醋酸纤维废水处理设施运行效能与节能降耗 59页

万方数据江苏大学工程硕士学位论文3．3试验结果与讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．353．3．1水力停留时间⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．353．3．2曝气池温度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯383．3．3进水COD浓度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．393．3．4溶解氧浓度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯393．3．5酸碱度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．403．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．40第四章醋酸纤维废水处理设施运行效能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4l4．1处理设施概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．414．2设施运行效能检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．2．1监测方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．424．2．2主要污染指标及去除率的计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．434．3运行效能分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．444．3．1BOD；去除率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯444．3．2CODcr去除率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．454．3．3氨氮去除率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯464．3．4总磷去除率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯474．3．5SS去除率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．484．4本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．48第五章醋酸纤维废水设施节能降耗⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．495．1废水设施的能耗分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．495．1．1单位能耗⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．495．1．2药剂消耗量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯495．1．3经济指标对比分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯505．2节能降耗措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5l5．2．1节能降耗研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5l5．2．2企业节能降耗措施⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．525．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．54第六章结论与建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯556．1研究结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．556．2下一步工作建议⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．55参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯63Vn万方数据第一章概述1．1醋酸纤维废水的来源与特点醋酸纤维素，又称为乙酸纤维素、纤维素乙酸酯，是纤维素分子中羟基用醋酸乙酰化后得到的一种化学改性的天然高聚物。醋酸纤维素有两种常见的生产方法。一种是二氯甲烷均相法，另一种是传统制备方法，以传统制备法在生产中的应用较为常见。其主要工艺流程为：以高纯度醋化级木浆为原料，醋酐作乙酰化剂，醋酸作溶剂，在催化剂硫酸的作用下，对木浆纤维素进行乙酰化，经过预处理、醋化、水解、沉析、洗涤、挤压、干燥等一系列工艺过程，得到可溶于丙酮等有机溶剂，具有可纺性的醋酸纤维素片。醋酸纤维素的性能主要取决于纤维素的乙酰化程度。部分水解，酯化度y值220～270的称为二醋酸纤维素，酯化度1，值为300，未经水解的称为三醋酸纤维素【1】o其中，二醋酸纤维素片(简称二醋片)，是生产烟用醋纤丝束的主要原料，其用量非常大，是目前国际公认并且至今未找到可替代材料的无毒、无害的产品。此外二醋片还可用作医用过滤器材，同时它也可用作高级西服的称里【7J。1．1．1醋酸纤维废水的来源二醋酸纤维素生产主要工艺过程为：木浆粕先通过粉碎机、研磨机进行粉碎研磨；被粉碎的纤维通过风机被吹送至预处理器搅拌，并用醋酸活化打开分子链；活化后纤维素排入醋化器，在呈结晶状混酸和催化剂硫酸的作用下，被无水醋酸和醋酐酯化，生成三醋酸纤维素；三醋酸醋酸纤维素进入水解器，进一步水解，生成二醋酸纤维素【3】。二醋酸纤维素以浆液的形式依次进入沉析器、挤压机、两级洗涤器、轧辊挤水机、干燥机进行相应处理，最后得到含水质量分数为1％--,6％的二醋片最终颗粒状产物。醋酸纤维丝束生产主要工艺过程为：醋片称量后进入溶解釜，以丙酮、分散剂、消光剂为溶剂进行溶解；浆液通过两级板框压滤机过滤后从喷丝头喷入纺丝甬道，浆液固化成丝条，丙酮以气态形式被蒸发；成型后的丝束依次进行卷曲、干燥、摆丝、打包等一系列工艺过程。在醋酸纤维生产中会产生大量化工废水，其主要有COD浓度高、含有大量的悬浮颗粒物、化学成分复杂、水量变化大等特点。二醋酸纤维素工艺流程和产污环节见图1．1。1n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗图1．I烟用二醋酸纤维素片及其丝束产品的生产流程Fig1．1Flowchartofacetateflakesandcellulosefibersfortobacco由图1．1可见，醋酸纤维废水主要来自醋片生产装置和丝束生产装置。以南纤公司为例，其中，醋片生产装置废水量每月约为13000～18000t，丝束生产装置废水量每月约为40000,-450000t。1．1．2废水主要特点醋纤废水主要特点为：(1)水质复杂；(2)污染物种类多；(3)浓度高；(4)含盐量高。以南纤公司为例，醋酸纤维废水组成及特点见表1．1。由表中可以看出，醋纤废水组成较为复杂。其中，醋片废水又分为三类，特别是精馏塔釜废水‘41，CODcr、色度、SS与一般废水相比都很高，极大影响了后续废水的处理。醋酸、异丙醇、甲乙酮、硫酸镁为醋纤废水的主要有机污染物。除此之外，醋纤废水2n万方数据江苏大学工程硕士学位论文中含有一定数量的溶解固体醋酸纤维素、木质素等污染物。在污水处理中，通常用B／C(BODs／CODer)I土值来分析污水的可生化性。B／C邳．3，污水的可生化性较好，可采用常规的生化处理；B／C<0．3时，污水的可生化性差，应在生化处理以外考虑深度处理技术，或对生化处理工艺进行改进【51。根据南纤公司醋纤水质的分析结果计算，醋纤废水的B／C为0．4~0．5，可认为其可生化性较好。表1．2为纤维素、木质素等有机化合物的生化降解性对比【6J。Table1．1AcetatefiberwastewatercompositionTable1．2biodegradabilityandspecialexamplesofvariousorgamsmsn万方数据1．2国内外醋酸纤维废水处理工艺现状及发展趋势醋酸纤维废水属于化工工业废水中的一种，常见的化工工业废水处理方法按作用原理主要分为四大类：物理处理法、化学处理法、物理化学处理法和生物处理法。其中，化学处理法和生物处理法是国内外目前应用较为普遍的处理工艺。1．2．1主要处理工艺现状(1)国内应用现状对含有高浓度有机物的纤维素废水，高林霞等人【7】采用絮凝+Fenton试剂+SBR生物法处理。在反应时间为4h的条件下，当pH=3、Fe2+投加量2．289／L、H202投加量O．8589／L时，试验处理效果最佳，COD去除效率为88．3％。在SBR生物处理的条件下，厌氧处理8h，好氧处理10h，处理效果最好，COD去除效率为90．7％，BOD5去除效率为88．3％。对涤纶短纤维废水，王秋云，陈云翔【8】用UASB．SBR法处理。测得废水进水COD浓度为1900mg／L。用水解酸化+好氧处理，出水COD浓度降为200-300mg／L，COD去除率为85％左右；用厌氧+好氧处理，出水COD的浓度可降到100mg／L以下，去除率达到96％，符合直接排放的要求。涤纶短纤维废水使用中温UASB反应器进行处理，当接种颗粒污泥时，采用低负荷启动的方式可以快速稳定的启动厌氧反应器。针对玻璃纤维废水生化性差、难处理的问题，温军杰等[91用混凝-SBR一活性炭吸附组合工艺进行了试验研究。结果表明，无机混凝剂复合使用时比高分子有机絮凝剂单独使用效果理想。当PAM与PAC复合使用时，处理效果得到明显改善，PAC投加量也得到降低。经过混凝预处理，再采用SBR生化处理后，废水中的有机物得到有效降解，CODer去除率达到70％。另外，活性炭对于该废水的后续处理作用明显，最终出水可达到国家一级排放标准。对含表面活性剂的工业废水，李泽洪等【101采用气浮一絮凝一厌氧水解一多级生物接触氧化组合工艺进行处理。