清污分流、分隔治理苎蔴脱胶废水工程实例
苎蔴是重要的纺织原材料之一，苎蔴脱胶是蔴纤维纺织的前工序。目前脱胶方法分两种：一是化学脱胶，二是生物脱胶。生物脱胶技术处于试验阶段，工艺尚不成熟。目前我国大部分厂家仍采用化学脱胶法。化学脱胶法是使用NaOH在高温和一定的压力下对苎蔴进行蒸煮，去除苎蔴纤维中的胶状物质。脱胶后的苎蔴经拷蔴、浸酸、水洗、漂白和烘干等工艺后加工为精干蔴。精干蔴可作为纺纱、织造的纤维。但化学脱胶后产生的废水有机污染物浓度高、并含有毒性物质，处理难度大。
湖南华升洞庭蔴业有限公司是亚洲最大的苎蔴纺织品出口企业，该公司早在1985年建成了一座6 000 m3／d的污水处理厂。由于工艺不合理、运行成本高，处理出水难以达标排放。根据苎蔴各段废水的水质特征，公司决定采用“清污分流”、“分隔治理”，即独立处理与综合处理相结合的工艺对苎蔴脱胶废水进行处理。
1设计废水处理量
苎蔴脱胶废水包括3个工段的废水，分别为浸酶煮炼废水，浸酸透洗废水，洗蔴漂白废水，相应的处理水量分别为350、l 050、5 200 m3／d。
2原水水质特点
苎蔴脱胶废水具有有机物浓度高、色度深、碱性强和水温高等特点，其成分复杂，并含有大量难降解的有机物。其废水水质见表1。
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3废水处理工艺的选择
根据3个工段的废水水质特征，决定对该废水进行分质分隔处理。首先对浸酶煮炼废水进行以水解酸化为核心、加酸调节为保障的预处理，并经升流式厌氧污泥床(UASB)处理后与水解酸化后的浸酸透洗废水混合，然后进入厌氧折流板反应器(ABR)进行处理。洗蔴漂白废水采用浅层气浮处理后大部分直接达标排放，余下部分与ABR出水混合稀释后进入循环式活性污泥池（CAST)好氧系统进行处理。工艺流程如图1所示。
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4主要构筑物
主要构筑物如表2所示。
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5废水处理工程调试
5．1物化部分调试
苎蔴生产废水含有毒性较强的松香酸、不饱和脂肪酸等。且废水中蔴绒和纤维素含量高，这些物质对后续生化处理的影响非常大。在以往类似工程中采用单纯的加酸调节pH，使废水在酸性条件下析出大量的木质素。但该法加酸量较大，运行成本高。对此经过反复试验后，决定先将浸酶煮炼废水进行水解酸化，然后再加酸调节pH到8，这样能有效地减少单位废水的酸耗量。同时，废水经过水解酸化后，部分纤维素得到降解成为小分子有机物，有利于后续生化处理。
通过对该工程的论证分析，在浸酶煮炼废水酸化池出水端增设酸析池两座，向废水中加少量硫酸调节pH至8~8．5，以满足后续厌氧好氧处理的需要；对于浸酸透洗废水利用调节池作为水解酸化池向其投加产酸菌，在废水的出水端仍然设有加酸系统，旨在水解系统受到冲击，废水出水pH偏高的情况下补加硫酸，确保后续生化处理单元的稳定运行；对于洗蔴漂白废水。其通常与地面冲洗水一起处理，由于水量较大，如果用生化处理，基建投资较高，对其采用混凝+浅层气浮处理后直接达标排放。处理过程中加入聚合氯化铝铁(PAFC)，该药剂本身为酸性药剂，对废水的pH有一定的调节作用。
物化处理部分设置了4个加药点：2个硫酸投加点和PAFC、PAM加药点，硫酸投加质量浓度为15~20 mg／L，PACF投加质量浓度为100~120 mg／L，PAM投加质量浓度为5 mg／L；反应槽2个，有效容积30 m3，停留时间为30 min；管道混合器2个。
5．2生化处理的调试
5．2．1水解酸化调试
浸酶煮炼废水水解酸化池有效容积为450 m3，HRT为30 h。池中加装半软性填料220 m3，投加含水率为80％的城市污水处理厂脱水污泥70 t，其MLSS约30 g／L，同时按照m(COD) ︰m(N)︰m(P)=300︰5︰1投加氮、磷和LS-1产酸菌种120 kg。
浸酶透洗废水水解酸化池有效容积为l 440 m3，HRT为32 h，池中加装半软性填料800 m3，投加含水率为80％的城市污水处理厂脱水污泥185 t，其MLSS约25 g／L，同时按照m(COD) ︰m(N) ︰m(P)=300︰5︰1投加氮、磷和LS-1产酸菌种300 kg。
进水pH控制在8．0~8．5，水温控制在20~25 ℃。
5．2．2厌氧部分调试
UASB池有效容积为600m3，HRT为40 h。池中加装弹性填料360 m3，投加含水率为80％的城市污水处理厂脱水污泥120 t，其MLSS约35 g／L。
ABR池有效容积为2500 m3，HRT为40 h。池中第2、4格加装弹性填料共760 m3，投加含水率为80％的城市污水处理厂脱水污泥260 t，其MLSS约20 g／L。
