棉纺织印染废水处理

2017-03-09 10:50:11 xiaoyifan 19

江西某棉纺织印染厂在印染生产过程中产生大量废水,需对其进行达标排放处理。根据该废水的特点,采用混凝沉淀+水解酸化+接触氧化组合工艺进行处理,处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978—1996)一级排放标准,即色度≤50 倍、COD≤100 mg/L、BOD≤30 mg/L、SS≤70 mg/L。

1 印染废水的组成及特点
 
该印染厂加工工艺主要有前处理(包括退浆、煮炼、漂白等工序)、染色和整理工序。产生的综合废水属于成分复杂、浓度较高的有机污染废水,其色度高、pH 高、COD 高、BOD 低,并含有少量硫化物。综合废水的B/C 约为0.34,可生化性能一般。每天的废水为连续性排放,但每时段排放的废水水量和水质不同,废水的水量、水质波动性较大。

2 进水水质及排放标准
 
废水处理设计最大进水量为4 000 m3/d,要求处理后的出水达到《污水 综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准,具体进水水质及排放标准见表 1。

表 1 进水水质及排放标准
项目 COD/(mg·L - ) BOD 5 /(mg·L - ) SS /(mg·L - ) NH 3 -N /(mg·L - ) 色度/ 倍 pH
进水 ≤800 ≤240 ≤400 ≤25 ≤800 10.0~12.0
排放标准 ≤100 ≤30 ≤70 ≤15 ≤50 6.0~9.0

3 废水处理工艺流程确定及说明
 
考虑到污水色度高、碱性强、有机物浓度高、B/C较低的特点,工程主体采用混凝、水解酸化、接触氧化的工艺,目的是先通过混凝将水中不易沉淀的胶体物质形成大颗粒絮体,降低废水的色度、COD,然后废水进入水解酸化池进行水解酸化反应,把复杂的非溶解性的聚合物转化为简单的溶解性单体或二聚体,从而提高废水的可生化性,为后续的接触氧化创造条件。工艺流程如图 1 所示。

 车间废水经过厂区排水管进入格栅井,拦阻水中较大的漂浮物和悬浮物后进入调节池。在调节池停留一定的时间,进行水量的调节和水质的均化。调节池前设有pH 检测仪,当调节池废水pH>11.5 时加酸,将pH 调整为10 左右,所需加的酸来自周边某化工厂需处理的废酸。调节池出水通过潜污泵提升进入反应一池,在反应池中投加FeSO4和PAM,利用空气进行搅拌,加速混凝剂与废水的反应形成矾花。反应池出水自流进入一沉池中进行固液分离,污泥排入污泥浓缩池,出水自流进入水解酸化池。经水解反应后的废水自流进入生物接触氧化池。生物接触氧化池出水自流进入反应二池,通过投加混凝剂PAC 进行混凝反应,再进入二沉池进行固液分离,进一步达到净化的目的,确保出水达标排放。分离后的上清液溢流进入出水流量堰,达标排放。

一沉池和二沉池底集泥斗内的污泥利用污泥泵将污泥排入污泥浓缩池,再加入少量的PAM 进行重力浓缩处理。经浓缩后的污泥利用污泥泵提升到带式压滤机,进行挤压脱水处理,泥饼外运处置。污泥浓缩池上清液、压滤机的滤液回流到调节池。

