印染废水处理及回用工艺设计技术解析
来源:节能环保网 日期:2018-06-13 浏览

前言

印染废水水质水量波动大,有机物污染浓度高、色度深,属于难处理工业废水。同时,印染行业废水排放居全国工业部门废水排放量第2位、污染物排放量第4位。因此,根据印染企业实际情况,合理优选废水处理工艺和设备,提升废水处理效果,实现部分废水回用,对缓解水资源短缺,实现印染行业绿色转型,具有重大的环境保护意义。

本试验以萧山某印染厂为例,介绍了混凝气浮-水解酸化-好氧生化的组合工艺处理印染废水的情况。该废水处理工程于2013年末启动,2014年8月开始设备安装,同年11月竣工,进入调试运行阶段,2015年5月正式运行。监测数据表明,该工程运行效果良好,出水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—2012)及其修改单中规定的企业间接排放要求。同时,部分废水系统出水经预处理回用至印染车间重复使用,中水回用率达到萧山区环保要求的不低于50%。

1、工程概况

萧山某印染厂主要从事涤纶染色加工,染料品种主要为分散染料和直接染料,另有少量混纺染料。车间主要生产设备有高温高压染色机39台,常压染色机17台,罐蒸机1台,预缩机1台,碱减量机1台,拉幅定形机6台及其他附属设备。该厂在正常生产加工过程中,废水排放量为3500~4500m3/d,其中含有少量碱减量工艺废水和罐蒸工艺废水。混合废水的可生化性较差、色度较深。为适应当地的环保要求,该企业对原有的污水处理设施进行了投资改造,拟提升废水处理效果,在废水回用率不低于50%的情况下,使废水外排稳定达标。设计进出水水质如表1所示,出水水质满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—2012)及其修改单中规定的企业间接排放要求。

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2、工艺设计

2.1工艺流程

由于印染企业碱减量工艺废水、罐蒸工艺废水水量较少,分流预处理难度大、成本高,故本工程不单独对其进行预处理,企业综合废水采用混凝气浮/厌氧水解/好氧生化为主体的组合工艺。废水处理工艺流程见图1。

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2.2主要处理单元。

(1)调节池1座,尺寸为25m×12m×3m,有效水深2.5m;HRT(水力停留时间)=4.0h,为半地下式钢砼结构。调节池内设置液位浮球1套,用于控制调节池液位;设置离心泵2台及配套变频控制,1用1备,单台Q=262m3/h,H=38m,P=45kW,用于污水提升;设置穿孔曝气装置1套,防止调节池底部积泥;设置冷却塔1套,Q=250t/h,污水型,用于调节污水温度;设置电磁流量计1套,管径DN200,用于计量和监控污水处理流量。

(2)混凝气浮池(浅层气浮)1座,尺寸为Φ10m×0.65m,有效水深0.5m,HRT=12.5min,表面负荷2.4m3/m2˙h),地上式钢制结构。混凝过程中添加的混凝剂为PAC和PAM,其中PAC的投加量控制在800~1200mg/L,高分子的投加量控制在10~20mg/L;设置加药系统2套,用隔膜计量泵投加,2用2备,单台Q=500L/h,P=0.55kW。

(3)水解酸化2座,尺寸为6m×18.5m×7m,有效水深6.5m,HRT=7.7h,为半地上式钢砼结构。设置潜水搅拌机4台,型号为QJB4/12-620/3-480/S;设置组合填料,有效容积1110m3,有效高度5m。

(4)好氧池5座,尺寸为6m×18.5m×7m,有效水深6.5m,HRT=19.2h,为半地上式钢砼结构。设置可提升微孔曝气器310套,单套曝气量Q=4m3/h;设置罗茨风机2台,1用1备,单台Q=20.63m3/min,ΔP=68.6kPa,P=45kW。

(5)二沉池1座,尺寸为Φ18.6m×5m,有效水深4.5m,表面负荷0.7m3/(m2˙h),为半地上式钢砼结构。设置周边传动式刮泥撇渣机1台,P=2.2kW;设置污泥回流泵2台,1用1备,单台Q=125m3/h,H=11m,P=11kW。

(6)污泥处理系统包括2座污泥池,尺寸为3.9m×3.9m×3.5m,有效水深3m,半地上式钢砼结构。设置柱塞泵2台,单台Q=40m3/h,P=30kW;设置隔膜式板框压滤机一套,压滤面积400m2。

3、工程处理效果及分析

工艺系统分为前端物化系统和后段生化系统,调试的重点是培养及驯化适应印染废水的微生物。项目于2015年1月下旬完成调试工作,污水站正常运行至今,出水水质稳定并优于设计要求。

调试共分为以下三个阶段:单机调试阶段、活性污泥培养及驯化阶段、启动中水回用维持系统稳定阶段。活性污泥培养驯化成熟至调试完成期间,每天同步监测调节池、浅层气浮、水解酸化池、二沉池出水的pH值、CODCr、SS、色度和电导率等水质指标,其平均值如表2所示。对这期间各个处理单元的CODCr的监测情况,如图2所示。其中2014年12月17日至调试完成期间启动简单回用,回用率控制在50%。

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由表2可见,混凝气浮-水解酸化-好氧生化工艺的实际运行效果达到了设计初期的要求,出水各项指标均能达标。此外,表2混凝气浮段CODCr及色度数据表明,以分散染料染色为主的印染废水物化效果极佳,COD去除效果可达50%以上,物化脱色效果可达75%以上。表2生化段CODCr及色度数据表明,生化系统对印染废水的CODCr去除及脱色均有较好的表现。另外,对比回用前后各个处理单元的CODCr、电导率及色度数据,发现印染企业开始使用中水回用后,CODCr、电导率及色度均有不同程度的升高,证明可溶性难降解污染简单回用后导致污染物在系统中累积升高。

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从图2可见,该印染厂废水水质不稳定,进水CODCr波动较大,主要原因是原有调节池池容较小,对废水水质难以起到很好的均质均量作用。而废水经过调节池、浅层气浮、水解酸化池后,特别是水解酸化池内搅拌的作用,水质波动影响基本被消除。从CODCr趋势来看,水解酸化池和二沉池出水基本稳定,企业于2014年12月17日开启回用后,水解酸化池和二沉池出水CODCr开始有明显的升高,并在一周后基本达到稳定。

4、技术经济分析

工程总投资735万元,其中设计、设备、安装和调试投资390万元,土建投资345万元。日产生含水量70%的污泥约9t。若处理1m3废水需电费0.75元,人工费0.19元,药剂费0.57元,污泥处置费0.55元,则运行成本合计2.06元/m3。

5、结论

(1)采用混凝气浮-水解酸化-好氧生化工艺处理以分散染料为主的印染废水,运行效果良好,出水达到《染织纺整工业水污染物排放标准》(GB4287—2012)及修改单中现有企业间接排放标准要求,且具有运行稳定、中水回用率高、运行成本低等优点,适合在生产工艺类似的印染厂中进行推广。

(2)以分散染料染色为主的印染废水,物化效果极佳,通过混凝气浮工艺,CODCr去除率可达50%以上,色度脱除率可达75%以上。

(3)简单回用调试过程中发现,调节池、混凝气浮池、水解酸化池、二沉池出水CODCr、电导率及色度指标均有不同程度的升高,说明废水中的可溶性难降解污染物质因简单回用而在系统中发生了污染物累积。

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