CN205088067U - 一种粘胶纤维工业废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种粘胶纤维废水处理装置包括：预处理吹脱池、碱性喷淋塔、冷却循环塔、好氧生化池、连续微滤池+反渗透膜、中和沉淀池、高含盐好氧生物强化池、活性碳吸附塔、活性碳再生塔、沉淀池、储泥池、板框压滤；其中预处理吹脱池1、1’与冷却循环塔3、3’、好氧生化池4、连续微滤池+反渗透膜5、高含盐好氧生物强化池7依次相连；所述的高含盐生物好氧强化池一端与中和沉淀池相连，一端与沉淀池10相连，储泥池11设置在高含盐生物好氧强化池下端，储泥池通过污泥泵与板框压滤12连接，碱性喷淋塔设置在预处理吹脱池上端。本实用新型提供了一种成本低、资源节约型、循环经济型的一种黏胶废水处理及回用方法，适合于在黏胶行业废水推广和应用。

Description

一种粘胶纤维工业废水处理装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域。涉及一种废水处理的装置，尤其适用于对化纤行业中黏胶废水进行处理，并达到生产回用标准的废水处理设备。

背景技术

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。粘胶纤维在生产过程中需要大量的化工原料会产生大量的废水这些废水含有硫酸、硫酸锌、二硫化碳、纤维素、溶解性有机物等均对环境产生很大的危害，是纺织工业的主要污染源之一。粘胶纤维行业的废水量较大，成为企业经济发展的沉重负担，特别是在缺水地区，受水资源的约束，致使企业产品成本增加，经济效益下降，从而影响企业治理污染的积极性和主动性。

生物处理法具有经济、高效、无害，运行稳定性、降解效率高，无二次污染等的特点常常受到人们的青睐。以高含盐生物处理法为主导的方法尤其适用于黏胶行业废水的处理，生物处理法与不同的工序组合达到废气和废水治理同时治理。形成化纤行业黏胶废水再生以及废水价值组分循环利用的成套技术，废水回用减少企业用水量，减少企业排污费用；价值组分循环利用能够达到节能减排和节约成本的目的。本方法达到废水再生回用与价值组分循环利用，为实现黏胶行业废水的全要素资源化，为建设资源节约型、循环经济型和环境友好型提供技术支持。

发明内容

本实用新型提供一种处理效果好、成本低、资源节约型、循环经济型的一种以高含盐生物处理法为主导黏胶废水处理装置，适合于在黏胶行业废水推广和应用。

一种粘胶纤维废水的处理装置，其特征在于包括预处理吹脱池、碱性喷淋塔、冷却循环塔、好氧生化池、连续微滤池+RO、中和沉淀池、高含盐好氧生物强化池、活性碳吸附塔、活性碳再生塔、沉淀池、储泥池、板框压滤；其中预处理吹脱池1与1’与冷却循环塔3，3’、好氧生化池4、连续微滤池+反渗透5、高含盐好氧生物强化池7依次相连；所述的高含盐生物好氧强化池7一端与中和沉淀池6相连，一端与沉淀池10相连，储泥池11设置在高含盐生物好氧强化池下端，储泥池污泥通过污泥泵进入板框压滤12，碱性喷淋塔2在预处理吹脱池上端；废水进入预处理吹脱池，通过风机收集后通到碱性喷淋塔，吹脱后的低含盐和高含盐废水分别溢流进入冷却塔循环塔中，冷却后低含盐废水溢流进入好氧生化池4，好氧生化池废水溢流进入连续微滤池+反渗透膜，RO浓水溢流进入高含盐生物好氧强化池；吹脱后的高含盐废水溢流进入中和沉淀池，废水中和后溢流进入高含盐生物好氧强化池7，废水溢流进入沉淀池10，污泥通过污泥泵进入储泥池，沉淀池10上清液废水溢流进入活性碳吸附塔8，污泥通过污泥泵进入板框压滤。

本实用新型所用的深度处理装置与一般装置相比所具有的显著特点在于：

利用本实用新型的装置降解水中的化学污染物，尤其是高含盐难降解的有机污染物具有去除效率高、无二次污染，废水再生、废水价值组分循环利和对设备的要求低等优点。

（2）本实用新型创造性地将简单的方法进行技术集成，通过预处理，生物强化处理和活性碳吸附的深度处理将难降解高含盐废水进行处理达标。生产和运行成本较低，能有效的处理高含盐废水并使之达标。具有废水回用、废水价值组分循环利和对设备的要求低等优点，适合工业化应用和大规模推广，尤其适合在水质处理提标后的应用。

