内电解－二相厌氧－好氧处理苎麻脱胶废水
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摘要： 云南宾川某亚麻有限公司地处金沙江流域，产生大量污染极为严重的苎麻。处理规模：300m3/d，进水CODCr=8000 mg/l，BOD5=2500 mg/l，SS=500 mg/l，采用铁屑内电解－二相厌氧－接触氧化为主体的处理工艺，出水达到GB8978－96一级排放标准，工程投资和运行费用低。
关键词： 铁屑内电解 二相厌氧 苎麻脱胶
苎麻是我国重要的纺织原料之一，苎麻加为纺纱、织造提供纤维。苎麻脱胶是苎麻加工的重要工序，虽然生物脱胶法近年来逐步完善，但是尚未得到推广，目前国内广泛采用化学脱胶法。我们把苎麻脱胶过程中所产生的称为脱胶，它具有浓度高、碱度高、色度高的特点，成分复杂，并含有难降解的有机物。由于我国苎麻加的规模大，产生多，如不妥善处理，会对环境造成严重危害，因而，多年来，国内相关单位进行了积极的研究。但由于苎麻的处理难道较大相关技术瓶颈难以突破，目前国内尚无公认最佳组合处理工艺。苎麻处理关键技术是木质素、纤维素等大量难生物降解物质的去除。本文就苎麻处理，结合目前的研究状况和技术趋势，对云南宾川某亚麻有限公司的苎麻处理进行工程设计。
1 工程基本情况简介
本次处理工程是云南宾川某亚麻有限公司的生产处理工程，设计处理能力为300m3/d，其污染物的含量和控制标准见表1。
2 工程主体工艺流程确定
在工艺流程确定的过程中，主要考虑以下几条原则：
（1）苎麻生产含有机质多，浓度、色度高，同时本工程中排放要求较高。
（2）苎麻中含有大量不宜生物降解的木质素，需要进行预处理，预处理采用铁屑内电解。
（3）工艺采用先厌氧后好氧处理方案，厌氧段采用两相厌氧处理方法，使纤维素、半纤维素等大分子物质得以分解为淀粉和糖类的小分子物质，以便进一步好氧处理。
（4）本工程要求工艺先进，低运行成本。
根据上述原则，确定采用图1所示的处理工艺流程。
生产工艺通过格栅筛网进入污水处理段调节池，调节水质水量，在絮凝剂的作用下，去除中的悬浮物和胶体物质等污染物，降低后续处理单元的工作负荷。经定量提升进入铁屑内电解池，去除水中大部分木质素等难降解大分子物质。出水进入二相厌氧反应器，在厌氧微生物的作用下，将中的各种复杂有机物分解转化成小分子有机物，甲烷和二氧化碳等物质，剩余污泥进入污泥沉淀池。消化后的再进入接触氧化池，与附着在生物上的好氧微生物的进一步作用，去除剩余的有机物，部分随水流带出的悬浮物在斜沉淀池中得以沉淀出来。这样出来的即可达到标准，进行排放。调节池、厌氧接触池、接触氧化池及斜沉淀池的剩余污泥通过污泥进入污泥储存池，加入絮凝剂后，经过板框压滤机脱水处理后运走。滤液回流到调节池进行循环处理。具体分为如下三个阶段：
1）物理处理阶段。流经细格栅池，有效去除细小纤维素等不容性悬浮物，减轻后续生化处理的负荷；同时，考虑到苎麻生产排放的不连续和水质变化大的特点，在细隔栅池的后面设置了一个调节池，以均衡水质水量，同时兼具沉淀作用，便于后续的处理。
2）化学处理阶段。苎麻中木质素含量较高,对生物处理有较大的阻碍作用,因此最大限度降低进水的木质素含量,是提高生物处理效果的关键之一，为达到此目的,本工艺采用铁屑内电解法铁屑内电解法，该法是基于化学原理，将两种具有不同电极电位的金属或金属和非金属直接接触在一起，浸没在传导性的电解质溶液中，形成原电池，利用其周围形成的电场效应，使溶液中的胶体粒子向相反电荷的电极移动，进行凝聚并沉积到电极(由纯铁和Fe3C及一些杂质组成)上，同时电极反应生成的产物能与溶液中的许多物质起化学反应，达到去除污染物的目的。
3）生化处理阶段。经物理处理后的，先流入二相厌氧反应器中，进行厌氧反应处理。水解酸化阶段作为不完全厌氧过程，并没有直接降低中CODCr及BOD5，而是使中结构复杂的大分子有机物降解转变成结构简单的小分子有机物，使它们易于生物降解。同进水相比，水解酸化阶段其CODCr并没有降低，而是pH值降低，挥发有机酸升高，BOD5/CODCr值提高。因此，二相厌氧工艺的引入，使中难降解的污染物变为易降解的污染物，改变了的可生化性，为后续好氧生物降解提供了保证。在这一过程中，采用了自行设计的二相厌氧器。在设计中利用了水力自流作用，使进出反应器时，无需外加动力。
