假发生产废水处理工艺
随着社会的发展和人们生活水平的提高，配戴假发已经逐渐成为一种时尚。我国是世界上最大的假发生产地，但是也带来了很多的环境污染问题。
假发在生产过程中排放大量超标有机废水。为实现企业经济的可持续发展，漯河某发制品有限公司投资建设了100t/d的假发生产废水处理工程。
某发制品有限公司位于漯河市某镇，其出水经管网排入某河流。该河流在枯水期时没有地表径流，排放废水达到当地环境管理要求和下游河流水域水污染物排放标准，即《污水综合排放标准》一级标准。
1假发废水水质和排放标准
1.1假发的生产工艺
假发的生产工艺比较简单:
人发→酸洗→染发→漂洗→烘干→定型→机制。
生产废水主要来自酸洗、染发、洗发三道工序。对原料进行前处理时，去除毛发磷片、污物时产生含酸废水;中和工段产生含氨废水;脱色、染色产生高色度废水等。在后处理时，洗发及定型工段也有废水产生。
1.2废水水质
酸洗废水:pH=5，主要污染物是油脂、悬浮物;染发废水:主要污染物:BOD、COD、色度;漂洗废水;主要污染物:BOD、COD、阴离子洗涤剂、色度。
企业排放废水水质见表1。
1.3出水水质要求
根据环保要求，项目实施后污水处理出水参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。外排水质标准见表2。
2污水处理工艺的选择
2.1国内一般假发生产废水处理工艺
国内假发生产工艺基本相同，假发生产废水COD、悬浮物浓度一般，但成分较复杂，变化不大［3-4］。在废水预处理阶段一般采用强化措施保证后续生物处理阶段的稳定运行。二级处理以好氧生物法和厌氧生物法为主，好氧生物法包括浅层曝气、射流曝气、延时曝气、吸附再生、序批式活性污泥(SBＲ)和生物接触氧化等，厌氧生物法包括厌氧生物滤池和UASB等。纯好氧生物法出水水质好，处理效率高，但能耗高，剩余污泥量多，而单纯厌氧生物法虽然能耗低，污泥量少，但出水水质难以保证。
为了寻求能耗低，投资省，处理效果好的处理方法，部分企业选用物化+接触氧化法的处理工艺。
2.2假发生产废水处理工艺的选择
漯河某发制品有限公司出水经管网排入某河流。该河流在枯水期时没有地表径流，排放废水达到当地环境管理要求和下游河流水域水污染物排放标准。排放废水比其他假发企业的废水标准(一般是COD≤100mg/L，NH3-N≤5mg/L)要高，对污水处理工艺提出了更高的要求。
2.2.1预处理工艺
假发制品是以人体的毛发为原料，通过酸洗、水洗、脱色、染色和整洗等工艺制成，由此产生的假发制品废水主要来自酸洗、水洗、染色三道工序。其中因在染色工艺中使用大量的中性染料，故原水的色度较高。酸洗工艺中投加大量的(浓)H2SO4，故原水的酸性较大(pH值最低达3.0)。另外由于在生产过程中投加大量的NaClO、H2O2、NaS2O3、焦磷酸钠、氨水以及少量的柔软剂、表面活性剂和无机助剂，同时人体毛发在加工过程中会脱落发胶、油脂、胶蛋白和维生素等，因此原水成分复杂且可生化性差(BOD5/COD≈0.25)，有些物质对微生物可能有毒害作用，抑制微生物的生长。
2.2.2采用微电解工艺预处理，提高生化效果
废水中含有大量的胶体物质，胶体物质絮凝在一起，不利于微生物对其进行生物降解，实验发现，经过微电解以后胶体物质能够脱稳，由大分子变成小分子的物质，易于进行生物降解。
微电解是采用一体化微电解净水器设备，以工业废铁屑为填料，通过氧化还原反应以及电沉积、絮凝、过滤等多种作用，去除废水中的色度和其他污染物，提高废水的可生化性，以利于后续的生化处理。
铁屑中的Fe原子和C原子形成原电池，在其周围产生一个电场，使带电荷的污染物发生电沉积;反应过程中产生的自由基(H#、OH#)和Fe2+不仅能与废水中的污染物发生氧化还原反应，还能分解难溶或难生化降解的污染物，从而提高了废水的可生化性;Fe2+溶液是良好的絮凝剂(具有较高的絮凝活性)，并可起到一定的脱色作用。当一沉池中水的pH值调节到9.0左右时，Fe2+便形成氢氧化亚铁和氢氧化铁同污染物一起被分离。经微电解系统处理后，出水的COD降至660mg/L以下，可生化性得到提高。原水的pH值为3.0～5.0，这正好符合微电解工艺的条件，不需要另行投药调节。微电净水器运行一段时间后，需进行气水反冲洗。由于生物接触氧化法具有运行稳定、操作简单、抗冲击性强和占地面积小的特点，因此适合作为后续处理工艺。
