羧甲基纖維素鈉（以下簡(jiǎn)稱CMC)作為一種增 稠劑和黏結(jié)劑被廣泛應(yīng)用于食品、日化、醫(yī)藥等多個(gè) 領(lǐng)域，是當(dāng)今世界上使用范圍最廣、用量最大的纖維 素種類。羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢水COD達(dá)60? 100g/L，NaCl 含量達(dá) 140?160g/L，總鹽 200 ? 220 g/L(包括氯化鈉和其他鈉鹽）。廢水中超高濃 度的COD與NaCl含量使其生化處理技術(shù)發(fā)展緩 慢[1]。工程上多采用多效蒸發(fā)法處理這類高鹽、高 COD廢水，但多效蒸發(fā)技術(shù)又有高昂的處理費(fèi)用和 較大的運(yùn)行管理難度。筆者將羧甲基纖維素鈉生產(chǎn) 廢水與企業(yè)其他類型廢水按比例混合至總鹽含量為 35g/L后進(jìn)行生化處理，達(dá)到運(yùn)行穩(wěn)定、成本可控 的效果。

　　

　　1工程概況重慶某化工企業(yè)日產(chǎn)生羧甲基纖維素鈉生產(chǎn)廢《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)KGB 25466—2010)中 重金屬的排放標(biāo)準(zhǔn)以及《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì) 規(guī)范》（GB 50050—2007)中規(guī)定的再生水水質(zhì)指 標(biāo)。雙膜法處理鉛鋅冶煉廢水工藝可行。

　　

　　(3)超濾裝置和反滲透裝置都是由精密膜元件 組成，在生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，要提高深度除鹽站的自動(dòng)化水 平，實(shí)時(shí)監(jiān)控各處理構(gòu)筑物的運(yùn)行情況，尤其是要密 切關(guān)注超濾和反滲透進(jìn)、出水的水質(zhì)，以防產(chǎn)生膜污 染，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，各種藥劑的投加量除了參考 廠家提供的技術(shù)手冊(cè)外，還應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn) 來(lái)確定，防止水量的波動(dòng)造成藥劑的投加量的誤差。 水100m3/d，循環(huán)冷卻水300 m3/d，廠內(nèi)生活污水 200 m3/d，共計(jì)600 m3/d。工程于2013年4月底 投產(chǎn)，并同期開(kāi)始進(jìn)行調(diào)試，各類廢水水質(zhì)見(jiàn)表1。

　　

　　根據(jù)各類廢水水量及水質(zhì)計(jì)算得到混合廢水平 均水質(zhì)參數(shù)，并以此作為設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。廠區(qū)出水 水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)KGB 8978—1996)中 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，出水至園區(qū)內(nèi)集中廢水處理站進(jìn)一步處達(dá)15 g/L時(shí)，厭氧池表面逐漸漂 起浮泥，其后浮泥量逐漸增多，最 終浮泥厚度達(dá)200 mm，同時(shí)池內(nèi) 污泥濃度降低，出水COD逐漸升 高。浮泥外形似凝膠，觸摸有滑膩 感，厭氧池產(chǎn)生浮泥前后池面變化情況見(jiàn)圖2。

　　

　　表2設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)項(xiàng)目COD/mg/LNaCl/mg/L總鹽/mg/LNH3-N/mg/LTP/mg/LSS/mg/LpH設(shè)計(jì)進(jìn)水13 00025 00035 000〈5〈15005?11排放標(biāo)準(zhǔn)5004006?9理。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)見(jiàn)表2。

　　

　　本工程主體采用兩相厭氧一好氧處理工藝，見(jiàn) 圖1。生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)初沉池絮凝沉淀后，在均質(zhì)池 與生活污水、循環(huán)冷卻水混合，同時(shí)在均質(zhì)池投加酸 堿調(diào)節(jié)pH，投加必需的N、P元素；均質(zhì)池出水由水 泵抽至水解酸化池，2個(gè)均質(zhì)池1用1備交替配水、 進(jìn)水；水解酸化出水經(jīng)水泵抽至厭氧池；厭氧出水重 力流至載體流化床（C B R池），污泥在中間沉淀池沉 淀并回流至CBR池內(nèi)，上清液重力流至絮凝沉淀池 加藥沉淀；絮凝沉淀池出水達(dá)標(biāo)排放。系統(tǒng)內(nèi)柵渣、 污泥收集脫水后外運(yùn)處置。

　　