采用铁屑—二相厌氧—好氧组合工艺处理高浓度苎麻，要保证最后出水水质，仍是好氧阶段起决定性的作用。在该项工程中，好氧处理采用了接触氧化法，选用了供氧能力大、氧利用效率高的导流式机械曝气机进行阶段曝气，曝气机的开启与停止，均是根据中的DO浓度自动实行在线控制，取得良好效果。通过现场测定，曝气池内残余溶解氧在1。5～2。5mg/l之间。
4）二沉阶段。向好氧反应器处理排出的中投入微量絮凝剂，使中的悬浮物在絮凝剂的作用下，经斜进行最后沉淀。
3 主要构筑物简介
（1）沉淀调节池
采用钢筋砼平流式沉淀池一座，地下式，置于厂区绿化带下，既不影响厂区美观，又具保温功效，同时由于生产排水不均匀，可兼有调节池的功能。水力停留时11h，尺寸为：15m×3。0m×3。5m。
（2）铁屑内电解池
铁屑内电解池为柱形体，用钢筋混凝土建造。有效容积为12。5m3，停留时间为1h。池子直径2。4m，高度为3。5m。距池底部0。60m处内设置一层厚度为5cm的承托层，承托层上部为厚度为2。0m层，层为、铁屑以及添加金属氧化物（三氧化二铝和氧化铜）的均匀混合物，承托层底部设曝气装置。
（3）二相厌氧反应器
采用钢筋砼结构，中温消化。产酸反应器有效容积为：190m3，COD容积负荷率6。4kgCOD/(m3·d)，BOD5容积负荷率2。89kgBOD5/(m3·d)；产甲烷反应尺寸为：350m3，COD容积负荷率2。4kgCOD/(m3·d)，BOD5容积负荷率3。2kgBOD5/(m3·d)。
（4）接触氧化池
采用矩形钢筋砼结构，内设PE半软性，有效容积160m3。COD体积负荷1。3kgCOD/(m3·d)，BOD5体积负荷1。1kgBOD5/(m3·d)。采用清华同方生产的导流式机械曝气机4台，2用2备。单台溶氧量8kgO2/h，配套电机4Kw。工程运行时采用阶段曝气，曝气机的开启与停止，均是根据中的DO浓度自动实行在线控制。
（5）斜沉淀池
采用斜沉淀池，有效容积为25m3。水力停留时间2。0h，表面负荷为1。0m3/(m2·h)。
4 主要技术经济指标
（1）人员编制
由于本工程基本无需人员操作，现实行三班二人制，即一共三班，每班二人，主要工作为检查各机械设备的运行情况。
（2）总投资概算
处理站工程总投资：96万元。其中，土建构筑物：40万元；设备：45万元；间接费用：11万元。
根据以上总投资，折合单位投资为3200元/（m3·d）。
（3）运行费用
a.动力费 处理站总装机容量为27kW，实际工作容量为10kW。每m3处理费用为：10×0。5×24/300=0。4元/m3。
b.人工费 操作人员以六人计，每人月工资600元，人工费为：（6×600）/（30×300）=0。40元/m3。
c.药剂费 为0。30元/m3。
以上三相费用合计为：1。10元/m3。
（4）工程运行结果
工程经四个月调试后，国家法定环境监测单位对工程出水进行监测，结果为：CODCr 60。7mg/l；BOD5 18。8 mg/l；SS 17。7 mg/l；pH 7。43；色度7倍。
5 结语
（1）苎麻成分复杂，属高浓度难生化降解。经过一年来运行证实，采用铁屑内电解—两相厌氧—好氧工艺处理苎麻效果较好，铁屑内电解段CODcr的去除效率在30%以上，两相厌氧段CODCr的去除效率在85%以上，整个系统CODCr、BOD5去除率稳定在98%以上。
（2）本系统对流量、有机负荷的抗冲击能力强，不易发生污泥膨胀，系统稳定性好。
参考文献
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[4] 于尔捷，张杰主编。给水排水工程快速设计手册（排水工程）[M]。北京：中国建筑出版社,1997年。
[5] 詹燕，熊忠等。 铁屑内电解法对苎麻的预处理研究[J]。水处理,2003, 23(2):28-31。作者: 李东伟 来源：谷腾水网
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