厌氧调试分三个阶段：驯化培养阶段，逐步提高负荷阶段和满负荷运转阶段。UASB和ABR均采用脉冲布水罐进水，脉冲间隙为3-5 min／次。培养期主要使污泥恢复活性，采用70％浅层气浮出水加30％的污水，UASB进水量为100 m3／d，进水CODCr控制在l 500-2 000 mg／L左右，ABR进水量为600m3／d，进水CODCr控制在800~1 000 mg／L左右。按m(COD) ︰m(N) ︰m(P)=100︰2︰1投加氮、磷和部分生物营养液。进水水温控制在28~32℃，pH 7．0~7．5，同时开启循环水泵按50％水量进行循环，UASB采用内循环．ABR采用出水外循环，大约3周后UASB出水CODCr去除率为60％~65％。ABR出水CODCr去除率为50％左右，镜检观察污泥活性良好。由此可断定污泥培养基本成熟。
将浅层气浮出水和污水按体积比1：l 配水并适当加大进水量，按上述比列投加氮磷和部分生物营养液。提高有机负荷和加大水力负荷后运行3周系统均比较稳定，2座厌氧系统CODCr去除率均在65％以上，证明污泥已经适应该水质。在接下来的2个多月内逐步增加进水量和加大有机负荷。UASB进水量从100 m3／d逐步提高到350 m3／d，进水CODCr从2 000 mg／L升到12 000 mg／L。CODCr容积负荷从1．0 kg／(m3&S226;d)逐步提高到5．0 kg／(m3&S226;d)。ABR进水量从900 m3／d逐步提高到1 400 m3／d，进水CODCr从1 200 mg／L升到6 000 mg／L。CODCr容积负荷从0．5 kg／(m3&S226;d)逐步提高到3．5 kg／(m3&S226;d)。每次提高CODCr容积负荷为0．8-1．0 kg／(m3&S226;d)，间隔时间为2周左右，CODCr去除率稳定在60％后方可再提高下一周期负荷。
满负荷运行后，UASB和ABR沼气量明显增大，UASB出水CODCr稳定在3 200~3 500 mg／L，CODCr去除率为70％。ABR出水CODCr稳定在1 700-2000 mg／L，CODCr去除率为66％。从取样口采样镜检观察发现污泥上有大量的线虫、钟虫，污泥外观呈灰黑色，粒径在1~3 mm不等。在每次增加CODCr容积负荷过程中都会有短时间内的水质下降和出水带泥现象，但是通过加大回流比和适当增加营养盐的投加量，系统便很快稳定下来。
5．2．3好氧部分调试
浅层气浮处理水量为5 100 m3／d，出水CODCr在70~80 mg／L。将2／5的出水与第二级厌氧(ABR)出水混合后进入CAST好氧池进行处理，处理水量为3 400 m3／d，CODCr在680 mg／L左右。
CAST池设计为3座(其中2座为原来的接触氧化池改建)，每座池有效容积为1 067m3，安装3台XB 500／18B旋臂式滗水器，单台滗水量为500 m3／h，安装复合纤维微孔曝气管310根，CT 52．5~80污泥回流泵3台，SSR-200罗茨风机3台，2用l备，气水比为20︰1。每池投加城市污水处理厂含水率为80％的污泥20 t，使MLSS达3 500 mg／L。按m(BOD5) ︰m(N) ︰m(P)=100︰5︰l投加氮、磷和部分淀粉。
CAST运行模式为进水2 h(同时也曝气)，曝气6 h，静止沉淀l h，排水l h，静止排水时不回流污泥。采用满负荷3池交错运行方式，污泥回流比为20％，pH为7．0~7．5．水温20~25℃，运行2周以后出水CODCr均在100 mg／L以下，出水清澈。SVI值在35％左右，污泥活性度高，沉降速度快。镜检观察有大量的钟虫、轮虫、纤毛虫等，生物相良好。
6废水处理系统运行效果
物化部分处理效果见表3。生化处理效果见表4。
由表3、表4可知，出水水质完全达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准要求。
7技术经济指标
工程总改造投资326万元：工程占地总面积5846 m2；废水综合运行费用0．75元／m3(含折旧)，经常性运行费用0．68元／m3(不含折旧，化学药品按2007年物价计)。
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8结论
(1)对碱性强、污染物浓度高的浸酶煮炼废水和浸酶透洗废水采用先水解后调酸的方法，减少了化学药剂的消耗量和污泥排放量。
(2)经水解酸化和两级厌氧处理废水COD去除率达79％，系统抗冲击负荷能力强，处理效果稳定。
(3)对洗蔴漂白废水采用浅层气浮处理后达标排放，并将部分达标水与ABR反应器出水混合后进行好氧生化处理，最终出水水质完全达到《污水综合排放标准》(CB 8978—1996)一级排放标准要求。
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