橡胶装置污水处理工艺的应用与改进研究
余晟
摘? 要：近年来随着我国石油化工工业的发展，橡胶工业得到了巨大发展，为我国经济发展做出了巨大贡献，但橡胶装置所产生的污水成分复杂，具有较大的处理难度。面对越来越严峻的环保政策环境，进一步改进橡胶污水的处理工艺，成为企业发展的迫切需求。CBR处理法是橡胶装置污水处理的核心方法，大大提高了橡胶污水处理的效率。该文通过对橡胶污水处理工艺的实际应用进行分析，提出以CBR工艺为核心的橡胶污水处理工艺改进措施。
关键词：橡胶污水处理;CBR污水处理工艺;应用
中图分类号：X783? ? ? ? ? 文献标志码：A
1 废水的性质
某位于福建泉州泉港的某橡胶企业为例，其年设计产量为10万t/a的乳聚丁苯橡胶（SBR）和5万t/a的顺丁橡胶（BR），污水主要来自于橡胶装置的胶乳脱水过程，检修地面清洗水等。由于丁苯橡胶使用的助剂多达30多种，导致污水成分复杂，含有酚类、油类、胶质SS等，特别是作为丁二烯、苯乙烯系统中常用的阻聚剂：对叔丁基邻苯二酚，对活性污泥有较大的抑制作用;具体水质参数见表1。
2 主要工艺流程说明
整个污水装置处理的工艺流程分主要分为预处理部分、生化处理和深度处理部分。其中，预处理部分主要以“隔油沉淀+涡凹气浮”为核心，其主要目的在于去除难生化或不可生化的橡胶微粒以及污水中的油性悬浮物。生化处理部分以“水解酸化+CBR（载体流化床）”为核心，其中，水解酸化为厌氧工艺，目的在于提高污水的可生化性，而CBR工艺在有效的停留时间内，加大了污水与生物膜的接触面积，大幅度提高了生化效率。
在污水装置遭遇大规模冲击，以上两个系统不能正常工作，则进行污水的深度处理，主要以（活性炭吸附+溶气气浮）为工艺核心，去除COD与SS。其简要流程如下：污水首先进入预沉池进行沉降，沉降过后的污水转入调节池，对污水进行调节，然后将污水导入两级涡凹气浮进行处理，然后再经过冷却塔、吸附池以及沉淀池进行处理，再将处理后的污水进行水解，水解后将污水导入CBR池，进行CBR工艺处理，然后对污水进行曝气以及二次沉降，并根据污水情况决定是否进行深度处理，如果不需要深度处理，则将污水进行出水排放。
3 CBR污水处理工艺的特点
CBR污水处理工艺的特点主要体现在3个方面。1）生化池占地面积小，CBR载体亲微生物，载体的比表面积较大，能够有效提升微生物的繁殖速度，并且提升微生物的繁殖量，吸附氧化分级有机物的能力大大增加，因此构筑物的占地面积大大缩小，相比较于生物塘自然净化污水处理工艺，CBR污水处理工艺构筑物占地缩小5倍左右。（该系统中CBR池的容积为1 200 m3，仅为后续的普通曝气池的1/5）。2）CBR污水处理工艺的生物载体使用寿命长。CBR污水处理工艺的生物载体一直处于运动的漂浮状态中，生物载体之间不断发生碰撞摩擦，使得生物载体中的微生物老化生物膜自行脱落分解，不会造成生物膜的堵塞情况发生。生物载体中微生物也不易发生老化而影响污水处理质量，因此并不需要清洗维护，也不用进行生物载体的更换，使用寿命能够达到20年左右。3）CBR污水处理工艺在有限的停留时间内，调整比较灵活，对COD的处理率比较高效，在CBR污水处理工艺中，生物载体的投放量根据污水中的有机负荷量以及出水水质要求来进行相应数量的生物载体投放，如果污水含量增加，只需要进行相应数量的生物載体投放以及加大曝气量就能够实现对橡胶装置的污水处理，并不需要对污水处理的构筑物进行调整或重建。同时，由于接触面积较大，在同等的停留时间内，能够去除的COD总量更多。
4 橡胶污水处理工艺中的关注的要点
该装置的橡胶污水经过以上3个主要工艺环节，最终达到达污水排放指标GB8978—1996《污水排放综合指标》中的一级排放标准，即CODcr≤60 mg/L，NH3-N≤15 mg/L，SS≤70 mg/L。
4.1 预处理部分的要点
4.1.1 涡凹气浮机应用
涡凹气浮机在预处理阶段是其处理的关键，因此，在气浮机前段加入的PAC与PAM-的加入量配比量较为关键，可以进行烧杯絮凝试验来确定，本装置的药剂投加量，按照使用药剂的性质，pH控制在6.5～7.5，按照5 mg/L 的PAC浓度的投入量，两种药剂投加量干基比取10∶1（PAC/PAM-）。此时，水体的去油率可以到达70%以上。