4 主要构筑物设计参数及设备
 
本工程的主要建构筑物见表 2。

表 2 主要构(建)筑物
名称 尺寸 数量 备注
格栅井 4.0 m×1.5 m×2.0 m 1 座 有效水深0.5 m
调节池 24.3 m×16.3 m×4.8 m 1 座 有效水深3.5 m,HRT=8.0 h
反应一池 6.0 m×1.5 m×6.0 m 2 座 有效水深5.2 m,HRT=32 min
一沉池 27.0 m×6.0 m×6.0 m 2 座 有效水深2.0 m,HRT=3.6 h,水力表面负荷0.54 m 3 /(m 2 ·h)
水解酸化池 28.8 m×7.0 m×6.0 m 2 座 有效水深5.0 m,HRT=11.6 h,容积负荷(以COD 计)1.23 kg/(m 3 ·d)
接触氧化池 28.8 m×13.0 m×6.0 m 2 座 有效水深5.0 m,HRT=22.2 h,容积负荷(以COD 计)0.68 kg/(m 3 ·d)
反应二池 6.0 m×1.5 m×6.0 m 2 座 有效水深5.2m,HRT=22.2 h
二沉池 27.0 m×6.0 m×6.0 m 2 座 有效水深2.0 m,HRT=3.6 h,水力表面负荷0.54 m 3 /(m 2 ·h)
出水流量堰 8.0 m×1.5 m×2.0 m 1 座 有效水深0.6 m
污泥浓缩池 12.5 m×6.0 m×4.5 m 1 座 有效水深4.0 m
表 3 主要设备
名称 数量 型号 参数
调节池提升泵 3 台 100WQ100-15-7.5 Q=100 m 3 /h,H=15 m,N=7.5 kW
浮球液位计 4 套 LPF 线缆长度4 m
电磁流量计 1 套 LDE-200 上限流量500 m 3
pH 在线监测仪 1 套 MP113 pH 量程0~14
空气搅拌装置 2 套 非标 环状式配气
加FeSO 4 装置 1 套 1 个储药池 储药池尺寸2.5 m×2.5 m×2.0 m,加药泵型号32GW8-12-0.75,Q=8m 3 /h,H=12 m,N=0.75 kW
加PAC 装置 1 套 1 个储药池 2 台加药泵储药池尺寸2.5 m×2.5 m×2.0 m,加药泵型号32GW8-12-0.75,Q=8m 3 /h,H=12 m,N=0.75 kW
加PAM 装置 1 套 1 个储药池 3 台加药泵储药池尺寸1.5 m×1.5 m×1.2 m,加药泵型号20BF-12,Q=2 000 L/h,H=12 m,N=0.37 kW
排泥泵 8 台 65GW25-15-2.2 Q=25 m 3 /h,H=15 m,N=2.2 kW
刮泥机 4 台 HGN-6 N=1.85 kW
三叶罗茨 3 套 SSR200 Q=39.77 m 3 /min,ΔP=53.9 kPa,N=55 kW
微孔曝气器 1 900 只 D215 服务S=0.35 m 2
螺杆泵 2 台 G40-1 Q=12 m 3 /h,H=60 m,N=4 kW
带式压滤机 1 套 DY1500 Q=12 m 3 /h,N=12 kW

5 工程调试和运行
 
5.1 混凝沉淀池调试
 
在反应一池入口处投加FeSO4和PAM 可以去除废水中相当一部分的COD 和色度。在现场通过调整搅拌转速和加药量,经过10 d 调试后,在FeSO4、PAM 投加质量浓度分别为400、1.2 mg/L 的情况下,矾花大而密实容易沉淀,并且脱色效果较为明显,而且能保证进入水解酸化池的废水pH 维持在8~9 之间,也有效保证了生物池的pH 条件。因此确定这个工况为运行工况。

5.2 水解酸化池调试
 
调试初期接种污泥取自江西某城市污水处理厂的剩余污泥,接种质量为15 t,含水率80%。启动初期在混凝出水中投加适量的工业葡萄糖和尿素等营养物质。由于生活污水与印染废水的水质差别大,因此调试初期采用间歇方式进水,每天3 班,每班4 h,废水日处理量约为总负荷的30%。随着处理效果的稳定运行,逐渐延长进水时间。经过15 d 后,待菌种适应印染废水的环境后,改用连续进水方式调试,并通过逐步增加进水流量的方式来提高反应负荷,同时调试时加强生物相的观察和记录对比。经过14 d的运行,反应器的运行负荷达到设计要求。

