1、1硝化棉废水处理技术的研究摘 要：通过分析硝化棉酸性废水的特性，采用微滤+石灰乳中和+活性污泥法可以有针对性的处理硝化棉酸性废水，其出水指标稳定满足国家污水综合排放标准的要求。该方法处理成本低、操作简便，并已得以成功应用，具有较高的推广和技术交流价值。 关键词：硝化棉废水；微滤；石灰乳中和 中图分类号 :X703 文件标识码 :A Research of nitrocellulose wastewater treatment technology Chu SuzhenZhao Qingtao*Jiang XinZhang ZhibingCuijian Li Liping (China Nort
2、h Energy Conservation and Environment Protection Co.,LTD, Beijing 100070,China) (Shanxi Beifang Xingan Chemical Industrial Co., Ltd, Taiyuan 030008,China) Abstract：According the characteristics of nitrocellulose (NC) wastewater, using microfiltration microfiltration; lime milk neutralization 伴随着社会市场
3、经济的迅速发展，硝化棉产品除应用与军事工业之外，已被广泛的应用于民用的涂料、油墨、硝基漆1乃至化妆品等诸多领域2，硝化棉的制备与生产规模也随之不断扩大，目前我国已经是全球最大的硝化棉制造国，而国家对环境保护的要求却日益严格，硝化棉生产过程中所造成的污染问题也渐渐凸显，进入了人们的视野。目前硝化棉废水处理已经成为了全社会最为基本和迫切解决的重大课题之一。 硝化棉的生产制造过程中所产生的污水主要包括煮洗废水、洗棉废水、漂白废水等几大类，其中对环境危害最大的是煮洗废水，占整个硝化棉生产过程中废水总量的 85%以上3。 硝化棉煮洗废水不仅呈现强酸性，而且废水中含有大量的悬浮物颗粒，旧有的硝化棉废水处理
4、站大多采用平流沉降的方式去除水中的悬浮物，然而处理效果却并不能令人满意，因为这些悬浮物主要来自于生产过程中悬浮的短纤维，不溶于水，并形成胶体，该胶体颗粒与溶液之间具有明显的界面，颗粒表面具有双电层结构，可以稳定的悬浮在废水之中，依靠布朗运动，即可实现动力学稳定，依靠沉淀的方法很难去除，这对下游 3作者简介：楚素珍（1962） ，女，高级工程师，现任北京北方节能环保有限公司项目部部长，主要从事废水处理设计。 的设施造成严重的危害。此外，传统的酸性废水中和工艺常采用的中和剂有苛性钠、纯碱、白云石、石灰石或石灰等4，苛性钠和碳反应速度慢，仅适用于低酸度的废水（通常硫酸浓度含量不大于 2-3g/L）
5、，当酸度较高时，极易板结，堵塞系统，此外使用石灰石或白云石还会制造出大量的 CO2 温室气体，这与我国所提倡的节能减排国策背道而驰；石灰来源广泛，价格便宜，可以处理高浓度的酸性废水，但传统的石灰投加法采用人工配制石灰乳液的方法，不仅劳动强度大，而且工人从搬运到开袋再配料投加，其间逃逸出的石灰粉尘对人体的呼吸系统以及眼睛都有着很大的危害。 针对硝化棉酸性废水的特点，通过对以往废水治理工艺的改良，摸索出了一套优化的废水处理工艺，该工艺已被成功应用，并获得了良好的效果。 1.工艺介绍 1.1 工艺流程 硝化棉酸性废水进水水质如表 1 所示： 表 1 硝化棉酸性废水进水水质 Table.1 The q
6、uality of NC inlet wastewater CODcr SS BOD5 pH 4130-270mg/L 160-180mg/L 70-90mg/L 1-2 依据表 1 中的进水水质情况，废水处理的工艺流程图如图 1 所示： 图 1 硝化棉酸性废水处理工艺流程 Fig.1 Process of NC wastewater treatment 硝化棉酸性废水中含有大量悬浮的短纤维颗粒，利用微滤机作为第一级过滤予以截留。利用石灰自动投加装置，采用 PLC 控制的方式，依据废水中酸碱度的变化，自动定量投加石灰乳液中和，经中和后的废水中含有大量的硫酸钙污泥，通过投加 PAC 和 PAM
7、的方式在平流沉淀池实现固液分离后，上清液送入活性污泥池进行生化处理，降低废水中的COD，再经过二沉池后去除悬浮物之后即可确保达标排放。 1.2 微滤机 被处理的废水由进水管送入微滤机内的布水器中，经短暂的稳流之后均匀的向布水器两侧布水，污水由于重力作用从栅缝中流出，而悬浮固体物质却被截留在栅筒之内，并伴随着栅筒的转动沿着栅筒内壁的螺旋导向板向栅筒另一端自动排出。微滤机存在以下的特点，微滤机通过借助旋转筛网的离心力，可以在较低的水力阻力下，更易于固体分离；微滤机故障率低且自动排渣，操作简便；微滤机占地面积小，设计和施工周期短，而且扩建容易，有利于旧厂的升级改造；微滤机的栅条缝隙很小，通常为 40
