高濃印染廢水提標改造工程實例
中國是紡織大國,紡織印染廢水占了工業(yè)廢水排放量的35%[1]。印染廢水具有水質(zhì)水量變化大、一般呈堿性、色度高、可生化性差、難降解等特點[2-6]。嘉興市某印染企業(yè)產(chǎn)品中,淺色布產(chǎn)品約占30%、深色布產(chǎn)品約占70%。該公司原污水收集處理達到《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)3級后進入園區(qū)管網(wǎng),由園區(qū)污水廠進行深度處理。隨著企業(yè)的發(fā)展和《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4278-2012)在2015年的全面實施[7-8],該企業(yè)原有的污水處理系統(tǒng)已無法確保處理水達標排放。故該企業(yè)對污水處理站進行改造升級,達到GB4278-2012的間接排放標準。
本文介紹了該公司1500m3/d高濃度廢水處理工藝流程及主要構(gòu)筑物參數(shù),以期為同類型廢水排放企業(yè)提供工程設(shè)計經(jīng)驗。
1廢水來源和水質(zhì)水量概況
1.1高濃度廢水的主要來源
印染車間的高濃度廢水主要來源于四股廢水:
(1)坯布堿減量廢水。堿減量廢水主要含有從化纖脫落下來的漿料、半纖維素等,具有CODCr濃度高、堿性大(現(xiàn)場取水樣pH>12)的特點,較難處理。目前,采用加酸調(diào)整pH后,酸析、壓濾處理。
(2)爛花廢水。爛花廢水同樣具有堿性大(現(xiàn)場取水樣pH>12)、濃度高的特點。
(3)深色印染高溫廢水(水溫>45℃)。在染色漂洗過程中,部分染料(10%~30%)進入染色廢水中,濃度較高。
(4)一次繩狀機廢水。該四股高濃度廢水含有較多的難以降解的有機物,具有pH高且波動范圍大、色度高、難生化物質(zhì)含量高的特點,處理難度較大。
1.2設(shè)計進出水量、水質(zhì)
根據(jù)該企業(yè)的實際情況,企業(yè)產(chǎn)生的廢水(進出水水質(zhì)見表1)經(jīng)廠內(nèi)廢水處理站處理后排入園區(qū)廢水管網(wǎng),執(zhí)行GB4278-2012間接排放標準,再由園區(qū)污水廠進行深度處理。
2設(shè)計工藝流程及參數(shù)
2.1改造前工藝流程
公司污水處理站現(xiàn)有堿減量廢水處理裝置及綜合調(diào)節(jié)池一座。印染車間堿減量廢水單獨收集后,調(diào)整pH、經(jīng)板框壓濾機壓濾處理,泥餅外運處置,濾液排入綜合廢水調(diào)節(jié)池。印染車間綜合廢水排入綜合廢水調(diào)節(jié)池,與預處理后的堿減量廢水混合處理后外排至市政管網(wǎng),工藝流程如下:
2.2改造后工藝流程
改造后印染廢水處理工藝流程如下:
高濃度印染廢水自車間收集后經(jīng)格柵去除大顆粒漂浮物后進入廢水集水池(堿減量廢水收集池)改造,再通過水泵提升至調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)穿孔曝氣管,廢水在調(diào)節(jié)池均和水質(zhì)、調(diào)節(jié)水量后通過水泵提升至初沉池。初沉池內(nèi)加入混凝劑和助凝劑,通過化學反應(yīng)和物理沉降,去除部分廢水中的懸浮物和部分有機物、色度等,出水自動流入生化處理池。生化池由水解酸化池和缺氧池、好氧池組成,通過微生物的分解,將廢水中的有機物、色度等污染物予以降解、去除,生化池出水自流進入混凝沉淀池?;炷恋沓赝ㄟ^物理沉降將生化出水混合液中的活性污泥沉降下來,同時,進一步降低膠體等有機物,上清液即可達到納管標準排入市政管網(wǎng)。
初沉池沉淀的污泥、混凝沉淀池的剩余污泥通過污泥泵送至污泥池儲存,最終經(jīng)機械脫水后成為泥餅,外運處置,脫水機濾液回流至集水池循環(huán)處理。
2.3主要構(gòu)筑物及參數(shù)
2.3.1改造前主要構(gòu)筑物
廢水調(diào)節(jié)池:地下鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸19.5m×9.3m×2.2m,有效水深1.7m,有效容積308m3,水利停留時間5h。配套設(shè)備為潛污泵2臺(一用一備)。堿減量廢水收集池1:地下鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸12m×9.3m×2.1m,有效水深1.7m,有效容積190m3。堿減量廢水收集池2:地下鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸2.8m×9.3m×2.1m,有效水深1.7m,有效容積44m3。pH調(diào)節(jié)池:下鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸1.95m×1.95m×1m,有效水深0.9m。板框壓濾機:型號BAS60/635-25,暗流式。配套設(shè)備:一臺砂漿泵。
2.3.2改造后主要構(gòu)筑物
