CN108002642B - 一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***和方法，包括以下步骤：(1)收集酸性废水和碱性废水；(2)曝气吹脱池重点去除硫化物和难降解有机物；(3)将步骤(2)处理后的水进行中和反应沉淀，加入混凝剂和助凝剂，促使水中的颗粒凝聚；(4)将步骤(3)处理后的水，进入梯级曝气池进行曝气处理，出水达到排放标准排放；(5)将各步骤产生的污泥进行处理，上清液进入步骤(2)处理；(6)将各步骤产生的废气进行处理，处理后达标排放。该方法对粘胶纤维产生的废水、污泥、废气进行有效处理，去除效果稳定、且运行成本低、安全系数高、处理效率高，具有广泛的推广价值。

Description

一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***和方法
技术领域
本发明公开了一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***和方法，属于粘胶行业废水、污泥、废气处理领域。
技术背景
粘胶纤维是利用含有天然纤维素的高分子材料木浆、棉浆等经过化学与机械方法加工而成的化学纤维，是化纤中源于天然而优于天然的再生纤维素纤维，是纺织工业原料的重要材料之一。粘胶长丝的生产过程为：浆粕浸渍浴烧碱溶液生产碱纤维素，碱纤维素与二硫化碳反应生产纤维素磺酸钠(称为磺化)纤维素磺酸钠再溶于稀氢氧化钠溶液，成粘液状，称为粘胶。粘胶经过滤、脱泡和熟成，即可送往纺丝机。在纺丝车间进行纺丝，当粘胶通过纺丝机喷丝头进入纺丝机的凝固浴(主要有硫酸、硫酸钠和硫酸锌组成，亦称硫酸浴)时，粘胶凝固为丝条形式，又再生成纤维素，井后处理出厂。粘胶在酸浴中再生成纤维素的反应会放出硫化氢和二硫化碳，这是纤维生产废水中硫化物和二硫化碳的主要来源。
粘胶纤维厂的废水可分成酸性废水和碱性废水两大类。
(1)酸性废水:酸性废水主要来自纺丝车间和酸站，包括塑化浴溢流排放水、洗纺丝机水、酸站洗涤过滤排水、洗丝水及后处理酸洗水。酸性废水的主要污染物质是硫酸和硫酸锌。
(2)碱性废水:碱性废水来源于碱站排水、原液车间废胶槽及设备洗涤水、滤布洗涤水、纺丝机换滤器和喷丝头时带出粘胶、纺丝机洗滤器几喷丝头水、后处理工艺脱硫废水。碱性废水的主要污染物质是氢氧化钠和粘胶。
由于粘胶行业废水成分复杂，常含有强酸、强碱、纤维素和半纤维素、醇类、果胶以及各种有机毒物等物质，因此其可生化性较差、硫化物和锌离子浓度高、处理***运行时有硫化氢等异味散发，易对环境产生重大污染，不断威胁着人类的健康和安全。因此，对粘胶纤维废水、污泥、废气如何实现高效稳定处理，是需要急迫解决的问题。
粘胶纤维生产中废水治理技术还存在很大的问题，主要体现在治理方法效率低、成本高、应用有限，且易产生难降解的污染物。现在使用最多的臭氧氧化法、电凝法、吸附法、离子交换法、膜过滤法以及絮凝法等物化方法都存在着一定的缺点。
公开号为CN 104310679 A的中国专利提供了一种以芬顿法化学氧化废水中有机物单元处理粘胶纤维废水的方法，其氧化剂为质量分数27.5％的双氧水，催化剂为硫酸亚铁，双氧水和硫酸亚铁的投加质量比为1：1，但芬顿法有如下缺点：(1)成本高，污泥产量多；(2)处理效果不稳定，若双氧水和硫酸亚铁的投加质量比例控制不好或者三价铁不沉淀则易导致废水呈微黄色，出现水体返色的现象；(3)反应难以控制，易受到反应pH值、时间、搅拌混合度等因素的影响；(4)腐蚀性大，易对设备造成强烈的腐蚀作用。(5)废气处理没有涉及。
公开号为CN 105110575 A的中国专利提供了一种粘胶纤维工业废水处理方法及装置，其根据胶黏废水的盐度高低对高含盐和低含盐废水进行分开单独处理，工艺复杂、操作难度大、处理效率低。此外，该处理工艺中所设计的“连续微滤+反渗透膜双膜”单元中，膜的运行成本过高、清洗困难、浓水处理困难。Chambolle等指出，膜处理一般费用比直接过滤超出20–30％。Moulin等提出地下水MF投资成本为常规治理的1.5-2倍，对于地表水，投资成本是常规治理的3-5倍。