5.3 生物接触氧化池调试
 
接触氧化池的调试是整个工程最重要的部分,可分为2 个过程: 污泥接种培养阶段、污泥驯化阶段。其中第1 天—第14 天为接种培养过程,先引入取自江西某城市污水处理厂的好氧活性污泥,接种量为池容的10%左右。首次接种污泥后静置20 h 不曝气,使固着态微生物接种到填料上,然后曝气24 h,静置1 h 后排掉接触氧化池的上清液(占总体积的1/5)。再泵入污水重复操作,同时投加尿素、磷肥。6 d 后,待污泥黏附在组合填料上后,第7 天开始连续小水量进水。在此期间,每天通过测定接触氧化池进、出水的水质变化,直至出水水质稳定时表明初步挂膜成功。第15 天—第45 天是驯化阶段,逐步增加进水水力负荷和曝气负荷,避免因水力负荷的突然增加对尚未完全成熟的生物膜造成不利影响,同时确定活性污泥系统的最佳运行条件。水力负荷达到满负荷时,池中已培养了足量的高活性微生物膜。观察填料的挂膜情况,可以看到接触氧化池的污泥呈茶褐色,且出水水质较稳定,表明接触氧化池已成功启动,此时进入运行阶段。

6 运行效果
 
工程经2 个多月的调试后,国家法定环境监测单位对工程出水进行连续监测12 d,结果表明出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准。各处理单元进出水水质见表 4。

表 4 污水处理主要单元出水水质及去除率
项目 进水/(mg·L - ) 预处理单元 水解酸化池 接触氧化池 混凝二沉池
出水/(mg·L - ) 去除率/% 出水/(mg·L - ) 去除率/% 出水/(mg·L - ) 去除率/% 出水/(mg·L - ) 去除率/%
COD 823 512 37.8 473 7.6 124 73.8 57 54.0
BOD 5 238 183 21.1 170 7.1 21 87.6 18 14.3
SS 432 102 76.4 97 4.9 - - 64 34.0
NH 3 -N 28 21 25 18 14.3 11 38.8 11 -
色度 800 190 76.2 120 36.8 73 39.2 16 78.1
pH 12.2 8.4 - 7.6 - 7.5 - 6.8 -

7 经济指标和工程效益
 
本工程总投资809.9 万元,其中土建为376.9万元,设备费为337.4 万元。合计用电量为2 999.5kW·h/d,电费以0.6 元/(kW·h) 计,电费合计为1 799.7 元/d,即0.450 元/t;药剂费用1 953.6 元/d,即0.488 元/t;另计入工资福利费、维修费、污泥处置费等,则运行直接成本平均为1.02 元/t,再计入固定资产折旧,运行总费用为1.27 元/t。污水处理站建成后,废水达标,回用于生产工艺。每年减少COD 排放约1 008 t,对当地环境污染控制起到积极作用。.

8 结论
 
(1)采用混凝沉淀+水解酸化+生物接触氧化组合工艺处理棉纺织印染废水,出水水质可达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级排放标准。对于可生化性差的印染废水,选择水解酸化池作为废水处理的预处理单元,能显著提高B/C,为后续好氧处理提供有利条件。水解酸化池具有工艺技术简单、建设投资费用低、运行维护方便、出水无厌氧发酵不良气味等优点,尤其适应于处理印染废水。

(2) 混凝沉淀工艺以FeSO4作为混凝剂,以PAM 为助凝剂,充分利用了碱性废水的特点,操作灵活,效果良好,而且费用较低。对本工程而言,FeSO4、PAM 的最佳投加质量浓度分别为400、1.2mg/L。

(3)运行期间,接触氧化池偶尔会出现污泥膨胀,经分析由于有机物超出正常负荷,同时溶解氧过低导致丝状菌的优势生长引起污泥膨胀。对此可增加污泥的回流量,增加曝气量,适当减少进水量。

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