该方法处理后的废水CODer去除率达99％。刘雪芳【11】采用厌氧消化一好氧生化法处理醋酸、醋酐废水。从试验结果中可以看到，醋酸、醋酐合流废水的厌氧消化出水进行氧化处理可以达到排放标准。在对含醋酸印染废水处理的效果的研究中，周岗等【12l选择了AB型生物反应器。试验发现，处理后的含醋酸印染废水的CODer去除率达98．5％，出水能够达到污水综合排放标准中的一级标准。4n万方数据江苏大学工程硕士学位论文郭彤斌等【13j采用压力生物膜法来处理醋酸废水，CODer去除率与常压生物膜法相比可增加30％"--40％。在适当增加空气压力的试验条件下，CODccr去除率最高可达94．1％。马贤伟等【14】采用A／O接触氧化池生化处理工艺处理醋酸纤维废水，并对处理后的废水进行中水处理。处理后的中水分别回用于锅炉水、循环水、消防水等方面，废水实现了零排放。曾科，高健磊【l5】对高浓度有机废水进行生物水解处理，所提取的废水包含木质素、纤维素、半纤维素等物质，较难降解。试验表明，生物水解对纤维素废水中的高分子有机物能够分解并使废水可生化性提高：在常温、pH=9．5的条件下，COD去除率为24．36％，VFA提高3．9～5．1倍，BOD5／CODcr提高12．16％。李慧蓉等人【I6】在采用真菌处理醋酸纤维废水时发现，当停留时间为24h，醋酸纤维废水CODer去除率为90．5％。当停留时间分别为5d和10d，醋酸纤维废水CODcr去除率可达到92．5％以上。李彦光等[17】对焦化废水在一定条件下用聚合铝、聚合铁和阳离子型季铵盐所复合成新型无机高分子混凝剂进行深度处理。试验发现，SS和色度在最佳工艺条件下去除率分别达到了92．7％、85．7％。因为单独采用混凝法往往效果处理不佳，所以在应用中一般将混凝法与其他深度处理女[IFenton氧化、电化学方法、吸附法、膜分离法等技术联用，以达到排放或回用要求。在对某焦化厂的焦化废水进行深度处理的研究中，金文杰等【l8J采用混凝吸附法试验发现，当混凝剂和吸附剂同时加入时，CODer浓度可降至41mg／L。赵福到19】在对化工有机废水采用微电解+ABR+SBR工艺进行处理后发现，微电解工艺可使CODer降解率达35％以上，BOD降解率达20％以上；经ABR工艺后，CODcr降解70％以上，BOD5降解68％左右：再经SBR最终处理后，出水CODcr为78mg／L左右，BOD5为23mg／L，出水CODcr和BOD5均符合污水综合排放标准的一级标准。温天兵【20】针对纤维板废水中纤维素含量高，可生化性差等问题，采用ABR—SBR-接触氧化一气浮工艺进行处理。工程实践表明，在进水CODcr：10552mg／L、NH3一N：380mg／L、SS：784mg／L、pH：4．8时，出水CODer：88mg／L、NH3一N：5mg／L、SS：10mg／L、pH：6．8，出水各项指标均能达到污水综合排放标准一级标准。马静、买文宁、王娟等【21】研究了采用臭氧氧化法深度处理纤维板生产废水时，臭氧投加量以及反应时间对COD和色度去除率的影响。试验发现，当反应时间为30min、臭氧投加量为180mg／L，废水的COD和色度的去除率分别达到58．3％、98．3％。相L匕Fenton氧化n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗处理方法，采用臭氧氧化法深度处理纤维素废水的运行成本在处理效率和经济成本上具有较大优势。潘碌亭，吴锦峰，罗华飞【221对羧甲基纤维素废水采用微电解一UASB-生物接触氧化组合工艺处理。试验所用废水COD和BODs浓度分别为20000mg／L和2100mg／L，在最佳条件下，微电解对COD去除率为35％，经UASB和两级接触氧化法，COD的去除率分别达到了80％、75％和65％，最终出水COD在100mpJL以下，达到国家一级排放标准。严建、杨建华【231采用高效除磷剂针对浆粕废水进行试验。试验发现，控制高效除磷剂投加量在1．5％o一2．5％o范围内，当进出水总磷平均分别为37．82mg／L和5．67mg／L时，平均除磷率达85％，出水总磷符合排放标准。王宗华、郑伟花【24】对纤维素乙醇废水采用微电解．Fenton+UASB+MBR组合工艺处理发现：在微电解反应5h，UASB停留时间36h，MBR停留时间25h条件下，处理后的纤维素乙醇废水经絮凝脱色后，出水COD、氨氮等指标均达到发酵工业废水的规定，且运行费用较低，经济效益明显。(2)国外应用现状Miyahara，T．n等人【251对醋酸纤维废水采用厌氧固定床处理研究时发现，厌氧固定床的过滤介质填料，可以促迸醋酸纤维的水解反应。对含有醋酸纤维颗粒废水，Harada，Hideki等人【261采用厌氧超膜反应器进行处理，控制进水COD浓度高达5000mg／L，进水COD负荷分别为1．5kg／m3"d和2．5kg／m3．d，污泥浓度MLVSS为15000mg／L。该反应器通过长时间的试验观察发现，对醋酸纤维废水的处理效果较好。BinLian[271研究了从农田土壤中分离出一种胶质芽孢杆菌并将其用于养殖、酿酒、制药废水的处理，试验发现，对上述三种废水的CODcr去除率分别可达到74．6％，70．5％和66．2％。ChristineLamenhaLuna-Finkler[281等发现B．thuringiensisvar．israelensis有着很好的絮凝作用。当2．59／L的氯化钙，2．Sg／L的氯化铁，3．59／L的硫酸铝，1．09／L的单宁与其一起加入废水时，絮凝效果最好。I．L．Shiht29】等从B．1icheniformis中分离出一种具有絮凝活性的生物酶，并发现A13+，Ca2+和Fe3+促进其絮凝功能作用明显，能显著提高絮凝剂在废水处理中的效率。D．Georgiount301等人在用石灰和硫酸铁对棉纺织废水进行处理时发现，废水的色度、6n万方数据江苏大学工程硕士学位论文CODer去除率可以达到70～90％、50~60％。Lens，P．N．L．[311等人在处理高硫酸盐废水时，控制CODer／S042-在0．67以上，观察到废水中的硫酸根离子用SRB细菌基本可以全部去除。PMijaylovaNacheva[321等人，采用好氧活性污泥法处理高浓度有机合成废水时，发现废水处理的水力停留时间与废水的CODer浓度密切相关，当HRT为13～23d时，CODcr去除率在99％以上。1．2．2发展趋势污水处理系统经过多年的发展研究，对工艺进行相应的改进是绝大部分研究的关注●点，一些研究者在传统污水处理工艺的基础上，开发了一系列运行费用、能耗低的新工艺，如：厌氧一好氧技术、水解一好氧技术、流化床等，这些新工艺虽然形式多样，但关键技术仍采用微生物处理。其中，厌氧工艺以较低的能耗受到了研究者的关注。国外近些年对膜处理技术研究较多，开发出了一种新的水处理技术：胶团强化超滤法，简称MEUF[331，该技术主要去除水中的微量有机污染物和金属离子。表面活性剂和超滤膜结合起来的新技术在今后的水处理发展中将有广阔的前景。酶的研究和应用是水污染处理的另一种发展趋势。典型的特性酶，如：辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶、聚酚氧化酶等，它们在含酚废水、难降解的芳香族化合物废水以及造纸废水处理中的应用都取得了非常好的效果。国外目前有研究利用PseudomonasalcaligensCO和PseudomonasputidaR5．3【34】细胞融合构建纤维素降解菌、芳香族降解菌，用于含纤维素废水和化纤废水处理。酶工程、细胞和基因工程在环境污染治理中的研究和应用显示了生物工程在环境污染治理和生态修复上有着广阔的应用前景。结合以上废水处理的发展方向，可以看出低能耗工艺的改进和生物工程技术的应用将是今后废水处理工艺的发展趋势。7n万方数据1．3国内外废水处理工艺节能降耗研究现状1．3．1国内节能降耗技术研究现状对水处理的节能降耗，邬扬善【351提出了以下几条技术路线：改进传统活性污泥法；自然生物净化与人工生物净化相结合【3¨7】：污水深度处理并中水回用。上述工艺都有一定的适用条件，因此，要从出水排放、能源效率、工程投资、环境影响等各方面因素综合考虑。近年来，厌氧工艺因能耗低而逐渐受到青睐。目前厌氧反应器常见工艺的有EGBS、ASBR、ABR等138】。厌氧过程可将有机物COD转化为沼气，理论上，每去除1公斤COD可产生含甲烷70％的沼气O．5m3，而每lm3甲烷可以发电2．4kwhl391。沼气可用于污水厂的能量补充，如沼气发电【401。此外，厌氧法的产泥量较好氧法低，对于厌氧一好氧串联的工艺而言，可进一步减少污泥产量。但厌氧法缺点是培菌慢，受水质的影响因素多，运行条件复杂。从许多污水处理厂的运行数据来看，中低浓度污水更适合采用好氧法处理，这使得厌氧技术在城市污水和工业废水的推广中受到限制。随着当代工业的迅猛发展，废水集中处理【4卜42】变得越来越普遍，这对节约型社会的建设143“1起到了一定的推动作用，但这种方式也使得进水水质变得较为复杂，会对生物处理系统的运行造成一定的冲击【471，也影响了废水处理工艺的选择。因此，预处理的强化逐渐受到人们的关注【4引，如何进行水质调理，保障生化系统正常稳定运行作为一项新的课题摆在了人们的面前。新设备在水处理单元设施中的选用，是除了新技术路线开发外污水处理厂研究的一个方面。采用节能技术、设备自动化的控制手段来节能降耗；鼓风机变频技术、瞬流抑制技术、溶解氧控制技术的研究和实践被广泛开展[49～51】：高效曝气装置配合新材料和方法的应用，形成了新的工艺【52】。例如SBR法或改进的SBR工艺能在节能的同时达到废水深度处理的目的，提高了设备的运行效率。鉴于其优点，国内已逐步将小规模市政污水处理厂的传统曝气工艺改为SBR[531。国内针对国外开发出的敞开式纯氧曝气法【54~55】转移速率高，电耗低的优点，也逐步在大型污水处理厂试验运行。对于盐度高、难降解、色度高的高浓度有机废水，微电解技术是一种理想的节能工艺。该技术在大幅度地降低CODcr和色度的基础上，还大大提高了废水的可生化性。在处理过程中产生的【0】、Fe2+、Fe3+等离子能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，可起到降n万方数据江苏大学工程硕士学位论文解脱色的作用。生成的Fe2十进一步氧化成Fe”，它的水合物对污染物具有较强的吸附一絮凝作用，在调节pH值后生成的氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，基于电化学、氧化一还原、物理以及絮凝沉淀的共同作用【561，其絮凝能力远高于一般化学药剂，能大量絮凝水体中分散的微小颗粒、金属粒子及有机分子。1．3．