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摘要：上海新風(fēng)色織廠總污水量500m3/d，廢水中染料含量較高，不易處理。在污水處理工程設(shè)計(jì)中通過濃淡水分流、曝氣、氣浮、超濾等，將部分染料回收、回用，使出水水質(zhì)大大低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)，取得較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：印染廢水染料回收曝氣池氣浮超濾

industrialwastewatertreatmentdesignofxinfengdyedfabricmillinshanghai

abstract:duetothehighleveldyestuffcontentthewastewaterdischargedfromthexinfengdyedfabricmillinshanghaiwithflowrateof500m3/disnoteasytobetreated.inthedesignstageagreatdealofmeasuresincludingthesplit-flowtoseparatetheconcentratedanddilutedliquids,aerobicblasting,airflotationandultra-filtrationetcweretakenintoconsiderationtorecoveryandreusepartsofthelostdyestuff.therefore,thequalityoftheeffluentofthewastewatertreatmentismuchbetterthantherequirementofthenationalwastewaterdischargestandard.bestsocialandeconomicalbenefitshavebeenobtained.

1工程背景

上海新風(fēng)色織廠主要生產(chǎn)靛藍(lán)純棉防縮強(qiáng)固呢(俗稱“牛仔布”)，產(chǎn)品全部外銷。為擴(kuò)大出口創(chuàng)匯，利用外貸資金引進(jìn)新型劍桿織機(jī)和漿染聯(lián)合機(jī)，進(jìn)行技術(shù)改造，形成年產(chǎn)804.69萬m牛仔布的新企業(yè)，同時(shí)建造日處理廢水500m3的污水處理設(shè)施。于1991年9月起進(jìn)行培菌和試運(yùn)轉(zhuǎn)。1992年10月經(jīng)上海市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心監(jiān)測(cè)，所有樣品100%全部達(dá)到或優(yōu)于上海市工業(yè)“廢水”排放標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)收合格投入正常使用。

1.1生產(chǎn)工藝

(1)全廠生產(chǎn)工藝：白紗→整經(jīng)→漿染→織造→燒毛預(yù)縮→檢驗(yàn)打包出廠

(2)染色車間生產(chǎn)工藝：白紗盤頭→煮煉→染色→水洗→烘干→上漿→烘干→卷繞→送織造車間

1.2染色過程中主要使用的染料及助劑

染料：還原性靛藍(lán)染料

助劑：燒堿、保險(xiǎn)粉、滲透劑等

1.3污廢水來源及特點(diǎn)

1.3.1生產(chǎn)廢水

主要來源于染色車間中漿染機(jī)的煮煉和水洗工段，其中染缸下腳以及第一道水洗槽排水濃度較大，含有較多的染料，應(yīng)濃淡廢水分別處理。既利于回收染料，降低生產(chǎn)成本，又便于提高廢水處理的質(zhì)量，減少處理費(fèi)用。

1.3.2生活污廢水

主要來源于廁所、食堂、浴室等，性質(zhì)同普通生活污水。

1.4總處理水量

按500m3/d設(shè)計(jì)，其中生產(chǎn)廢水450m3/d，生活污廢水50m3/d。

1.5處理前水質(zhì)指標(biāo)及分析

根據(jù)市紡織局化纖公司環(huán)境監(jiān)測(cè)站和上海紡織工業(yè)環(huán)保監(jiān)測(cè)中心室1988年1月25日～31日連續(xù)一周同時(shí)對(duì)該廠進(jìn)行的水質(zhì)測(cè)定，兩單位所得數(shù)據(jù)還是比較接近的。因此以兩單位所測(cè)數(shù)據(jù)的平均值作為處理前的水質(zhì)指標(biāo)(見表1)，并以此進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)。

其中1#水樣是大掃除時(shí)所取水樣，濃度偏高。因本工程擬采用染料回收裝置，經(jīng)回收后廢水濃度會(huì)有較大改善，所以1#水樣的水質(zhì)不予考慮。