附图说明

图1为黏胶废水处理方法流程图：

图2是：活性污泥生化法的示意图；

图3是：投加菌制剂量不同的示意图；

图4是黏胶废水处理方法的装置示意图，其中

预处理吹脱池1，1’，碱性喷淋塔2，冷却循环塔3，3’，

好氧生化池,4，连续微滤+反渗透膜5，中和沉淀池6，

高含盐好氧生物强化池7，活性碳吸附塔8，

活性碳再生塔9，沉淀池10，储泥池11，板框压滤12。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的优选方式进行详细说明。

本实用新型所用到的双膜（连续微滤+反渗透膜）、火山泥市场有售；

本实用新型用到的芽孢杆菌的获得方法，详见文献报道，文献描述了芽孢杆菌的获得方法和生化特性。菌株保存完好，天津市环境保护科学研究院可以免费对外提供。实验室获得（见文献1，2，3，4）。

实施例1

一种粘胶纤维废水的处理装置，其特征在于包括预处理吹脱池、碱性喷淋塔、冷却循环塔、好氧生化池、连续微滤池+RO、中和沉淀池、高含盐好氧生物强化池、活性碳吸附塔、活性碳再生塔、沉淀池、储泥池、板框压滤；

其中预处理吹脱池与冷却循环塔、好氧生化池、连续微滤池+反渗透膜、高含盐好氧生物强化池依次相连；所述的高含盐生物好氧强化池一端与中和沉淀池相连，一端与沉淀池相连，储泥池设置在高含盐生物好氧强化池下端，储泥池污泥通过污泥泵进入板框压滤，碱性喷淋塔在预处理吹脱池上端，活性碳吸附塔与活性碳再生塔连接。

预处理吹脱池1和1’吹脱出来的废气通过风机收集后通到碱性喷淋塔2中，尾气收集后进行单独处理；吹脱后的低含盐和高含盐废水分别溢流进入冷却塔循环塔3和3’中，冷却后低含盐废水溢流进入好氧生化池4，好氧生化池废水溢流进入连续微滤池+反渗透膜5出水通过增加泵泵入RO（反渗透膜），RO出水回用，RO浓水溢流进入高含盐生物好氧强化池7。吹脱后的高含盐废水溢流进入中和沉淀池6，废水中和后溢流进入高含盐生物好氧强化池7，废水溢流进入沉淀池10，污泥通过污泥泵进入储泥池11，沉淀池10上清液废水溢流进入活性碳吸附塔8，污泥通过污泥泵进入板框压滤12,污泥外运。废水达标排放，活性碳吸附塔8中活性炭饱和后通过活性碳再生塔9进行再生二者利用机械动力自动更换活性碳。

实施例2

采用此装置进行粘胶纤维废水的处理方法：

(1)首先要对黏胶废水根据其盐度高低分成高含盐和低含盐废水，然后进行单独处理；

（2）物化预处理：对废水进行吹脱，吹脱出的硫化氢气体通过喷淋塔进行碱性洗脱，废液进行资源循环利用；将水中废气吹脱后通过喷淋塔进行碱性（氢氧化钠，5％的浓度）洗脱，洗脱废液进行资源循环利用；

（3）高含盐废水中和并通过凉水塔进行冷却，利用废弃电石渣对中和后的废水进行进一步的中和，得到高含盐中性废水；步骤（3）低含盐废水不用进行生物强化处理，直接利用活性污泥法进行生化处理，所述的连续微滤（陶氏膜，Q_max=300m3/h·套,2000L/h/只20支/套）+反渗透膜（陶氏膜，162支/套。进水Qmax=340m3/h，套膜通量18L/m2·h）。

（4）低含盐废水中和后单独进行生化处理，废水达到一级A后通过纳滤膜+反渗透膜双膜进行回用，回用率为60-75%；步骤（4）是利用废弃电石渣（有效成分氧化钙含量为65.3%）对高含盐废水（加量为5g/L废水）进行中和，减少电石渣在中和过程中在池壁和管道的结垢现象；