2国外节能降耗技术研究现状世界各国针对传统工艺路线的不足都在大力进行研究，以降低投资、减少能耗，并由此开发了一系列的新工型57】。例如，在低溶解氧条件(0．5～1．0mg／L)下的活性污泥法，可保持污泥中较高的生物能【5蝴1并使运行费用降低；综合式曝气系统的氧化沟工艺，采用曝气器和混合器交替运行的方式，将氧化沟中的水流循环作用与曝气传氧作用相分离，达到了节能和脱氮除磷的双重目的，该工艺己在美国、德国等发达国家得到应用；国外经过大量的试验研究，已开发出敞开式纯氧曝气法，该法具有氧转移速率高，电耗低等优点，运用在大型污水处理厂可节能30～40％。近年来，国外对厌氧法处理城市污水的工艺流程研究的较多。Genung等人【6¨3】曾进行anaerobicupflow的中试研究，他们分析指出，该工艺与相同规模的活性污泥法相比，处理城市污水能耗仅为前者的60％，通过产生的甲烷产能可满足系统的运行。虽然成本高于活性污泥法，但鉴于反应器柱体和填料的成本随着技术进步有望降低，该方法在未来有着广阔的应用前景。OrhnaInce[6叼在牛奶废水的甲烷产率及能量平衡研究中用上流生物滤池对其进行了处理。研究发现，在正常的环境条件下(温度为35℃，压力为标准大气压力)，去除1000kg·COD可得到350m3的甲烷，相当于300L汽油的热值，能源潜力相当巨大。在国外，由于具备高效低耗的特点，土地和生态处理技术【65~68】也得到了一定程度的应用。目前不论是单个或是组合处理工艺，从总体上来说主要还是以生物处理为核心，通过创造好氧菌、厌氧菌、兼氧菌、原生动物和后生动物等微生物种群的适应环境，充分发挥生化反应多样性在污水净化中的作用【69州】。随着对生化反应的进一步了解，出现了基于兼性微生物反应的新工艺，例如荷兰Delft技术大学开发的短程反硝化的SHARONI艺【721、ANAMMOXI艺、CANONI艺【73】，比利时Gent微生物生态试验室开发的OLANDI艺【741。此外，微氧或缺氧条件下的生物工艺如MSBR、ASBR等也得到了开发，并有了较多的应用【75~761。通过对美国污水处理设施的调查，Wesner等人【77J研究和分析了各种污水处理工艺的9n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗城市污水处理厂能耗，进行了污水处理单元操作过程和厂内建筑能耗分布总结。研究给出了各处理单元的详细能量需求和特点，对污水处理过程中能量的回收和利用也进行了分析。C．H．Middlebrooks等‘781借助于Wesner的研究，通过数据拟合进一步分析检验了小系统污水处理工艺的能耗。C．H．Middlebrooks在研究中指出，污水处理厂运行费用中的能耗比重会成为污水处理工艺选择的主要考虑因素。Hagantg／Roberts[791将污水处理能耗的研究迸一步拓展，在以往单一的只包括运行费用和管理费用的污水处理能量费用统计方式的基础上，将污水处理厂建设费用这一概念引入，使得研究理念外延。W．F．Owen[801在他所撰写的《污水处理能效与能耗》一书中，对污水处理厂的间接能耗进行了详细的研究。在书中他定义了间接能耗，其包括了污水处理厂建设中原料、施工及运输等一系列能量。Wesner和Burris、Zarnett[811以及Smith[82】对污水处理工艺的配置优化和运行重点进行了研究。他们指出，生物和物理化学处理方法之间能耗相差很大‘83~84】，而且处理单元、工艺组合的不同也在很大程度上决定了能耗的大小。在污水处理能耗研究中，Karlsson[851提出了一种新的概念：“好氧潜势”。他认为，对溶解氧量分析时，除去污水处理过程中微生物在分解有机物和氨氮时对氧的需求以外，还应考虑到藻类生长所消耗的一定量的氧。这个观点对能耗本身的范畴有了全新的拓展。1．4研究内容南纤公司废水处理装置经过二、三、四期工程建设，已达到一定规模，处理效果也基本可以满足当前的生产和环保要求。但随着公司的进一步发展和环保要求的不断提高，老的废水处理装置存在的一些缺陷逐渐显现，因此，需要在废水处理过程中对原有工艺运行加以改进，以确保醋纤废水处理装置能够满足生产和环保要求，本文对醋酸纤维废水处理装置的研究内容主要有以下几个方面：(1)针对醋片废水的COD浓度波动较大，SS较高的问题，希望通过混凝预处理试验确定最佳方案以提高污染物去除率；(2)通过中试试验，得到合适的曝气池停留时间，为生产提供合理的参数，以此节10n江苏大学工程硕士学位论文约能源，降低运行成本；(3)通过中试试验，选择合适的生化处理温度，降低曝气池温度，减少能耗，使处理设施运行更趋合理；(4)以中试试验所确立的数据为工艺参数基础，对废水处理设施运行数据进行分析，总结处理效能。(5)分析废水处理系统的单位能耗，确定最佳运行模式；1．4．1研究目的南纤公司废水处理五期工程是在原有的二至四期工程废水处理装置的基础上，进行相应的扩建和改进。二、三、四期工程设计的废水处理装置设计处理能力为10000m3／d，进水COD浓度为1320mg／L，五期工程废水处理装置建设的设计处理能力为15000m3／d，迸水COD浓度最高可达N2500mg／L，废水排放执行国家三级排放标准。本次研究目的就是通过对醋纤废水处理的试验和研究，为五期工程废水处理提供最佳工艺流程和有关设计参数，以确保五期工程废水处理装置的稳定高效运行。本课题研究主要为醋纤废水处理装置zkq20150924的建设解决以下问题：(1)为废水处理装置运行提供工艺改进；(2)确定废水处理装置的最佳水力停留时间、曝气池温度等一系列影响设备运行的参数；(3)通过分析醋纤废水设备运行效能，印证中试试验工艺参数设置的合理性；(4)总结废水处理装置节能降耗的方法等。1．4．2研究意义本课题根据醋纤废水处理的各种方法和有关工艺进行分析研究，通过醋纤废水试验室小试试验和现场中试试验来分析工艺影响因素等，以此来确定醋纤废水在生化处理曝气池中的停留时间等影响设施运行效率的重要工艺参数。南纤公司醋片和丝束的生产工艺和技术通过国J'l-弓I进，因此在国内缺少同类的醋纤废水处理范例可供参考对比，而现有的醋纤废水处理装置在实际生产运行中存在着一些问题。因此本文通过有关试验和数据分析，研究和论证了合理的运行参数设置，从而为醋纤行业废水处理提供有效的经验数据。万方数据n1．4．3技术路线本文研究采用的技术路线如图1．2所示。zkq20150924Fig1．2Thetechnologyroadmap12万方数据n第二章混凝预处理试验研究2．1企业废水现状南纤公司目前有一套处理能力为15000m3／d的废水处理装置，采用接触氧化生物工艺。现有废水处理装置设计迸水COD为2500mg／L，但考虑到五期建成后公司只能外排废水11000m3／d，且原有丝束废水、化学废水和生活污水进入中水系统处理，因此五期废水处理装置实际进水COD将会提高为2000--4000mg／L，醋片废水和中水排水实际处理约7400m3砸。另外，中水装置浓水约600m3／d和脱硫装置废水约3000m3／d，这两种废水直接排入废水处理出水池，因此本废水处理装置外排废水流量约11000m3／d，出水达到国家三级排放标准，排放至南通市污水处理厂作进一步处理。南纤公司废水处理装置所处理的醋酸纤维废水主要来自：(1)醋片废水：来自于醋片生产过程；(2)丝束废水：来自于丝束生产过程；zkq20150924(3)化水废水：来自于除盐水生产过程：(4)生活废水：来自于全公司生活废水；(5)循环水排污水：来自于循环水系统；(6)脱硫废水：来自于热电生产部的烟气脱硫废水。2．1．1企业现有废水处理工艺概况醋纤废水处理的主要工艺流程见图2．1。图2．1醋纤废水处理主要工艺流程Fig2．1Primaryflowchartofcellulosefibers’wastewatertreatment万方数据n醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗南纤公司生产废水实行排放浓度控制和排放总量控制，经处理后的污水排入城市污水管网，排放指标按照《污水综合排放标准⋯GB8978．1996》三级排放标准、《污水排入城镇下水道水质标准CJ343．2010}执行。具体指标见表2．1、表2．2。Table2．1biodegradabilityandspecialexamplesofvariousorganismszkq20150924Table2．2biodegradabilityandspecialexamplesofvariousorgamsms控制指标排放总量废水总量403万m3／年CoD总量660吨／年南纤公司废水处理装置于二期醋片、丝束工程建设时，开始配套废水处理主体工程，后来又经过三、四期以及五期工程扩容和改进建设，目前设计处理能力己达15000m3／d。图2．2、2．3为南纤公司五期废水处理主要工艺流程图。万方数据nzkq20150924Fig2．2FlowchartofNCFCphaseVwastewaterpre—treatment15万方数据nzkq20150924Fig2．3FlowchartofNCFCphaseVwastewaterbiochemicaltreatment16万方数据n万方数据南纤公司废水处理主要设备及设计参数见表2．3、表2．4。Table2．3biodegradabilityandspecialexamplesofvariousorganisms序号设备名称台数扬程流量MPam3／hl生活污水泵2O．230．01拌、2捍浓碱泵3捍浓碱泵铺浓碱泵废水卸碱泵中和池迸水泵1#--3#鼓风机4撑鼓风机5群鼓风机硎、硝鼓风机8桴～11拌鼓风机l撑、2拌事故池泵3捍、铺事故池泵5群、6撑事故池泵硝、8撑事故池泵1撑、2撑污泥回流泵3拌、4撑污泥回流泵营养水泵消泡水泵1撑刮泥机2撑刮泥机l撑、2拌、错、5撑排水泵3捍排水泵酬、7拌排水泵2拌、3撑泥水分离机中和池搅拌器营养水槽搅拌器消泡水槽搅拌器丝束废水提升泵滤液泵(除磷废水提升泵)l群～3撑调节池泵铺调节池泵1拌、2撑曝气池提升泵1撑、2撑渣水分离机3拌、群渣水分离机0．1250．20_350．20O．150．05O．050．1080．290．120．150．120．150．20O．20l|0．45O．450．45|O．26O．200．150-20|12．56．012．560140720039．2165lOO1003925|l80200|90182504001721l31242l51231l32323456789m¨挖BMb场"体D加列规幻M巧始打勰凹如引匏弘弭弘n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗18废水出水指标控制规范以及主要处理设备工艺运行控制参数见表2．5、表2．6。