　　2調(diào)試過(guò)程系統(tǒng)接種污泥為含水率80%的重慶市茶園污 水處理廠生化污泥，其中水解酸化池接種污泥1〇t， 厭氧池接種污泥90t，CBR池接種污泥5t，CBR池 接種污泥后悶曝12h，然后正式開(kāi)始進(jìn)行耐鹽生化 污泥的馴化。污泥馴化第一周按水量300 m3/cl、 NaCl含量3g/L的控制指標(biāo)進(jìn)水。因該工程廢水 中總鹽含量與NaCl濃度比值為7:5,故以NaCl作 為鹽分提升的控制指標(biāo)，每周提升一次配水NaCl 含量，提升量為3g/L;系統(tǒng)NaCl含量達(dá)21g/L 后，每周鹽分提升量改為2g/L，第9周配水NaCl 含量達(dá)到設(shè)計(jì)值25g/L。然后每周增加100m3/d 的進(jìn)水量，3周后進(jìn)水量達(dá)到設(shè)計(jì)值600 m3/d。鹽 分及負(fù)荷提升過(guò)程共計(jì)12周，滿負(fù)荷運(yùn)行10d后 系統(tǒng)趨于穩(wěn)定。

　　

　　3調(diào)試中異?，F(xiàn)象及解決措施 3. 1異常現(xiàn)象(1)厭氧跑泥。污泥馴化期間，進(jìn)水NaCl含量a厭氧池產(chǎn)生浮泥前b厭氧池產(chǎn)生浮泥后圖2厭氧池產(chǎn)生浮泥前后池面變化(2)CBR池SV30過(guò)高。本系統(tǒng)好氧單元采用 CBR工藝，調(diào)試初始控制污泥回流比60%。進(jìn)水調(diào)試第 1 周系統(tǒng) SV30 = 10%，MLSS=1 500 mg/L;隨 著進(jìn)水鹽分及COD濃度的提升，到第4周進(jìn)水 NaCl 含量為 12 g/L，好氧系統(tǒng) SV30 = 40%，MLSS =4 000 mg/L;第7周開(kāi)始進(jìn)水NaCl含量為21 g/L， 好氧系統(tǒng)3￥3。= 95%，麗[33 = 4 500爪8/^。為降 低系統(tǒng)SV30值，采取降低回流比至30%，但3d后 SV30增至100%，出水渾濁，COD值升高。各參數(shù)變 化情況見(jiàn)表3。

　　

　　表3污泥性狀及出水水質(zhì)參數(shù)變化情況調(diào)試階段SV30/%MLSS/mg/L污泥回流比/%出水COD /mg/L第1周（d)101 50060250 士 50第4周（8 d)404 00060250 士 50第7周（5 d)954 50050300 士 50第7周（8 d)1004 000101 000士50(3)好氧污泥難沉降。系統(tǒng)進(jìn)水調(diào)試第9周時(shí)， 進(jìn)水NaCl含量為25 g/L，好氧系統(tǒng)污泥難以沉降，污泥隨出水流失，系統(tǒng)內(nèi)MLSS降低至1 500 mg/L，出 水渾濁，COD值超標(biāo)。

　　

　　(4)好氧水溫過(guò)高污泥老化。系統(tǒng)調(diào)試第11周 7月底時(shí)正值盛夏，當(dāng)?shù)貧鉁刈罡哌_(dá)40 °C，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)水量500 m3/d。厭氧出水水溫35°C，但CBR 池內(nèi)水溫達(dá)43 C。好氧池內(nèi)有褐色泡沫，污泥沉降60 給水排水 VoL 40 No. 102014速度快，SV30降至15%?30%，MLSS = 2 500?

　　

　　4 OOOmg/L，出水渾濁，但增加絮凝劑投加量后出 水COD仍達(dá)標(biāo)。

　　

　　3.2原因分析及解決措施 3. 2. 1 厭氧跑泥原因分析：污泥上浮是企業(yè)車(chē)間內(nèi)羧甲基纖維 素鈉產(chǎn)品帶入廢水處理系統(tǒng)所致。羧甲基纖維素鈉密度為O. 5?O. 7 g/cm3,預(yù)處理時(shí)投加PAC、PAM 等絮凝劑可去除廢水中所帶來(lái)的該產(chǎn)品，但初沉池 內(nèi)高鹽廢水中NaCl含量達(dá)14O?16Og/L，廢水密 度約1 116X1O3 kg/m3,遠(yuǎn)大于羧甲基纖維素鈉與 PAC、PAM所形成的的絮體，絮體無(wú)法在初沉池沉 淀去除，大量含CMC、PAC、PAM的絮體上浮并進(jìn) 入后續(xù)單元。CMC具有增稠、黏結(jié)等功能，在厭氧 池內(nèi)積累到一定程度后，與厭氧池內(nèi)污泥、有機(jī)物黏 結(jié)成凝膠類物質(zhì)，其密度小于NaCl含量為15g/L 的鹽水，當(dāng)系統(tǒng)鹽分達(dá)到15g/L時(shí)，大量凝膠狀污 泥上浮[2]。