公开号为CN 103864260 A的中国专利提供了一种粘胶纤维生产废水的处理方法，该工艺的主要流程为：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。该工艺未利用高汽水进行混合搅拌，未能提高反应速率，不能保证后续的处理效果。此外，该工艺吹脱的废气H2S、CS2未进行处理，若直接释放至环境中，会对人体和大气造成一定的污染和危害，没有做到真正的清洁生产。
公开号为CN 1583608 A的中国专利提供了一种棉浆粕黑液水、粘胶纤维生产废水综合处理方法，该工艺所涉及的曝气方法仅为传统的曝气工艺，相对于本发明提及的“梯级曝气工艺”，该工艺处理效果不佳。
公开号为CN 101343124 A的中国专利提供了一种综合治理粘胶纤维生产中废水废气的方法及其设备，该工艺中未考虑气液两相反应的持续性问题，即气体最终实际的吸收和除去效果，并不能保证气体被完全反应和吸收，后续效果无法保证。而本发明专利不仅囊括了该工艺所提及的碱液吸收的方法，还考虑了后续气体的利用问题，即添加了“生物滤床工艺”，实现了能源的综合循环利用。
目前，国内大部分采用的常规“物化+生化”处理工艺存在很多问题，例如前期物化处理过程中自动化控制程度不高，运行效果不稳定，微生物生长受到明显抑制等。此外，在国内大部分粘胶纤维废水的处理中，没有对生产过程中产生的硫化氢、二氧化碳等废气进行***全面的处理和利用，即缺少对碱液喷淋后的进一步处理措施。在处理粘胶纤维废水中的曝气反应池内，采用“梯级曝气”的方法也鲜有应用，梯级曝气可以最大限度地将流体特性与机械运动相结合，有效地消除搅拌死角，获得大面积的水体交换。特别地，在粘胶纤维废水处理领域，针对废水、废气、污泥三者的综合循环处理工艺阐述的较少，未提出一种经济环保的***处理方法，导致了能源的浪费、各处理单元脱节，最终的处理效果不佳。
综合考虑以上几点，本发明专利提出了一种简单、经济、能耗低、处理效果优良的综合循环粘胶纤维废水的处理和回用方法，对中水回用技术在工程实践中的应用具有重要意义。
发明内容
发明目的：针对粘胶行业废水组分复杂、可生化性较差、硫化物和锌离子浓度高、处理***运行时有硫化氢等异味散发等问题，提供一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***和方法，实现粘胶行业废水、污泥、废气的高效处理和稳定达标。
技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出了一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***，包括集水池A、集水池B、曝气吹脱池、中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、臭气源收集***、布气管道***和生物滤床，其中：
所述集水池A和集水池B分别与曝气吹脱池相连，
所述曝气吹脱池依次与中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池相连；
所述臭气源收集***用于收集来自曝气吹脱池、中和反应池、曝气池和污泥浓缩池的废气，收集的废气通过引风机依次送入碱液喷淋塔填料层和活性土壤过滤床。优选地，所述引风机采用离心风机，减少噪声。
具体地，所述曝气吹脱池内部设有空气搅拌装置，上方设置有玻璃钢集气罩，用于收集吹脱过程中产生的废气，底部设置有沉淀装置，用于沉淀酸析出的半纤维素和油类物质等，沉淀污泥进入污泥浓缩池。
所述中和反应池包括反应区和沉淀区，中和反应沉淀池上设有玻璃钢集气罩，其中，沉淀区采用平流式沉淀池池型，进行泥水高效分离。
所述梯级曝气池曝气采用双层叶轮的曝气搅拌装置，根据水体流动，设计从叶轮的中心进水，梯级曝气池上设有玻璃钢集气罩。
所述生物滤床由依次设置的砾石承托层、生态滤层和土壤层组成，土壤层种植植物，其中，砾石承托层高度0.2-0.5m，粒径8-16mm；生态滤层高度0.6-0.8m，粒径2-4mm；土壤层高度0.2-0.5m，粒径小于0.01mm。
