聚酯化纖企業(yè)的廢水主要來自聚酯化纖工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類廢水，以及工藝清洗廢水。企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類廢水中常含有強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、醇類、果膠、纖維素、半纖維素、酯類、二惡烷和2-MD等化合物，以及含有可揮發(fā)等的有機(jī)污染物。常規(guī)的水解酸化+接觸氧化、芬頓催化氧化、膜生物反應(yīng)器(MBR)等處理工藝無法取得令人滿意的效果。鑒于該類企業(yè)產(chǎn)生的廢水水質(zhì)復(fù)雜、難降解有機(jī)物含量高，可生化性差，隨著廢水的產(chǎn)生，還產(chǎn)生出大量對(duì)微生物具有毒害作用的丙烯醛和丙烯醇等揮發(fā)性有機(jī)污染物，此2類有機(jī)污染物對(duì)人眼的刺激性極強(qiáng)，有催淚性，刺激眼睛及呼吸道，液態(tài)的丙烯醛還具有腐蝕性等特點(diǎn)。

　　臭氧催化氧化-MBR-固定化曝氣生物濾池(G- BAF)-生物強(qiáng)化-碳濾組合工藝，將固定化生物濾池、生物強(qiáng)化、催化氧化與膜技術(shù)相集成，并成功應(yīng)用到該實(shí)際工程中。通過該項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)聚酯化纖廢水—無害化—資源化的回用模式，不僅對(duì)企業(yè)的節(jié)水減排和持續(xù)發(fā)展有著重要的影響，也期望能為同類企業(yè)的廢水處理技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用提供參考。

　　1工程概況

　　聚酯化纖企業(yè)生產(chǎn)的廢水，其污水來源主要為工藝車間的生產(chǎn)廢水、生活廢水、車間及工藝罐沖洗廢水，每天廢水排放量約48t。考慮可能產(chǎn)生的不可預(yù)見廢水量，設(shè)計(jì)處理量為60t/d的污水處理系統(tǒng)，其中工業(yè)廢水為24t/d。設(shè)計(jì)進(jìn)水pH為6——9，COD為2.5——3.5g/L，BOD5≤300mg/L，SS、NH3-N、動(dòng)植物油的質(zhì)量濃度分別為200——300、≤30、1.2mg/L。處理后出水要求達(dá)到GB/T18920——2002的城市綠化水標(biāo)準(zhǔn)。

　　廢氣來源于企業(yè)生產(chǎn)廢水工藝以及廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生。廢氣中乙二醇、H2O、乙醛、甲醇、空氣的質(zhì)量流量分別為0.01、0.29、0.76、0.21、12.70kg/h，合計(jì)13.97kg/h。廢氣排放要求達(dá)到天津地方標(biāo)準(zhǔn)DB 12/524——2014指標(biāo)，即出口VOCs的質(zhì)量濃度≤50mg/m?，20m高空質(zhì)量流量≤4.5kg/h。

　　根據(jù)廢水合成工藝取企業(yè)廢水和廢氣進(jìn)行GC- MS定性分析，廢水中所含組分包含乙二醇、乙醛、丙烯醇、丙烯酸、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、二惡烷、2-MD、丙烯醇和丙烯醛等物質(zhì)，廢氣包含乙二醇、乙醛、丙烯醇、丙烯酸、空氣等氣體。聚酯化纖廢水有機(jī)物含量高，有機(jī)污染物具有生物毒性，可生化性差，廢水成分復(fù)雜，具生物毒性等特點(diǎn)，屬于難降解工業(yè)廢水。

　　2工藝流程

　　該廠廢水處理站占地200m?，綜合設(shè)備間為廠區(qū)車間內(nèi)，綜合設(shè)備間內(nèi)設(shè)有膜出水泵、配電控制室，膜反沖洗加藥罐、臭氧發(fā)生器、化驗(yàn)室等。水池為碳鋼結(jié)構(gòu)，廢水池體為碳鋼，內(nèi)外二度防銹底漆，外面二度面漆。

　　廠區(qū)內(nèi)生活廢水經(jīng)過格柵后進(jìn)入集水井中。格柵作用是去除污水中大塊雜質(zhì)、纖維物質(zhì)和毛發(fā)，防止提升泵堵塞。集水井廢水經(jīng)過提升泵提升后進(jìn)入調(diào)節(jié)池。廠區(qū)工業(yè)廢水直接進(jìn)入到工業(yè)廢水收集池中。池體上端溢流口工業(yè)廢水自留到調(diào)節(jié)池中。調(diào)節(jié)池水通過提升泵進(jìn)入到水解酸化池，水解酸化池提高廢水可生化性。出水進(jìn)入到G-BAF+MBR反應(yīng)池，同時(shí)通過攪拌罐將生物強(qiáng)化微生物菌制劑攪拌均勻激活生物活性后投加到G-BAF中，提高生物降解效率，降解水中大部分污染物，出水通過碳濾塔過濾后回到清水池中用于廠區(qū)綠化。