（5）强化微生物好氧生化处理：双膜浓水以及高含盐中性废水直接进行高含盐生物强化好氧处理，去除COD等污染物；就是在高含盐废水中投加高效菌制剂，一次性投加菌制剂量为0.5Kg/天吨废水，一个月投加一次；同时按照C:N:P=100:5:1的比例投加微生物生长需要的氮磷营养物质；所述的C:N:P指的是（C指废水中的化学需氧量，N指投加的硫酸铵中氮元素摩尔数，P指投加的磷酸氢二钾中磷元素摩尔数）；所述的菌制剂指的是枯草芽孢杆菌干菌体+火山泥，配比为1:1；枯草芽孢杆菌浓度为1×10⁴个/ml的菌。本实用新型所述的处理方法，其中沉淀池污泥回流到好氧池的比例为100%；

（6）对生化处理后的高含盐废水进行活性碳吸附的深度处理，实现达标排放；

（7）高含盐黏胶废水好氧生化处理，沉淀池污泥回流到好氧池的比例为100%；

（8）对吸附饱和的活性碳进行再生：将高温酸性水和高温碱性废水分别进行单独处理；当高含盐废水COD通过生化作用达到100mg/L时，废水进行活性碳深度吸附的深度处理，活性碳用量为（0.2kg活性碳/吨废水）。

实施例3

采用此装置进行粘胶纤维废水的处理方法：

物化预处理：对废水进行吹脱，把吹脱出的硫化氢气体通过喷淋塔进行碱性洗脱，洗脱废液进行循环利用；黏胶化纤废水伴随着废水的产生，还有大量硫化氢气体的产生，该类废气通过碱性喷淋塔对废气进行洗涤。碱喷淋塔内的化学反应经过泵的带动而进行循环喷淋，从碱喷淋塔内排放的硫化氢气体和二硫化碳气体达标排放。采用此方法吸收硫化氢废气的效率高、单位时间内处理量大，解决了因硫化氢废气排放造成的环境污染和生产安全隐患问题。具体将经过处理后包含有氢氧化钠溶液、含有半纤维素的碱纤的废弃碱液与硫化氢废气进行反应。根据酸碱中和的原理处理废气中的硫化氢气体，根据黄化反应处理废气中的二硫化碳气体，最终得到的是氢氧化钠、硫化钠、半纤维素黄酸钠的混合溶液，并将该混合溶液作为硫酸盐法制浆粕过程的蒸煮液回流到开始的方法中。并且利用了碱纤压榨产生的废碱液，实现了资源循环利用。

低含盐废水进行碳滤池生化作用，废水COD由400-1000mg/L降低到100mg/L后，通过双膜（连续微滤+反渗透）包括进行废水回用，一般回用率为60-75%，回用水可以用作锅炉循环冷却水部分也可以回到生产方法中，混合废水呈现弱酸或者弱碱特性，不用引入钙离子中和此水而直接进行生化处理，以免造成对后续双膜的污染结垢问题；

单独将高温酸性水和高温碱性废水中和并通过凉水塔进行冷却后进入pH调节池，进行水量调节和水质均化，以保证高含盐废水处理的正常进行。酸性高含盐废水要进行酸碱中和，中和需要耗费大量的碱性物质，氢氧化钠价位较高，为了节约开支，利用发电厂废旧的氧化钙含量为65.3%的废弃电石渣对废水进行中和，得到高含盐中性废水，利用废弃物质可以节约成本。

高温高盐废水的碱性中和：由于电石渣在中和酸性废水的过程中，氢氧化钙物质与和池壁接触后，容易在池壁和管道结垢。为了防止结垢，本方法设置成高密沉淀池。在电石渣进行中和酸性废水时，污泥回流进入本池体，通过回流污泥和电石渣药品混合，使水中的悬浮物形成大的絮凝体，增大了絮凝体的密度和半径，也增加了它的沉淀速度。通过导流板调整水流流态以快速的在反应桶和絮凝区池壁之间形成大而均匀的易沉矾花。避免氢氧化钙晶体在池壁和设备上结垢。

强化微生物好氧生化处理：双膜浓水以及高含盐中性废水直接进行高含盐生物强化好氧处理，将高含盐废水的COD由30000mg/L到100mg/L左右；

强化作用是向***中投加高效菌种/菌剂，通过增强生物量提高对黏胶纤维中特殊污染物的降解，从而达到对黏胶纤维废水有机污染物物质的去除效果；其次，通过高效菌种/菌剂投加（菌种为枯草芽孢杆菌，0.5kg/天吨废水。菌种浓度为1×10⁴个/ml，菌剂本实验室通过废水获得，方法见文献【1-4】，增大处理***中有效菌种的比率，缩短***的废水废气启动时间，达到较高的快速处理效果，同时还可增强***的稳定性和耐冲击负荷能力，在水力停留时间不变的情况下，能达到较好的去除效果；生物增强作用不仅可以有效地消除污泥膨胀，增强污泥沉降性能，而且可减少污泥产量，可以改善出水水质，而且可减少污泥排放和污泥处理的能耗。菌制剂（菌种枯草芽孢杆菌，0.5kg/天吨废水。菌种浓度为1×10⁴个/ml，菌种枯草芽孢杆菌干菌体+火山泥，重量配比为1:1）进行高温酸性水的处理，可以减少池体面积太大，降低投资成本。