所述生物滤床顶部布置有5个洒水喷头，每只洒水喷头的耗水量0.4-0.6m3/h，其中给一个用于加湿，另外四个用于绿化灌溉；所述植物包括灯心草、鸢尾和芦苇，种植比例为1：1：1，种植密度不小于16株/m2。
本发明进一步提出了一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的方法，包括如下步骤：
(1)收集酸性废水和碱性废水：通过单独的管道，分别收集酸性废水和碱性废水，酸性废水水量:碱性废水水量比例(3-5)：1；
(2)曝气吹脱：将步骤(1)所得的水引入曝气吹脱池，曝气强度10～15m3/m2·h，停留时间0.8-1.0h，pH约为2～3，利用高汽水比进行混合搅拌，以增大曝气吹脱池中反应速度和效果。在酸性条件下将废水中的废气吹脱，并收集吹脱过程中产生的废气，沉淀酸析出的沉淀污泥进入污泥浓缩池；
(3)中和反应沉淀：将步骤(2)所得的水引入中和反应沉淀池，在中和反应沉淀池的反应区首先投加纯度为85-88％硫酸亚铁进一步降低硫化物含量，因为硫酸亚铁具有很强的氧化还原性，对硫化物的去除率非常高，且其成本低廉，并有很好的脱色效果。一方面，硫酸亚铁投加入废水中后水解所产生的二价铁离子(Fe2+)会与硫离子(S2－)发生反应生成硫化铁(FeS)沉淀成污泥。另一方面，硫酸亚铁被投入废水中后，其水解所产生的络合物，在水力搅拌条件的作用下会将废水中的硫离子与其它污染悬浮物通过一系列的吸附-电中和-网捕-聚合的反应，促使硫化物形成硫化铁，并最后与其它有机污染物聚合成矾花，在重力作用下沉淀形成密实的污泥。后投加纯度为11-15％电石渣提高废水pH值至9.5～10.5，电石渣投加量：0.9-1.2kg/m3污水，形成Zn2+的碱性沉淀物；其次投加聚丙烯酰氨PAM，投加量为3-10mg/L，通过电荷中和作用能使动电位降低而凝聚，增强了水体的絮凝效果。反应区通过曝气提高混凝、凝聚效果，曝气强度5～7m3/m2·h，停留时间0.5-1.0h；
中和反应沉淀池的沉淀区采用平流式沉淀池池型，进行泥水高效分离，所形成的絮体颗粒较大，较易沉淀，能取得较好的去除COD和难降解有机物的效果；表面负荷1.0～1.5m3/m2·h，沉淀污泥进入污泥浓缩池，收集中和反应沉淀过程中产生的废气收集；
(4)梯级曝气池
将步骤(3)所得的水引入梯级曝气工艺，分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级，分别为：
Ⅰ级：溶解氧0.5-2.0mg/L，停留时间3-6h，并投加凹凸棒土吸附剂；
Ⅱ级：溶解氧3.5-4.5mg/L，停留时间6-8h；
Ⅲ级：溶解氧4.6-5.5mg/L，停留时间1-2h；出水达到排放标准进行达标排放；
梯级曝气池曝气采用双层叶轮的曝气搅拌装置，最大限度地将流体特性与机械运动相结合。根据水体流动，设计从叶轮的中心进水，这一方面减少了进水紊流，另一方面保证了液体对叶轮表面的压力均匀，从而保证整机在运动状态下的平衡。有效地消除搅拌死角。大比表面积可获得大面积的水体交换。梯级曝气池上设有玻璃钢集气罩，收集曝气过程中的废气。
(5)污泥处理：
将来自曝气吹脱池、中和反应沉淀池、梯级曝气池的污泥排入污泥浓缩池，浓缩后采用厢式压滤机进行机械脱水，污泥浓缩池的上清液和污泥脱水机的上清液均回流到曝气吹脱池；
(6)废气处理：
将收集自曝气吹脱池、中和反应沉淀池、梯级曝气池和污泥浓缩池的废气，通过引风机进入碱液喷淋塔，经过碱液喷淋塔填料层，废气与氢氧化钠吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，酸雾废气经过净化后，再经除雾板脱水除雾后由风机排入生物滤床，吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，最后回流至塔底循环使用。
优选地，所述生物滤床高度1.2-1.5m，废气自下而上通过底部布气管均匀分布到生物滤床上，流速10-12mm/s，接触停留时间100-150s，生物滤床顶部布置有洒水喷头。
