纺丝油剂废水处理工艺分析

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摘要：纺丝油剂是在化纤生产中必不可少的纺织助剂，使合成纤维具有更好的加工性能。但是在纺丝过程中使用油剂会产生含油废水，具有高COD、可生化性差等特点，给厂区废水处理带来较大困难。该文介绍了生物法、膜法、化学法等处理油剂废水的典型方法及几种联合工艺，分析了工艺的原理和处理效果。最后对纺丝油剂废水处理技术的发展方向进行了展望。

关键词：化纤油剂；废水处理；膜处理技术；展望

化学纤维指的是用人工或天然的高分子聚合物作为原材料制得的具有纺织性能的纤维，比起天然纤维有许多性能上的优势，但是却有吸湿性差和易产生静电等缺陷。静电的累积会导致化纤的纺丝和纺纱初始加工无法进行，因此需要使用纺丝油剂调节纤维的摩擦性能，解决合成纤维的抗静电性、平滑性、抱合性、集散性等多项功能。生产加工中使用纺丝油剂会产生油剂废水，主要来自于纺丝工段、后处理工段、油剂调配工段。

1油剂废水的特点

油剂废水量较少，通常只占一个合成纤维厂总废水量的10%左右，却很难处理。纺丝油剂废水的BOD/COD通常小于0.3，属于难生物降解废水。而且废水中含有大量乳化剂，在曝气过程中容易产生大量泡沫。废水中的少量防腐剂和抑菌剂也可能会对生化系统产生抑制作用。正是由于具有以上特点，所以一般不适合对油剂废水直接采用好氧生物处理法。目前在生产上需要对油剂废水单独进行处理，使其达到回用或进入厂区综合污水处理站的要求。以下主要介绍处理纺丝油剂废水的各种方法，以及它们的应用效果。

2油剂废水的处理方法

2.1生物处理技术

各化纤厂的纺丝工艺存在差异，不同种类合成纤维在不同工序对纺丝油剂的要求各异。所以油剂废水的COD含量波动较大，从2000~100000mg/L以上。对于油剂浓度较高，BOD/COD小于0.3的难生物降解废水，可以考虑将厌氧和好氧生物处理方法结合起来。颜秀敏针对COD为20000mg/L的高浓度油剂废水，首先用厌氧法处理，将有机物水解酸化再分解为气体，COD去除率可达到80%。更重要的是经过厌氧发酵后，废水的BOD/COD值提高，可生化性也提高了。再经过好氧处理，剩余COD去除率80%。最后废水再经沉淀、活性炭吸附、过滤后的水质达到排放标准。

2.2膜处理技术

膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等方式，以压力差为推动力对物料中不同粒径大小的物质进行分离。油剂废水中主要含乳化油，粒径在0.5～25μm之间，可以通过选择合适过滤精度的膜达到油水分离的目的。采用膜过滤方式的优点是无需加入任何化学或生物试剂就能够处理油剂废水，且工艺过程简单，占地面积小。纺丝油剂里的油具有一定可燃性，通过膜过滤的方式将油剂废水中的水分挤出，能够得到有较高燃烧值的高浓度油剂后送入锅炉中焚烧。Connolley研究表明超滤膜能够有效地处理纺丝油剂废水，可以将油浓度浓缩到15%，滤液COD为1000mg/L，满足进入活性污泥系统处理条件。使用超滤膜浓缩油剂废水有一个最佳的油浓度上限，通过蒸发装置再将水分蒸出，得到含油量60%～70%的油剂废水，不用或只用一点燃料就可以焚烧。纺丝过程中排放的油剂废水油含量通常低于纺丝油剂初始的油含量，但是废水中的油如果没有发生破乳或变质的情况，依然具有回用价值。可以通过膜过滤方式除去多余的水分，将废水中的油含量调节到生产所需的要求，这样就能够达到油剂废水回用的目的。陈宗德等人采用中空纤维超滤膜处理油浓度1.2%～1.6%的油剂废水，回收得到浓度大于2.8%的油剂产品，在纺丝车间回用后生产出的产品达到使用原油剂时的产品指标。冯军等人也使用HFUF-2中空纤维超滤器处理涤纶油剂废水，将油浓度从3.98g/L提升至45.3g/L，油剂回收率达到82%。近年来在含油废水的处理中，陶瓷膜受到的关注越来越多，其膜管强度和耐腐蚀性远高于中空纤维膜，可以克服后者寿命较短的缺陷。

2.3化学处理技术

使用化学法处理油剂废水的核心是选择合适的化学药剂将乳化油的稳定状态打破，使其油水分离。再配合其他手段处理破乳后的废水。目前常用的破乳方法包括酸化破乳、盐析破乳和反相破乳。施劲使用氢氧化钙为破乳剂，聚合氯化铝和聚丙烯酰胺为凝聚剂处理油浓度为400～2000mg/L的油剂废水，使油剂发生破乳反应并凝聚，再采用气浮法分离。废水的COD、BOD和油剂去除率都达到90%以上。李红良等人针对COD为30000mg/L的高浓度纺丝废水，利用Fenton试剂的强氧化性破坏乳化剂的电荷平衡，使有机物聚集形成絮体并与水分离，再加入聚合氯化铝和聚丙烯酰胺发生混凝反应。出水的COD去除率在70%以上，可以进入综合污水处理系统。

2.4联合处理方法

油剂废水的处理方法种类繁多，各种方法有其最适宜的使用范围。由于纺丝油剂废水成分复杂，当使用单一处理方法的效果难以达到排放标准时，可以考虑采用几种方法的联合工艺，使废水处理达到满意的结果。组合工艺中常见的为一级处理+二级处理+深度处理，一级处理主要为物理法和化学法，二级处理主要是生化法，深度处理则是通过膜法、化学法或生化法使出水达到回用标准。孙斌设计了化学法配合生化法的化纤油剂废水处理工艺。他首先对比了H2SO4、HNO3和HCl这3种酸对COD高达250000mg/L以上的高浓度油剂废水的破乳效果，发现H2SO4的破乳效果最好，破乳反应后的COD去除率达到90%以上。再用Fenton氧化法处理破乳后的清液，COD浓度降低7440mg/L。经过破乳和芬顿氧化后的废水通过厌氧好氧生物组合法处理，出水达到污水直接排放标准。张宏忠等人针对COD为100000～300000mg/L的纺丝油剂废水，将化学法与膜处理技术结合起来。利用自制的DEMUL-B1为破乳剂，使得废水的COD和浊度去除率分别达到94.86%和97.55%。破乳后的水相再经过反渗透膜处理，CODCr和浊度的去除率分别达到99.96%和100%，出水可直接排放或回用。

3结语

随着国家对环境保护的要求不断提高，油剂废水的出水水质要求也在不断提高。目前油剂废水的处理方式已经有很多，但是各种方法都有它的优缺点，需要结合废水的实际情况选择合适的工艺方案。未来对于油剂废水的处理技术发展重点应在以下几个方面：（1）尽量降低生产工艺中油剂的使用浓度，这样排放的废水含油量也会降低；（2）对已有的处理工艺不足之处进行改进，例如对于膜处理技术，应尽可能延长膜的使用寿命，并研发更高效经济的洗膜方法；（3）对多种处理方式进行组合，以避免单一方法的局限性；（4）由于纺丝油剂的价格较高，应尽可能回收利用废水中的油剂，以避免资源浪费。

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作者：张天骏 单位：上海凯鑫分离技术股份有限公司