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。
表1 廢水水質(zhì) | |||||
CODCr(mg/L) | BOD5(mg/L) | pH | 色度(倍) | 溫度(℃) | SS(mg/L) |
600～1200 | 160～300 | ＞13 | 400～600 | 45～55 | 300～600 |
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，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 處理流程與設計參數(shù)
圖1 廢水處理工藝流程圖
設計進水參數(shù)與排放標準如表2、3 所示。
表2 設計的進水指標 | |||||
CODCr(mg/L) | BOD5(mg/L) | pH | 溫度(℃) | 色度(倍) | SS(mg/L) |
800 | 200 | ＞13 | 45～55 | 500 | 450 |
表3 廣州地區(qū)的排放標準 | ||||
CODCr(mg/L) | BOD5(mg/L) | pH | 色度(倍) | SS(mg/L) |
80 | 30 | 6～9 | 40 | 70 |
2 工藝介紹
①沉砂池
沉砂池設計停留時間為15 min。在沉砂池中部設置格柵，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。沉砂池內(nèi)不設曝氣管，格柵人工清渣。
②調(diào)節(jié)池
在調(diào)節(jié)池的入口處設置pH監(jiān)測儀。在工程設計時，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)設置穿孔曝氣管曝氣，曝氣的主要用途是脫硫和使酸堿反應更充分，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。
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設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計池容。
?、芙佑|氧化池
設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，設置4臺SSR型鼓風機，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.設計水力停留時間為8 h。
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斜管沉淀池設計為兩個并聯(lián)使用，反應區(qū)與沉淀區(qū)設計在一起。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，它能去除相當一部分的CODCr和色度。特殊情況下，色度如不能達標，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。
表4 各單元出水CODCr的監(jiān)測結(jié)果 mg/L | ||||
日期 | 原水 | 水解池出水 | 接觸氧化池出水 | 沉淀池出水 |
9月1日 | 950.8 | 694.1 | 182.70 | 100.22 |
9月2日 | 745.67 | 484.69 | 124.82 | 82.37 |
9月3日 | 723.41 | 450.38 | 105.27 | 75.63 |
9月4日 | 840.0 | 478.83 | 134.45 | 89.62 |
9月5日 | 650.37 | 357.70 | 95.74 | 71.42 |
9月6日 | 620.49 | 341.27 | 89.61 | 65.24 |
9月7日 | 679.64 | 384.19 | 98.82 | 67.33 |
9月8日 | 845.89 | 524.45 | 137.44 | 88.45 |
9月9日 | 812.57 | 479.42 | 108.87 | 75.57 |
9月10日 | 889.82 | 503.40 | 151.02 | 94.76 |
9月11日 | 703.27 | 392.21 | 93.99 | 65.54 |
9月12日 | 587.34 | 300.62 | 85.00 | 69.42 |
9月13日 | 634.68 | 345.91 | 100.32 | 75.67 |
9月14日 | 579.79 | 300.56 | 92.47 | 70.74 |
9月15日 | 678.89 | 377.74 | 101.86 | 73.50 |
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。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、鼓風機、以及其他機械設備運行費用，藥劑費用，養(yǎng)料費，人工費用等。
?、偻端豳M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。
③藥劑費、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。
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