所述生物滤床顶部布置有5个洒水喷头，每只洒水喷头的耗水量0.4-0.6m3/h，其中给一个用于加湿，另外四个用于绿化灌溉，对于绿化灌溉，平均夏天每天3-5次，每次5-8min；春秋每周2-3次，每次3-5min；冬季不开启。
优选地，所述凹凸棒土的投加量为50～100mg/L，所述凹凸棒土吸附剂比表面积为12～35m2/g；所述凹凸棒土中含有的Al2O3 9.0-10.1mg/Kg，Fe2O3 5.7-6.7mg/Kg；CaO 0.42-1.95mg/Kg。
优选地，步骤(6)引风机采用离心风机，减少噪声。
有益效果：与现有技术相比，本发明使粘胶纤维废水中硫化物、锌离子等污染物在吹脱反应、中和反应沉淀、梯级曝气工艺中得到全面有效的去除。废气在碱液喷淋塔和生物滤床工艺中得到全面有效的去除。污泥在污泥浓缩、厢式压滤机工艺中得到全面有效的去除，从而处理后水质指标的合格，处理后的水质满足化学需氧量(COD)≤80mg/L，Zn2+≤2mg/L，S2-≤1mg/L，具有现有工艺无法比拟的优越性。另外使用该技术，操作安全方便，在经济性方面由于现有工艺持平，具有极高的可行性，最后该技术首次运用了碱液喷淋塔和生物滤床工艺，效果良好，填补了国内外的技术空白。
附图说明
图1为本发明具体实施的方法流程图；
图2为本发明生物滤床的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明提供了一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***，包括集水池A、集水池B、曝气吹脱池、中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、臭气源收集***、布气管道***和生物滤床，其中：集水池A和集水池B分别与曝气吹脱池相连；曝气吹脱池依次与中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池相连；臭气源收集***用于收集来自曝气吹脱池、中和反应池、曝气池和污泥浓缩池的废气，收集的废气通过引风机依次送入碱液喷淋塔填料层和活性土壤过滤床。其中引风机采用离心风机，减少噪声。
具体地，曝气吹脱池内部设有空气搅拌装置，上方设置有玻璃钢集气罩，用于收集吹脱过程中产生的废气，底部设置有沉淀装置，用于沉淀酸析出的半纤维素和油类物质等，沉淀污泥进入污泥浓缩池。中和反应池包括反应区和沉淀区，中和反应沉淀池上设有玻璃钢集气罩，其中，沉淀区采用平流式沉淀池池型，进行泥水高效分离。梯级曝气池曝气采用双层叶轮的曝气搅拌装置，根据水体流动，设计从叶轮的中心进水，梯级曝气池上设有玻璃钢集气罩。生物滤床由依次设置的砾石承托层、生态滤层和土壤层组成，土壤层种植植物，其中，砾石承托层高度0.2-0.5m，粒径8-16mm；生态滤层高度0.6-0.8m，粒径2-4mm；土壤层高度0.2-0.5m，粒径小于0.01mm。其中，植物包括灯心草(Juncus effusus L.)，鸢尾(Iristectorum Maxim.)，芦苇(Phragmites australias Trin.)，种植比例为1：1：1，种植密度不小于16株/m2。
利用上述装置进行处理的方法为：
(1)收集酸性废水和碱性废水：通过单独的管道，分别收集酸性废水和碱性废水，酸性废水水量:碱性废水水量比例(3-5)：1；
(2)曝气吹脱：将步骤(1)所得的水引入曝气吹脱池，曝气强度10～15m3/m2·h，停留时间0.8-1.0h，pH约为2～3，利用高汽水比进行混合搅拌，以增大曝气吹脱池中反应速度和效果。在酸性条件下将废水中的废气吹脱，并收集吹脱过程中产生的废气，沉淀酸析出的沉淀污泥进入污泥浓缩池；