Table2．5biodegradabilityandspecialexamplesofvariousorganismsn万方数据江苏大学工程硕士学位论文19n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗40废水4#1t暴A、B池进水流量m3／h30．150<2004l4243444546474849505l5253545556575859606l6263646566676869707172737475767778废水5捍曝A、B池进水流量l拌曝气池进气流量2#曝气池进气流量3撑曝气池进气流量4撑曝A、B池进气流量5撑曝A、B池进气流量1撑曝气池回流流量4拌曝A、B池回流流量5群曝A、B池回流流量低浓度醋片废水温度低浓度醋片废水流量高浓度醋片废水温度高浓度醋片废水流量曝气池出水池液位曝气池提升泵出口压力曝气池提升泵出口总管压力曝气池提升泵电流醋片大楼高浓度醋片废水流量1拌2撑废水过滤器压差l撑、2撑事故池液位3捍事故池液位4拌事故池液位1拌、2撑营养水泵出口压力营养水泵总管压力消泡水泵出口压力消泡水泵总管压力营养水槽液位消泡水槽液位提升泵出口压力丝束废水流量化水废水流量除磷废水提升泵出口压力滤液泵出口总管压力除磷废水集水井液位l撑浓碱槽液位2拌浓碱槽液位3堋炙计量箱液位生活污水集水井液位m3，hm3／hn13mm3／Ilm3，hm3，Il℃m3／h℃m3，hm～IPaMPaAm3／hKPamMPaNIPaM咿aMPamMPam3mm3／hMPam30．1504000．80003000．80006000．80004000．700050．12050一15050．150野5120一240_曼-65旦002．2—3．90．1—0．2<7450—90<48<4．4<4．7<6．00．1—0．30．1一O．30．6一1．850．2—0．35100一20050一1500．1一O．250．1—0．250．9—0250．5．1．90．5—1．30．2．0．9O．7．2．7<2003000．10000<120<150夕040—280夕OQ502．0．4．20．1—0_3O．1．O．3<74_<100<50“．6<4．9《．20．1—0．30．1一O．30．1．0．30．1一O．30．4．1．90．4—1．90．2．0．35QOO_<2000．1．O．30．6—2．8O．3．2．10．3．1．50．2-1．10．6．2．920n万方数据2．1．2企业生产废水特征为了给试验和研究打下基础，有必要系统地掌握公司醋纤废水的水质，所以需要对各种醋纤废水的主要成份进行相关的水质分析。在南纤公司四期废水处理设施的现场取各种醋纤废水水样，如表2．7所示。为确保所取水样具有一定的代表性，水样为每隔一定时间取相同体积该水样的混合水样。分析结果见表2．7。Table2．7Analyticresultsofprimaryindexesofvariouscellulosefiberswastewater化水废水生活废水丝束废水低浓度醋片废水高浓度无色醋片废水高浓度有色醋片废水正常浓度中和池废水高浓度中和池废水出水池废水检测方法检出下限5．526．3511．294．635．644．797．9l7．948．12玻璃电极法O．189253198295034501158326802980177重铬酸钾法203110131230102052301150159218稀释接种法’二<4133<42513892030234289236重量法4l2．5<0．0213．338．517．2<0．0222-37．7滴定法O．022ln万方数据22Table2．7Analyticresultsofprimaryindexesofvariouscellulosefibers,哺astewater(continued)化水废水生活废水丝束废水低浓度醋片废水高浓度无色醋片废水高浓度有色醋片废水正常浓度中和池废水高浓度中和池废水出水池废水检测方法检出下限<0．0l0．0699>75>99|>99>75643216去除塞％|50lO50n万方数据48．3高浓度27．9有色醋27．9片废水46．65U8．36312004．668930707．8875501004．667810707．98753013．1<3>99／2160／15．5<3>9912．5230>7515．7<3>993250128|645064506450根据试验结果，10％PAC、10％PFS在调节醋片废水pH的情况下对醋片废水的SS、色度去除率分别达到98％、50％，相比较而言，10％PFS投加量较低，投加量约为50～100mg／L，仅为10％PAC的1／10左右。另外，在常温(27．5-29．5℃)和高温(45．5～48．5℃)情况下，醋片废水经化学混凝后的SS和色度的去除率基本相同，所以可以认为，在27．．．49。C范围内，醋片废水温度的变化对化学混凝的结果影响很小。郭建华【871在用常规无机絮凝剂对废水进行的污染物去除试验中发现，随着药品投加量的增加，COD去除率也逐渐提高。可当药品投加量达到一定程度时，COD去除率有了下降的趋势，这是因为药剂投加量过多后一部分胶体微粒重新开始荷上了正电荷而出现了再稳现象。色度在硫酸铁投加量为350mg／L时达到最高去除率25．1％，而后随投加量增加逐渐减小，这是由于在硫酸铁投加过量时，水样中残存的Fe”有颜色，对水样色度产生影响。(2)混凝剂不同投加量在低浓度醋片废水中的试验试验水样量：1000ml水温：27．5-29．5混凝剂投加量：曲线l：10％PAC2．0ml；曲线2：10％PAC3．0ml：曲线3：10％PAC4．0ml：曲线4：10％PFS0．20ml；曲线5：10％PFS0．25ml；曲线6：10％PFSO．3rIll；混凝剂10％PAC、10％PFS不同投加量在低浓度醋片废水中的沉淀速度曲线见图2．4n万方数据E送*媸蟋沉淀时间(mha)Fig2．4Curveoflowconcentrationacetateflakes’Wa．stewaterflocculentdepositionspeed从图2-4可以看出，醋片废水经混凝，12min内可基本完成沉淀，且沉淀水深基本相同。其中投加量为0．25ml10％PFS的样品沉淀时间最快，PAC样品的沉淀速度普遍低于PFS样品。2．5(3)混凝剂不同投加量在高浓度无色醋片废水中的试验混凝剂投加量：曲线l：10％PAC2．5ml；曲线2：10％PAC3．5ml；曲线3：10％PAC4．5ml：曲线4：IO％PFS0．20ml；曲线5：10％PFS0．30ml；曲线6：10％PFS0．40ml；混凝剂10％PAC、10％PFS不同投加量在高浓度无色醋片废水中的沉淀速度曲线见图n万方数据g殛*媸蟋沉淀时间(m．m)Fig2．5CuT、，eoflowconcentrationcolorlessacetateflakes’wastewaterflocculentdepositionspeed从图2．5可以看出，醋片废水经混凝，18mm内可基本完成沉淀，且沉淀水深基本相同。其中投加量为0．20ml10％PFS的样品沉淀时间最快，PAC样品的沉淀速度普遍高于PFS样品。2．6(4)混凝剂不同投加量在高浓度有色醋片废水中的试验混凝剂投加量：曲线1：10％PAC5．0ml：曲线2：10％PAC5．5ml；曲线3：10％PAC6．Oml；曲线4：10％PFS0．35ml；曲线5：10％PFS0．45ml；曲线6：10％PFS0．50ml；混凝剂10％PAC、IO％PFS不同投加量在高浓度有色醋片废水中的沉淀速度曲线见图29n万方数据g隧妥裂蜉沉淀时问(m蛐图2．6高浓度有色醋片废水混凝沉淀速度曲线Fig2．6Curveoflowconcen眦ionCO|OFacetateflakes’wastewaterflocculentdepositionspeed从图2．6可以看出，醋片废水经混凝，24min内可基本完成沉淀，且沉淀水深基本相同。其中投加量为O．45ml10％PFS的样品沉淀时间最快，PAC样品的沉淀速度普遍高于PFS样品。结合图2．4～2．6可以看出，不同类型的醋片废水在混凝剂投加后10～20min时间内可基本完成沉淀。考虑到实际运行时，可能会受到进水流速，水力负荷变化等因素的不利影响，在生产运行中建议废水在混凝和沉淀的澄清池内停留时间为30---40min。另外，根据沉淀速度的对比，PAC的效果普遍好于PFS，故在生产运行中推荐使用PAC。史长伟等【88】研究了混凝法处理脱墨废水的效果，通过正交试验确定混凝剂种类、混凝剂投加量、助凝剂投加量、pH四因素的影响。试验表明，混凝剂种类、投药量会对废水混凝效果产生影响。综合对比各种混凝剂处理效果，PAC效果相对最好。n万方数据2．3本章小结本章对企业现有废水处理工艺概况以及企业废水特点进行了了解与分析。针对企业废水处理中存在的问题，研究了混凝法预处理废水的效果，通过试验分析研究了混凝剂种类、混凝剂投加量、pH、温度等因素对废水处理效果的影响。为企业生产运行中混凝剂的选型及投加量的确定提供了依据。混凝预处理工艺可以提高公司废水污染物的去除率，并对后续处理单元的能耗减少有一定的推动作用。n万方数据第三章醋酸纤维废水中试研究3．1中试装置和工艺流程3．1．1试验装置醋纤废水生化处理的试验室生化试验装置和现场中试装置是为了在各种条件下，系统的分析研究影响醋酸纤维废水处理效果的各种因素，并通过不同运行参数的对比来分析得出结论。醋酸纤维废水试验室生化试验装置模拟活性污泥法曝气池，主要研究醋纤废水CODcr浓度变化、曝气池水温变化对CODcr的去除效果，具体装置见图3．1。醋酸纤维废水中试装置以公司废水处理中和池出水为处理水样，在废水处理现场进行醋纤废水生化处理的中试试验，主要研究废水处理在不同的迸水CODcr浓度下，曝气池停留时间的长短对CODcr的去除效果，具体装置见图3．2。图3．1醋纡瘥水试验室生化装置Fig3．1Deviceofcellulosefibers’wastewaterbiotreatmenttestinlab①合建式完全混合曝气池；②调压器(型号：TDGC2一lK)；③恒流泵(型号：HL一2D)；④空气压缩机(型号：AC一9906)；⑤生化出水接受瓶；⑥温度计(0～100℃)；⑦搪瓷加热器(型号：QFL—lK)；⑧铁支架n万方数据漱接■吲龋二溯贼图3．2醋纤废水现场中试生化装置Fig3．