8、-200 目之间，针对悬浮的纤维素颗粒物的去除极5为有效，特别是在制浆造纸行业中，由于生产过程中不可避免地有很多纤维浆料流失，可用微滤机分离纤维并回用于造纸5；微滤机在运行过程中无须添加任何的混凝药剂，如（PAM、PAC 等） ，不仅节约了药剂成本，而且截留出的纤维并未遭到药剂污染，这为截留出的纤维的回收利用提供了先决条件。 1.3 石灰乳投加装置 石灰自动投加系统采用全封闭式，PLC 自动控制定量稳定投加系统，石灰粉由罐车送入储料仓中，再经电子称准确定量的由送料机输送至配置罐中，配置罐中配备有雷达料位计，可以准确配置设定浓度的石灰乳液，搅拌均匀后由配置泵输送至投配池待用，投配泵的投加量受废水
9、进口酸度值的控制，并接受来自中和池出水 pH 反馈值校正，石灰乳投加流程如图 2 所示： 图 2 石灰投加流程 Fig.2 Process of lime dosing 该装置有以下特点：石灰粉由罐车中自带的气泵将罐中的石灰粉泵送至石灰储料仓中。全过程完全密封，避免了以往人工进料所造成的粉尘污染。储料仓顶端配备一套脉冲式自动反冲布袋除尘器，可以有效的防止石灰粉末的飞逸泄漏。为防止仓内石灰粉架桥现象，储料仓内表面经喷砂打磨处理并喷涂聚四氟乙烯光滑涂料，储料仓外壁安装了震动器。石灰储料仓配备雷达料位仪避免了前人使用超声波料位仪在6高粉尘环境中，超声波受粉尘影响，回波信号较差，有时还会出现丢失信号的
10、现象，虽然雷达料位计的工作原理和超声波料位计类似，但发射的微波是一种电磁波，其传播速度不受介质的特性影响，且抗介质吸收能力要强于超声波，能够准确的反应出储料仓内的料位，避免过度装料或系统断料投加的事故发生。石灰乳配制罐采用封闭设计，设置射流负压防潮装置及喷淋系统，原理是喷淋器为喉管射流器，喷淋过程在石灰粉投加至石灰乳配制罐的区域产生负压区，防止因搅拌产生的水滴飞溅至送料机出料口，起到防潮的作用，并防止粉尘污染。 1.4 生化部分 经中和后的硝化棉酸性废水虽经过了石灰的混凝沉淀处理，但 COD值依然超出污水综合排放标准（GB8978-1996）一级排放标准的要求，所以在化学中和处理之后必须连接生
11、化处理单元降低废水中的 COD 值。常用的生物处理若采用膜法（BAF）长期运行，饱和钙离子会结晶在曝气生物滤料表面，堵塞滤孔，影响生化处理效果，严重时可导致系统瘫痪，故本方案采取无堵塞，钙盐对处理效果影响小的常规的活性污泥法处理。2.结果与讨论 2.1 工艺处理效果 本工艺各阶段出水水质如表 2 所示： 相对于市场上昂贵的火碱，石灰乳由于成本低，因此石灰乳中和法7具有着运行成本低的优势。采用全封闭自动化投加的方法，不仅投量精确，出水 pH 值稳定，全过程无粉尘污染，有效的改善了操作环境，通常只需要 1-2 个操作工即可轻松完成全过程操作中和后产生的石膏可作为筑路建材。 表 2 各工艺阶段出水水
12、质 单位 mg/L Table.2 The water quality of every stages of the process 序号 分析项目 设计进水 微滤机 中和沉淀 活性污泥 辐流沉淀 1 COD 270 250 150 85 85 2 BOD 80 72 50 13.7 13.7 3 SS 212 100 50 50 25 与滤池和生物膜法不同，使用活性污泥法可以通过定期排泥的方式，及时导出生化处理系统内沉积的钙盐，避免发生因钙盐过度粘附在滤料或填料上导致系统堵塞瘫痪的现象发生，是配合石灰乳中和的最佳生化处理方法。在一年多的试运行过程中，系统持续保持稳定达标，工艺可靠性强。 2.
13、2 微滤机对 SS 的去除率 本次实践所使用的微滤机参数如下所示：微滤机格栅条缝隙：b=0.25mm导流板长度：L=300mm导流板安装角度：=45微滤机圆筒倾斜角度：=0微滤机转速：5r/min反冲洗强度：DN25(压力8水 0.3MPa)微滤机圆筒长度：L=2000mm。 硝化棉车间排放废水的 SS 含量约为 200-230mg/L，经过微滤机之后，原水中的 SS 值可以持续保持在 100mg/L 以下，经现场工程实际测试证明，使用微滤机可以有效的去除硝化棉酸性废水中的 SS，去除率超过了50%，而常规的初沉池对 SS 去除率仅为 40-55%6，微滤机对 SS 的去除率已接近了初沉池的去
14、除上限，无需加药，并且截留的悬浮物经过简单的处理，完全可以实现回收，运行成本低、操作简便，经济实用。 3.结论 （1）使用本工艺可以确保硝化棉酸性废水处理出水满足 污水综合排放标准 （GB89781996）一级标准。 （2）微滤机可降低硝化棉酸性废水中 50%以上的悬浮物含量，是去除悬浮纤维素颗粒的有效方法。 （3）石灰乳中和+活性污泥联合处理法是降低硝化棉酸性废水中 COD的有效方法，不仅设施运行稳定，而且费用低廉。 参考文献 1Official Journal of the European Union. Directive 2004/42/EC of the European Parliament and of the Council of 21,2004 92 马素德，张仁旭，赵利斌；浅谈我国硝化棉产业的现状与发展趋势J 上海涂料；2007，46（10）：48-50 3薛刚；硝化棉生产废水处理浮选剂的研究D南京理工大学硕士学位论文；2005.5 4北京水环境技术与设备研究中心.三废处理工程技术手册废水卷M.北京：化学工业出版社，2000.（450-451） 5刘鹏飞；废纸制浆造纸废水处理工艺设计实践与思考J中国造纸；2010，29（7）：45-49 6上海市政工程设计研究总院.室外排水设计规范 GB50014-2006
