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近幾年來,隨著我國玻纖工業(yè)的快速發(fā)展,環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重。
玻纖生產(chǎn)中排放的有機(jī)廢水,會(huì)污染江河水體,破壞水源。我國是一個(gè)人口眾多、水資源相對不足、生態(tài)脆弱的發(fā)展中國家,水污染加劇和城鎮(zhèn)水生態(tài)的日趨退化,已成為當(dāng)前影響我國可持續(xù)發(fā)展的主要因素之一。我國大部分玻纖廠,已逐漸對其產(chǎn)生的污水進(jìn)行了不同程度的治理。徹底解決玻纖廢水的污染問題,已經(jīng)刻不容緩,勢在必行。
國外一些技術(shù)發(fā)達(dá)國家,對玻纖廢水的治理開展得比較早,如美國、英國、德國和日本的玻纖廠都完全進(jìn)行了污水治理,形成了完整的技術(shù)和設(shè)備。國內(nèi)也從上世紀(jì)70年代開始,探索研發(fā)并引進(jìn)了玻纖廢水治理工藝,所以對其治理是完全可行的。
1.玻纖拉絲廢水水質(zhì)分析
拉絲廢水是一種有機(jī)廢水,其性質(zhì)與所含浸潤劑種類有關(guān)。通常,浸潤劑可分為三大類:淀粉型、增強(qiáng)型和石蠟型。這三類浸潤劑的化學(xué)成分相差很大,即使是同一類浸潤劑,由于產(chǎn)品的用途不同,化學(xué)組成的配方也有很大的差別。綜合各類浸潤劑配方的化學(xué)組成,拉絲廢水成分主要是脂類、乳化劑、水溶性有機(jī)物、有毒物質(zhì)、少量玻纖及殘?jiān)。以上幾類物質(zhì)為玻纖拉絲廢水的污染物,其中固體有機(jī)物和水溶性有機(jī)物為主要污染物。在含石蠟型浸潤劑廢水中,甲醛也是主要污染物之一。
2.玻纖廢水的生化特性
從以上水質(zhì)分析可知,玻纖拉絲廢水是一種有機(jī)廢水,但由于浸潤劑種類不一樣,所表現(xiàn)的特性相差很大。通常,玻纖有機(jī)廢水的可生化性可用BOD5/CODcr值來判別。
3.玻纖廢水的主要處理工藝
我們采用較多的仍然是物理化學(xué)+生物處理+物理處理的工藝流程,俗稱“三步曲”。
廢水處理量為10噸/天·噸紗~13噸/天·噸紗。有個(gè)別企業(yè)是2噸/天·噸紗~5噸/天·噸紗。
從水質(zhì)處理指標(biāo)看出,BOD5、CODcr均為主要處理指標(biāo)。另外,由于廢水呈乳化狀,透明度低,外觀呈乳白色。所以,廢水的顏色和濁度也是被處理對象。
整個(gè)處理過程從效能上可分為三段:預(yù)處理、二級處理、三級深度處理。
污水經(jīng)格柵攔截較大無機(jī)物(如廢玻纖絲、殘?jiān)?后進(jìn)入調(diào)節(jié)池,經(jīng)堰式流量計(jì)計(jì)量,進(jìn)入反應(yīng)池。在反應(yīng)池投加堿式氯化鋁,使廢水破乳,并投加NaOH調(diào)節(jié)pH值在6.8~7.4之間。廢水經(jīng)破乳后,形成細(xì)小絮狀物,再進(jìn)入絮凝池。在絮凝池中投加高分子絮凝劑,使廢水中的固體有機(jī)物形成大的絮凝體,進(jìn)入靠前沉淀池沉淀分離。
通過化學(xué)絮凝預(yù)處理后,大部分固體有機(jī)物都分離出來了。沉淀池的上清液進(jìn)入生化處理系統(tǒng),進(jìn)一步去除水中的可溶性有機(jī)物。
首先進(jìn)入靠前曝氣池?壳凹暗诙貧獬卮B組成,采用生物接觸氧化法,鼓風(fēng)曝氣。在曝氣池中投加N、P營養(yǎng)物質(zhì),經(jīng)好氧曝氣處理后,絕大部分可溶性有機(jī)物被生物分解去除,隨后進(jìn)入第二沉淀池,使活性污泥分離。上清液進(jìn)入第二絮凝池,視水質(zhì)情況,酌情投加PAC及PAM,進(jìn)一步去除剩余固體有機(jī)物后進(jìn)入第三沉淀池,再次進(jìn)行泥水分離。其上清液進(jìn)入處理水池,再通過砂濾處理至回用水池,大部分回用,小部分排放。