2.2.3生化处理工艺
因此在废水进入好氧生化系统之前采用水解酸化工艺进行处理，可以有效提高后续好氧处理系统的处理效果。
在池内缺氧条件下，被截留下来的有机物在大量水解-产酸菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，将大分子、难于生物降解的物质转化为易于生物降解的物质(如有机酸类);同时剩余污泥菌体外多糖粘质层发生水解，使细胞壁打开，使污泥液态化，重新回到污水处理系统中被好氧菌代谢，达到剩余污泥减容化的目的。经过水解后的污水可生化性进一步提高，并通过清水区而排出池外并进入后续的好氧系统进一步处理。
该企业生产废水，COD、氨氮含量都较高，采用厌氧之后加A/O的处理工艺，即反硝化、硝化的生物处理工艺。在A/O池中设置生物填料，微生物附着在载体表面生长，形成生物膜，当污水流经载体表面和生物接触的过程时，污水中的有机污染物随生物吸附、稳定、降解，最终转化为水、二氧化碳和生物细胞等物质，污水得到净化。
根据以上水质、水量分析，综合其废水水质特征，经多方论证，决定采用以下处理工艺。废水经格栅进入预曝气调节池使水质混合均匀并在调节池内对pH进行调节，然后经泵提升进入微电解反应器，提高废水的可生化性以及去除水中的色度，之后出水进入沉淀池，沉淀池出水自流进入厌氧水解反应器，在池内使废水中难降解的大分子有机物变为易降解的小分子。然后进入A/O生物脱氮池，在微生物作用下去除氨氮和CODCr后出水进入二沉池、化学氧化池和滤池，最终出水实现达标排放。初沉池、厌氧池、二沉池的剩余污泥则进入污泥浓缩池经浓缩后泵入板框压滤机脱水后外运处置，滤液回流至调节池重新进入污水处理系统，见图1。
3主要构(建)筑物设计一览表
假发污水处理系统主要构(建)筑物设计见表3。
4主要问题及的解决办法
由于原水中含有发胶、油脂、胶蛋白等易结团的有机物以及电沉积的作用，使微电净水器填料容易被堵塞。因此在调试运行过程中，采取了缩短反冲洗周期、增加反冲洗次数、定期加稀酸浸泡和清洗填料的措施，从而最大程度地缓解了堵塞现象，保证了处理效果。
生物接触氧化池采用弹性填料，能对气泡进行二次切割，提高了氧利用率。但生物接触氧化池对温度、溶解氧的要求较高，如达不到要求，易造成大量生物膜脱落，而重新挂膜又需要较长时间。从稳定运行、保证处理效果的角度出发，选择组合填料或软性填料更为有利。
5处理效果分析表
污水处理系统经三个月的调试，达到设计指标。系统污水处理效果见表4。
6投资、运行成本和效益
6.1运行成本
该工程总投资额为120万元，处理成本为3.83元/m3(不含折旧及维修费)。其中:电费为2.6元/m3，药剂费为0.73元/m3，人工费为0.525元/m3。
6.2环境及社会效益分析
污水处理厂的建设是改善生态环境，保障人民身体健康，造福社会的环境保护工程，工程效益主要就是环境效益。
我国保护环境已成为我国一项基本国策，受到全社会的关注和重视。污水处理工程是保护环境的重要措施之一，对促进国民经济持续稳定发展、改善当地投资环境，吸引投资都是极其重要的。项目主要污染物去除率都在95%以上。
从以上分析可以看出，该工程投入运行后减少了对受纳水体污染物排放量，对改善受纳水体水质起到积极的作用，保证了当地控制检测断面水质的稳定达标。
7结论
(1)实践证明，采用微电解—水解酸化-消化反硝化工艺处理假发明胶生产废水，具有处理效果好、耐冲击负荷强、运行稳定等特征，并且能使部分废水达到回用标准，为今后类似废水处理工程提供了一个很好的典范。
(2)工程项目主要污染物去除率都在95%以上，出水的各项指标均达到国家GB8978)1996一级排放标准以上。
(3)以微电解作为预处理工艺，不仅收到了良好的脱色效果，还提高了废水的可生化性，为后续生化处理创造了良好的条件。
(4)调节池的停留时间较长，成功地解决了原水水质和水量波动大的问题，有效地减小了对处理系统的冲击，保证了处理效果。
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