天然橡胶加工废水深度处理回用工程实例

天然橡胶加工废水深度处理回用工程实例

张恺扬

【摘要】针对天然橡胶加工废水污染物浓度高、富含营养物质、可生化性好的特点,选用中和-沉淀-UASB-AO生化-混凝沉淀-砂滤-消毒的工艺进行处理,出水水质达到GB/T 19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》中工艺与产品用水标准与GB 20922-2007《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》中露地蔬菜标准的要求,可作为生产工艺用水或胶林灌溉水.介绍了处理工艺流程及其设计特点,给出了主要构筑物设计参数及运行成本.

【期刊名称】《工业用水与废水》

【年(卷),期】2016(047)002

【总页数】4页(P62-65)

【关键词】天然橡胶加工废水;UASB;AO工艺;深度处理;回用

【作者】张恺扬

【作者单位】沈阳化工研究院设计工程有限公司,沈阳 110021

【正文语种】中文

【中图分类】X703.1;X783.3

天然橡胶是世界性战略物资和工业原料，其在国民经济中占有特殊而又重要的地位［1］。与人工合成橡胶相比，天然橡胶具有加工性能好、产品综合性能优良以及价格低廉等优点，是我国南方热带地区的重要产业，为我国国民经济的稳步发展作出了巨大贡献［2-3］。

天然橡胶加工废水是指以天然胶乳或胶园凝胶为原料生产天然生胶，以及以天然胶乳为原料生产浓缩胶乳和胶清橡胶的过程中所排放的废水，其主要污染物为可溶性有机物、氨氮、硫酸根以及泥沙、树叶等杂质［4］。天然橡胶加工废水具有水量大、偏酸性、污染物浓度高的特点，如果处理不当会对周围环境造成污染，使水体富营养化，甚至危害人类健康［1］；同时生产过程中大量的水资源消耗也严重影响了橡胶产业的持续健康发展。目前废水造成的污染已经成为制约橡胶产业发展的一大瓶颈［5］，而随着国家环保标准的日趋严格，以及清洁生产与循环经济的进一步推广，将橡胶废水处理达标并有效回用，势必关系到我国天然橡胶产业的良性发展和环境保护事业的进步。

某天然橡胶加工厂产能为4.5万t/a，其中包含TSR5标准胶0.75万t/a、

TSR9710标准胶0.75 万t/a、TSR20标准胶1.5万t/a和乳胶级标准胶1.5万

t/a。生产废水主要来自胶乳凝固、压薄、造粒、杂胶洗涤等工艺环节。废水经中和-沉淀-UASB-AO生化-混凝沉淀-砂滤-消毒工艺处理后，作为生产工艺用水的补充水及胶林浇灌用水，无废水外排。

2.1 设计规模

废水处理及回用设计规模为5 200 m3/d。其中高浓度的乳标胶生产废水处理量为900 m3/d，低浓度的凝标胶生产废水处理量为4 300 m3/d。

2.2 设计进、出水水质

工程进水主要为乳标胶及凝标胶加工过程中排放的生产废水，处理后出水90%回用于生产，其余10%用于浇灌橡胶林，水质要求同时满足GB/T 19923—2005《城市污水再生利用工业用水水质》中工艺与产品用水标准以及GB 20922—2007《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》中露地蔬菜标准的要求。进、出水水质指标如表1所示。

天然橡胶加工废水中的主要污染物为蛋白质、糖类、白坚木糖醇、有机酸、脂类化

合物以及少量的无机盐［6］，其中含有大量的N、P、K、Ca、Mg、蛋白质等营养性物质，而不含重金属等有毒物质［1］，因此，废水的可生化性很好，m （BOD5）/m（CODCr）值通常大于0.7，非常适合采用生化处理［3］。

传统的天然橡胶加工废水处理工艺主要包括厌氧-氧化塘自然曝气氧化法、厌氧-活性污泥机械强制曝气氧化法、氧化塘-活性污泥机械强制曝气氧化法、氧化塘自然

曝气氧化法、好氧段连续曝气法、乳清循环厌氧法以及水生生物法等，但这些方法分别具有占地面积大，处理时间长，臭味较大或者NH3-N脱除效率低等缺点［1，5］。根据本工程进水水质及回用水水质要求，同时考虑节约占地、资源利用和恶臭控制，选用UASB-AO生化-混凝沉淀过滤为主的处理工艺。本工程废水处理及

