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浅谈色织布废水处理工程设计实例

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[摘要]采用“前物化-水解酸化-好氧”组合工艺处理色织布废水,同时以氧化塘-臭氧高级氧化工艺进行深度处理,进一步提高废水处理效率。经过系统处理,综合废水CODcr从进水2350mg/L左右降至50mg/L以下,色度从进水3500度左右降至50度以下,处理效率均达到97%处理后排放水质达到越南排放标准(QCVN40:2011/BTNMT)A标准。本工程为越南的中资企业所有,出水监测系统实时在线,监管严格,但项目投产运行至今,没有出现超标的现象,长时间实际运行表明,该系统处理的出水水质稳定,处理效率高。

[关键词]色织布;废水处理;水解酸化好氧;氧化塘;臭氧反应

国内某大型上市纺织公司,走出国门,到越南投资设厂,建设规模为年产6万锭纺纱及3000万米色织面料生产线。本废水处理工程为项目配套的污水环保治理措施,本工程主要污染源是色织布废水,水质成分复杂,主要污染源为退浆、浆纱水,整理(丝光水)废水、漂染废水、制衣水洗废水等生产废水。其中退浆废水、浆纱浓水水量少,但污染物浓度最高,且含有难生物降解的PVA。根据不同种类废水的水质,本工程采用退浆废水、浆纱水单独预处理,预处理后与其它废水综合处理,预处理采用“盐析混凝+厌氧”的工艺。综合废水采用“前物化+厌氧+好氧+后物化”组合工艺,并增加“氧化塘+臭氧”深度处理系统。该污水处理站已正常运行,出水CODcr为50mg/L以下,色度为50度以下,达到了越南排放标准(QCVN40:2011/BTNMT)A标准,低于规定A标准(低10%~20%),并通过了当地有关部门的验收。本文对该污水处理站的有关设计与运行情况进行介绍。

1工艺设计

1.1废水水量水质和处理要求

废水主要为退浆水、整理(丝光、液氨、水洗、拉幅、剩余退浆)水,浆纱水、漂染等废水,工程设计处理规模:3000m3/d。

1.2处理工艺流程

退浆、浆纱水预处理系统(70m3/d):在集水池中调节水量和温度,提升至PVA回收设备,加入硫酸钠降低PVA的溶解度,使PVA析出,后加入硼砂使析出的PVA絮凝成块状,易于水中分离、沉淀,冷却后的PVA成块状固体,通过耙式回收系统排出。废水进入厌氧反应塔进一步去除难降解的污染物,出水至综合废水的调节池。综合生产废水处理系统(3000m3/d):经过细格栅去除大块杂物后,进入集水池,然后通过提升至斜筛,在斜筛的过滤作用下去除大部分纱线。废水自流进入絮凝反应池。调节废水pH,投加絮凝剂与废水在絮凝反应池中混合,形成大量较易沉淀的矾花。废水随后进入初沉池,进行泥水分离,去除污水中大部分悬浮物及有机污染物,沉淀下来的污泥由刮吸泥机吸出,然后泵送至物化污泥浓缩池。初沉池出水至调节池,综合收集所有废水并调节水量、水质。废水提升至水解酸化池(若废水温度过高,则先将其提升至位于水解酸化池上的冷却塔降温后自流进入水解酸化池),废水在水解酸化池内发生水解酸化反应,水解酸化能将难降解有机物分解成易降解有机物、将大分子有机物降解成小分子有机物,而微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞内。因此,水解酸化的产物为微生物摄取有机物提供有利条件,水解酸化可大大提高废水的可生化性,改善后续生化处理的条件。水解酸化池出水进入好氧池,好氧池设置三个区域:预曝气段、缺氧段、好氧段。预曝气段:主要去除硫化物等无机物。

缺氧段:在缺氧的状态下,反硝化菌将硝态氮还原成氮气。好氧段:利用活性污泥吸附降解有机污染物,有效提高活性污泥的沉降性能。好氧微生物在氧气充足的条件下,利用自身的新陈代谢将有机物分解为二氧化碳和水,降解有机污染物,并进行自身增殖,维持系统中高浓度的生物群体。采用廊道式推流方式运行,避免短流,提高系统的处理能力。生化系统需要的氧气由鼓风机供给。好氧池出水进入二沉池,废水在二沉池中进行泥水分离,沉淀下来的污泥由刮吸泥机吸出,部分污泥回流至生化系统。二沉池出水自流进入终沉池,通过沉淀去除废水中的悬浮物,减轻后续处理工序的负荷,污泥送入污泥浓缩池。自流进入深度处理系统。在深度处理系统中,废水进入氧化塘,在氧化塘增加生物填料、曝气机、小鱼、藻类、水草,对污水中各种污染物进行有效的净化和综合利用,有效地吸附和降解污水中多种污染物质,加速和增强净化作用。氧化塘出水进入臭氧反应池,通过臭氧系统产生的O3进一步处理氧化塘出水,利用其强氧化性能有效果氧化生化系统出水中基本难以生物降解的可溶性有机物,大大降低出水色度和COD,臭氧反应池出水达标排放。工艺流程见下。退浆、浆纱水→退浆、浆纱水收集池→冷却塔→退浆、浆纱水收集池→PVA回收间→集水池→厌氧反应塔→多功能池综合废水→多功能池→冷却塔→水解酸化池→好氧池→二沉池→反应池→终沉池→氧化塘→臭氧反应池→达标排放