　　

　　解決措施：通過(guò)試驗(yàn)確定初沉池PAC最佳投藥 量1OOOmg/L、PAM最佳投藥量1Omg/L，保證對(duì) CMC的絮凝效果；在平流沉淀池池面增設(shè)刮渣板， 加強(qiáng)表面浮泥的清理工作，保證含CMC產(chǎn)品的絮 體不進(jìn)入均質(zhì)池；將厭氧池池面浮泥清除出系統(tǒng)，消 除已進(jìn)入系統(tǒng)的CMC對(duì)生化污泥的持續(xù)影響。按 該措施實(shí)施2周后厭氧系統(tǒng)恢復(fù)正常，其后對(duì)生產(chǎn) 廢水嚴(yán)格執(zhí)行該預(yù)處理方法，廢水處理站運(yùn)行穩(wěn)定。 3. 2. 2 CBR 池 SV3O過(guò)高原因分析：對(duì)比MLSS和SV3。兩個(gè)參數(shù)，當(dāng) NaCl 含量為 21g/L，好氧系統(tǒng) SV3O=95%，MLSS =4 5OO mg/L 時(shí)，污泥SVI=211mL/g，為污泥膨 脹的表現(xiàn)[3]。當(dāng)系統(tǒng)NaCl含量為21g/L時(shí)，在高 鹽環(huán)境下形成的菌膠團(tuán)較普通活性污泥中菌膠團(tuán)粒 徑小、分散、絮凝性差，出現(xiàn)SV3。值高、SVI指數(shù)高 等問(wèn)題，均為高鹽、高COD廢水好氧系統(tǒng)中正常表 現(xiàn)。運(yùn)行中刻意減小污泥回流比導(dǎo)致污泥流失、 MLSS減小、系統(tǒng)缺乏足夠成熟的菌膠團(tuán)處理污染 物[4]。污染物濃度高而成熟的菌膠團(tuán)少，隨著負(fù)荷 過(guò)高，活性污泥中含有很高的能量水平，系統(tǒng)內(nèi)微生 物處于對(duì)數(shù)增殖期。對(duì)數(shù)增殖期的活性污泥吸附、 凝聚能力更差，持續(xù)減小回流比則成熟的菌膠團(tuán)持 續(xù)減少，處理效率持續(xù)降低。

　　

　　解決措施：將污泥回流比增至60%運(yùn)行，3d后系統(tǒng)SV30降至90%，上清液清澈，出水SS、COD恢 復(fù)正常。

　　

　　3. 2. 3好氧污泥難沉降原因分析：在NaCl含量為25g/L、總鹽35g/L 的高鹽環(huán)境下，廢水密度已接近海水密度1. 0 2 5 X 103 kg/m3,而普通活性污泥的相對(duì)密度為1 002? 1 006，污泥難以沉降；同時(shí)高鹽環(huán)境下的活性污泥 粒徑小、絮凝性差，易分散于水中并隨出水流失，普 通的自然沉降已難以達(dá)到泥水分離的目的。

　　

　　解決措施：為強(qiáng)化污泥絮凝性、保持系統(tǒng)內(nèi)生物 量，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，對(duì)CBR出水投加10mg/L的聚 硫酸鐵。一般認(rèn)為生物處理對(duì)Fe的允許濃度為10 mg/L[5]，所選聚硫酸鐵中Fe的含量為20%，該投 加量在微生物承受范圍內(nèi)。具有吸附絮凝性能的聚 硫酸鐵作為晶核，將分散的微生物吸附并形成較大 粒徑的菌膠團(tuán)，增大菌膠團(tuán)的密度保證沉淀分離效 果，在中間沉淀池泥水分離后將污泥回流至CBR池 內(nèi)[6]。污泥及混合液總回流比為60%，整個(gè)好氧系 統(tǒng)內(nèi)聚硫酸鐵濃度增加并逐漸趨于平衡，通過(guò)數(shù)學(xué) 歸納法計(jì)算得第〃次平衡后系統(tǒng)內(nèi)聚硫酸鐵最終累 積濃度為6mg/L，在生物承受范圍內(nèi)。按該法運(yùn)行 7d后，系統(tǒng)出水逐漸清澈，COD達(dá)標(biāo)，MLSS恢復(fù) 至3 500 mg/L。其后持續(xù)以該參數(shù)投加聚硫酸鐵， 系統(tǒng)無(wú)其他不良反應(yīng)。