(3)中和反应沉淀：将步骤(2)所得的水引入中和反应沉淀池，在中和反应沉淀池的反应区首先投加纯度为85-88％硫酸亚铁进一步降低硫化物含量，因为硫酸亚铁具有很强的氧化还原性，对硫化物的去除率非常高，且其成本低廉，并有很好的脱色效果。一方面，硫酸亚铁投加入废水中后水解所产生的二价铁离子(Fe2+)会与硫离子(S2－)发生反应生成硫化铁(FeS)沉淀成污泥。另一方面，硫酸亚铁被投入废水中后，其水解所产生的络合物，在水力搅拌条件的作用下会将废水中的硫离子与其它污染悬浮物通过一系列的吸附-电中和-网捕-聚合的反应，促使硫化物形成硫化铁，并最后与其它有机污染物聚合成矾花，在重力作用下沉淀形成密实的污泥。后投加纯度为11-15％电石渣提高废水pH值至9.5～10.5，电石渣投加量：0.9-1.2kg/m3污水，形成Zn2+的碱性沉淀物；其次投加聚丙烯酰氨PAM，投加量为3-10mg/L，通过电荷中和作用能使动电位降低而凝聚，增强了水体的絮凝效果。反应区通过曝气提高混凝、凝聚效果，曝气强度5～7m3/m2·h，停留时间0.5-1.0h；
中和反应沉淀池的沉淀区采用平流式沉淀池池型，进行泥水高效分离，所形成的絮体颗粒较大，较易沉淀，能取得较好的去除COD和难降解有机物的效果；表面负荷1.0～1.5m3/m2·h，沉淀污泥进入污泥浓缩池，收集中和反应沉淀过程中产生的废气收集；
(4)梯级曝气池
将步骤(3)所得的水引入梯级曝气工艺，分为Ⅰ级(包括区域A和B)、Ⅱ级(包括区域C和D)和Ⅲ级(包括区域E和F)，分别为：
Ⅰ级(包括区域A和B)：溶解氧0.5-2.0mg/L，停留时间3-6h，并投加凹凸棒土吸附剂，投加量为50～100mg/L，所用的凹凸棒土吸附剂比表面积12～35m2/g，其中含有Al2O39.0-10.1mg/Kg；Fe2O3 5.7-6.7mg/Kg；CaO 0.42-1.95mg/Kg。投加凹凸棒土吸附剂，吸附难降解有机物和为好氧微生物提供载体，提高污泥浓度和沉降性能，进而提高出水水质；
Ⅱ级(包括区域C和D)：溶解氧3.5-4.5mg/L，停留时间6-8h；
Ⅲ级(包括区域E和F)：溶解氧4.6-5.5mg/L，停留时间1-2h；出水达到排放标准进行达标排放。
梯级曝气池曝气采用双层叶轮的曝气搅拌装置，最大限度地将流体特性与机械运动相结合。根据水体流动，设计从叶轮的中心进水，这一方面减少了进水紊流，另一方面保证了液体对叶轮表面的压力均匀，从而保证整机在运动状态下的平衡。有效地消除搅拌死角。大比表面积可获得大面积的水体交换。梯级曝气池上设有玻璃钢集气罩，收集曝气过程中的废气。
(5)污泥处理：
将来自曝气吹脱池、中和反应沉淀池、梯级曝气池的污泥排入污泥浓缩池，浓缩后采用厢式压滤机进行机械脱水，污泥浓缩池的上清液和污泥脱水机的上清液均回流到曝气吹脱池；
(6)废气处理：
将收集自曝气吹脱池、中和反应沉淀池、梯级曝气池和污泥浓缩池的废气，通过引风机进入碱液喷淋塔，经过碱液喷淋塔填料层，废气与氢氧化钠吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，酸雾废气经过净化后，再经除雾板脱水除雾后由风机排入生物滤床，吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，最后回流至塔底循环使用。
下面通过具体实施例来说明本发明装置的处理效果。
实施例1
实施例1中原水取自某粘胶纤维废水工厂废水，日处理总量为56000m3/d，其中酸性废水水量42000m3/d，碱性废水水量14000m3/d，24h运行，时均处理污水量为2333m3/h，废水的主要污染指标为CODCr、pH、SS、Zn2+、S2-，废水水质如下表：
将上述待处理废水进入本发明工艺构建处理和回用***中，待处理废水依次通过集水池、曝气吹脱池、中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池，污泥浓缩池；中和反应池池内投加纯度为85％的硫酸亚铁和纯度为12％的电石浆料控制废水的pH为10-10.5；pH调整池调节废水pH至7.2保证生化***处于适宜条件，并在配水井中投加N、P营养盐达到COD:N:P＝100:5:1满足后续生化***的需求；其他处理方法见前文处理方式。二沉池剩余污泥按25％比例回流至曝气池，污泥排放至污泥浓缩池中；污泥回流比例根据工艺设计流程和厂区经验设定，污泥回流主要是保持污泥活性，不使污泥膨胀，使池内的悬浮固定浓度保持相对稳定。回流比过大污泥活性较低，处理性能较差；回流比过低则可能会发生污泥膨胀。污泥浓缩池上清液流入集水池进水端，浑浊液通过提升泵进入污泥脱水机；污泥脱水机为厢式压滤机，采用机械脱水，压滤液流入集水池进水端，干泥外运。