1.3主要构筑物及设备

退浆、浆纱水预处理系统(70m3/d)。

1.3.1退浆、浆纱水收集池

收集退浆、浆纱水,调节水量和温度,并将废水提升至PVA回收装置,有效容积为140m3,停留时间48h。

1.3.2集水池

收集PVA回收车间的出水,调节水质、水量,并将废水提升至厌氧反应塔,效容积为100m3,停留时间35h。

1.3.3厌氧反应塔

利用厌氧微生物,降解废水中大部分有机物。效容积为990m3,停留时间14d。综合废水处理系统(3000m3/d)。

1.3.4多功能池

除去废水中较大的颗粒状固体及杂质,废水提升进入混凝反应池。投加混凝剂及助凝剂,与废水充分混合、反应。通过沉淀去除废水中的大部分悬浮物,物化污泥送入污泥浓缩池。综合收集车间废水,调节水量、水质,并将废水提升至水解酸化池。絮凝反应区:反应时间43.2min沉淀区:表面负荷0.58m3/m2•h,调节区:有效容积834m3,停留时间6.6h。

1.3.5水解酸化池

利用其兼氧、厌氧菌等生物群体的综合作用,提高废水的可生化性。设有脉冲布水器,底部采用新型布水器,泥水充分混合。有效容积6300m3,停留时间50.4h,容积负荷0.28kgCOD/(m3/d)。

1.3.6好氧池

预曝气段:将空气通入废水中,主要去除硫化物等无机物,停留时间4h。缺氧段:利用兼氧微生物降解废水中有机物,在缺氧的状态下,反硝化菌将硝态氮还原成氮气,停留时间HRT=8h。好氧段:利用活性污泥吸附降解有机污染物,有效提高活性污泥的沉降性能。好氧微生物在氧气充足的条件下,利用自身的新陈代谢将有机物分解为二氧化碳和水,降解有机污染物,并进行自身增殖,维持系统中高浓度的生物群体。采用廊道式推流方式运行,避免短流,提高系统的处理能力。停留时间37h,容积负荷0.61kgCOD/(m3/d),污泥浓度2g/L,污泥负荷0.08kgBOD/(kgMLSS•d),气水比:52.8︰1。

1.3.7二沉池

从好氧池出来的混合液在此泥水分离,活性污泥回流至生化系统,剩余污泥送入污泥浓缩池,表面负荷0.37m3/m2•h。

1.3.8终沉池

通过沉淀去除废水中的悬浮物,减轻后续处理工序的负荷,污泥送入污泥浓缩池,表面负荷0.55m3/m2•h。

1.3.9氧化塘

对污水中各种污染物进行有效的净化和综合利用,增殖的藻类和细菌可作为浮游动物的饵料,水生植物还能有效地吸附和降解污水中多种污染物质,停留时间5d,有效容积15000m3。

1.3.10臭氧反应池

可通过臭氧系统产生的O3进一步处理氧化塘出水,利用其强氧化性可以有效果氧化生化系统出水中基本上是难以生物降解的可溶性有机物,大大降低出水色度和COD停留时间2.4h,有效容积:305m3。

2启动和运行结果

2.1生化系统的启动

生化系统的启动用污泥接种法,好氧池接种污泥采用附近污水厂二沉池的回流污泥,直至好氧污泥溶度大约1500mg/L,采用连续进水连续曝气的方式运行,进水量不超过设计水量的30%,二沉好氧污泥回流至好氧池前端,经过调试运行后,好氧去除率达到80%时,可逐步增加好氧进水量,直至满负荷运行。在此期间,注意控制厌氧出水的SS、好氧系统的温度、pH、营养物投加比例、氧化池溶解氧(DO)、二沉池污泥回流比、氧化池污泥浓度(MLSS)等运行参数。

2.2系统运行结果

本工程建成经当地环保部门验收后,正式投入运行已超过1年,每天对进、出水各项指标进行监测。

3主要技术经济指标

本工程设计处理能力:3000m3/d,占地面积20000m2,工程总投资4000万元,总装机功率为529.85kW,常开功率为373.35kW。运行费用主要为电费、药剂费用和工资福利费,电费为1.12元/m3,药剂费为1.876元/m3、液氧费用:0.68元/m3、工资福利费为0.38元/m3,所以废水处理系统直接运行成本费用为4.056元/m3。

4结语

(1)经该工艺系统处理后,出水中各污染物指标为CODCr为75mg/L,色度为60度,去除率均达到98%,运行费用为4.056元/m3。

(2)本工艺将物化沉淀处理放在生化系统前,去除大部分的SS和色度,还可以降低后续生化处理的负荷。生化后的“氧化塘+臭氧反应池”深度处理工艺则能去除废水中难生物降解的物质,保证了出水能稳定达标。

(3)根据不同种类废水的水质,采用不同的处理工艺:退浆废水采用“盐析混凝+厌氧”的工艺,综合废水采用“前物化-厌氧-好氧-生物化-深度处理”工艺处理色织布废水,经过长达1年的运行实践,证明该工艺成熟,治理效果比较稳定,能够确保水质达标排放。

作者:陈旭鹏 单位:广州中环万代环境工程有限公司

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