　　

　　3. 2. 4好氧水溫過(guò)高污泥老化原因分析：由SV30與MLSS指標(biāo)計(jì)算得高溫時(shí) SVI值為60?75mL/g，此時(shí)水溫高、污泥沉降性 差、出水渾濁、曝氣池有深褐色泡沫，是水溫過(guò)高引 起的污泥老化問(wèn)題。CBR池水溫較厭氧池高8°C， 熱量來(lái)源為：①系統(tǒng)已接近滿負(fù)荷運(yùn)行，好氧單元 COD去除負(fù)荷達(dá)2. 5kgCOD八m3*d)，大量的有機(jī) 物被微生物通過(guò)新陳代謝降解，反應(yīng)過(guò)程釋放大量 的熱量導(dǎo)致水溫升高；②風(fēng)機(jī)出口處空氣溫度達(dá) 99 °C，空氣與水接觸時(shí)將空氣中熱量傳遞至水中； ③進(jìn)水水溫升高，厭氧出水水溫已經(jīng)達(dá)35 °C，與 ①、②所述釋放熱量的情況綜合考慮后水溫可達(dá) 40 C以上。

　　

　　解決措施：短期內(nèi)增設(shè)冷卻塔或換熱器對(duì)好氧 池降溫并不現(xiàn)實(shí)，出水絮凝后水質(zhì)仍較好，說(shuō)明可馴給水排水 Vol 40 No. 10 2014 61化出耐高溫的耐鹽菌，可加強(qiáng)絮凝單元以保證出水 水質(zhì)。均質(zhì)池一般調(diào)節(jié)pH至7. 5左右，廢水中大 量有機(jī)酸在CBR池內(nèi)被消耗，CBR出水pH上升至 8. 5。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不同pH下絮凝效果差異顯著，見(jiàn)表4。

　　

　　表4 CBR出水在不同pH下絮凝效果項(xiàng)目1#水樣2#水樣3#水樣4#水樣5#水樣反應(yīng)pH8. 58. 07. 57. 06. 5PAC投加500500500500500量/mg/LPAM投加1010101010量/mg/L絮體大 且多，反 應(yīng)生成大量氣泡，沉降分沉降分絮體大，絮體大，離快、絮離快、絮反應(yīng)有氣上清液清反應(yīng)現(xiàn)象體大，但體大，但體生成，上澈，反應(yīng)中上清液上清液清液較生成大量污泥隨氣渾濁渾濁清澈氣泡泡上浮反應(yīng)后pH7. 97. 67. 17. 16. 6反應(yīng)后6126072296479SS/mg/L反應(yīng)后542548368251213C0D/mg/L試驗(yàn)顯示當(dāng)絮凝反應(yīng)pH>8時(shí)，大量PAC與 水中堿度發(fā)生反應(yīng)，絮凝效果不佳；當(dāng)調(diào)整pH至中 性環(huán)境，大部分PAC參與絮凝反應(yīng)，出水水質(zhì)好。 廢水中由生物代謝產(chǎn)生的大量C02溶于水中，在 pH為8?8 5時(shí)主要以HC03形式存在，當(dāng)加酸 調(diào)節(jié)pH<7. 5時(shí)，HC03-與H+反應(yīng)，產(chǎn)生C02粘 附于絮體上，致使試驗(yàn)中污泥上浮[7]。實(shí)踐中選擇 在中間沉淀池出水堰處投加鹽酸將p H調(diào)至7，再跌 水進(jìn)入絮凝沉淀池投加絮凝劑進(jìn)行泥水分離，所產(chǎn) 氣泡在跌水過(guò)程中散發(fā)。按此參數(shù)運(yùn)行Id出水即 達(dá)標(biāo)，其后CBR池水溫最高達(dá)46 °C時(shí)，出水仍穩(wěn)定 達(dá)標(biāo)。

　　