经过一段时间的运行管理，***稳定后，本发明的处理效果为：二沉池出水CODCr低于75mg/L，pH控制在7左右，SS低于60mg/L，Zn2+浓度低于2mg/L，S2-浓度低于1mg/L；对不同构筑物单元中成分进行气相色谱(GC-MS)分析可知，酸性调节池中含有C7H8、C4H6O2、C4H6O3等18种有机物，其中有6种脂，4种烷烃，4种酸，1种酮，2种苯类衍生物，1种酰胺；碱性调节池中含有C6H8O、C6H12O、C7H8等27中有机物，其中有6种脂，3种烷烃，2种醇，2种酸，4种酮，2种酚，2种苯类衍生物，2种酰胺，3种杂环化合物，1种烯烃衍生物；中和反应池中含有C6H12O、C7H8、C6H12O2等21种有机物，其中有6种脂，1种烷烃，2种醇，4种酸，3种酮，1种酚，2种苯类衍生物，1种酰胺，1种杂环化合物；初沉池中含有C7H8、C7H8O、C8H16O2等29种有机物，其中有8种脂，4种烷烃，3种醇，3种酸，2种酮，2种酚，4种苯类衍生物，1种酰胺，1种杂环化合物，一种酰氯；曝气池A区域含有C5H9Cl、C6H8O、C6H12O等有机物，区域B含有C5H9Cl、C6H8O、C6H12O等有机物，区域C含有C6H8O、C6H12O、C7H8等有机物，区域D含有C7H8、C4H6O3、C5H8O3等有机物，区域E含有C7H8、C4H6O3、C5H8O3等有机物，区域F含有C5H9Cl、C7H8、C6H14O等有机物，整个曝气单元共计29种有机物，其中有6种脂，4种烷烃，3种醇，4种酸，2种酮，1种酚，1种醚，2种苯类衍生物，2种酰胺，1种杂环化合物，3种烯烃衍生物；排放口中含有C6H8O、C6H12O、C7H8等24种有机物，其中有6种脂，3种醇，2种酸，3种酮，1种酚，3种醚，1种苯类衍生物，2种酰胺，3种杂环化合物。故可以发现：酸性调节池和碱性调节池中有机物种类较多，成分比较复杂。经过中和反应池，废水中有机物种类明显减少，主要是苯类衍生物、酚类、烷烃类。经过初沉池和曝气池，有机污染物浓度较少。最终排放口中有机物未见烷烃类，表明生化处理效果较好。另外，该方法在不影响产品质量的前提下，大大提高了中水回用率，达到60％以上，每吨水的平均处理费用为0.65元(不含折旧、维修及污泥处置费等)。
实施例2
实施例2中原水取自某粘胶纤维废水工厂废水，日处理总量为48000m3/d，其中酸性废水水量32000m3/d，碱性废水水量16000m3/d，24h运行，时均处理污水量为2100m3/h，废水的主要污染指标为CODCr、pH、SS、Zn2+、S2-，废水水质如下表：
将上述待处理废水进入本发明工艺构建处理和回用***中，待处理废水依次通过集水池、曝气吹脱池、中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池，污泥浓缩池；中和反应池池内投加纯度为86％的硫酸亚铁和纯度为13％的电石浆料控制废水的pH为10-10.5；pH调整池调节废水pH至7.5保证生化***处于适宜条件，并在配水井中投加N、P营养盐达到COD:N:P＝100:5:1满足后续生化***的需求；其他条件见上文描述，二沉池剩余污泥按30％比例回流至曝气池，污泥排放至污泥浓缩池中；污泥浓缩池上清液流入集水池进水端，浑浊液通过提升泵进入污泥脱水机；污泥脱水机为厢式压滤机，采用机械脱水，压滤液流入集水池进水端，干泥外运。