高含盐黏胶废水好氧生化处理是通过定期投加高含盐菌制剂，采用好氧活性污泥法的好氧池或者接触氧化法进行生物处理的方法；一次投加高效菌制剂是一天水量投加0.2-0.5%Kg菌制剂/每吨水，投加菌制剂衰减周期是每月10%，要定期按照衰减量补充高含盐菌制剂，同时按照C:N:P=100:5:1所述的C:N:P指的是C指废水中的化学需氧量，N指投加的硫酸铵中氮元素摩尔数，P指投加的磷酸氢二钾中磷元素摩尔数）的比例投加微生物生长需要的营养物质；

沉淀池污泥回流到好氧池，回流比为100%；通过生化作用后高含盐废水的COD达到100mg/L时，进行活性炭吸附（0.2kg活性碳/吨废水）深度水处理方法，废水COD达到30mg/L时实现达标排放，高含盐废水达标排海。

粒状活性炭具有吸附能力强、可反复再生利用的优点，目前已越来越广泛的被广泛用于食品包括糖、味精等精制生产，医药、化学品、污水处理等领域。活性碳吸附方法使用的是连续活性炭吸附再生技术，原水从碳塔下部进入，通过与各段处于流动状态的粒状活性炭混合，对原水中的有机物质进行吸附和去除。活性炭从碳塔上部加入，从上往下依次和原水混合，最后从碳塔底部排出。原水和活性炭对流接触，由于新碳是从上往下，而原水是从下往上，从而能够一直获得良好的水质。这样获得质量相当稳定的出水，可以对该出水进行二次利用，大幅减少需外排的废水数量，同时节约大量的水消耗成本。

吸附器设计采取的是炭层与流体呈逆向运动方式，饱和炭层间歇式地被移出吸附器并进行再生处理，随后再生炭与补充新炭被重新从塔顶部加入吸附器，理论上污染物成分永远接触的是“新鲜”活性炭（即吸附性能与原炭性能相同）层，此时即便发生污染物成分或浓度剧烈波动、传质区变长，由于整个床层高度均为“新鲜炭层”，也不会发生“吸附穿透”现象，能够确保出水水质仍然处于稳定的达标状态。当进水中存在一定浓度的悬浮颗粒物或者夹带有气体成分时，由于吸附器运行的固有机制，能够有效避免出现床层阻力增大、出现“气阻”等运行故障。这是吸附器的另一个固有优势。接触区炭减少时，压制层会自动落料，当炭层到达低位时，会自动进行加炭；当炭层到达高位时，会自动停止加炭；当吸附塔内的过滤器堵塞时，碳会随着水从溢流口流出，经过炭捕集器将炭截留到回收容器，水进入回收槽。

对吸附饱和的活性碳多段活性碳再生窑进行再生。

废炭储槽中的活性炭经泵输送至再生炉进料槽中，经由脱水螺旋机按设定好的进料速度输送至多段再生炉。在多段再生炉中通过燃烧机精确控制再生所需的温度。一般控制在氧气含量在1%以下，碳炉排气含高浓度CO与H₂，设置后燃烧室再加温至750℃以上，使废气完全氧化为CO₂与H₂O。后燃烧室排出之高温废气，具有热回收价值，通常以废热锅炉回收蒸汽，蒸汽可提供再生使用。经废热回收排出之尾气，废气含有粉尘(炭粉)、硫化物(如使含硫燃油)等污染物、故设有洗涤塔等有效净化设备，使尾气排放符合环保法规。同时，通过蒸汽活化***将蒸汽均匀的、适量的作用在活性炭表面上，以求达到最佳的活化效果。

经多段再生炉处理过的活性炭，经检验合格后先暂存在再生炭储槽内，洗净完全的活性碳经加压水泵入排炭槽，使得活性碳与水混成炭浆状态，输送至再生炉上方供给槽，通过槽体下方出口侧，设置的螺旋脱水机提升脱水后，落入多段再生炉第一层内。