　　整個(gè)處理系統(tǒng)密閉，收集的系統(tǒng)尾氣和工業(yè)廢氣通過吸風(fēng)機(jī)吸入噴淋塔，氣體通入洗滌塔后經(jīng)過水洗滌，將水溶性氣體如丙烯酸和丙烯醇等可溶性物質(zhì)溶解于水中。含有廢氣的廢水流回到工業(yè)污水收集池中。臭氧和工業(yè)廢水收集池中廢水進(jìn)入臭氧氧化塔進(jìn)行充分的接觸和反應(yīng)，通過臭氧催化氧化氧化達(dá)到解除廢水毒性并提高其可生化性。尾氣通過噴淋塔洗滌處理，通過活性碳吸附塔吸附處理后20m高空達(dá)標(biāo)排放。

　　以臭氧催化氧化、G-BAF、生物強(qiáng)化、MBR、碳濾為主體的廢水廢氣處理系統(tǒng)工藝流程見圖1。

　　3主要構(gòu)筑物及設(shè)備

　　1)格柵與集水井。集水井前設(shè)置機(jī)械格柵，格柵間尺寸1.20m×0.5m×1.2m。集水井尺寸為4.0m×2.0m×5.0m，全地下結(jié)構(gòu)。設(shè)置2臺(tái)潛污泵(1備1用)。泵參數(shù)為體積流量3m?/h，揚(yáng)程10m，功率0.55kW。

　　2)工業(yè)廢水收集池。收集工業(yè)廢水，池體有效尺寸為2.5m×2.0m×3.5m，內(nèi)部防腐，有效容積為15m?。污水停留時(shí)間為15h。池體為碳鋼箱體。池體上端溢流口工業(yè)廢水自留到調(diào)節(jié)池中。所有池體密閉，工業(yè)尾氣和池體廢氣通過噴淋塔洗滌后流回到工業(yè)污水收集池中。

　　3)調(diào)節(jié)池。將解除毒性的工業(yè)廢水和生活廢水在調(diào)節(jié)池中充分混合，設(shè)置調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池尺寸為2.5m×3.0m×3.5m，有效容積22.5m?，內(nèi)部防腐。池體為碳鋼箱體。池內(nèi)安裝穿孔曝氣管，通入空氣攪拌，使廢水混合均勻，并防止水中懸浮物的沉積和污水腐臭。池內(nèi)設(shè)有潛污泵2臺(tái)(1備1用，體積流量3m?/h，揚(yáng)程7m，功率0.37kW)，并設(shè)有液位浮球來自動(dòng)控制泵的啟停。

　　4)臭氧催化氧化塔。臭氧發(fā)生器的臭氧產(chǎn)量為1kg/h，含臭氧發(fā)生器、干燥器、過濾器和臭氧氧化塔。臭氧氧化塔的尺寸為Φ準(zhǔn)0.9m×2.9m，內(nèi)襯3mm厚耐酸、碳鋼，外部二度防銹底漆、二度面漆。臭氧氣體通過反應(yīng)器底部的微孔補(bǔ)氣板通入臭氧氧化塔。氧化塔內(nèi)部含有支撐架、濾帽、填料網(wǎng)、墊層等，負(fù)載催化劑。催化劑是含有多元的過度金屬元素的柱狀活性碳。設(shè)置pH為6.8。冷卻水體積流量為3——4m?/h。

　　5)水解酸化池。通過潛污泵將混合均勻的廢水打入水解酸化池中，池體為碳鋼，水解酸化池有效容積為36m?，池體尺寸為4.8m×2.5m×3.5m，箱體內(nèi)部防腐。污水停留時(shí)間為14.4h。內(nèi)部安裝彈性填料，填料片間距為200mm。彈性填料12m?，為厭氧微生物提供附著點(diǎn)。池底鋪設(shè)穿孔曝氣管，通入壓縮空氣起到攪拌作用使廢水混合均勻。內(nèi)部留有溢流口，廢水通過溢流直接溢流到G-BAF中。運(yùn)行時(shí)DO的質(zhì)量濃度不高于0.4mg/L。

