rL 华东理工大学工程硕士学位论文第59页致谢二十年前，我从华东化工学院环境工程系腐蚀与防护专业(防810)本科毕业，没想到二十年后今天，我又即将从母校的环境工程专业工程硕士毕业，此时此刻，我感慨万分，这恰恰验证了一首名歌“再过二十年，我们来相会’’所唱出的动人意境：来不及等待、来不及沉醉、来不及感慨、来不及回味，这也就是我和华理大各位老师一种极好的缘分和天意。首先，要感谢资环学院的各位教授和老师，特别要感谢我的指导老师周国光教授，他在百忙之中对我的学业给予了很大帮助，同时周教授平易近人、学术精湛和严谨治学的风格等都给我留下了深刻印象；还要感谢华理大多佳公司的陆仁杰教授、杨建华经理、徐炳文教授与我们多次合作，并共同完成了南纤四期废水处理的研究试验工作。其次，要感谢南纤公司各位领导，特别是陈旭东总经理、张楠田副总、杨占平副总和沈琳主任，他们为我提供了如此好的学习机会，并对我学习和工作给予了极大支持。最后感谢我的家人和同仁对我学习和工作的支持和鼓励，所有这一切，使我顺利地完成了学业。今后，我将继续为南纤公司实现“同内领先，国际一流"目标，作出自己的最大贡献，最后对各位老师的精心指导和帮助再次表示衷心的感谢!'