靠前沉淀池的污泥主要是化學(xué)污泥,第二沉淀池的活性污泥一部分回流到靠前曝氣池,剩余部分與靠前沉淀池的化學(xué)污泥一并定時(shí)泵至污泥濃縮池,再至污泥池,然后由污泥池泵至脫水機(jī)脫水后,袋裝外運(yùn)填埋。
經(jīng)過這一整套工藝流程處理后,BOD5去除率約為80%,外排水可達(dá)到國家一級或二級標(biāo)準(zhǔn)。
4.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
基準(zhǔn)水處理量2000m3/日,CODcr濃度1500mg/L,即每天處理的有機(jī)物為3000千克。運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用只分析電費(fèi)和藥劑費(fèi),不包括折舊費(fèi)和人工費(fèi)。
綜合化學(xué)絮凝池沉淀、生化、其他輔機(jī)用電費(fèi)用,處理每噸水的總費(fèi)為1.69元/m3。
進(jìn)水CODcr按平均1500mg/L計(jì),CODcr總?cè)コ拾?7%計(jì),則每天去除的CODcr為2910千克/天,每年則為1047.6噸,每年外排CODcr為32.4噸。
5.優(yōu)化操作條件及工程設(shè)計(jì)參數(shù)
前已敘及,玻纖拉絲廢水是一種高度乳化的有機(jī)廢水,化學(xué)成分以聚醋酸乙烯乳液為主,還有部分有機(jī)偶聯(lián)劑和乳化劑。廢水中有機(jī)固體顆粒細(xì)小,在1微米以下,通過化學(xué)破乳絮凝,可以去除大部分有機(jī)固體,同時(shí),由于絮凝形成的絮狀體具有很大的面積,尚可吸附一部分可溶性的有機(jī)分子。
因此,對這類有機(jī)廢水處理來說,化學(xué)絮凝是一個(gè)很重要的單元操作。
這套處理工藝投加的化學(xué)藥劑為堿式氯化鋁(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)。PAC既是一種無機(jī)絮凝劑,又具有破乳作用。在廢水中投加一定量的PAC,水中就會(huì)出現(xiàn)肉眼可見的絮狀固體,并使水澄清。投加PAM,是使已破乳的廢水中的有機(jī)固體,凝聚成大的絮狀體,加速沉淀效果。投藥量對絮凝體效果有直接的影響。掌握較佳的投藥量,既可提高處理效果又可減少不必要的浪費(fèi),對操作和設(shè)計(jì)都是必不可少的參數(shù)。
6.玻纖廢水的深度處理與回用
從三級處理工藝流程看,其凈化功能能夠符合國家排放標(biāo)準(zhǔn),但出水中仍然還會(huì)含有相當(dāng)數(shù)量的污染物質(zhì),這部分水外排,仍然會(huì)影響水體,更不適于回用,必須對其進(jìn)一步進(jìn)行深度處理。深度處理的對象與目標(biāo)是:去除處理水中殘存的懸浮物(包括活性污泥顆粒):脫色、除臭,使水進(jìn)一步得到澄清;進(jìn)一步降低BOD5、CODcr等指標(biāo),使水進(jìn)一步穩(wěn)定;消毒殺菌,去除水中的有毒有害物質(zhì)。
經(jīng)過深度處理后的水能夠排放包括具有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值水體及緩流水體在內(nèi)的任何水體,補(bǔ)充地面水源;回用于農(nóng)田灌溉、市政雜用,如澆灌城市綠地、沖洗街道、車輛、景觀用水等;也可回用于沖洗廁所,甚至回用于制作軟化水及純水。
水在自然界中是不可替代,也是可以再生的資源,而廢水再生循環(huán)回用是較有經(jīng)濟(jì)效益的節(jié)水措施,也是控制水污染較有效的途徑。
目前,我國玻璃纖維工業(yè)面臨艱巨的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,隨著池窯拉絲技術(shù)的迅速發(fā)展,由其產(chǎn)生的新的污水處理工藝、技術(shù)和藥劑的研發(fā)力度也正在加大,符合我國國情的簡單實(shí)用、可靠、運(yùn)行費(fèi)用低的回用水深度處理工藝和技術(shù)仍將是發(fā)展趨勢。
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