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厭氧/一體化氧化溝工藝處理橡膠廢水

橡膠廢水主要是以天然膠乳或膠原凝膠為原料生產天然生膠，以及以天然膠乳為原料，生產濃縮膠乳和膠清橡膠所排放的廢水。由于在生產過程中有氨水、甲酸加入，其成分復雜，含浮膠顆粒、橡膠乳清、植物蛋白、糖類、脂肪等大分子有機污染物，且濃度較高，有一定的治理難度。目前處理方法主要有人工濕地處理法、厭氧消化法、接觸氧化法等。人工濕地處理法利用水中微生物的代謝作用來降解有機物，運行費用低，但占地面積大且對周圍環境有影響。厭氧消化法對有機物的去除率可達70%～80%，但出水水質不能直接達標，且廢水停留時間長，微生物生長緩慢，構筑物占地面積大。接觸氧化法處理能力強，出水水質好，但因采用的填料是固定的，易造成堵塞和生物膜脫落或不易掛膜。

我國海南省橡膠種植面積為49×104 hm2，總產量為34．6×104 t，居全國首位，那里有許多中小型天然橡膠加工廠，采用技術上合理、經濟上可行、操作管理簡單的橡膠廢水處理工藝對其非常重要。采用厭氧/一體化氧化溝工藝對海南省某廠橡膠廢水進行處理，應用效果良好，為進一步推進橡膠廢水的處理和回用提供了示范。

工程規模和工藝流程

工程規模

海南省某橡膠廠年產干膠為1．5×104 t，產品主要為濃縮乳膠、膠清橡膠、SCR5 等淺色膠和SCR5－ RT、SCR10-RT、SCR20-RT 等標膠。其中年產濃縮膠乳15 000 t(折干膠為9 000 t，廢水量約為200 m3/d)，凝膠級標準膠系列產品4 500 t(廢水量約550 m3/d)，膠清橡膠1 500 t(廢水量約150 m3/d) 。

廢水處理工藝流程

該廠生產廢水采用厭氧/一體化氧化溝工藝處理。濃縮膠乳及膠清橡膠廢水自流入酸化調節池，停留時間為5 d，去除浮膠并將pH 值調整到5．5～6．5。酸化調節池內的廢水用自吸泵送入厭氧反應池，在厭氧反應池的停留時間為4 d，再自流入一沉池，沉淀污泥用泵回流入厭氧消化池。一沉池出水進入混合池與凝膠級標準膠廢水混合，凝膠廢水經過格柵和沉砂池去除固體物質進入混合池。兩股廢水混合，經混合池降解后再用自吸泵提升進入一體化氧化溝，進行好氧生物降解，沉淀上清液自流入回用水池，可用于凝膠生產回用水，也可用于水生物種植、灌溉或養魚。厭氧發酵和一體化氧化溝的剩余污泥排至污泥干化池，經干化后用作農作物肥料。厭氧發酵產生的沼氣采用濕式貯氣柜貯存，經脫水后代替天然氣用于烘膠。

工藝流程見圖1。

①厭氧發酵

厭氧發酵采用上流式厭氧污泥床(UASB)，床體上部設置三相分離器。三相分離器下部是反應區，上部是沉淀區。反應區分為污泥床(層)與懸浮層，上流式厭氧污泥床運行時，廢水以一定流速自下部進入，通過污泥層向上流動。由于廢水與污泥菌體得以充分接觸，并進行生物降解產生沼氣，形成小氣泡。氣泡上升將污泥托起，氣體便從污泥床內突發性逸出，引起污泥層表面略呈沸騰流化狀態。沉淀性能較差的污泥顆粒和絮體在氣體攪拌下，形成懸浮層。氣、水、泥混合上升到三相分離器內，在一定水力負荷下，絕大部分污泥顆粒保留在反應區內，且形成粒徑為1～5 mm、以產甲烷菌為主的厭氧顆粒污泥。

②一體化氧化溝

本工程采用的Orbal 氧化溝與二沉池組合為一體。Orbal 氧化溝是一種多槽氧化溝，槽與槽相互串聯，采用隔墻分開，呈現推流流態。該工藝在形式上類似于多級處理，結構緊湊，各槽功能明確，是單一污泥系統，具有混合及推流式的特點，在不增加任何設施的條件下能使廢水中的有機物得到充分氧化，在曝氣機不同距離的地方形成好氧、缺氧以及厭氧區域，故有硝化、反硝化的脫氮效果，且具有延時曝氣池的特點，可按厭氧/好氧(A/O)的方式運行。廢水經中心圓沉淀池處理在二沉池中進行泥水分離，出水水質完全可以滿足排放標準。氧化溝曝氣裝置采用轉刷曝氣機噪音較小，又可避免由氧化塘處理引起的大范圍臭氣影響，整個系統使用設施少，設備簡單，投資少，便于運行管理，能耐較高的沖擊負荷，出水水質穩定。

2 主要構筑物與設備參數

①格柵沉砂池

該池有效容積為20 m3，用以截留凝膠級標準膠廢水中較大的懸浮物、漂浮物和砂，如浮膠、塑料制品、樹葉、樹枝、碎布等。

②酸化調節池

建一座鋼筋混泥土結構的酸化調節池，有效容積為1 800 m3，池內設導流墻，水流為推流式，廢水靜置貯存5 d 以上，殘留乳膠液自然凝固形成浮膠(固體)上浮，經人工清掏返回廠內用作凝標膠原料，以免其形成固體物堵塞處理裝置。池末端設置自吸泵2 臺(1用1備)，N=5．5 kW，用于提升廢水送入厭氧池。

③厭氧池

建一座1 500m3鋼筋混凝土結構的上流式厭氧污泥床池(UASB)，池內設置水力攪拌、三相分離器與布水裝置，水力停留時間為4 d，有機負荷為4kgCOD/(m3·d) 。

④一沉池

建一座鋼筋混凝土結構豎流式沉淀池，表面水力負荷為1．0 m3/(m3·h)，池容為100 m3。一沉池的作用是沉淀厭氧池出水的污泥，泥斗內濃縮污泥用泵回流到厭氧池。回流泵N = 2．2 kW。

⑤混合池

用于貯存厭氧出水和凝膠級標準膠廢水，對下一處理設施起到緩沖作用，使工藝更加靈活。混合池采用兼性塘，分為三級，負荷為400 kgCOD/(104m3·d)，總有效容積為4 000 m3，停留時間為4 d。設置2 臺自吸泵，1用1備，N=5．5 kW。

⑥一體化氧化溝

Orbal 氧化溝和二沉池組合為一體，由幾條同心圓形的溝渠組成，采用隔墻分開，形成多條環形渠道，采用磚混結構，總有效容積為2 000 m3。污泥濃度為4．0 g/L，污泥負荷為0．04～ 0．15 kgBOD5/(kgMLSS·d)，容積負荷為0．25 kgBOD5/(m3·d)。污泥齡為20 d，選用3 套推流式轉刷曝氣機，單臺L= 6 m，充氧能力為22．88 kgO2/h，N = 11 kW。

⑦回用水池

用于儲存氧化溝處理后的出水，直接用于凝標膠的生產用水，采用鋼筋混凝土結構，有效容積為300 m3。

⑧污泥干化池

用于自然干化厭氧池、一沉池和一體化氧化溝的剩余污泥，干化池分格輪換使用，每格有效干化面積為30 m2，共60 m2。

⑨貯氣柜

采用濕式鐘罩式儲氣柜，貯氣罩為鋼質，水封池采用鋼筋混凝土結構，容積為500 m3。

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