朱英来，陈金强，杨海林

（1.重庆国际复合材料有限公司，重庆 400082；2.重庆工商大学 环境与生物工程学院，重庆 400067；3.重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400030）

在玻璃纤维工业生产过程中产生的废水，主要有拉丝过程中排放的含浸润剂冲洗水废水、制毡工序中含粘结剂的冲洗水、玻璃钢生产排放少量的含树脂废水、以及微细玻璃纤维等悬浮物，而拉丝车间排放的含浸润剂废水约占玻纤废水的80%～90%［1］。因此，浸润剂废水是玻纤工业废水的主要污染源。浸润剂主要成分是环氧乳液、聚氨脂乳酸、润滑剂及抗静电剂、各种偶联剂等，除溶剂外大部分是热稳定性高、难溶于水的高分子有机物质，其性质与所含浸润剂种类有关。目前广泛使用的玻璃纤维浸润剂可分为淀粉型、增强型和石蜡型3种。通常情况下使用上述3种浸润剂产生的生产废水BOD5／COD范围分别为0.25～0.50，0.10～0.22，0.045～0.080［2］。玻纤浸润剂废水 COD 浓度高，可生化性较差，如果采用单纯的生物处理无法实现达标排放。目前，工程上多采用物理方法或化学方法与生物处理相结合的工艺进行玻纤废水处理［3－6］。

重庆国际复合材料有限公司是我国三大玻璃纤维生产企业之一，公司大渡口厂区位于重庆市大渡口区建桥工业园，厂区南邻长江，距长江仅500 m，厂区产生的生产废水量比较大，排放污染物相对较多，生产废水得到有效的治理对长江上游和三峡库区水质保护都有着重要的作用。玻纤废水成分复杂、污染物浓度高、可生化性差，如果用单一的生化处理工艺难以取得好的处理效果。公司F05、F06生产线建成后，生产废水采用混凝—两段生物接触氧化的组合工艺进行处理，取得了良好的效果。

1 废水来源及水质

重庆国际复合材料有限公司大渡口厂区F05、F06生产线采用池窑拉丝生产工艺，年产玻璃纤维粗纱分别为4万t和6万t。两条生产线产生废水产生量共1 414 m3／d，其中绝大部分是来自拉丝车间的含浸润剂废水。F05、F06生产线拉丝工艺使用增强型浸润剂，是一种用化工原料如环氧树脂、聚酯、聚氨酯、PVAc等配制的乳液。废水中含有的污染物主要有：

（1）油脂类：油脂类物质在常温下都是不溶于水的固体有机物，在乳化剂的作用下呈细小颗粒状态，均匀地分布在水中。水中这些油类物质会被微生物氧化分解，消耗水中的溶解氧，使水质发臭。

（2）乳化剂：在增强型浸润剂中，成模剂本身就是一种乳化剂，如聚醋酸乙烯乳液。这些乳化剂大多含有表面活性物质，有离子型的，也有非离子型的，使玻纤浸润剂废水呈乳化液状态。

（3）水溶性有机物：包括各种偶联剂、成膜剂，如可溶性环氧树脂、水溶性聚醋树脂、可溶性淀粉等。

除以上几类主要污染物外，废水中还含有少量的玻璃纤维与残渣。

重庆国际复合材料有限公司大渡口厂区F05、F06生产线拉丝废水处理工程设计处理能力为1 500 m3／d，废水经处理后达到《污水综合排放标准（GB 8978－1996）》一级标准后排入环境，工程设计进出水水质指标见表1。原水的BOD5／COD比值为0.21，属较难生化范围。

表1 设计进出水水质设计进出水水质

2 处理工艺

2.1 工艺流程

处理工艺流程见图1。处理后的达标清水一部分回用至厂区做生产回用水、厂区绿化和消防用水。

2.2 主要工艺单元

2.2.1 一次混凝

图1 工艺流程

玻璃纤维拉丝浸润剂废水中含有大量难降解有机物，需要在生化处理之前进行预处理。废水经过沉沙和水质调节后，在第一反应池通过化学混凝去除一部分难降解有机物。第一反应池分为凝聚池和絮凝池，在凝聚池投加碱式氯化铝（PAC），使废水破乳，并投加NaOH调节p H值在6.8～7.4之间。废水经破乳后，形成细小絮状物，进入絮凝池投加高分子絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）溶液，使废水中的固体有机物形成大的絮凝体，之后进入一次沉淀池实现絮凝体的沉淀分离。

2.2.2 生物接触氧化

经过一次化学混凝处理的废水进入生化处理系统。生物处理工艺采用两段式生物接触氧化。先通过高容积负荷率的一段生物接触氧化去除废水中的大部分可降解有机物，将污染物浓度降低，经过1＃中沉池实现泥水分离后再进入容积负荷率较低的二段接触氧化池，通过低负荷控制出水水质。一段接触氧化池中通过引入厂区生活污水及投加微生物营养剂尿素和磷酸三钠补充营养元素N、P，以保持废水中微生物的营养平衡。两段接触氧化池之间存在明显的有机物浓度差，可充分发挥同类微生物种群间的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，在每个池内形成的微生物在生理功能方面适于流至该池污水的水质浓度条件，有利于提高处理效果，能够取得稳定的处理水。

