棉布印染廢水處理工藝

    廣州市新塘鎮(zhèn)新圖印染廠是一家棉布印染、整理企業(yè)，染色所用的染料主要是硫化染料，上染率不高，廢水中殘留染料多，顏色深；使用ABS作為表面活性劑，對微生物有抑制作用；所用漿料為PVA,生化性差。廢水水質(zhì)如表1。

　　工程采用水解酸化、接觸氧化的工藝，目的是通過廢水的水解酸化反應(yīng)，把難降解的高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較小的分子，從而改善廢水的可生化性，為接觸氧化創(chuàng)造條件。

　　1　處理流程與設(shè)計參數(shù)

圖1 廢水處理工藝流程圖

 　　設(shè)計進水參數(shù)與排放標(biāo)準(zhǔn)如表2、3 所示。  

　　2　工藝介紹

　?、俪辽俺?

　　沉砂池設(shè)計停留時間為15 min。在沉砂池中部設(shè)置格柵，主要是去除一些大的雜物。在池的前段開始加酸，通過攪拌機攪動使酸堿充分反應(yīng)。沉砂池內(nèi)不設(shè)曝氣管，格柵人工清渣。

　?、谡{(diào)節(jié)池

　　在調(diào)節(jié)池的入口處設(shè)置pH監(jiān)測儀。在工程設(shè)計時，特別增加了調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)時間，廢水在調(diào)節(jié)池的停留時間為8 h。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置穿孔曝氣管曝氣，曝氣的主要用途是脫硫和使酸堿反應(yīng)更充分，以保證進入水解酸化池廢水的pH值在7～10之間。廢水在進入水解酸化池之前主要通過降溫裝置使溫度降到40 ℃以下，以保證微生物的正常代謝。

　　③水解酸化池

設(shè)計的水解酸化池與一般的水解酸化池有不同之處：a.水解酸化池中掛填料，使污泥附著在填料上形成膜，從而增大污水與污泥的接觸面積，達到增加泥水接觸時間的目的；b.模仿UASB工藝，采用虹吸脈沖布水的方法，使布水均勻；c.控制每次脈沖的時間在5～7min，通過脈沖布水，可以造成劇烈攪動，激起池底的沉積污泥，又一次加強泥水之間的接觸；d.根據(jù)實際經(jīng)驗確定污水在池中的停留時間，而不是單純采用一般的容積負荷來設(shè)計池容。

　?、芙佑|氧化池

　　設(shè)計的接觸氧化池有以下特點：a.采用組合填料。b.采用微孔曝氣器布氣，提高氧的利用效率。工藝采用的氣水比為25∶1，設(shè)置4臺SSR型鼓風(fēng)機，平時2用2備，特殊情況下3用1備，空氣流量為40m3/min。在運行過程中，控制水中溶解氧在2～4mg/L。c.在接觸氧化池末段設(shè)置中間沉淀池，目的是沉淀一部分污泥和脫落的膜，并回流至水解池，使最終進入斜管沉淀池中的泥量有所減少，繼而減少沉淀池中藥劑的用量。同時，回流到水解酸化池的污泥由于有比較長的停留時間，大部分能夠得到消化［2］。d.設(shè)計水力停留時間為8 h。

　?、菪惫艹恋沓?

　　斜管沉淀池設(shè)計為兩個并聯(lián)使用，反應(yīng)區(qū)與沉淀區(qū)設(shè)計在一起。表面負荷為1.5m3/(m2·h)，水力停留時間為2.25 h。廢水在進入沉淀池之前已加藥，所加藥劑為PAC和PHP，它能去除相當(dāng)一部分的CODCr和色度。特殊情況下，色度如不能達標(biāo)，則投加漂白水脫色。

　　3　行過程與結(jié)果

　　2000年6月15日開始調(diào)試，按照設(shè)計處理水量的20%左右投加污泥于水解酸化池與接觸氧化池中。調(diào)試運行階段，由于廢水可生化性差，一般采用投加營養(yǎng)料提高BOD與COD的比值來提高廢水的可生化性，培養(yǎng)、馴化微生物對廢水的適應(yīng)性。投加的養(yǎng)料有面粉、糖、尿素、磷。

　　對于水解酸化池，調(diào)試初始階段控制BOD/COD＞0.3，控制每天的進水量在設(shè)計流量的10%～15%。7 d后，開始加大處理量，同時監(jiān)測水解池中的pH與CODCr。運行一段時間后，填料上長有生物膜，水解酸化池中存在指示性微生物，這種微生物呈桿狀，當(dāng)水解酸化池中處理效果好時，它們的數(shù)量多且比較活躍。運行正常后，處理水的pH值變化明顯且比較穩(wěn)定，COD去除率一般在40%左右，色度也有明顯變化。當(dāng)然，投加養(yǎng)料不能中止，否則處理效果將變差。

　　水解酸化后的處理水進入接觸氧化池中進行曝氣，調(diào)試階段采用投加糖等養(yǎng)料的方法來增強處理效果，促進生物膜的生長，并控制溶解氧在2～4 mg/L。剛開始運行時，池內(nèi)有大量的泡沫，說明表面活性劑還大量存在，運行正常后(一般需要30 d左右)，泡沫消失。由此可以看出，難處理的表面活性劑ABS經(jīng)過水解酸化處理后，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。采泥樣鏡檢可以看到豐富的鐘蟲以及輪蟲、線蟲，其他的原生動物也較多。在接觸氧化池內(nèi)，CODCr、色度得到明顯的去除，運行近3個月時的CODCr監(jiān)測結(jié)果如表4所示。

　　一般情況下，接觸氧化池的出水CODCr和SS還比較高，在進入斜管沉淀池時要投加PAC和PHP，投加量可根據(jù)經(jīng)驗或做小試確定。當(dāng)水質(zhì)變化較大時，要加大PAC和PHP的投加量。沉淀池出水色度有時偏高，還要在脫色池中投加漂白水進一步去除色度。因為沉淀池采用斜管，表面負荷較小，但出水中SS一般能達標(biāo)。沉淀池中的污泥排入污泥濃縮池中濃縮，再經(jīng)板框壓濾機脫水。

　　4　主要運行費用分析

　　運行費用由以下幾個方面組成：投酸費用，泵、鼓風(fēng)機、以及其他機械設(shè)備運行費用，藥劑費用，養(yǎng)料費，人工費用等。

　　①投酸費用：由于該廠為新建廠，生產(chǎn)工藝中無堿回收系統(tǒng)，故每天的中和用酸量較大，將近2 kg/m3，硫酸按450元/t計算，投酸的成本為4500 元/d。

　?、陔娰M：一般情況下，運行兩臺鼓風(fēng)機，每臺功率為55kW；每天運行兩臺7.5kW水泵，總功率為125kW。按實際運行功率100 kW計算，用電量為2400 kW/d，則電費為2400 元/d。

　?、鬯巹┵M、養(yǎng)料費：每天用去1.5t PAC、0.5t PHP，按平均價1800元/t計算，則藥劑費用為3600 元/d；實際運行時，每天投加的養(yǎng)料費用也不少于800 元/d。

　　經(jīng)初步估算，該廠的廢水處理費用至少在2.26元/t以上。估計堿回收開展起來后，運行費用會有所降低，但也在1.4元/t以上。