经过一段时间的运行管理，***稳定后，本发明的处理效果为：二沉池出水CODCr低于80mg/L，pH控制在7左右，SS低于70mg/L，Zn2+浓度低于2mg/L，S2-浓度低于1mg/L；对不同构筑物单元中成分进行气相色谱(GC-MS)分析可知，酸性调节池中含有C5H8O3、C4H6O2、C18H34O2等15种有机物，其中有5种脂，3种烷烃，4种酸，1种酮，1种苯类衍生物，1种酰胺；碱性调节池中含有C6H12O2、C6H12O、C14H22O等25中有机物，其中有5种脂，3种烷烃，2种醇，2种酸，3种酮，2种酚，2种苯类衍生物，2种酰胺，3种杂环化合物，1种烯烃衍生物；中和反应池中含有C6H12O、C5H8O3、C16H22O4等20种有机物，其中有6种脂，1种烷烃，2种醇，4种酸，2种酮，1种酚，2种苯类衍生物，1种酰胺，1种杂环化合物；初沉池中含有C5H8O3、C12H20O、C18H36O2等25种有机物，其中有6种脂，3种烷烃，3种醇，3种酸，2种酮，2种酚，1种苯类衍生物，1种酰胺，1种杂环化合物，一种酰氯；曝气池A区域含有C7H8、C5H8O3、C6H12O等有机物，区域B含有C7H8、C6H12O2、C6H12O等有机物，区域C含有C6H12O2、C6H12O、C7H8等有机物，区域D含有C7H8、C7H14O3、C16H32O2等有机物，区域E含有C7H8、C7H14O3、C5H8O3等有机物，区域F含有C7H14O3、C7H8、C6H8OS等有机物，整个曝气单元共计30种有机物，其中有6种脂，4种烷烃，3种醇，4种酸，3种酮，1种酚，1种醚，2种苯类衍生物，2种酰胺，1种杂环化合物，3种烯烃衍生物；排放口中含有C5H8O3、C6H12O、C12H26O4等22种有机物，其中有5种脂，3种醇，2种酸，2种酮，1种酚，3种醚，1种苯类衍生物，2种酰胺，3种杂环化合物。故可以发现：酸性调节池和碱性调节池中有机物种类较多，成分比较复杂。经过中和反应池，废水中有机物种类明显减少，主要是苯类衍生物、酚类、烷烃类。经过初沉池和曝气池，有机污染物浓度较少。最终排放口中有机物未见烷烃类，表明生化处理效果较好。另外，该方法在不影响产品质量的前提下，大大提高了中水回用率，达到60％以上，每吨水的平均处理费用为0.60元(不含折旧、维修及污泥处置费等)。
本发明使粘胶纤维废水中硫化物、锌离子等污染物在吹脱反应、中和反应沉淀、梯级曝气工艺中得到全面有效的去除。废气在碱液喷淋塔和生物滤床工艺中得到全面有效的去除。污泥在污泥浓缩、厢式压滤机工艺中得到全面有效的去除，从而处理后水质指标的合格，处理后的水质满足化学需氧量(COD)≤80mg/L，Zn2+≤2mg/L，S2-≤1mg/L，具有现有工艺无法比拟的优越性。另外使用该技术，操作安全方便，在经济性方面由于现有工艺持平，具有极高的可行性，最后该技术首次运用了碱液喷淋塔和生物滤床工艺，效果良好，填补了国内外的技术空白。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的***，其特征在于，包括集水池A、集水池B、曝气吹脱池、中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池、臭气源收集***、碱液喷淋塔填料层和活性土壤过滤床，其中：
所述集水池A和集水池B分别与曝气吹脱池相连，
所述曝气吹脱池依次与中和反应池、初沉池、pH调整池、曝气池、二沉池、污泥浓缩池相连；
所述臭气源收集***用于收集来自曝气吹脱池、中和反应池、曝气池和污泥浓缩池的废气，收集的废气通过引风机依次送入碱液喷淋塔填料层和活性土壤过滤床，其中，曝气池为梯级曝气池，所述梯级曝气池曝气采用双层叶轮的曝气搅拌装置，根据水体流动，设计从叶轮的中心进水，梯级曝气池上设有玻璃钢集气罩；所述活性土壤过滤床由依次设置的砾石承托层、生态滤层和土壤层组成，土壤层种植植物，其中，砾石承托层高度0.2-0.5m，粒径8-16mm；生态滤层高度0.6-0.8m，粒径2-4mm；土壤层高度0.2-0.5m，粒径小于0.01mm；所述活性土壤过滤床顶部布置有5个洒水喷头，每只洒水喷头的耗水量0.4-0.6m3/h，其中一个用于加湿，另外四个用于绿化灌溉；所述植物包括灯心草、鸢尾和芦苇，种植比例为1：1：1，种植密度不小于16株/m2。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述曝气吹脱池内部设有空气搅拌装置，上方设置有玻璃钢集气罩，用于收集吹脱过程中产生的废气，底部设置有沉淀装置，沉淀污泥进入污泥浓缩池。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述中和反应池包括反应区和沉淀区，中和反应池上设有玻璃钢集气罩，其中，沉淀区采用平流式沉淀池池型，进行泥水高效分离。