2.2.3 二次混凝

经过生化处理之后的废水仍含有部分难降解有机物，在COD、浊度、色度方面不能实现达标排放，需要通过第二反应池进行化学混凝实现进一步的污染物去除。第二反应池与第一反应池采用相同的混凝工艺和药剂。在二沉池实现絮凝体分离后的废水进入斜管沉淀池去除残留的悬浮物质，最终实现达标排放。

2.3 主要构筑物及工艺参数

（1）调节池：调节池容积540 m3，水力停留时间HRT＝7.7h。调节池内设置曝气装置，通过混合和曝气，防止可沉降固体物质在池中沉降和出现厌氧情况。

（2）第一、第二反应池：池体容积16.875 m3，水力停留时间HRT＝0.3 h，为竖流式矩形半地下式结构，设有PAC和PAM药剂投加系统各一套，药剂投加量根据调节池水质的变化动态调节，池中设置搅拌机进行药剂混合。

（3）一沉池、二沉池：均采用辐流式沉淀池，池底锥角坡度为7.04%，中心进水周边出水。池体尺寸D×H＝13.0 m×4.5 m，有效水深3 m，表面负荷：q＝0.5 m3／（m2h），沉淀时间6 h，采用周边传动桥式刮泥机进行排泥。

（4）接触氧化池：一段接触氧化池有效容积1 470 m3，水力停留时间HRT＝24 h，设计容积负荷率为0.4 kgCOD／m3·d。采用半软性填料，池体底部布置膜片式散气盘，使池内溶解氧浓度保持在2 mg／L以上。二段接触氧化池结构与一段接触氧化池基本一致，但经过一段处理后，有机物浓度下降，二段接触氧化池容积负荷率为0.27 kgCOD／m3·d。

（5）一段、二段中间沉淀池：采用平流沉淀池，尺寸L×B×H＝12.0 m×6.85 m×4.5 m，有效水深2.3 m，表面负荷q＝0.76 m3／（m2·h），行车式泵吸刮泥机排泥。

（6）斜管沉淀池：工程考虑到将来各条生产线将逐步采取节水措施导致生产废水浓度提高变得更加难以处理，以及加大废水回用量的要求，远期规划将大渡口厂区所有生产及生活废水共用斜管沉淀池。斜管沉淀池按5 000 m3／d的处理能力设计。尺寸L×B×H＝11.0 m×22.0 m×5.5 m（两格），表面水力负荷：1.0 m3／m2·h。

3 处理效果及运行费用

工程建成经调试稳定运行后，各单元的药剂投加量及生活污水引入比例见表2、表3、表4。

表2 第一反应池药剂投加量 mg／L

表3 第二反应池药剂投加量 mg／L

表4 一段曝气池药剂投加量 mg／L

工程自2009年8月竣工投产后运行稳定，出水水质可以稳定达到《污水综合排放标准（GB 8978－1996）》一级标准。根据2012年10月对工程处理效果连续1个月的逐日监测，工程各工艺单元处COD平均浓度见表5。

表5 各工艺单元COD质量浓度 mg／L

各主要工艺单元的COD去除率见表6。

表6 主要工艺单元COD去除率 %

总排水口处的监测表明，排水p H值在6.93～7.48之间，SS平均浓度为49 mg／L，均能满足一级排放标准要求。

项目建设总投资672万元。工程建成以100%负荷达产后，年直接运行成本包括电费35万元、药剂费28万元、工资福利费9.60万元、维修费7.4万元。由此计算本工程玻纤浸润剂废水处理的直接费用为1.46元／t。

4 结论

重庆国际复合材料有限公司玻纤浸润剂废水处理工程实践表明，采用混凝—两段生物接触氧化工艺处理玻璃纤维拉丝废水效果良好。一级化学混凝前处理能够有效去除废水中的难降解悬浮颗粒物，提高废水的可生化性。两段生物接触氧化工艺通过不同的有机物负荷组合，可以取得较好的生化处理效果。生化处理的出水经二级混凝去除残留的难生物降解有机物后可以实现达标排放。混凝—两段生物接触氧化工艺能够解决玻纤浸润剂废水的污染问题，处理出水水质稳定达到《污水综合排放标准（GB8978－1996）》中的一级标准，废水处理成本1.46元／t，工艺具有推广应用价值。

［1］宋 倩，但德忠.玻纤废水污染控制技术及其进展［J］.四川环境，2009（3）：66－70.

［2］王晓东，郑显鹏，邱立平.混凝／水解酸化／BAF工艺处理玻璃纤维废水［J］.中国给水排水，2009，18：55－57.

［3］陈国伟.微生物处理技术在池窑拉丝玻纤废水治理中的应用［J］.玻璃纤维，1993（4）：17－20.

［4］温军杰，胡勤海，王梦卿.玻璃纤维生产废水处理实验研究［J］.环境科学与技术，2004（6）：30－32.

［5］崔胜霞，王家彩，宋明川，等.压滤－水解酸化－接触氧化－过滤工艺处理玻璃纤维废水［J］.环境科技，2011（5）：34－36.

［6］杨皓洁，吕坤山，郭 勇，等.膜生物反应器对玻璃纤维生产废水的深度处理［J］.环境工程，2009，S1：47－50.