2Pilot-scaledeviceofcellulosefibers’wastewaterbiotreatmenttest醋纤废水现场中试装置主要设备、材料规格及型号：(1)废水槽(即调节池)：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：800×800×1600m；有效体积：896L；(2)生物接触氧化槽：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：800×800X1600m；有效体积：896L；(3)填料支架：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：740×740×1500m；组合填料：醛化纤维、塑料盘组合填料；(4)二沉槽：1只；材料：304不锈钢；外形尺寸：500×500×1600m；有效体积：200L；(5)风机：1只；型号：PUMAQ：98L／min(6)流量计：空气和液体各1只；空气：LZB．10；液体：LZB一10：鞠：；，；毽n万方数据3．1．2试验工艺流程醋纤废水中试进水来自南纤废水处理中和池废水，所需CODcr浓度的废水在废水槽内配制而成，废水槽内的水通过计量泵送入接触氧化槽进行生化处理，生化处理后进入二沉槽经沉淀后出水，测定出水的COD值。通过中试装置，分别研究试验在不同的进水CODcr浓度下，CODcr的去除率与停留时间的关系。醋纤废水处理试验工艺参数见表3．1。Table3．1Pprocessindexesofcellulosefibers’wastewatertreatmenttest3．2试验内容3，2．1试验方法本次试验采用单因素试验分析方法。单因素试验，是指在实验中，让一个因素的水平变化，而其他因素水平保持不变。3．2．2分析与检测(I)COD的测定方法采用密封催化氧化法。(2)pH的测定方法用pH广泛试纸(1-14)(3)温度的测定方法．使用温度计(o～loo'c)进行测定14n万方数据3-3试验结果与讨论3．3．1水力停留时间在常见的活性污泥法中，水力停留时间很大程度上决定了污水的处理程度。(1)试验条件进水COD为1000—2500mg／L改变一次进水COD浓度，稳定72h后，再测定出水COD浓度；控制生物接触氧化槽溶解氧和温度分别为2～5mg／L和20．30"(2；进水流量为622ml／min左右：(2)不同水力停留时间的试验分析生物接触氧化槽内停留时间为24h条件下，中试装置的COD去除率见图3．3。30002500奎2000壮时耍1500ou1000500O一·／I．厂．／’ij———一-_一90盆厂———一iI+进水COD85篓I一蓄策c∞悄l去除率Fig3．3TheCODerremovalefficiencyunderHRT24hinbiologicalcontactoxidationtank生物接触氧化槽内停留时间为48小时条件下，中试装置的COD去除率见图3．4。n万方数据3630002500000500000500O寨ii鬻寨l黍豢纛黧鬻囊瞩纛麟熏纛囊纛；纛黧藜蒸鬻溺鬃糕黼隰豢麟黧鬣囊震鍪鬻鬻鬻麟糕黼黧麓囊囊纛露鬻l蒸霪鋈鬟糕鬟黧爨慧鬻鬻糕鬻篓鬟蒸鬻攀鬻j≤漤蒸熏纛溪鬻瓣囊羹攀誉i、i攀；≥篓i。蘩鬃?黉羹鬻；≯j#‘≈＆t喾。。”4{鹫}聱。。≯--“、#：{’1¨，'；Z霉。≤。≮器孽翳；嚣0鬈+唐。棼。。”j冀234b样品编弓90．．．．．．．．．．．．．．．．．，．。．。．．。．．、．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．——袋J+进水CODL,UUja毫JJz【／J＼85戛【-'-去出T除k率CODlI繇l云除率图3．4生物接触氧化槽停留时间48h条件下CODcr的去除率Fig3．4TheCODcrremovalefficiencyunderHRT48hinbiologicalcontactoxidationtank生物接触氧化槽内停留时间为66小时条件下，中试装置的COD去除率见图3．5。3000250032000＼bo吕i1500避5000i蒸j蓥震藜蘩鬻蒸蘸瓣瓣麓黼隧藜蒸攀鬻鬟蒸i篓骥粪麟鬻蒸囊熏鬻鬻蕤寨；然囊黉蘸藕戮蘸纂鬻囊麟羹黧；滋；攀鬻鬻鬃霾麓鬓熏瓣慧懑懑鬟鬻蒸、i蘩攀懑攀鬻黼黧瓣麟蒸辫鬻黎蒸鬻藕i纛；灌鬻甏蒸鬟鍪羹雾霪鋈鏊攀鬻l冀嚣鬻黍鬻鬃蘩雾羹霉鬻攀j2345样品编号90§厂——85萎{=辫代I去除翠图3．5生物接触氧化槽停留时间66h条件下CODer的去除率Fig3．5TheCODcrremovalefficiencyunderHRT66hinbiologicalcontactoxidationtank生物接触氧化槽内停留时间为72小时条件下，中试装置的COD去除率见图3．6。一1／丑m一越避ooun万方数据3000250032000＼b0返1500蛏910005000隧麟鬻鎏黍蒸壤鬻纛麟麟囊麓麟囊簿蒸蘩蒸攀蘩鬻羹l鬻豢蹇霎霪蒸纛鬻戮鎏辫鬻鬻鬻囊纛羹溪麟熬麓霪戮愿鬻鬻黎鬻聪鬻鬻麟鬻慧蘩纂蒸豢黎溪篓攀鬻渗≥j；黉鬻熬蘩嚣l鬟霾爨≯‘譬”鬻黪鬻蒸蘩溪鍪i熬寥簿鬻落蕊黉ij，≯j一√，、警雾鬻蕤黉鬟篓篓避：二．：≥薯熊爱溱，i鬻磐莲鬻j：?‘j鬻鬻攀季芰。、．霪鬻羹蒸攀辫≥?：≤辫饕鏊鬻繁藜誉i290余广———_85i||：潮求l去除翠i图3．6生物接触氧化槽停留时间72h条件下CODer的去除率Fig3．6TheCODcrremovalefficiencyunderHRT72hinbiologicalcontactoxidationtank(3)最佳水力停留时间的选定根据以上三个试验得出的数据，归纳结果见表3．2。表3．2生物接触氧化潜停留时间对CODer去除率的影响Table3．2TheEffectofliRTinbiologicalcontactoxidationtankontheCODcrremovalefficiency从图3．3～3．6的试验结果可以看出，随着废水在曝气池中停留时间的增加，其CODcr的去除率呈现逐渐增加而后又下降的趋势。停留时间从241卜72h时，其CODcr去除率约在70％'--92％之间变化，因此在生化处理的中试试验过程中可以看出，CODer的去除率与曝气池停留时间的关系较大，而与在一定的进水COD浓度范围内变化的进水关系不大。从表3．2中又可以看到，停留时间从24h增大到48h，CODcr去除率的增长率明显大于从48h增大到66h的CODcr去除率，也就是说，停留时间在48h以上，再增加停留时间对CODcr去除率的提升意义并不大。因此，曝气池停留时间为48h是醋纤废水处理最佳停留时间。考虑到南纤公司五期工程废水处理的设计进水CODer为2000---4000mg／L，根据试验37n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗结果，当曝气池停留时间为48h时，醋纤废水处理的CODer去除率为86％左右，预计出水CODer为300-500mg／L，符合国家规定的三级排放标准。3．3．2曝气池温度生化法处理废水时，废水温度对微生物的影响主要表现在两个方面：一是水温上升，微生物细胞中的生物化学反应的速率加快，微生物的生长繁殖加快，水中污泥的活性也得到提高；但另一方面，随着水温的进一步增高，微生物细胞中的活性物质等将受到影响。试验表明，在适宜的废水温度(如20--一35。C)下，生化处理效率比较高，但水温太高，生化处理效率明显下降，因为好氧生化处理是利用生长温度的最佳范围在20-～35℃的中温微生物，如果曝气池水温长时间超过35。C，生化效率将受到不良影响，活性污泥的微生物活性下降，其中的后生动物也很难见到。如果水温很高，同时进水CODer浓度又很高，则很多微生物将受到抑制甚至死亡，其结果是废水CODer的去除率将大幅度下降。废水温度对生化过程的影响见图3．7。3000250000050C000500O!鬻蒸鏊慈熏囊溱鬃蘩鬻j鬻；蒸蘩震饕鬻蒺溅愁溪篱鬻i添黼鬻蘩繁囊豢鬻鬻繁繁溺鬻鎏鬻薯囊’《、鬻豢囊缓鬻囊麓囊鬻≤鬻嚣j簇鏊慧凄鬻鬻鬻鍪黍滋||i．鬟}豢鬓耧蒸}藜l漂慧0蕾：，!躲萼黧黪鬻爹麓鍪；鍪誊；鞭髂．釜?M端≈‰瓣燃糯鏊辙；嚣饕§溅》释鬈鬻甏鏊囊。篓攀鬻纛鬻纂鬻藜爨溱鬻溪l鬻鬻鬻鬻黼灞蒸鬻鋈鏊篱i饕溪熬簇繁鬻麟囊鬻瀵攀篓警羹囊蒸蒸鬟鬻鍪鬻瓣麟豢粪3010095807570Fig3．7Relationalc唧ebetweenaeratedtanktemperatureandCODerremovalefficiency图3．7的试验结果表明，当曝气池温度从15"(2增大到35"C，废水CODer的去除率变化不大，且都在90％以上；但当曝气池温度大于35℃时，在CODcr去除曲线上也出现拐点，CODer的去除率明显下降，曝气池温度从35*(2增大到45*(2时，其废水CODer的去38一∞∞墨一水水除一一进出去一【+一一一辞一瓣筮书∞％n万方数据除率由91．6％下降到76．8％。曝气池温度过高不仅对生化处理造成不利影响，也容易造成曝气软管失效和填料老化等问题。3．3．3进水COD浓度在废水生化处理中，微生物的生长繁殖必须有足够量的碳源和氮、磷等多种矿物质元素给予提供。对于南纤公司排放的醋纤废水而言，废水中除氮含量不足以外，其他营养物基本上能够满足微生物生长的需要。但由于废水中除微生物所需的营养物外，还有许多如化水废水、丝束废水中的一些化学物质和醋片废水中高浓度硫酸盐和其他溶解性盐类等有害的物质。当这些物质的浓度比较低时，对生化处理过程影响不是十分明显，但在浓度较高时，则对微生物的新陈代谢有一定的抑制作用，这会给醋纤废水的生化处理带来一些不利的影响。废水进水COD浓度变化对生化过程的影响见图3．8。300025007≤—、2000比型1500娱盆10005000i。，，／．二_◆一，!_『／一一一．／。．．j——≯|。r。．，——一_一—-一——一-一一—，—4，23456样品编号图3．8进水CODer浓度蒯CODer去除率蝴曲线盆l一进水COD85锵l一出水COD篷l去除率11，一80州Fig3．8CurveofeffectofinflucntCODerconcentrationvariationontheCODerremovalefficiency3．3．4溶解氧浓度根据以往的试验，对于好氧细菌代谢，溶解氧浓度只要高于0．1~0．3mg／L，代谢速率就不会受到溶解氧浓度的影响，除非溶解氧浓度接近于零。但是，由于活性污泥絮体是许多个体集结在一起的絮状物质，要使内部的溶解氧浓度达到0．1-43．3mg／L，活性污泥周围的溶解氧浓度一定要高得多，具体数值与絮状体的大小、结构以及影响溶解氧扩散的混合39n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗情况有关，但最主要的还是混合情况【891。混合情况决定了活性污泥絮状体的大小和结构。从污水处理工艺角度看，应当对曝气量加以控制。当曝气量过小时，曝气池混合液中溶解氧浓度太低，容易发生污泥膨胀，导致污泥的沉降性能发生恶化，影响其在二沉池内沉淀效果，最终导致出水水质恶化；当曝气量过大时，曝气池中又容易发生污泥解体。