回用工艺流程如图1所示。

凝标胶废水首先经过沉淀池前端的栅网拦截碎胶块和漂浮物，栅格间隙为8 mm，采用人工清理并定期收集回收碎胶，碎胶经清洗后可回用于生产。凝胶废水沉淀池采用平流式沉淀池，通过重力沉降分离出废水中剩余的悬浮颗粒，出水再自流进入调节池，进一步均衡水质水量后由泵提升进入配水池。

乳标胶废水首先进入中和池，投加石灰乳调节废水pH值至8左右后进入平流式沉淀池，在沉淀池入口投加高分子助凝药剂以使悬浮杂质及胶体充分沉淀。经过初沉的乳标胶废水通过调节池进一步均衡水质水量后，由泵提升进入厌氧生化处理单元。厌氧处理采用UASB工艺，UASB是一种高负荷的厌氧反应器［7］，能迅速降解有机污染物，对BOD5去除率很高，较相对传统的厌氧塘占地更小、效率更高，

降解废水中有机污染物的同时，可回收利用生物质能——沼气作为烘胶炉的燃料。UASB出水重力自流进入配水池。

配水池通过鼓风曝气促进乳标胶废水与凝标胶废水的混合。好氧生化处理采用AO 前置反硝化生物脱氮工艺，利用微生物在缺氧/好氧环境下的自身新陈代谢作用对

废水进行处理，是本工程处理工艺的核心。其中反硝化反应器在前，去除有机物、

硝化的综合反应器在后，通过将出水端含有大量硝酸盐的硝化液回流至反硝化反应器前端，同时以进水中的有机物为碳源进行反硝化脱氮反应，达到同时去除废水中有机物和氮的目的。

AO生化池出水进入二沉池进行泥水分离后，进入混凝沉淀池，通过投加无机混凝药剂和有机高分子助凝剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒聚合成大块絮体，并通过斜管沉淀池去除。在混凝沉淀后设置砂滤单元，进一步拦截去除SS及胶体物质，大幅度降低废水中的SS浓度。砂滤出水经消毒后进入回用水池，大部分作为工艺用水回用于析胶、洗胶、冷却塔、设备清洗等，少量用于胶林灌溉。

（1）凝标胶废水沉淀池。尺寸为15.0 m×6.0 m×4.5 m，有效水深为4.0 m，钢筋混凝土结构，水力停留时间为2 h。设行车式刮泥机1台，功率为1.5 kW；污泥螺杆泵2台，流量为12 m3/h，扬程为60 m，功率为4 kW。

（2）凝标胶废水调节池。尺寸为54.0 m×15.0 m×4.5 m，有效水深为4.0 m，钢筋混凝土结构，水力停留时间为18 h。设提升泵2台，流量为200 m3/h，扬程为16 m，功率为15 kW。

（3）乳标胶废水中和池。分2格，单格尺寸为2.0 m×2.0 m×4.0 m，有效水深为3.5 m，钢筋混凝土结构，水力停留时间约为40 min。设混合搅拌机2台，功率为4 kW。

（4）乳标胶废水沉淀池。尺寸为16.0 m×4.0 m×4.0 m，有效水深为3.5 m，钢筋混凝土结构。水力停留时间为6 h。设行车式刮泥机1台，功率为1.5 kW；污泥螺杆泵2台，流量为12 m3/h，扬程为60 m，功率为4 kW。

（5）乳标胶废水调节池。尺寸为18.0 m×12.0 m×4.0 m，有效水深为3.5 m，钢筋混凝土结构，水力停留时间为20 h。设提升泵3台，流量为25 m3/h，扬程为20 m，功率为3 kW。

（6）UASB厌氧反应器。共2台，尺寸为Ф10.0 m×12.0 m，有效水深为10.5