　　高鹽、高C0D廢水生化處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性受多 方面因素的影響，精細(xì)化管理對(duì)保證系統(tǒng)穩(wěn)定、出水 達(dá)標(biāo)至關(guān)重要。在該廢水處理站的日常運(yùn)行中，對(duì) 配水鹽分、MLSS、SV3〇、pH、藥劑投加量等各單元 參數(shù)的檢測(cè)任務(wù)落實(shí)到人，并由相鄰工作組的人員 復(fù)測(cè)確認(rèn)；建立各單元定時(shí)巡檢點(diǎn)與操作規(guī)程；建立 完善的獎(jiǎng)勵(lì)與處罰制度；定期組織廢水處理站員工62 給水排水 VoL 40 No. 10 2014 技術(shù)培訓(xùn)。通過(guò)精細(xì)化管理、提升操作管理人員業(yè) 務(wù)水平和責(zé)任心以保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。

　　

　　4處理效果系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，選取9月30d內(nèi)厭氧、好氧 系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，見(jiàn)圖2,厭氧、好氧系統(tǒng)去除負(fù)荷見(jiàn)圖3。系統(tǒng)厭氧進(jìn)水C0D均值為13 209 mg/L，厭 氧出水C0D均值為5 608 mg/L，厭氧系統(tǒng)平均 C0D去除負(fù)荷為2 53 kgC0D八m、d)，超過(guò)原設(shè) 計(jì)的2 5 kgC0D八m3*d)容積去除負(fù)荷；好氧出水 C0D均值為309 mg/L，好氧系統(tǒng)平均C0D去除負(fù) 荷為3. 12kgC0D八m3 ? d)，超過(guò)原設(shè)計(jì)的3 kg C0D/ ( m3 ? d)容積去除負(fù)荷。

　　

　　系統(tǒng)滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行后，經(jīng)測(cè)算得：日耗電 3 331. 5 kW*h，電費(fèi)0. 55元八kW ? h)，即電費(fèi) 1 832 33元/d;各類藥劑費(fèi)合計(jì)1715元/d;污泥處 置費(fèi)合計(jì)1 260元/d;廢水處理站7名操作管理人 員，工資合計(jì)30 800元/月，即人工費(fèi)1 026 67元/d。 各類費(fèi)用合計(jì)5 834元/d。滿負(fù)荷時(shí)處理水量600 m3/d(含100 m3/d的高濃度生產(chǎn)廢水），即總運(yùn)行總成本為9. 72元/m3，折合成高濃度生產(chǎn)廢水處理成本 為5S 34元/m3,每噸高鹽廢水的處理成本低于多效 蒸發(fā)技術(shù)(處理成本100元/ m3)的運(yùn)行費(fèi)用。

　　

　　6結(jié)論(1)將企業(yè)生產(chǎn)廢水與其他廢水按比例配水，采 用初沉池一均質(zhì)池一水解酸化池一厭氧池一 CBR 池一絮凝沉淀池工藝處理高COD、高含鹽的羧甲基 纖維素鈉廢水是可行的，可以做到穩(wěn)定運(yùn)行，出水 達(dá)標(biāo)。

　　

　　(2)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行后，厭氧進(jìn)水COD均值為 13 209 mg/L，厭氧出水 COD 均值為 5 608 mg/L， 厭氧系統(tǒng)平均COD去除負(fù)荷為2 53 kgCOD八m3 ? d)，超過(guò)原設(shè)計(jì)的2. 5kgCOD八m3*d)容積去除負(fù) 荷；好氧出水COD均值為309 mg/L，好氧系統(tǒng)平均 COD去除負(fù)荷為3. 12kgCOD八m3 *d)，超過(guò)原設(shè) 計(jì)的3. 0 kgCOD/(m3*d)容積去除負(fù)荷。

　　

　　(3)運(yùn)行中保證預(yù)處理效果、盡量減少進(jìn)入生化 系統(tǒng)的CMC產(chǎn)品、控制合適的好氧污泥回流比、投 加聚硫酸鐵保證污泥沉降性、調(diào)節(jié)絮凝反應(yīng)的pH 環(huán)境等是確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。

　　

　　(4)采用生化法處理高鹽分、高COD的羧甲基 纖維素鈉生產(chǎn)廢水的總運(yùn)行成本為9. 8元/m3,折 合成高濃度生產(chǎn)廢水的處理成本為58 8元/m3,單 位水量高鹽廢水的處理成本低于多效蒸發(fā)技術(shù)的運(yùn) 行費(fèi)用。