经过设备长期运行的研究摸索，一般认为混合液中溶解氧浓度应保持在O．5～2mg／L，活性污泥系统可保证正常的运行。3．3．5酸碱度活性污泥通常在pH=6．5～8．5的环境中能正常运行。在日常生活污水中有足够的碱度能使pH保持在较好的水平。工业污水中由于缺少蛋白质，容易产生pH过低的问题，特别是在某些合成化学厂，这个问题尤其严重。当pH低于6时，会刺激霉菌和其它真菌的生长，抑制正常细菌的繁殖。霉菌和真菌的沉淀性能差，使过量的微生物流失于出流中。考虑到酸碱度的影响，南纤公司在实际生产运行中设计均质调节池，碱或石灰可以先添加到调节池中，以维持正常运行时所控制的pH值。同时，碱或石灰同代谢产生的C02作用产生碳酸钠或碳酸钙可作为缓冲剂。工业污水中的有机酸通常也在进入曝气池前进行中和。通过生产运行数据分析，污水脱氮处理时，反硝化反应的适宜pH值为6．5～7．5。当pH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅速下降。3．4本章小结本章主要通过醋纤废水生化处理的试验室生化试验装置和现场中试装置，在各种条件下、不同运行参数的对比来分析研究影响醋酸纤维废水处理效果的各种因素。通过试验，确定了水力停留时间、曝气池温度、进水COD浓度、溶解氧浓度、酸碱度为主要影响因素，并通过对比分析，给出了实际生产运行中这些影响因素的合理运行参数。中试试验参数的确定为公司污水处理设备高效低能耗的运行提供了理论依据。n万方数据第四章醋酸纤维废水处理设施运行效能4．1处理设施概述南纤公司废水处理设施主要由中和池、曝气池、二沉池、事故池、渣水分离机、平流式沉淀池、醋片废水换热器、鼓风机、在线分析仪表、废渣脱水设备、污泥脱水设备等组成。公司废水处理主要构筑物平面布置见图4．1。设计进水COD：2000--4000mg／L(醋片废水为主要废水组分)设计处理废水量：15000们目前实际排放量：11000“d图4．1南纤公司废水处理平面布置图Fig4．1NCFCWasmwat℃rtreatmentlayout41n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗4．2设施运行效能检测421监测方案南纤公司废水主要的监测项目与方法见表4．1、取样点见图4．2(1)污水分析项目包括CODcr、BOD5、NH4+-N、TP、DO、SS等；(2)活性污泥分析项目包括SV30、MLSS、MLVSS等；(3)其他项目包括水温、pH值、流量等；42图42取样点分布Fig4．2DistributionofsamplepointsTable4．1Monitoringitemsandmethodsofthetestn万方数据BOD5NH4+．NTPSSSV30～Ⅱ．SSMLVSS稀释接种法纳式试剂光度法铝锑抗分光光度法重量法沉降法重量法培养箱紫外分光光度计水浴锅，干燥箱，电子分析天平1000ml量筒水浴锅，干燥箱，电子分析天平水浴锅，干燥箱，马弗炉，电子分析天平4．2．2主要污染指标及去除率的计算(1)污染物指标水质污染指标是评价水质污染程度、反映污水处理厂处理效果、开展水污染控制的基本依据。污水所含的污染物质成分复杂，其污染指标一般可分为物理性质、化学性质和生物性质三类。表征污水物理性质的污染指标主要有温度、色度、嗅和味、固体物质等。表征污水化学性质的污染指标可分为有机物指标和无机物指标。在废水处理工程中一般用生化需氧量(BODs)、化学需氧量(CODcr)、总有机碳(TOC)、总需氧量(TOD)等指标来反应水中有机物的含量。(2)去除率计算污染物的总去除量是城市污水处理厂在水污染物总量控制与削减中的一个重要参数。污染物的削减量等于每日处理污水量乘以进水水质减出水水质的差值。其公式为：M污=Q‘(M进-M出)(4—1)M污一污染物的削减量(kg／d)Q一每日处理污水量(m3／d)M进一污染物每日进水平均浓度(kg／m3)M出一污染物每日出水平均浓度(kg／m3)污染物的去除率等于进水浓度减去出水浓度的差值除以进水浓度。污染物的去除率公式如下：n污=(M进-M出)／M进(4-2)43n万方数据T1污一污染物的去除率(％)M进一污染物每日进水平均浓度(kg／In3)M出一污染物每日出水平均浓度(1(g，m3)4．3运行效能分析以醋酸纤维废水中试试验确定的工艺参数为基础，并结合南纤公司2014年度3月份废水处理数据，计算主要污染物的去除率，并以此对设备的运行效能进行分析。数据统计见图4．3～4．7。去除率用式4—2计算。4．3．1BOD5去除率30002500拿2000凹吕七对1500《吕1000∞5000●／／tIA八／I／＼i／弋．．一／扩Io洲蛉∥扒√_?’T⋯⋯⋯⋯⋯一-一⋯一一⋯⋯一-一l3579ll131517192l2325272931日期Fig4．3biochemicaltreatmentmonthlyreportBOD5statisticsinNCFCBOD5是衡量污水中有机污染物含量的重要指标之一，污水生物处理基本要求是有机物的去除，同时原水中的有机物又是反硝化过程的重要碳源之一。设备正常运行下，BOD5的进出水浓度及其去除情况见图4．3。由图4．3可知，生物接触氧化池系统表现出了良好的有机物降解性能，出水一般均能保持在50mg／L以下，BOD5的去除率为91．30---97．93％，平均去除率为95．50％，由此分析该套系统有较强的抗冲击负荷能力，出水受进水水质的影响较小。一踯酏至一水水除一一进出去一|+一一一96一瞬篮悄m％％舛睨∞船蹰跗舵踟n万方数据4‘3．2CODcr去除率500045004000，、3500≥3000嚣2500装2000量150010005000’、i一．．tx／po◆入产h入．，^一．入／Vy、◆．I＼7‘＼、／1y＼一／⋯⋯⋯⋯⋯一一一一一⋯⋯一—-_．．．I‘·-●Il35791113151719212325272931日期图4．4南通醋酸纤维有限公司生化处理月报表CODcr统计Fig4．4biochemicaltreatmentmonthlyreportCODcrstatisticsinNCFCCODcr是衡量污水中有机污染物含量的重要指标之一，化学需氧量高意味着水中含有大量还原性有机污染物。设备正常运行条件下，CODc，的进出水浓度及其去除情况见图4．4。由图4．4可知，曝气池系统表现出了良好的有机物降解性能，对CODc,的去除率为93．38～98．26％，平均去除率为96．12％，出水一般均能保持在90mg／L以下，优于《污水综合排放标准》申的二级排放标准，对水力负荷波动具有一定的抗冲击性。45一DD一～∞∞兰一水水除一一进出去一|+一一一Ij6一斟笾稍加明％弘眩吣昌8踮趴跎蚰n万方数据4．3．3氨氮去除率10090807010O，j。j=。1麓”，j謦篁÷≥、_l。。，i*囊。ci、．≯。≯一；“j1．=j：爰：辫毫羹戮。鬈”；i豢囊、甍薹爱囊。j潦1}fj。i!-一-奠擘积妻誓、薅誊警≯纛◇。。二叠露-iI：；I?、：i÷’j黪鬻豢黼、鬻蛰≤砖“jj。。一一警。，j曩譬j：“i鬣wi。j霉一：“囊‘、≯擘t一，、-，。”矿。t—1：1童誓警·，1··、’一≥≤i专j—o。1·专▲·T二Sji冬每喾攀ot，蠢≮薯?、·j，、．+√，：“、i一?_一，，||、Ii}?≯曩1『，寰lo‘-_?。?⋯il’j。I。-+-。·。-．-：-．-．曩。-；‘。一。‘，。。jl，一，-。■—■'tt-_■‘_—tI_·_Il35791l131517192l232527293l日期图4．5南通醋酸纤维有限公司生化处理月报表氨氮统计Fig4．5biochemicaltreatmentmonthlyreportNHrNstatisticsinNCFC水中以NH3和NH4+形式存在的氮即氨氮。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物。设备对NH3．N的去除情况见图4．5，由于曝气充分，系统对其去除情况较高，范围为86．56--一94．98％，平均为91．14％，其硝化效果较好。一氮氮一～氨氨率～一水水除一一进出去一|+一一一永一鼹篷代m鳃％叭眩∞88蹰酣跎踟n万方数据4．3．4总磷去除率908070—60瓷50若爿40薹30硇20100。_⋯一．—-．．．^．．。．～．一．．∥⋯一◆彳’T一’’r叮一r、●一1，一1'、’—◆-----●__1吨—k卜l—呐-一．H卜I-_--_-●一I---一-一l3579ll13151719212325272931日期图4．6南通醋酸纤维有限公司生化处理月报表总磷统计Fig4．6biochemicaltreatmentmonthlyreportTPstatisticsinNCFC盆I一进水总磷瓣I一出水总磷篮}去除率稍一水中磷以元素磷、磷酸盐等形式存在，磷酸盐会干扰水厂中的混凝过程，影响设备的后续处理。该系统对TP的处理效果见图4．6，其进水TP浓度平均值为21．5，出水TP浓度平均值为4．67，平均去除率为78．31％。处理效能尚可，需通过后续进一步处理，达到深度除磷的目的。47∞8吕％泓舵∞豫而M记加n万方数据4．3．5SS去除率_、√I_。，i?’¨。一’。、j一。。。誊jj二。■‘j、i，。”l‘。i_、。j、‘≥，。!．。i。：。二+j0，。‘一：i：|ij毫?-I。、。一|纛j|。j1『～Ij一|，i。i≯0r‘i蠹爹·誊。I{。巫。√。0o。羔-．§翟，¨_j窆z÷“一?j}一曩L’昏_-一一---_I_lrllL----●●—H11卜●—I---一．rl'‘l357911131517192l2325272931日期848280藤去除率I图4．7南通醋酸纤维有限公司生化煳报表ss统计Fig4．7biochemicaltreatmentmonthlyreportSSstatisticsinNCFCSS是衡量污水中有机污染物含量的重要指标之一，其表征了污水中的悬浮颗粒物的量。设备正常运行条件下，SS的进出水浓度及其去除情况见图4．7。由图4．7可知，系统表现出了良好的有机物降解性能，出水一般均能保持在50mg／L以下，SS的去除率为87．02"--91．60％，平均去除率为89．34％，远远优于《污水综合排放标准》中的二级排放标准，出水未受到进水水质的影响。4．4本章小结本章以中试试验总结的工艺参数为基础，对企业废水处理设施的运行效能进行了检测统计。通过对主要污染指标BOD5、CODcr、氨氮、总磷、SS去除率的分析，全面地总结了设备的运行效能，从而在实际生产中为证明中试试验所确定的参数的可靠性提供了依据。