浸胶手套生产废水中水回用技术的应用

冷栋栋，杜敦勇，邓无瑕

(潍坊市高密生态环境监控中心，山东 高密 261500)

0 引言

当前我国经济发展迅速，工业生产日益增长的用水需求与水资源短缺已成为各用水企业关注的主要问题。为了解决企业用水紧张，在实现不同生产用水水质要求前提下，中水回用不失为一个可能的选择[1]。本文以高密市某浸胶手套企业生产废水的中水回用工程为实例，介绍了以UASB+A/O为主体工艺，末端增加超滤、反渗透等深度处理工艺，实现废水中水回用，分析研究了中水回用技术的可行性和实践性，具有一定的现实意义。

1 企业概况

1.1 废水来源

某企业以浸胶(天然胶乳、丁腈胶乳)手套和一次性丁腈橡胶手套生产为主，其中浸胶手套产品为满足高品质要求，浸胶烘干后需进行泡水处理，为该生产线的主要排水环节，个别产品种类需进行喷盐后泡洗，从而产生部分喷盐废水；一次性丁腈橡胶手套废水产出环节主要是前段手模清洗、胶膜泡洗后沥滤水洗、及氯化后水洗。该种产品对用水水质要求较高。浸胶手套废水产生量约为3 000 m3/d，一次性丁腈橡胶手套废水产生量约为1 500 m3/d，设备地面清洗废水、生活污水等产生量约为500 m3/d。

1.2 废水水质情况

该企业浸胶手套废水水温较低，平均在10 ℃左右，废水中含油、CODcr浓度较高，可生化性较好；喷盐线废水中主要为硫酸盐，硫酸根浓度约为9 000 mg/L，水温较低，可生化性较差；一次性丁腈橡胶手套废水水温高，平均在45 ℃左右，废水水质较为清澈，CODcr浓度较低，可生化性较好。综合废水水质水温约20～30 ℃，CODcr适中，B/C约为0.3，可生化性较好，无毒无害属中等浓度有机废水，废水中硫酸根和硬度较高。废水水量大，排污点多，水质波动较大。

综合废水水质检测数据如表1所示。

表1 综合废水水质检测表

2 主体污水处理工艺选取

2.1 主体工艺流程

企业建设1座5 500 m3/d的综合废水处理站，采用UASB+A/O为主体工艺，对废水进行生化处理，达到中水系统进水水质要求。主要处理过程为：浸胶手套废水、一次性丁腈橡胶手套废水、设备和地面清洗废水、生活污水分别经厂区污水管网自流进入机械格栅，此段可去除较大悬浮物，然后经过隔油池去除浮油和浮渣。除油后废水自流进入调节池进行均质混合，经泵提升至溶气气浮机，投加PAC、PAM进行混凝沉淀去除水中的悬浮物。随后，废水进入配水井，经提升泵将进入UASB厌氧反应器，该段可降解去除废的大部分有机物，然后经沉淀进入AO池，该段可将UASB未降解有机物进一步降解，同时进行硝化和反硝化去除氨氮和总氮。在此环节，配水井出水设置了超越管直接提升至AO池，用来补充碳源，并根据实际进水情况适时调整水量。出水经二沉池泥水分离后进入絮凝沉淀池，通过投加PAC、PAM对二沉池未沉淀的活性污泥碎块和悬浮物进行去除，絮凝沉淀池为污水处理系统的保安工艺可进一步保障出水达标。

污水处理站主体工艺流程图如图1所示。

图1 污水处理站主体工艺流程图

2.2 核心工艺介绍

该企业污水处理站生化工艺部分主要为UASB厌氧工艺和A/O工艺，对处理高浓度有机废水优势明显。

(1) UASB厌氧反应器

UASB厌氧反应器的主要机理是通过水解和非水解作用对生化降解较难的大分子有机物进行降解，通过开环、断键、裂解、基团取代、还原等作用将其分子结构改变，从而使复杂的难生化降解的有机物分子转化成可生化降解和易生化降解的有机物，最后进一步降解为二氧化碳、甲烷等小分子物质。UASB厌氧反应器由进水系统和配水系统、反应器的反应区、固液气三相分离器和沼气收集利用系统组成[2]。废水由UASB反应器的底部向上通过厌氧污泥床，废水中的有机物与污泥中的微生物充分接触，在厌氧条件下进行分解，转化为沼气。沼气气泡在上升过程中不断聚合增大，与污泥床接触形成稀薄的悬浮污泥，与水上升进入固液气三相分离器。三相分离器把气体、液体、固体三者进行有效的分离，是整个UASB装置最核心及最至关重要的部件[3]。在分离器中，泥水混合物上升时撞击到反射板形成污泥絮体脱气，然后穿过水层上升到气室，通过沼气收集利用系统的导管导出；固液混合物经反射进入分离器的沉淀区，污泥经絮凝颗粒变大，沉降至反应器斜壁滑回厌氧区；固液分离后的出水经溢流堰上部溢出，排出反应器。