4.一种粘胶纤维废水、污泥、废气处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）收集酸性废水和碱性废水：通过单独的管道，分别收集酸性废水和碱性废水，酸性废水水量: 碱性废水水量比例（3-5）：1；
（2）曝气吹脱：将步骤（1）所得的水引入曝气吹脱池，曝气强度10～15m3/m2·h，停留时间0.8-1.0h，pH为2～3，在酸性条件下将废水中的废气吹脱，并收集吹脱过程中产生的废气，沉淀酸析出的沉淀污泥进入污泥浓缩池；
（3）中和反应沉淀：将步骤（2）所得的水引入中和反应池，在中和反应池的反应区首先投加纯度为85-88%的硫酸亚铁进一步降低硫化物含量，后投加纯度为11-15%电石渣提高废水pH值至9.5~10.5，电石渣投加量：0.9-1.2kg/m3污水，形成Zn2＋的碱性沉淀物；其次投加聚丙烯酰氨PAM，投加量为3-10mg/L；反应区通过曝气提高混凝、凝聚效果，曝气强度5～7m3/m2·h，停留时间0.5-1.0h；
中和反应池的沉淀区采用平流式沉淀池池型，进行泥水高效分离，所形成的絮体颗粒较大，较易沉淀，能取得较好的去除COD和难降解有机物的效果；表面负荷1.0～1.5m3/m2·h，沉淀污泥进入污泥浓缩池，收集中和反应沉淀过程中产生的废气；
（4）梯级曝气：
将步骤（3）所得的水引入梯级曝气工艺，分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级，分别为：
Ⅰ级：溶解氧0.5-2.0 mg/L，停留时间3-6h，并投加凹凸棒土吸附剂；
Ⅱ级：溶解氧3.5-4.5mg/L，停留时间6-8h；
Ⅲ级：溶解氧4.6-5.5 mg/L，停留时间1-2h；出水达到排放标准进行达标排放；
（5）污泥处理：
将来自曝气吹脱池、中和反应池、梯级曝气池的污泥排入污泥浓缩池，浓缩后采用厢式压滤机进行机械脱水，污泥浓缩池的上清液和污泥脱水机的上清液均回流到曝气吹脱池；
（6）废气处理：
将收集自曝气吹脱池、中和反应池、梯级曝气池和污泥浓缩池的废气，通过引风机进入碱液喷淋塔，经过碱液喷淋塔填料层，废气与氢氧化钠吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应，酸雾废气经过净化后，再经除雾板脱水除雾后由风机排入活性土壤过滤床，吸收液在塔底经水泵增压后在塔顶喷淋而下，最后回流至塔底循环使用。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述活性土壤过滤床高度1.2-1.5m，废气自下而上通过底部布气管均匀分布到活性土壤过滤床上，流速10-12 mm/s，接触停留时间100-150s，活性土壤过滤床顶部布置有洒水喷头。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述活性土壤过滤床顶部布置有5个洒水喷头，每只洒水喷头的耗水量0.4-0.6m3/h，其中给一个用于加湿，另外四个用于绿化灌溉，对于绿化灌溉，平均夏天每天3-5次，每次5-8 min；春秋每周2-3次，每次3-5min；冬季不开启。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述凹凸棒土的投加量为50~100mg/L，所述凹凸棒土吸附剂比表面积为12～35m2/g；所述凹凸棒土中含有的Al2O3 9.0-10.1 mg/Kg、Fe2O3 5.7-6.7 mg/Kg、CaO 0.42-1.95mg/Kg。
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