一96一瓣篮求M鳃％舛眈∞88％∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞O098765432In万方数据第五章醋酸纤维废水设施节能降耗5．1废水设施的能耗分析5．1．1单位能耗南纤公司单位能耗以2013年度单位能耗统计为例，见图5．1。贫目＼{岂堪鲁脚l23456789101l12月份Fig5．12013UnitenergyconsumphonstatisticsinNCFC厩1．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．_J由图5．1可知，南纤公司的电单耗为0．222-43．345kwh／m3，其中电耗主要集中在好氧生化接触池的曝气设备。根据溶解氧的特性，水温低溶解氧饱和度高、水温高溶解氧饱和度低，所以冬季充氧效果要优于夏季，相对而言电单耗冬季也要低于夏季。5．1．2药剂消耗量南纤公司废水处理药剂消耗量以2013年度药剂消耗量统计为例，见图5．2。49o跖■巧卫坫J晒0OmOmOmOmn万方数据600500400300一．iji．．·。一s誓≤j?，∥?ji‘童_i．。。?。二．；；．曩≥，一：、i、_1套一；．。二，7‘，，’曩。，二：?堰||；。≤，誊jj—I“蔓』0’。itl。ijj、；：j?一、_。。’⋯：≈‘一，_li?≤鎏≥≯|：奏}。|-l1；¨一i：}|ll|，i-I_，、-一＆葭j—i：，，i，、j==一。甄一l_』‘l；i≥。j莲}ii。l}1；¨参|Il，．；?-『li：『Ijl≯鋈；：i^。。*’·。1¨}il0l_j屡lijili》莲}囊1I爹§lli⋯。l{，§，≮§{晕}蠹oi鬻7|l_。l3i※i}。≮ll?jl≯：I-1。》几+《几，§几一，?}一lFFig5．22013chemicalreagentconsumptionstatisticsinNCFC盯『·消泡剂}口尿素|口除臭剂【由图5．2可知，南纤公司的药剂消耗集中在烧碱和除臭剂，主要用于中和池调节废水的酸碱度和废水异味的处理。尿素和消泡剂用量较少。此外，由于公司污泥产量较少，污泥脱水剂的使用量未进行详细统计。5．1．3经济指标对比分析有资料表明，我国工业污水的单位能耗为0．15～0．45kWh／m3，平均为0．34kWh／m3，美国污水处理平均能耗为0．2kWh／m3，日本污水处理平均能耗为0．243kWh／m3，能耗成本约占水处理总成本的l／3。张力、张善发【蚓等人曾对上海城区的13座城市污水处理厂的能耗进行过统计，单位能耗在0．190--0．446kwh／m3之间，平均能耗为0．285kwh／m3。南纤公司的单位能耗为0．222—0．345kwh／m3，平均能耗为0．265kwh／m3。和国内外的污水处理设施能耗相比，低于国内的平均值，但与国外同类型的污水处理设施相比，还存在一定的差距，所以企业今后节能降耗的目标主要集中在控制废水处理的电单耗上。由于国内外类似的污水处理设旋所统计的药剂消耗量资料较少，故未对药剂消耗量的经济指标作一定的对比分析。n万方数据5．2节能降耗措施5．2．1节能降耗研究现状从能源统计分析来看，污水处理是一种高能耗的产业。高能耗不仅加重了污水处理运营成本，而且使得我国现阶段的能源危机进一步凸显。在对我国污水处理厂各处理单元过程的能耗研究中，羊寿生【91】分析指出：污水、污泥提升单元，生化处理曝气单元以及污泥处理单元为主要能耗单元。其中，仅污水生化处理曝气单元和污泥处理单元在污水厂的能源消耗就占到60％以上。由此可以看出，污水处理的节能降耗是水处理行业亟待解决的问题192】。目前，我国城市污水处理厂电耗的平均值为0．29kWh·m-3，与欧美等发达国家相比有较大差距【93]。1999年美国污水处理厂的平均电耗为0．296kWh·m-3，日本为0．297kWh·m-3，2000年德国污水处理厂平均电耗为0．291kWh·m～，这些耗值中还包含了我国污水处理厂目前尚未普及的耗能环节‘94~951，如污水消毒、污泥消化与焚烧等。我国每年污水处理的电能耗如果能降低20％，可以节约电能约100x108kWh，节能降耗的空间相当巨大。以普通活性污泥工艺为例，其中污水生物处理工艺能耗占50％～70％，主要的能耗单元是曝气池供剥9¨71。曝气池供氧主要的耗能设备是污水提升泵、回流泵、鼓风机和污泥加热设备。药剂消耗尽管在污水处理厂中所占能耗不到10％，但是在除磷、污泥调理阶段还是存在一定的节能空间。因此，污水处理过程中节能降耗的重要途径就是降低主要设备能耗和工艺的药剂能耗。俞蕴芳等【98】通过试验，比较了几种化学药剂的除磷效果。结果发现，在投加量低剂量的情况下，PAC的效果最好。高分子混凝剂的使用不仅能获得较好的除磷效果，而且能大大降低药耗，在目前水处理中被广泛应用。对污泥进行调理可提高污泥的脱水性能，污泥调理可分为化学调理和物理调理。化学调理效果较好，但因需要外加化学药剂，会使处理成本增加，同时增大污泥量。赵庆良等199]总结的污泥脱水阶段的药剂消耗情况显示，不同DS脱水工艺前的加药量占污泥脱水总能耗的7-89％，药剂的消耗量较大。物理调理包括了加热、冷冻以及淘洗等方法。前两者需要消耗很大一部分能量，运行成本高。因为消化污泥碱度较高，需要投加大量的酸性药剂来降低碱度，而淘洗则能降低污泥碱度，从而降低药剂消耗【981，所以是目前最常用的物理调理方式。n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗城市污水处理工艺目前通常采用生物处理，所消耗的能源主要包括电、燃料及药剂等能源，其中电耗占总能耗的60％'-"-'90％。而电耗主要消耗在污水和污泥的提升、生物处理的供氧、污泥的稳定和处理、专用机械设备的能耗、附属建筑能耗等【加叫011。生物处理阶段的降耗是节能最重要的环节。主要节能方法有：减少管路阻力和漏气；鼓风机运用变频调速技术：利用溶解氧控制技术来控制风量；采用微孔管式曝气器；合理布置曝气器等。杨盼【102址匕较研究了改良型A2／O氧化沟表面曝气系统与鼓风曝气系统的充氧效率，并对新旧曝气盘氧转移速率进行了试验研究。研究表明，在同等污水处理规模、进水水质相同、出水水质均达标排放的条件下，鼓风曝气系统比表面曝气系统每吨污水平均可省电0．026kW·h；鼓风曝气系统年均节能潜力为24．5％：新曝气盘氧比旧曝气盘转移速率提高了29．2％。所以，处理较大污水量的城市污水处理厂在曝气系统的设计时，可优先选择鼓风曝气系统，以实现节能降耗目的。5．2．2企业节能降耗措施(1)曝气系统的节能活性污泥处理工艺是当前采用的主要工艺【1031，曝气系统又是活性污泥处理工艺运行中最关键的处理系统【1041，它不仅影响到污水的处理效果，同时也是生化反应系统能源消耗的重要因素，直接关系到污水处理厂出水能否达标排放以及运行费用的高低【105j。在城市污水处理厂的运行能耗结构中，曝气系统耗电量约占总能耗的40％～60％1106j，黄浩华，张杰【10‘7】等人对北京某污水处理厂2006年的电耗结构进行了研究，结果表明，曝气系统的电耗所占比重为43％~48％，可见曝气系统是污水处理厂的主要能耗节点。因此，在保证污水处理达标的情况下，合理的选择曝气方式、研究曝气系统控制模式，对于污水处理厂的节能运行有着很大的意义。曝气系统的节能可分为两个方面，一是降低单位供风量的电耗，用最少的电耗提供更多的风量；二是提高对供风的利用率，使进入曝气池压缩空气中的氧气得到最大程度的利用。目前在实际运行中，主要还是采取降低电耗的方式来控制能耗。南纤公司针对曝气系统能耗高的问题，在保持每月正常处理水量的条件下，通过日常的运行数据统计，并结合试验验研究分析，总结了一套合理的推荐运行模式，以2014年度上半年统计为依据，见表5．1。根据表中的运行模式，南纤公司可节约电耗合计约为2491kwh。图5-3为采用推荐运行模式后电单耗与优化前的电单耗的对比。n万方数据Table5．1EnergyconsumptionstatisticalmonitoringsystemenergyconservationinpowerstationO．40．350．3暑0．2S＼立0．2兰0．1S吾0．10．050}j，，¨、；7。’‘}I：I¨|，q麓‘oo四优化前电单耗“j；。^1j、1；^_优化后电单耗m，≤‘E。1|zi冀i。、j一t：、。1‘j‘慧一-i，¨1i，：。m鬻《ii誊r、，、|i“，、毫一?、x、臻1：Io?’“蹲嘉冀?：一j。i，￡。n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗提供了允足的水源【1081。中水回刖作为工业低水质用水的再生水源，能有效地缓解水资源紧缺的局面。南纤公司五期工程增加了中水回用设备。公司中水系统的处理能力为3000t／d，循环水排污水、化学废水、丝束废水和生活污水排入中水处理装置，设计中水装置排出浓水流量约为600t／d左右，排入废水处理出水池或调节池，排出中水淡水约为1800t／d左右，送至三、四、五期醋循水作为补充水使用。中水系统的使用大大降低了废水处理设备的运行成本和能耗。根据南纤公司中水处理的数据统计分析，可得到如下结论：中水处理装置处理废水量按1800t／d核算，处理后的中水循环水约800t／d，补水装置约300t／d，电费成本0．60元／度，自来水成本价为2．5元／t，中水装置投运后每年可节约水约28．56万t。综上，扣除运行成本后一年可节约水费54，26万元。5．3本章小结本章对南纤公司的废水处理设施电耗和药耗进行了统计分析，并和同类型的设施进行了经济指标对比，针对日常生产运行中存在的能耗问题，提出了有效的运行方案。曝气方式的优化改进和中水回用对公司的节能降耗起到了极大地推动作用。n万方数据6，1研究结论第六章结论与建议1、通过醋片废水化学混凝预处理试验发现，在优化的条件下，废水SS、色度的去除率分别可达到96％、50％；在pH值变化的条件下，也可使SS、色度去除率达到75％、50％左右。在同等试验条件下，PAC效果优于PFS。混凝剂的投加有利于废水的后续处理，故建议可在均质调节池中投力HPAC，以提高废水的处理率，并可减轻后续设备的负荷。2、通过中试试验，建议五期醋纤废水装置水力停留时间至少为48h，能在各种预计的条件下，达到理想的处理效果。3、通过中试试验，建议生化处理曝气池温度控制在20℃～35℃，溶解氧浓度控制在O．5～2mg／L，pH值为6．5～8．5时，生化处理效果最佳。4、针对曝气系统能耗高的问题，通过日常的运行数据统计，并结合试验研究分析，总结了一套合理的推荐运行模式，加上公司中水回用处理系统，不仅可实现污水深度化处理，还极大地降低了能耗，具有显著的环境效益和经济效益。6．2下一步工作建议l、为了取得更好的处理效果，建议后续试验可增加如生物处理和电化学处理等处理单元，预计最终出水指标将会进一步提升。