作者:王军 毛文雄 王海潮
摘要:采用“ABR+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺处理印染废水,处理出水完全达到广东省《水污染排放限值》(DB44/26-2001)中的第二时段一级排放标准,COD去除率可以达到90%以上,色度去除90%以上,工程实践表明,该工艺处理效果优良,系统运行稳定,运行费用适中。 关键词:印染废水 ABR 生物接触氧化 色度 厌氧折板反应
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
表1 设计进水水质
污染物 | Cr | BOD5 | SS | 色度 | pH |
单 位 | mg/L | mg/L | mg/L | 倍 | - |
浓 度 | 1000-1500 | 300-500 | 150-500 | 300-600 | 9-11 |
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
污染物 | Cr | BOD5 | SS | 色度 | pH |
单 位 | mg/L | mg/L | m g/L | 倍 | - |
浓 度 | ≤100 | ≤20 | ≤60 | ≤40 | 6-9 |
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。
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
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,利用生物膜上微生物的新陈代谢作用,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&
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、 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
污染物 | 单位 | 日期 | 进 水 | ABR出水 | 好氧出水 | 沉淀出水 | 过滤出水 | 限值标准 |
Cr | mg/L | 3日 <5日 25日 | 1865.2 1688.0 1120.5 | 1005.8 820.6 980.9 | 135.7 121.6 136.8 | 98.9 104.3 85.8 | 75.6 82.6 67.4 | ≤100 |
BOD5 | mg/L | 3日 15日 25日 | 450.6 388.9 410.6 | 350.9 333.7 310.4 | 25.9 35.6 19.6 | 20.5 22.4 16.2 | 15.6 17.5 12.3 | ≤20 |
SS | mg/L | 3日 15日 25日 | 255.6 187.1 334.4 | 98.6 124.7 117.8 | 125.8 111. 3 98.9 | 30.6 45.1 38.4 | 15.8 20.6 26.2 | ≤60 |
色度 | 倍 | 3日 15日 25日 | 400 600 300 | 400 400 400 | 350 300 350 | 40 30 40 | 30 30 30 | ≤40 |
pH | - | 3日 15日 25日 | 11.2 9.6 10.8 | 8.2 7.9 7.8 | 7.8 7.9 7.9 | 8.0 7.9 7.9 | 7.8 8.1 7.9 | 6-9 |
表4 监测验收结果表
污染物 | 单 位 | 进 水 | ABR出水 | 好氧出水 | 沉淀出水 | 过滤出水 | 限值标准 |
Cr | mg/L | 1250.6 | 851.9 | 126.1 | 89.6 | 78.5 | ≤100 |
BOD5 | mg/L | 332.0 | 302.4 | 24.3 | 18.5 | 16.6 | ≤20 |
SS | mg/L | 131.4 | 128.0 | 107.8 | 60.2 | 24.6 | ≤60 |
色度 | 倍 | 400 | 400 | 350 | 40 | 30 | ≤40 |
pH | - | 10.6 | 7.9 | 8.1 | 8.2 | 8.0 | 6-9 |
备注:以上监测结果均为平均值。 |
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 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)
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*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 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