摘要: 采用預(yù)處理/水解酸化/好氧/混凝沉淀工藝處理漂染工業(yè)園廢水,處理效果穩(wěn)定,酸耗低,占地面積小,剩余污泥少,泥餅可直接送往園區(qū)電廠摻煤焚燒,出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)的一級標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞:漂染廢水;預(yù)處理;水解酸化;好氧處理;混凝沉淀

新塘漂染業(yè)綜合治理配套工程項(xiàng)目地處廣東省增城市新塘漂染業(yè)環(huán)保工業(yè)園,主要為園區(qū)企業(yè)提供集中供熱、供水、廢水處理服務(wù)。該項(xiàng)目配套廢水處理廠目前為30多家入園漂染企業(yè)集中處理牛仔服裝洗漂、印染、絲光及生活等綜合廢水,一期工程處理規(guī)模為10 ×104 m3 /d,生化處理部分分兩組,一組采用水解酸化/好氧工藝,另一組采用水解酸化/ Carrousel氧化溝工藝,筆者主要介紹水解酸化/好氧工藝部分。

1　廢水水量、水質(zhì)及設(shè)計(jì)要求

該工程預(yù)處理系統(tǒng)的處理能力為10 ×104 m3 / d,總變化系數(shù)Kz = 3. 0。水解酸化/好氧工藝段設(shè)計(jì)處理水量為5 ×104 m3 /d,系統(tǒng)24 h連續(xù)運(yùn)行。廢水中的污染物主要為牛仔服裝及棉紡織纖維上的鹽類、油類和脂類物質(zhì)以及在漂染生產(chǎn)過程中投加的沸石、漿料、硫化黑、靛藍(lán)染料、工業(yè)洗衣粉、表面活性劑、元明粉、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、蘇打、燒堿等,使得廢水水質(zhì)波動大、成分復(fù)雜。

設(shè)計(jì)原水水質(zhì)根據(jù)洗漂(占75% ) 、印染和絲光 (占20% ) 以及生活等其他廢水(占5% )水質(zhì)實(shí)測數(shù)據(jù)和比例綜合分析后確定,處理出水水質(zhì)執(zhí)行廣東省《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001)第二時(shí)段的一級標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)如表1所示。

2　處理工藝

2.1　工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。

洗漂、印染、絲光及生活等各類廢水通過管網(wǎng)直流到廢水處理廠的粗格柵和一級提升泵池,再由泵提升至細(xì)格柵池和平流沉砂池,并投加50%的硫酸調(diào)節(jié)pH,之后廢水流入調(diào)節(jié)沉淀池,再通過二級泵提升至水解酸化池,出水與二沉池回流污泥混合流入曝氣池,完成有機(jī)物的好氧去除,二沉池回流污泥90%進(jìn)入曝氣池, 10%進(jìn)入水解酸化池,二沉池出水經(jīng)混凝沉淀后大部分外排,少部分回用于帶式壓濾機(jī)反沖洗及綠化。

調(diào)節(jié)沉淀池、混凝沉淀池的污泥與二沉池的剩余污泥通過污泥泵排入污泥池進(jìn)行均勻混合,再通過泵送入帶式濃縮一體化壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理,泥餅外運(yùn)或送至工業(yè)園項(xiàng)目配套熱電廠摻煤焚燒。

2.2　工藝特點(diǎn)

①　在平流沉砂池后加酸,使酸與廢水充分混合反應(yīng),有利于靛藍(lán)等染料酸析并在調(diào)節(jié)沉淀池中沉淀下來。

②　調(diào)節(jié)沉淀池集調(diào)節(jié)和平流沉淀功能于一體,既起到調(diào)節(jié)水量的作用,又能使不溶解有機(jī)物或酸析染料等懸浮物沉淀下來,降低了后續(xù)生化處理的有機(jī)負(fù)荷。

③　對色度和有機(jī)物的去除主要依靠好氧生物處理,水解酸化可將大分子或難以降解的化合物分解為易于降解的中間產(chǎn)物, 提高廢水的可生化性[ 1 ] ,并充分發(fā)揮酸化作用,進(jìn)一步降低pH,節(jié)省前端加酸量,有機(jī)物主要在曝氣池中被降解去除。