2、污水深度处理与污泥稳定化、资源化处理能量的回收利用以及所需投资与运转费用关系等，将在今后的工作中通过数据总结，分析对比，作进一步探索。3、由于时间、精力和能力的限制，对于如何降低运行成本、减少能源消耗、提升水处理效能本文的研究分析还不够深入，如污泥无害化处置、中水回用效能提升等课题需要在下一步的工作中继续探索。n万方数据【53】王凯军，贾立敏．城市污水生物处理新技术开发与应用【~q．2001【54】ReddyKR，D’angeloEM．Biogeochemiealsindicatorstoevaluatepollutantremovalefficiencyinconstructedwetlands．WaterSciTechnol，1997，35(5)：l一10【55】KadlecRH，KnightRL．Treatmentwetlands．BocaRaton，FL：CRCPress；LewisPublishers；1996【56】USEPA．Constructedwetlandsandaquaticplantsystemsformunicipalwastewatertreatment--designITlanuaI，1988．E眦25／1．88／022【57】贺延龄．废水的厌氧生物处理【M】．北京：中国轻工业出版社．1998【58】H．Meleer，etal．ConversionofSmallMunicipalWastewaterTreatmentPlantstoSequencingBatchReactors．JournalWPCF，1987，59(2)：79—85【59]朱晓君等．低氧活性污泥法脱氮除磷工艺生产性研究．中国给水排水，1997，13(郴J：)ll一13【60】刘保疆侧沟式一体化氧化沟间歇曝气工艺脱氮性能研究．硕士学位论文．重庆：重庆建筑大学，1998【61】R．K．Genung，et．a1．Enegyconservationandscale—upstudiesforawastewatertreatmentsystembasedonafixed-film，anaerobicbioreaetor．BiotechnologyandBioengineeringSymp．1980，(10)：295．316【62】CharlesD．ScottandRichardK．Genung．Fixed—bed，anaerobictreatmentofwastewaterforenegyconservationandmethaneproduction．Proceedingsofthe16mIntersoeietyEnergyConversionEngineeringConefrence．TheAmeieanSocietyofMechanicalEngineers，UnitedEngineeringCener．1981，1：583．585【63】R．K．Genung，ct．a1．Energyconservationandmethaneproductioninmunicipalwastewatertreatmentusingfixed-film,anaerobicbioreactors．BiotechnologyandBioengineeringSymp．1982，(12)：365．380【64】Orhanlnce．Potentialenergyproductionfromnaerobicdigestionofdairwastewater．J．Envoirn．Sci．Health，1998，A33(6)：1219—1228【65】OronGDeVegtA，PorathD．NitrogenremovalandconversionbyDuckweedgrownonwastewaterWaterRes1988，22(2)：17％184【66】OronG(1994)Duckweedcultureforwastewaterrenovationandbiomassproduction．Agriculturalwatermanagement，v01．26．Amsterdam：Elsevier；PP．27-40【67】HillmanWS，CulleyJrDD．TheusesofDuckweed．AmSci1978；66：442．5159n万方数据醋酸纤维废水处理设施运行效能及节能降耗【68】PorathD，AgamiM．AnalternativeapproachtostudytheavoidanceofDuckweed(LenmagibbaL．-L．minorLcomplexlfromaridzones．ArchivHydrobiol，1986，108(1)：45—53【69】何苗等．厌氧一缺氧／好氧工艺与常规活性污泥法处理焦化废水的比较【J】．给水排水，1997，23(6)：3l一33【70】梁威，胡洪营．印染废水生物强化处理技术研究进展【J】．环境污染治理技术与设备，2004，v01．50)：8—11【7l】王琼瑶，全攀瑞，同帜．MBR法处理印染废水与其它方法的比较叨新纺织，2004，v01．9(10)：30．32【72】郝晓地，汪慧贞，钱易等．欧洲城市污水处理技术新概念一可持续生物磷脱氮3二Z(-F)【J】．给水排水，2002，v01．28(7)：5—8【73】郝晓地等．区域性城市污水处理技术新概念一可持续生物除磷、脱氮工艺(上)【J】给水排水，2002，v01．28(6)：6—11【74】MarkAN，ShamaniaAN，VoverVL．Biocidalactivityofsteelbyhacter[J]．NeftKhoz，1994(1)：65．68【75】杨景亮，赵毅等．废水中硫酸盐生物还原技术研究【J】．环境科学研究，1999，v01．12(3)：6—9【76】陈群燕，钟卫国．AB生化法在印染废水处理中的应用【J】．水处理技术，2003，v0129(4)-236．238【77】WESNERGM，CULPGL，LINECKTS，eta1．Energyconservationinmunicipalwastewatertreatment[R]．WashingonDC：OfticeofWaterProgramOperations，EPA．PreparedfortheU．S．EnvironmentalProtectionAgency，EPA430／9—77-011，1987．【78】E．Joe．Middlebrooks，Charlotte．H．MiddlebrooksandSherwoodC．Reed．Energyrequirementforsmallwastewatertreatmentsystem．JouenalWPCF，1952，53(7)：I172-1197．【79】HAGANRM，ROBERTSEB．EnergyRequirementsforWastewaterTreatment(Pa以)【J】．Water&SewageWorks，1976，(11)：52·57．【80】WilliamF．Owen．Energyinwastewatertreatment[M]．EnglewoodCliffs，N．J．Prenticehall，lnc．1982【81】ZARNETTGD．Energyrequirementsforwastewatertreatmentequipment[R]．AppliedScienceSection，PollutionControlBranch，MinistryoftheEnvironment，Ontario，Can，TN7008，1976．【82】SMITITR．Electricpowerconsumptionforwastewatertreatment[R]．Cincinnati，Ohio：U．S．Environmentaln万方数据ProtectionAgency，EPAR2—73-281，1973．【83】GARBERWF，Energy-wastewatertreatmentandsolidsdisposal[J]．ZEnvEngDivASC，1975，EE3：319-325．【84]JACOBSA．Reductionandrecovery：keytoenergyself-sufficiency[J]．Water&SewageWork，1977，【85】KARLSSON．Environmentalandenergyefficiencyofdifferentsewagetreatmentprocesses[J]．Wat．Sci．Tcch．，1996，34(3-4)：203—211．【86】何慧琴，童仕唐．水处理中絮凝剂的研究进展【J】．应用化工，2001，30(6)：14-16【87】郭建华．焦化废水生化出水物化脱色和去除COD的实验研究【D】．太原理工大学，2007【88】史长伟．混凝沉淀法处理脱墨废水的研究．中华纸业，2012，v01．3l(2)：4m42【89】刘星．曝气技术中氧传质影响因素的实验研究【D】．大连理工大学，2008【90】张力，张善发．城市污水处理厂节能的技术对策【J】．上海水务，2003，19(2)-18．23【9l】羊寿生．城市污水厂的能源消耗【J】．给水排水，1984，(6)：15．19【92】姚远，张丹丹，楚英豪城市污水处理厂中的能耗及能源综合利用阴．资源开发与市场，2010，26(3)：202—205【93】金昌权，汪诚文．污水处理厂能耗分析【J】．建设科技，2009，3：54—55【94】陈功，周玲玲，戴晓虎，董滨．城市污水处理厂节能降耗途径．水处理技术，2012，v01．38(4)：65-68【95】Drew．PrincipleofwatertreatmentnewJersey[M】．NewYork：DrewChemicalCorporation，l979：72．84．【96】杨凌波，曾思育，鞠宇平等．我国城市污水处理厂能耗规律的统计分析与定量识别【J】．给水排水，2008，134(10)：42—45【971李海英，张贵节，孙贵石．降低中小型污水处理厂能耗的有效途径[J】．节能，2007，3：34—36【98】俞蕴芳，顾俊．城市污水化学除磷药剂的选择试验研究【J】．污染防治技术，2010，23(4)：74·76，100【99】赵庆良，胡凯．城市污水处理厂污泥处理的能耗分析【J】．给水排水动态，2009，2：15．20【100】Ganjidoust，Hossei，Ayati，Bita．Useofhybridreactorintreatingcellulosewastewater．InternationalJournalofEnvironmentandPollution，2007，v01．3lfl-2)：210—2186l