ABR-接触氧化-混凝法处理印染废水

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广东地区印染行业发达,中小型印染厂较多,印染废水均具有排放量大、污染物浓度高、色度高、水质不稳定等特点。某针织有限公司位于广东省惠州市潼湖镇,属于新建印染企业,主要进行各种毛衣制造、洗水、染色、印花等加工生产,年生产毛衣可达200万件,产品主要是出口外销,该公司建设执行建设项目环境保护“三同时"制度,废水处理工程与2003年10月动工新建,2004年12月通过环保部门验收,出水各项指标均达到并优于广东省《水污染排放限值》(DB44/26-2001)中的第二时段一级排放标准。
1 设计水量与水质
该公司主要生产染色毛衣成衣以及各种毛线,废水主要是从染色、洗涤等生产工序中产生。在染色过程中,大量使用冰醋酸、枧油、三A枧粉、羊毛均色油、沉淀防止剂、阳离子黑X-O、酸性黑T-250、元明粉、柔软剂、渗透剂、稳定剂等药剂,虽然毛织物上染率高,但是还是有部分染料残留在排放废水中,同时染色助剂基本上全部存留在废液中,因此排放废水中含有大量有机污染物,色度高而且复杂,同时随着生产批次品种不同,色度变化很大。另外,在洗水过程中由于大量使用了去污精、洗涤剂等有机去污剂,同时原毛线上的污垢、毛渣等进入洗水,所以洗水废水中有机物浓度也是非常高,而且含有大量悬浮物。
经过对该公司生产的产品类型及生产工艺分析,参考同类企业废水处理实例资料和数值,确定废水处理设计水量为50m3/h,每天连续运行20小时计,设计水质如下表1所示:
表1 设计进水水质

处理后出水水质执行广东省《水污染排放限值》(DB44/26-2001)中的第二时段一级排放标准,相关数值如下表2所示:
表2 设计出水水质

2 处理工艺说明
通过了解该公司的生产计划和产品类型,对废水成分、水质特点作理论综合分析,在此基础上,结合以往治理同类型企业废水所取得的经验,并考虑排水标准、资金投入等技术经济指标,确定采用“厌氧折板反应ABR+生物接触氧化+混凝沉淀"的工艺。具体工艺流程图如下图1所示:

工艺说明如下:
车间废水排出后,经过粗细两道格栅去除大的线头、毛渣等杂物后进入废水调节池,进行水质、水量的均匀,之后废水经过提升水泵进入厌氧折板反应池(ABR反应池)进行厌氧处理,出水自流进入接触氧化池进行生化处理,生化处理后出水进入中间反应池(与接触氧化池合建),在此处加入脱色剂、PAC,PAM进行混凝反应,形成絮体后,进入后续的斜板沉淀池进行固液分离,清水进入后续的中间水池,用水泵加压进入机械过滤器,过滤后出水经由清水池进行短暂停留后通过自动监控系统达标排放,系统中产生的厌氧污泥、好氧剩余污泥、沉淀污泥进入污泥浓缩池浓缩后,经过压滤机压滤,清液回流到原水调节池重新处理,污泥外运处理。
3 主要处理构筑物及设备
1)格栅 系统设置不锈钢手动格栅1组,设置在进水沟渠内,主要是去除废水中的大的颗粒、线头、杂物等,栅隙为10mm、5mm;
2)原水调节池 主要起水质、水量的调节作用,地下钢混构筑物,尺寸为8.0m×10.0m×5.0m,有效容积为500m3,有效停留时间为10h,外设提升水泵2台(1用1备),将水提升加压进入ABR第一格底部,泵后安装流量计,计量系统总进水流量,池内靠近提升泵吸水口附近设置PH计1台,自动控制加入硫酸调节ABR进水的PH;
3)ABR反应池 ABR具有良好的水流、水力条件,主要利用厌氧菌和兼性菌的共同作用,将不容易生物降解的大分子物质降解为小分子物质,提高废水的可生化性,有利于后续好氧进一步去除,地上钢混构筑物,尺寸为13.0m×5.0m×5.5m(2组并用),单组分为四格,单格上下向流流速比为3:1,有效容积为600m3,最后一格上向池内设置半软填料,填料高度2.5米,有利于防止厌氧污泥流失,有效停留时间为12h,设置回流水泵2台,将后续第四格厌氧污泥抽升进入ABR前段与进水混合,每组池顶部设置水封器一个,共8个。
4)接触氧化池 为本工艺去除污染物质的主体,利用生物膜微生物新陈代谢作用,将废水中的污染物质去除,地上钢混构筑物,尺寸为18.0m×5.0m×5.0m,有效容积为425m3,有效停留时间为8.5h,共5个,为上下流交替过水,内装半软性填料,填料高度2.5米,内设曝气软管曝气器,设置罗茨风机2台(1用1备),功率22.0Kw。
5)中间反应池 主要是定量加入PAC、脱色剂等去除好氧残留的悬浮物、色度等,地上钢混构筑物,尺寸为3.0m×5.0m×2.5m,有效容积为30m3,有效停留时间为0.6h,为格板反应池,搅拌采用空气搅拌,设置PAC、PAM、脱色剂加药系统各1套。
6)斜板沉淀池 对经过混凝反应后的混合液进行固液分离,地上钢混构筑物,尺寸为10.0m×5.0m×5.0m,沉淀负荷为0.9m3/h.m2,设置排泥水泵1台。
7)过滤系统 地下中间水池1座,钢混构筑物,尺寸为4.0m×3.0m×2.5m,有效容积为25m3,有效停留时间为0.5h,设置立式过滤泵2台(1用1备),直径2.4米机械过滤器1个。
8)污泥压滤系统 地下污泥浓缩池1座,钢混构筑物,尺寸为5.0m×5.0m×5.0m,设置XMA60/800–UBK 60m2板框压滤机1台,空压机1台,直径1.2米污泥罐1台,ZW污泥压滤泵2台(1用1备)。污泥压滤后含水率约70-80%,外运处理。
9)自动监控系统 出水沟渠上安装自动监控系统1套,主要监测出水的流量、COD等值,检查处理效果。
4 工程处理效果
工程自2004年8月开始调试,调试期约3个月,调试过程中2004年11月3日、15日、25日我公司自行检测结果如下表3所示,2004年12月,该系统进行了为期3天的取样监测验收,监测结果如下表4所示,由表3、表4数据可以看出,该系统处理效果优良,出水完全达到广东省《水污染排放限值》(DB44/26-2001)中一级排放标准。
表3 2004年11月3日、15日、25日监测结果表