3　主要構(gòu)筑物尺寸及設(shè)計(jì)參數(shù)

①　粗格柵及一級泵池。采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為13. 3 m ×10. 8 m ×10. 8 m,有效容積為1 150 m3 ,安裝耙齒間隙為3 mm的格柵4臺。

②　平流沉砂池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為28 m ×13. 4 m ×5 m,分4格,有效容積為450 m3 ,安裝耙齒間隙為1 mm的格柵4臺,桁車吸砂機(jī)4臺。

③　調(diào)節(jié)沉淀池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為89 m ×57 m ×5 m,分3格,設(shè)計(jì)平均表面負(fù)荷為0. 95 m3 / (m2 ·h) ,安裝桁車刮吸泥機(jī)3 臺。

④　水解酸化池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為35. 7 m ×39. 9 m ×8 m,共2座,每座分3 格,每格設(shè)潛水?dāng)嚢杵?臺,有效容積為21 366 m3 , HRT = 10 h,設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為1. 5 kgCOD / (m3 ·d) , 池內(nèi)設(shè)立體彈性填料,體積為8 553 m3。

⑤　曝氣池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為58. 3 m ×40. 2 m ×6. 8 m,共2 座,每座分3 格,有效容積為29 061 m3 , HRT = 14 h,設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為0. 83 kgCOD / (m3 ·d) ,設(shè)計(jì)氣水比為12 ∶1, 采用微孔鼓風(fēng)曝氣方式。

⑥　二沉池。采用周進(jìn)周出輻流式沉淀池,地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),直徑為36 m,深為4. 2 m,共 2座,設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為1 m3 / (m2 ·h) 。

⑦　混凝沉淀池。采用網(wǎng)格絮凝平流沉淀池, 地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為98. 4 m ×31. 5 m × 3. 5 m,分2格,網(wǎng)格絮凝池HRT = 0. 25 h,平流沉淀池HRT = 3 h,設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0. 8 m3 / (m2 ·h) ,安裝桁車刮吸泥機(jī)2臺。

⑧　污泥池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為17 m ×10 m ×4. 5 m,設(shè)潛水?dāng)嚢杵?臺。

⑨　脫水機(jī)房。設(shè)帶式濃縮一體化壓濾機(jī)4 臺,帶寬為3 m。

4　調(diào)試和實(shí)際運(yùn)行情況

該工程于2006年7月正式通水啟動,采用某漂染廢水處理廠脫水后的剩余污泥(污泥含水率為 82% )接種,共接種污泥480 t。

開始調(diào)試時(shí),廢水處理量控制為8 000 m3 /d,間歇進(jìn)水,曝氣池連續(xù)曝氣,當(dāng)DO > 5 mg/L時(shí)啟動二級泵進(jìn)水,開啟1臺污泥回流泵,污泥回流量為600 m3 /h;當(dāng)污泥沉降比增加到20%后按15%的幅度逐漸增加進(jìn)水量,當(dāng)處理量達(dá)到設(shè)計(jì)水量的40%后, 由間歇進(jìn)水改為連續(xù)進(jìn)水,流量控制為830 m3 /h, 開啟2臺污泥回流泵,曝氣池污泥回流量控制為 1 000 m3 /h,水解酸化池的污泥回流量控制為200 m3 /h,按10%的幅度增加進(jìn)水量直至設(shè)計(jì)規(guī)模。

在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)沉淀池不需要投加混凝劑, 適當(dāng)控制負(fù)荷即可使懸浮物自然沉降達(dá)到固液分離的目的,因大部分懸浮物都是不溶性染料顆粒, COD 可降低約25% ,降低了后續(xù)生化處理負(fù)荷。

隨著水解酸化池開始掛膜,污泥濃度增大,水解酸化功能不斷增強(qiáng),運(yùn)行3個(gè)月后發(fā)現(xiàn)在預(yù)處理階段只需用硫酸將廢水的pH值調(diào)至11. 0,通過水解酸化作用可使pH值降低到10. 5,再經(jīng)過曝氣池處理后,除總磷以外的各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)標(biāo)。通過不斷地試驗(yàn)各種復(fù)配藥劑,發(fā)現(xiàn)使用CF1混凝劑(不需加助凝劑)既可進(jìn)一步降低S2 - 和COD 等各項(xiàng)指標(biāo),又可使出水總磷達(dá)標(biāo),滿足回用需要。

