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粘胶纤维生产废水治理的改进工艺
目前,全世界粘胶纤维产量占化纤总产量的1/3左右,我国粘胶纤维年产达几十万吨,是主要的化纤品种。粘胶纤维的生产过程中会产生大量的酸、碱废水,其直接排放将造成严重的水污染和大量纤维资源的流失浪费。由于粘胶纤维生产混合废水的酸性很强且富含锌盐和硫化物,治理难度较大,采用常规的物化+生化治理工艺存在运行效果不够稳定、占地面积大和投资高等问题,急需研究开发既可靠又经济的治理新工艺。
1 废水概况
废水来源[1]
粘胶纤维生产废水主要包括酸性和碱性废水两大类,其中酸性废水主要来源于纺丝车间和酸站,包括塑化浴溢流水、洗纺丝机水、酸站过滤器洗涤水、洗丝水和后处理酸洗水等;碱性废水主要来源于碱站排水、原液车间废水胶槽及设备洗涤水、滤布洗涤水、换喷丝头时的带出水和后处理的脱硫废水等。
废水水量及特征污染物
粘胶纤维生产过程中废水排放总量大致为:短纤维300m3/t,长纤维1200m3/t。粘胶纤维生产混合废水中的特征污染物为硫酸、硫化物、锌盐和纤维素。其中硫酸、硫化物(主要是H2S、CS2等)和锌盐污染主要来自粘胶成形工段废水,且锌盐主要以硫酸锌和纤维素磺酸锌的形式存在;纤维素主要是由于碱性废水中的粘胶纤维素与酸性废水混合后酸析而产生。
2 常规治理工艺
一级物化处理
目前,国内粘胶纤维生产废水的一级物化处理工艺普遍采用如图1所示的流程。粘胶纤维生产过程中产生的酸性废水和碱性废水经混合中和、曝气吹脱硫化物、加石灰乳除锌和沉淀澄清后,出水很难达到国家排放标准,尤其是废水的S2-、Zn2+和COD等不易达标。
存在的问题:
①废水经混合后酸性仍较强(pH=2~3),此时原废水中的粘胶纤维素大量地被酸析出来,而纤维素体积质量小,以常规的沉淀方式难以彻底去除,从而影响出水水质,造成COD超标和资源的流失浪费。
②该工艺主要通过曝气吹脱方式去除硫化物(如H2S、CS2等),但受到诸多因素的影响,吹脱效率不是很高,出水常会出现S2-超标的现象。
③在加石灰乳除锌的沉淀过程中,由于其沉淀反应的最佳pH值范围较窄(pH=8~9),反应条件难于控制,加上人工投药,出水常出现Zn2+超标的现象。
④由于混合废水的pH值较低,要达到后续的沉淀反应条件需投加大量的石灰乳液,这一则增加了运行费用,二则产生的大量石灰渣增加了后续沉淀池的负荷,从而也增加了整个治理过程中的污泥处理量和处置难度。

二级生化处理
为全面提高粘胶纤维生产废水治理后的出水水质,达到国家一级排放标准,丹东化纤厂和山东高密化纤厂在国内率先采用了在一级物化处理的基础上再加活性污泥二级生化处理工艺(如图2所示)。
粘胶纤维生产废水经一级物化处理后,一些主要污染物(如COD、SO2-4、Zn2+和硫化物等)有相当一部分被去除,再经后续的活性污泥二级生化处理,使得废水中BOD5、COD等得以进一步去除,正常运行时出水可达国家一级排放标准。
存在的问题:
①由于仅是在物化处理的基础上增加了一道活性污泥生化处理工艺,故原物化处理过程中的一些问题(如资源的流失浪费、运行费用高、泥量大)仍然存在。
②由于前面物化处理过程的自动化控制程度不高,运行效果不稳定,使得一级处理后的出水时常出现SO2-4、