活性碳的移动，需要耗用大量输送水，规划水回收***，收集各高位槽溢流之水，汇集至溢流水池，反复供给活性碳输送用水，以节省整厂的耗水。

实施例4

应用实例

在某黏胶化纤厂，对黏胶废水进行生物强化作用处理高温酸性废水中式实验。高含盐废水首先通过吹脱，将废水中硫化氢气体吹脱出去后，通过碱性喷淋塔技术进行废气回收，回收液体从碱喷淋塔内排放的硫化氢气体和二硫化碳气体达标排放。含有氢氧化钠、硫化钠、半纤维素黄酸钠的废液回流到开始的方法中，进行资源循环利用。其次，废水进过凉水塔进行降温后，并进行酸碱中和。中性高含盐废水进行生物强化实验。中式设计废水流量大小为1m³/h，设计二组实验，分别为活性污泥生化法和接触氧化法二套设备，实验进行3个月。废水经过预处理后，进入后续生化池。图2显示，一组投加菌制剂＋活性污泥法，一组投加菌制剂＋接触氧化法；一次投菌剂量一致，但是衰减和补充菌制剂量不同。通过投加菌制剂实验可以知道，用同样进水水质。活性污泥生化法投加菌制剂的周期为30天，而接触氧化投加菌制剂的时间为50天。说明通过生物填料，可以截留菌制剂，减少菌制剂流失，缩短菌制剂投加频率。但是高温酸废水中和过程中投加大量含钙物质，所以选择处理高温酸性废水的生化方法选择活性污泥生化法，以免高含量钙结垢堵塞接触氧化法的填料。

实施例5

通过预处理后的高温酸性废水，中和后，投加菌制剂（菌种枯草芽孢杆菌，0.5kg/天吨废水。菌种浓度为1×10⁴个/ml，菌种枯草芽孢杆菌干菌体+火山泥，重量配比为1:1），不同投加量所对应的废水COD的变化情况见图3：一次投加菌制剂为一天水量中每吨废水投加0.4kg菌制剂和0.6kg菌制剂。图3中结果显示，一次投加0.6kg菌制剂，其COD始终运行在400mg/L之下。甚至达到200mg/L；一次投加菌制剂为0.4kg菌制剂时，其COD运行在500-600mg/L之下。可知，随着一次投加菌制剂剂量大小不同，COD降解程度有一定的变化。在考虑成本的基础上，废水达标排放标准为小于500mg/L时；选择菌制剂投加量为0.5kg/吨（一天废水量）。低于200mg/L甚至更低的时候，选择提高首次投加菌制剂的剂量和缩短投加周期。

参考文献：

1、段云霞，郑先强，吕晶华，等，甲苯降解菌的降解特性及生物强化作用的研究，环境污染与防治，2011，7（33）：50-53。

2、段云霞，韩振为，隋红，李鑫钢。生物通风技术中微生物对污染物甲苯二种形式降解的对比研究。农业环境科学学学报，2004,(3):475-478

3、吕晶华，郑先强，唐运平，段云霞，高浓度难降解工业废水菌种筛选及其降解特性研究，城市环境与城市生态，2011,24（3）：30-33。

4、郑先强,刘桂梅,刘沐之等.一种新型絮凝剂产生菌的筛选方法及其应用.城市环境与城市生态,2008，(3)：21-25

以上公开的仅为本实用新型的一个具体实施例，但是，本实用新型并非局限于此。在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型进行各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应该属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种粘胶纤维废水的处理装置，其特征在于包括预处理吹脱池、碱性喷淋塔、冷却循环塔、好氧生化池、连续微滤池+反渗透膜、中和沉淀池、高含盐好氧生物强化池、活性碳吸附塔、活性碳再生塔、沉淀池、储泥池、板框压滤；其中预处理吹脱池（1、1’）与冷却循环塔（3、3’）、好氧生化池（4）、连续微滤池+反渗透膜（5）、高含盐好氧生物强化池（7）依次相连；所述的高含盐生物好氧强化池（7）一端与中和沉淀池（6）相连，一端与沉淀池（10）相连，储泥池（11）设置在高含盐生物好氧强化池（7）下端，储泥池（11）通过污泥泵与板框压滤（12）连接，碱性喷淋塔（2）设置在预处理吹脱池上端。

2.根据权利要求书1所述粘胶纤维废水的处理装置，其特征在于，活性碳吸附塔（8）与活性碳再生塔（9）连接。