　　6)G-BAF。通過溢流口將水解酸化池中的廢水溢流到好養(yǎng)池中。尺寸為7.2m×2.5m×3.5m，箱體內(nèi)部防腐，有效容積為54m?，水力停留時(shí)間為14.4h。池體為碳鋼箱體。池內(nèi)設(shè)有聚氨酯組合填料，組合填料30m?，填料架1套采用槽鋼和螺紋鋼焊接而成。池底鋪設(shè)微孔曝氣系統(tǒng)，通入壓縮空氣進(jìn)行曝氣，增加廢水好氧微生物濃度。內(nèi)部留有溢流口，廢水通過溢流進(jìn)入MBR池。

　　7)MBR生化池。池體尺寸為14.5m×2.5m×3.5m，箱體內(nèi)部防腐，有效容積為 108.75m?。水力停留時(shí)間為43.5h。池體為碳鋼箱體，設(shè)有MBR。生化池出水方式采用膜分離方式進(jìn)行泥水分離。采用PVDF簾式膜，14片膜，膜面積為18m?/片。反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置曝氣系統(tǒng)，曝氣量氣水體積比為20:1，壓縮空氣通過管路從池底進(jìn)入。設(shè)置回流裝置，定時(shí)回流保持生化池內(nèi)污泥濃度。膜出水泵一備一用，參數(shù)為體積流量3.5m?/h，揚(yáng)程12m，功率0.37kW。

　　8)生物強(qiáng)化。罐體尺寸為Φ準(zhǔn)2.4m×3.0m，內(nèi)設(shè)攪拌和曝氣裝置。將調(diào)節(jié)池廢水打入該裝置，攪拌曝氣24h。目的是將干燥的菌制劑，在罐里面和廢水充分?jǐn)嚢韬突靹虿⒓せ钌�物活性。隨后通過潛污泵將菌制劑水溶液打入到G-BAF。1t廢水投加菌制劑0.5kg。篩選和培養(yǎng)方法見文獻(xiàn)。

　　9)噴淋塔。噴淋塔尺寸為Φ準(zhǔn)0.8m×2.2m，內(nèi)襯3mm厚耐酸堿玻璃鋼，外部二度防銹底漆，二度面漆。分塔體、塔板和填料。工業(yè)廢氣總收集管管徑DN80mm，壓降按純空氣10Pa/100m計(jì)。風(fēng)機(jī)體積流量400——500m?/h，功率0.75kW。

　　10)活性碳吸附塔。吸附塔尺寸為Φ準(zhǔn)1.8m×2.8m，內(nèi)襯3mm厚耐酸堿玻璃鋼，外部二度防銹底漆，二度面漆將處理后的廢氣通過活性碳吸附達(dá)標(biāo)后20m高空排放。

　　11)碳濾塔。吸附塔尺寸為Φ準(zhǔn)0.6m×2.5m，內(nèi)襯3mm厚耐酸堿玻璃鋼，外部二度防銹底漆，二度面漆。將處理后的廢水通過碳濾塔進(jìn)入清水池，該出水負(fù)責(zé)公司綠化和洗車使用。

　　12)其他。設(shè)備間內(nèi)設(shè)置2臺(tái)膜自吸泵供膜出水，2臺(tái)風(fēng)機(jī)各收集工業(yè)廢氣和整個(gè)系統(tǒng)的有毒氣體，4臺(tái)潛污泵，2臺(tái)將調(diào)節(jié)池廢水打入水解酸化池中。2臺(tái)將在菌液打入G-BAF池中;臭氧發(fā)生器1臺(tái)，臭氧塔1座，控制室內(nèi)設(shè)有電源柜1套、電控柜1套。污泥處理間設(shè)污泥調(diào)理罐1套，加藥系統(tǒng)1套，氣動(dòng)隔膜泵2臺(tái)(1用1備)，隔膜板框壓濾機(jī)1套，就地電控1套。

　　4系統(tǒng)運(yùn)行情況

　　4.1 各單元處理效果

　　污水處理設(shè)施正式運(yùn)行后，系統(tǒng)出水一直穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，部分水質(zhì)優(yōu)于GB/T18920——2002標(biāo)準(zhǔn)。表1為各單元多次取水檢測(cè)的平均結(jié)果。

　　4.2　臭氧催化氧化系統(tǒng)

　　臭氧催化氧化系統(tǒng)中加入多元負(fù)載型催化劑，利用多元過渡金屬氧化物的催化氧化性能，促進(jìn)臭氧分解為羥基自由基。廢水中含有丙烯醛和丙烯醇二類揮發(fā)性有機(jī)污染物，2類有機(jī)污染物對(duì)人眼的刺激性極強(qiáng)，有催淚性，可通過揮發(fā)進(jìn)入大氣，其蒸氣刺激眼睛及呼吸道，液態(tài)的丙烯醛還具有腐蝕性。2種物質(zhì)具有的共同特性是它們可被臭氧所誘發(fā)的羥基自由基所降解，基于以上特點(diǎn)，為了減少2類物質(zhì)對(duì)后續(xù)生化反應(yīng)池中微生物的毒害，減少揮發(fā)后氣體的毒性，使廢水處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，需要在前期和尾氣處理中增設(shè)臭氧處理單元。降低廢水毒性并提高其可生化性，提高有機(jī)物的去除效果，從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，臭氧對(duì)廢水COD的降解率為15%——18%。