(2) A/O工艺

A/O工艺即缺氧-好氧活性污泥法，是连续进水、连续排水的缺氧反应池与好氧反应池分别独立的活性污泥系统，它除了使有机污染物得到降解，还具有脱氮除磷功能。一般缺氧池位于好氧池前，实现前置反硝化工艺，通过将好氧池出水回流至缺氧池前端，在缺氧条件下，利用异氧菌的反硝化作用将水中的硝态氮还原为分子氮。回流比的大小直接影响到反硝化脱氮的效果，适当增大回流比可以使系统的脱氮率得以提高[4]，但过大可能造成缺氧池的富氧化，破坏反硝化环境，降低反硝化率。

2.3 生化系统处理效果

经生化系统处理后，该企业出水CODcr浓度低于50 mg/L、NH3-N浓度低于5 mg/L、总氮浓度低于15 mg/L，可稳定满足下一阶段中水回用系统进水水质要求。工程运行监测数据如表2所示。

3 中水回用处理工艺选取

3.1 中水回用工艺流程

该企业选取的中水回用工艺主要为预处理装置和反渗透装置。预处理主要目的是进一步去除水中的色度、浊度、非溶性胶体、微细有机质等对后续反渗透运行有影响的杂质，该工段主要包括：絮凝加药装置、杀菌加药装置、多介质过滤、超滤等。该企业絮凝剂采用聚合氯化铝，其优点是絮凝体形成快、絮块大、沉降速度快，还有脱色、灭菌、除臭等作用；杀菌剂选用次氯酸钠，它不仅能杀死废水中大部分细菌，还可以通过将Fe2+氧化成Fe3+而沉淀后去除。经过加药处理后的水中含有死亡细菌、微生物、沉降物、悬浮颗粒等杂质，通过多介质机械过滤器来滤除，该工段过滤器选用石英砂和无烟煤两种不同比重和粒径的滤料，粒径自上而下逐级分配，经过深层过滤，可增大过滤层的截污能力，保证出水浊度小于1NTU, SDI小于3，满足下阶段超滤的进水要求。超滤装置主要分离废水中非溶解性的有机物、胶体、毫米级的絮体、细菌、病毒及微生物等，为后续反渗透建立绝对屏障。本工艺设置2套超滤装置，每套处理水量为115 m3/h，采用全流过滤、频繁反洗的全自动连续运行方式，当进水水质变差时可方便地转化成错流过滤模式。

反渗透装置是中水回用系统的核心，其原理是通过一定的压力将废水中的溶剂通过反渗透膜进行分离，由于它和自然渗透的方向相反，故称反渗透[5]。反渗透装置可以去除废水中的离子级物质及分子量很小的有机物，例如病毒、细菌等，可广泛应用于钢铁、化工、电厂、医药用纯水、饮用水等领域。该反渗透装置前端装有还原剂加药装置和阻垢剂加药装置，还原剂采用的是亚硫酸氢钠，可去除水中的余氯以防止损伤反渗透膜，而阻垢剂采用的是高效专用阻垢剂，可提高水中难溶物质的饱和度，使其离子浓度积小于其平衡常数，从而防止反渗透膜浓水侧产生结垢。反渗透装置在运行过程中，反渗透膜会受到一些微量的无机盐垢、微生物、金属氧化物、胶体等的污染或阻塞，为恢复反渗透膜性能，需定期进行化学清洗，该系统配套反渗透清洗装置。

中水回用工艺流程图如图2所示。

图2 中水回用工艺流程图

3.2 中水回用系统处理效果

经中水回用系统处理后，该企业中水出水CODcr浓度低于15 mg/L、NH3-N浓度低于1 mg/L、总氮浓度低于3 mg/L，可稳定满足该企业生产用水水质要求。工程运行监测数据如表3所示。

表3 中水回用系统出水水质监测表

表3 中水回用系统出水水质监测表

4 结语

高密市某浸胶手套企业通过采用以UASB+A/O为主体的污水处理工艺，末端增加预处理+反渗透为主体的污水深度处理装置，实现了废水50%以上的中水回用，稳定满足于企业自身生产用水水质要求，降低了企业的取水总量。中水回用技术的实用性和可行性在该企业得到验证，取得较好的经济和社会效益。