廢水集水池:利用原有綜合廢水調(diào)節(jié)池。
新建組合池:由高濃度廢水調(diào)節(jié)池、混凝初沉池、
水解酸化池、好氧池、混凝沉池、污泥池組成。地上鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸32.5m×20.0m×5.5m。
(1)高濃度廢水調(diào)節(jié)池,工藝尺寸15m×7m×5.5m×+5m×6.5m×5.5m,有效水深5.0m,有效容積675m3,停留時間10.8h,主要功能:均和水質(zhì)、調(diào)節(jié)水量、廢水收集和提升。配套設(shè)備為2臺高濃度廢水提升泵和穿孔曝氣管。
(2)初沉池,工藝尺寸7.0m×10.0m×5.5m,有效水深5.1m,表面負荷1.0m3(/m2˙h);主要功能:降低廢水中的SS、COD以及色度,提高廢水可生化性。配套設(shè)備為兩臺(一用一備)污泥泵,斜管及支架,出水溢流堰及擋渣板一套。附屬設(shè)施:混凝反應(yīng)池,廢水調(diào)節(jié)pH,并且與混凝劑、助凝劑充分反應(yīng)。工藝尺寸2.0m×6.5m×5.5m(分三格,快混一格、慢混兩格),有效水深3.5m,采用硫酸亞鐵作為混凝劑、聚丙烯酰胺(PAM)為助凝劑,pH=8.0~8.5,反應(yīng)時間45min。配套設(shè)備為框式反應(yīng)攪拌機3臺,攪拌速度分別為20r/min、10r/min、5r/min。
水解酸化池:工藝尺寸9.0m×7.0m×5.5m+4.5m×13.0m×5.5m,有效水深5.00m,有效容積540m3,停留時間8.6h。配套設(shè)備為生物組合填料和三臺潛水攪拌機。主要功能:廢水在缺氧狀態(tài)下進行水解酸化,將廢水中的大分子有機物分解為小分子,提高廢水可生化性,降低廢水中的大部分色度以及少量COD。
A/O池:工藝尺寸9.0m×19.8m×5.5m,有效水深4.9m,有效容積873m3,污泥負荷為0.41kgCODCr/kgMLSS/d,停留時間14h。主要功能:經(jīng)水解酸化的廢水在缺氧狀態(tài)下與好氧段(O池)回流的污泥充分接觸、混合,在微生物的作用下進行有機物礦化反應(yīng)。
二沉池:工藝尺寸6.5m?.5m?.5m,兩座,有效水深4.8m,表面負荷:0.75m3/(m2穐),配套設(shè)備為兩臺(一用一備)污泥回流泵和出水溢流堰及擋渣板。
污泥池:工藝尺寸5.0m?.0m?.5m,有效水深4.00m,有效容積80m3,主要功能:污泥貯存。配套設(shè)備為一臺污泥攪拌機和兩臺污泥螺桿泵。
3工程調(diào)試及處理效果
3.1工程調(diào)試
生化段初期,接種污泥取自園區(qū)水處理廠的剩余污泥,接種質(zhì)量為8t,含水率80%。悶曝3d后,間歇方式進水,經(jīng)過15d后,改用連續(xù)進水方式調(diào)試,并通過逐步增加進水流量的方式提高負荷。經(jīng)過20d的運行,反應(yīng)器的運行負荷達到設(shè)計要求。20d后,好氧池污泥呈茶褐色,泥水界面清晰,上清液較清澈,污泥質(zhì)量濃度4500mg/L,污泥沉降比約為30%,鏡檢發(fā)現(xiàn)存在大量的菌膠團、累枝蟲、鐘蟲及極少量線蟲,且出水水質(zhì)較穩(wěn)定。通過污泥性狀、生物相及出水水質(zhì)判斷處理系統(tǒng)運行良好,系統(tǒng)接種馴化完成并進入穩(wěn)定運行階段,即工程生化段馴化50d天后基本達到穩(wěn)定。
3.2穩(wěn)定期運行效果
采用升級改造的“水解酸化+AO處理+混凝沉淀”處理工藝后,整體工程經(jīng)過3個月調(diào)試后穩(wěn)定運行,一年來,出水指標均正常,符合《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4278-2012)間接排放標準。各單元出水典型檢測數(shù)據(jù)見表2。
4工程投資和經(jīng)濟效益分析
4.1工程投資
工程投資見表3。
4.2技術(shù)經(jīng)濟分析
該高濃度印染廢水處理工程,電費為1061元/d,即0.71元/m3廢水;藥劑為陰離子PAM4kg/d、PAC固體粉劑100kg/d、陽離子PAM1kg/d,藥劑費合計269元/d,即0.18元/m3廢水;廢水處理站操作人員4人,按人工工資25000元/a計,則人工費為274元/d,即0.18元/m3廢水;水費為25元/d,即0.01元/m3廢水;日常維修費約0.04元/m3廢水。穩(wěn)定后,運行費用為1.12元/m3廢水,日運行費用1680元,年運行費用為50.40萬元(按全年運行300d計)。
5結(jié)論
(1)1500t/d高濃度印染廢水經(jīng)“水解酸化+AO處理+混凝沉淀”改造提升后,處理效果良好,出水指標達到GB4278-2012間接排放標準。
(2)1500t/d高濃度印染廢水工程改造投資313.77萬元,穩(wěn)定后運行費用1.12元/m3廢水,日運行費用為1680元,年運行費用為50.40萬元(按全年運行300d計)。
(3)為了更好地節(jié)約用水和處理成本,建議該廠將產(chǎn)生的低濃印染廢水進行處理并回用于生產(chǎn)。