关于絮凝反应器的搅拌器的功率，可根据絮凝动力学原理，具体可按以下公式进行调整。
G=√P/Vδ （1）
P=1/32 Cdρω3bd4 （2）
式中，G为速度梯度，单位为s-1，P为使用的搅拌器的功率，单位为W;V为反应室体积，单位为m3。而搅拌器功率是可以根据具体需要的反应室来确定，如公式（2），其中Cd 为阻力系数，一般按具体设备而定，ρ为水体密度，kg/m3， ω为搅拌设备桨叶旋转角速度。b为桨叶高度，d为直径，m;按照冯敏等人的研究理论，G值太大时，会产生破坏大颗粒的剪切力，因此，G值并非越大越好，取500 s-1～1 000 s-1为宜。可以根据相关参数调整搅拌器的功率。
4.1.2 生化处理应用
预处理后的橡胶装置污水进行生化处理阶段，首先要进入吸附池，吸附池中含有大量的微生物，通过微生物的降解作用，实现对污水中含有的颗粒污染物以及胶体物质进行吸附或者截流，然后污水液体进入第一沉淀池进行二次沉淀。在第一沉淀池中，保留一定量污泥，并将水体内的DO控制在0.3 ppm以下，进行反硝化反应，降解部分的NH3-N。
4.1.3 COD处理应用
在经过初步吸附沉淀后，基本去除了污水中的难溶解胶体颗粒，但苯、甲苯等分子仍然可以进入生化系统，因此，在进入CBR池之前设立水解酸化池十分关键，其主要作用是将有机物的环状分子结构打开，为后续生化提供有利的条件。
因此，大分子转变为小分子物质，橡胶装置污水的可生化性大幅度提升，B/C达到60%以上。然后通过生物载体的投放，微生物在载体表面迅速繁殖，形成活性生物膜，高效地完成对COD的处理。
4.2 深度处理应用
深度处理工艺是以多介质生物曝气滤罐系统为处理核心装置，通过其功能作用，实现对橡胶装置污水中残留的SS以及COD进行进一步处理去除。
生化处理后的污水在经过提升后，进入到CBR处理工艺的溶气气浮设备，经过多介质生物曝气滤罐系统的处理后，将污水中COD的含量降低到60 mg/L以内，从而达到橡胶装置污水排放的要求标准，并将污水内的SS完全净化。
4.3 污水臭气处理应用
在橡胶污水处理工艺中，除臭系统是必要的处理体系之一，在预沉池、吸附池以及曝气池。污泥浓缩池等环节中，都设置了臭气管道，将污水臭气进行收集，然后通过生物除臭的方式，将污水臭气处理掉，目前国内采取的臭气系统基本采用。
5 污水处理工艺的改进建议
5.1 涡凹气浮的建议
提高的预处理部分涡凹气浮的工作能力，增加水体在反应室内的停留时间，建议停留时间在5 min以上，此外，反应室底部可以采用底部曝气的形式改进搅拌形式，防止大颗粒沉淀，可按严格控制G值在500 s-1～1 000 s-1。在调节池部分调节好与絮凝药剂相适应的最佳pH值。最大程度地在预处理部分去除对生化系统有害的对叔丁基邻苯二酚、叔十二碳硫醇等对生化系统有害的油性组分，根据该装置的运行经验，当系统内的酚类物质低于2 ppm时，对生化系统基本无影响，当水体中酚类物质≥10 ppm后，对后续的生化系统有严重的抑制作用。导致COD去除率大幅度下降。
5.2 生化系统的建議
当生化系统中毒时，可以通过提高污泥回流量，向系统内增加一定量的生物促进剂，生物解毒剂，并投加易生化碳源（如葡萄糖、甲醇），P盐等来改进提高系统中的污泥浓度，减缓中毒症状，降低中毒影响。
6 结论
CBR污水处理工艺作为橡胶装置污水处理的重要工艺，其要点在于进入生化系统之前最大限度地降低有害成分，提高生化系统的处理效率，对于生化系统，要严格监控其微生物群落的生长情况，对异常情况作出适当处理。提高CBR污水处理工艺在橡胶装置污水处理中的应用水平，对运行工艺进行不断改进，提升CBR工艺对橡胶污水处理的效率，推动我国石化工业发展与进步。
参考文献
[1]李俊成，董京洲，陈泽新，等.某工程橡胶生产废水处理工艺改造实践[J].广东化工，2018（3）：133-135.
[2]刘发强，王小雄，张媛，等.催化氧化-混凝沉淀法在 丁苯橡胶废水处理装置的应用[J].合成橡胶工业，2018，v.41（3）：163-166.
[3]张媛，王小雄，刘发强.乳聚丁苯橡胶含磷废水处理技术的工业应用[J].石化技术与应用，2017，35（1）：68-71.
[4]冯敏.现代水处理技术[M].北京：化学工业出版社，2006.