表4 监测验收结果表

5 经济技术分析
1)人工费用
废水处理站设计处理流量为:50m3/h,年工作制按330天,劳动定员3人,人员工资按800元/月,则处理每m3废水所需要的人工费用约0.08元/m3。
2)动力费用
系统运行总功率为45.0kw,设备同时运行系数为0.7,每天设计正常运行按20小时计,则每日正常用电量为630kw.h,电价按0.52元/kw.h计,则处理每m3废水所需的动力费用约0.33元/m3。
3)药耗费用
每日混凝剂消耗约120Kg,脱色剂消耗约80 Kg,硫酸消耗约40 Kg,混凝剂单价以1600元/吨计,脱色剂单价以1800元/吨计,硫酸单价以1200元/吨计,则处理每m3废水所需的药耗费用约0.38元。
4)运行成本
废水处理站每天处理水量1000m3,处理每m3废水运行费约为 0.79元/m3(注:此运行成本不含设备损耗、维护等费用)。
5)污染物去除量
废水处理站每年可去除COD约363T,去除SS约22T,大大减轻了周边环境的污染。
6 工程总结
1)工程监测结果表明,采用“ABR+生物接触氧化+混凝沉淀"的工艺处理印染废水是可行的,处理系统运行稳定、效果优良、运行费用适中。
2)在生产过程中,由于印染批次、类型的不同,废水为短时间大流量排放,同时色度差异很大,因此在废水处理系统设计时,在不影响总体投资的前提下,尽量增大调节池,减小水质变化对后续系统的冲击。
3)去除色度方面,生化系统去除色度微乎其微,主要靠后续的混凝沉淀去除色度,调试发现,使用单一的混凝剂,色度去除率在48%左右,但色度去除不稳定,针对不同的色度,混凝剂的投加量也有很大的变化,需要及时调整,要色度稳定达到排放,必须结合使用少量脱色剂方可使出水色度达标,针对该厂排放的具体情况,部分色度单加PAC就可达标,其它色度必须结合使用脱色剂方可,因此印染废水在设计时需要预留脱色剂投加系统,以便合理操作,保证色度达标排放。
4)在脱色剂的选择上,需要根据实际水质确定脱色剂类型和投加量。
5)该工程的实施,使该公司排放的COD总量减少90%以上,色度去除率大于90%,大大保护了周围水环境,给该企业带来了良好的环境效益。

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