印染废水是国内外公认的较难处理的工业废水之一[1],其显著特点为:①色度大,有机物含量高,除染料和助剂外,还含有大量浆料,废水粘性大;②COD变化大,高时可达2000~3000mg/L,BOD5也可高达2000~3000mg/L;③碱性大,如硫化染料和还原染料废水的pH值可达10以上;④水温、水量变化大,由于加工品种、产量的变化,可导致水温、水量变化较大[2]。
1·工程概况
某集印、染于一体的大型纺织印染合资企业可进行各种规格全棉、涤棉、麻棉、涤纶、灯芯绒、氨纶等织物的漂、印、染和后整理,生产能力达6000×104m,是北方地区规模较大的印染企业。由于生产规模扩大,排放的生产废水由原来的2500m3/d增至5000m3/d,已有的废水处理厂已经不能满足生产需要,亟需扩建;加之原工艺流程存在一些不合理之处,致使处理效果不理想,出水水质不能达标,因此必须进行扩建整改。
1.1原水水质、水量
该公司主要生产工序有煮练、退浆、漂白、丝光、印染、重整,排放的废水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及各种浆料(一般为淀粉或聚乙烯醇)、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等。废水的BOD5/COD值为0.25左右,可生化性较差;由于采用来料加工,浆料可能不同,染料的种类不断变化,其配套投加的药剂也不断变化,因此水质波动性大;水量波动性大,主要体现在生产量不同造成水量波动以及不同生产工序造成水质波动;含有大量无机盐类;色度较大,属于高色度废水。
设计处理水量为5000m3/d,废水水质及排放标准如表1所示。
1.2工艺流程
1.2.1原处理工艺
原工艺流程为:原水→人工筛网→集水井→沉砂池→pH调整池→初沉池→中间水池→水解酸化池→接触氧化池→出水。
经分析,原处理工艺存在的问题如下:
①受生产工序及其产量的影响,系统运行过程中水质、水量的波动性较大,造成系统运行不稳定。
②经核算,原有初沉池水力负荷远大于斜管沉淀池所要求的表面负荷,而水中悬浮物主要是煤灰,难于沉降,因此沉淀效果不理想。
③水解酸化池对色度的去除和废水可生化性的改善效果不理想。
④接触氧化池是原工艺的核心,实际运行中污泥的稳定性和废水处理效果都不理想。
⑤废水中N、P缺乏,且水温较高。
1.2.2整改后的处理工艺
整改后的工艺流程为:原水→人工筛网→集水井→沉砂池→pH调整池→电解絮凝池→气浮池→冷却塔→水解酸化池→好氧池→接触氧化池→膜区→出水。
建设单位为了扩大处理规模,在污水厂附近新建2座池体,钢筋混凝土结构,半地下式,一座尺寸为14.4m×16.4m×7.0m;另一座尺寸为14.2m×7.4m×2.3m,并在这座池体上面安装冷却塔,可将废水由55℃冷却到35℃左右。
①预处理工艺
预处理工艺主要包括集水井、沉砂池、pH调整池以及中间水池,仍然利用原有处理设施,主要包括池体、集水井提升泵、沉砂池清砂系统、中间水池提升泵。新增pH调整系统,在线pH计和硫酸投加计量泵联锁,自动控制硫酸投加并调整pH值到8左右。
②水解酸化池
将原有水解酸化池和初沉池作为水解酸化池,此时废水温度为50~60℃,厌氧降解速度比较快。池体尺寸为16m×6m,上流式结构,HRT为5h,水力负荷为1m3/(m2·h),污泥处于悬浮状态便于污水和污泥充分接触混合。采用多个布水点配水,每个布水点服务面积相同,根据每个池体表面积计算配水点数量,只需控制每个布水点配水相同即可实现均匀布水,同时采用三角堰排水也有助于布水均匀。
③电解絮凝
新建池体(尺寸为14.2m×7.4m×2.3m)作为电解絮凝池,在池内安装电极(钢板、铝板),在池边(附近)安装直流电源。电解时钢、铝失去电子,以离子形式进入水中,与悬浮物和色度物质发生絮凝反应,形成絮体,实现水体脱色,阴极H+得到电子形成H2,以小气泡形态释放到水中,粘附、包裹、顶托絮体,使絮体浮到水面去除。浮渣通过刮渣机定时清除,重力流输送到污泥干化场进行干化处理,干化污泥与煤渣一起外运。同时,由于电解本身为氧化还原反应,也有助于分解废水中高分子、大分子物质,提高废水的可生化性。
该池体纵向隔开,宽度分为5m、2.4m,大池作为分离区,小池为清水区,也作为冷却塔提升泵集水池,并在此投加N、P。分离区水力负荷为3.0m3/(m2·h),停留时间为40min,有效水深为2m,长宽比为2.8∶1。
在此投加N、P,使C∶N∶P=100∶5∶1,为生化反应创造有利的条件。
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