　　4.3　水解酸化段

　　水解酸化段COD平均去除效率為，在水解條件下，將大分子有機(jī)污染物變?yōu)樾》肿佑袡C(jī)污染物，或者將有生物毒性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)闊o生物毒性的有機(jī)污染物。目的在于改善有機(jī)污染物的可生化性，COD的去除效率不高，為15%——18%。

　　4.4　生物強(qiáng)化對(duì)COD去除率的影響

　　圖2是投加菌制劑前后出水COD變化。

　　由圖2可知，使用微生物菌制劑前后COD去除率有比較明顯的變化，出水COD平均分別為114.3、98.3mg/L。高效微生物菌制劑是通過長(zhǎng)期降解該類廢水的活性污泥中馴化和篩選獲得的優(yōu)勢(shì)菌種，因此可使廢水中的高效微生物的含量增加，加快對(duì)該類難降解有機(jī)物的降解。開始投加菌制劑1周，廢水COD幾乎沒什么變化，為生物菌制劑在適應(yīng)生長(zhǎng)過程中;1周后，廢水的COD開始相對(duì)下降。此后污水運(yùn)行系一直正常運(yùn)行，但是運(yùn)行3個(gè)月后，廢水COD有上升趨勢(shì)，需要二次投加菌制劑，投加數(shù)量和第1次一樣。再1周后，運(yùn)行數(shù)據(jù)維持正常。說明生物強(qiáng)化后的廢水COD降解率在原有的基礎(chǔ)上提高了16.4%，微生物菌制劑的投加頻率維持在3個(gè)月1次為宜。

　　由以上分析可知，該工藝系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物、SS等均具有理想的去除效果。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水COD穩(wěn)定在50mg/L以下，BOD5在6mg/L以下，達(dá)到GB/ T18920——2002的用于城市綠化水的排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水可直接用于城市綠化和車輛沖洗。排放廢氣VOCs的質(zhì)量濃度小于50mg/m?，達(dá)DB12/524——2014，20m高空排放，質(zhì)量流量小于4.5kg/h。

　　4.5　G-BAF+MBR系統(tǒng)

　　在G-BAF處理系統(tǒng)和MBR生化系統(tǒng)，COD去除率可以達(dá)到76%。在G-BAF處理系統(tǒng)和MBR系統(tǒng)內(nèi)有復(fù)合填料的存在，載體內(nèi)單位體積為生物量加大，微生物不容易脫落。加強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷能力，降低了污泥負(fù)荷，同時(shí)采用MBR出水方式，不僅截留了微生物不會(huì)流失，還能截留大分子有機(jī)物，增加其停留時(shí)間，使有機(jī)物降解更徹底。

　　4.6　成本分析

　　根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，整個(gè)工藝運(yùn)行電費(fèi)為2.8元/m?，菌制劑投加費(fèi)用0.2元/m?，污泥處理費(fèi)約為0.2元/m?，人工費(fèi)約0.4元/m?，不計(jì)設(shè)備折舊費(fèi)，直接運(yùn)行費(fèi)用為3.6元/m。具體參見污水寶商城資料或http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　5結(jié) 論

　　臭氧催化氧化、G-BAF、生物強(qiáng)化、MBR、碳濾為主體的廢水處理工藝對(duì)難降解，高有機(jī)物的聚酯化纖廢水具有良好的處理效果，其中，臭氧催化氧化+ G-BAF+ MBR對(duì)COD的除去率達(dá)到76%，生物強(qiáng)化技術(shù)的應(yīng)用，廢水降解率在原有的基礎(chǔ)上提高了16.4%。

　　臭氧催化氧化、G-BAF、生物強(qiáng)化、MBR、碳濾為主體的廢水處理工藝處理后出水達(dá)到GB/T18920——2002的城市綠化水標(biāo)準(zhǔn)，廢氣達(dá)DB12/524——2014排放標(biāo)準(zhǔn)。該工藝抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定。

　　臭氧催化氧化作用對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的丙烯醛和丙烯醇有毒物質(zhì)具有特定的解除其生物毒性的作用，為本系統(tǒng)下一步的G-BAF+生物強(qiáng)化+MBR提供了必要條件。