剩余污泥大部分回流到水解酸化池進(jìn)行消解[ 2 ] ,少部分從二沉池直接排入污泥池,泥餅中約 90%為染料等物化污泥,無惡臭味,污泥熱值高,可送往電廠摻煤焚燒,試驗(yàn)證明泥餅與煤以1 ∶20的比例摻燒對電廠鍋爐和排氣系統(tǒng)沒有不良影響,如果用煙氣烘至半干[ 3 ] ,則摻燒比例還可加大。

隨著工業(yè)園區(qū)的發(fā)展,印染和絲光廢水的比例不斷增加,導(dǎo)致進(jìn)水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)設(shè)計(jì)上限, pH值達(dá)到12,需要大量硫酸中和,若加酸不夠, pH值不能降低到11. 0,會導(dǎo)致活性污泥處理效果變差。通過改造排泥系統(tǒng)、加酸系統(tǒng)后,出水各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)于設(shè)計(jì)出水指標(biāo)。該工程已投產(chǎn)近2 年,運(yùn)行穩(wěn)定, 2006 年8月—2008年5月的監(jiān)測結(jié)果平均值見表2。

5　運(yùn)行費(fèi)用

①　藥劑費(fèi): 50%的硫酸按900元/ t計(jì),所需費(fèi)用為4. 5 萬元/d; CF1 按900 元/ t計(jì),所需費(fèi)用為 1 500元/d;污泥脫水的PAM按34 000元/ t計(jì),所需費(fèi)用為4 100 元/d,則總藥劑費(fèi)為5. 06萬元/d,其中硫酸費(fèi)用占89%。

②　電費(fèi):該系統(tǒng)平均電耗為0. 58 kW·h /m3 , 熱電廠內(nèi)部廠用電價(jià)格為0. 44 元/ ( kW·h) ,則電費(fèi)為1. 276 萬元/d。

③　污泥處理費(fèi):產(chǎn)泥量為130 t/d,污泥處置費(fèi)為56元/ t,則污泥處理費(fèi)為7 280元/d。

④　人工費(fèi):人均工資與福利為4 000元/ (月 ·人) ,編制為15人,則人工費(fèi)為2 000元/d。

該廢水處理工程總運(yùn)行費(fèi)用為72 640元/d,單位運(yùn)行費(fèi)用為1. 45 元/m3 ,其中硫酸費(fèi)用占62%。如果能夠引進(jìn)排放酸性廢水的廠家入園或者改用廢酸中和,則可以大大降低費(fèi)用。

6　結(jié)論

①　采用預(yù)處理/水解酸化/好氧/混凝沉淀工藝處理漂染工業(yè)園廢水,處理效果穩(wěn)定可靠,運(yùn)行費(fèi)用低,出水水質(zhì)達(dá)到廣東省《水污染物排放限值》 (DB 44 /26—2001)第二時(shí)段的一級標(biāo)準(zhǔn),可用作廠內(nèi)反沖洗和綠化用水。

②　對色度和有機(jī)物的降解主要靠生物方法, 適當(dāng)加酸調(diào)節(jié)pH值至11. 0以下,然后利用水解酸化功能使pH降至好氧活性污泥可承受的范圍,是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵,也是控制運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵。

③　生化系統(tǒng)剩余污泥產(chǎn)量少,泥餅沒有惡臭, 可直接送電廠以1 ∶20的比例摻煤焚燒,如果用煙氣烘至半干,則摻燒比例還可加大。

參考文獻(xiàn):

[ 1 ] 　張自杰. 廢水處理理論與設(shè)計(jì)[M ]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2002.

[ 2 ] 　張忠祥,錢易. 廢水生物處理新技術(shù)[M ]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2004.

[ 3 ] 　翁煥新,馬學(xué)文,蘇閩華,等. 利用煙氣余熱干化城市污泥工藝的應(yīng)用[ J ]. 中國給水排水, 2008, 24 (4) : 58 - 60.

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