從2#～7#水樣分析資料來看：

(1)多數(shù)水樣bod5/codcr比值為0.35～0.43之間，最不利值為0.188(2#水樣)。因此一般來說該廢水可生化性還是比較好的，采用以生化為主，輔以氣浮的工藝流程是可行的。

(2)2#～7#水樣bod5值均＜500mg/l，因此采用好氧工藝是較合理的。

(3)若使出水bod5≤30mg/l,bod5去除率需達(dá)到93.2%，因此采用延時(shí)曝氣生化法較合適。

(4)只有當(dāng)codcr去除率高達(dá)92%時(shí)，出水codcr才能達(dá)到上海市的排放標(biāo)準(zhǔn)codcr≤100mg/l。在整個(gè)印染行業(yè)這是有一定難度的。

1.6處理后水質(zhì)指標(biāo)及分析

根據(jù)市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心1992年10月15日10∶00至10月16日10∶00一晝夜的監(jiān)測(cè)采樣，各生產(chǎn)工段設(shè)備均處于正常運(yùn)行狀態(tài)，生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)到規(guī)定要求，以此作為污水處理后的水質(zhì)指標(biāo)。

從數(shù)據(jù)結(jié)果看，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于上海市排放標(biāo)準(zhǔn)，特別是codcr平均值<100mg/l，證明這套污水處理設(shè)施大體上適合該廠的污水治理，一般運(yùn)行效果較好。

2工藝流程

濃淡廢水分別處理，濃廢水經(jīng)超濾回收靛藍(lán)染料后，有機(jī)物濃度降低，減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物負(fù)荷，提高出水水質(zhì)。

其中濃廢水經(jīng)超濾后的濾后水排入淡廢水調(diào)節(jié)池；豎流式沉淀池中的泥用泵提升至真空過濾機(jī)，注入混凝劑，泥水分離，分離后的泥用車送往廠區(qū)煤渣堆場(chǎng)，分離出來的水流回淡廢水調(diào)節(jié)池；豎流式沉淀池中的剩余污泥用泵提升，回流至延時(shí)曝氣池；氣浮池和消毒池分別注入混凝劑與消毒劑。

3主要設(shè)備選擇和構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

3.1設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1.1設(shè)計(jì)水量

按廠方提供資料為500m3/d，其中生產(chǎn)廢水450m3/d，生活污水50m3/d。

3.1.2設(shè)計(jì)水質(zhì)

生產(chǎn)廢水：bod5466.83mg/l，codcr1350.91mg/l

生活污水：bod5200mg/l，codcr400mg/l

混合廢水水質(zhì)：bod5＝(466.83×450＋200×50）/500＝440.15mg/l

codcr＝(1350.91×450＋400×50）／500

＝1255.82mg/l

3.2調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池容量按6h平均時(shí)廢水量計(jì)。

長(zhǎng)×寬×高＝8.2×4.35×3.5≈125m3。

停留時(shí)間＝125m3／（500m3／d/24h/d)＝6h。

為提高污水處理效果，防止大顆粒在池內(nèi)沉淀，在池底設(shè)穿孔布?xì)夤埽捎?4h連續(xù)曝氣。

3.3延時(shí)曝氣池

(1)每日去除bod5量：(440.15mg/l-30mg/l)×500m3/d＝205.1kg/d

(2)取污泥負(fù)荷ns＝0.15kgbod5/(kgmlvss.d)

混合液污泥濃度mlss＝4g/l

混合液揮發(fā)性污泥濃度mlvss與混合液污泥濃度mlss的比值為0.7，則混合液揮發(fā)性污泥濃度mlvss＝4×0.7＝2.8g/l。

容積負(fù)荷率nv＝0.15×2.8＝0.42kgbod5／（m3.d)

曝氣區(qū)容積＝205.1／0.42≈488.33m3

取曝氣池長(zhǎng)39.35m，寬3.1m,深4m

則水力停留時(shí)間＝(39.35m×3.1m×4m）／（500m3／d／24h／d）≈23.42h

(3)按每去除1kgbod5耗氧1.8kg計(jì)算

則耗氧量＝205.1×1.8＝369.18kgo2/d

按氧利用率5%，污水清水氧傳遞速率比值0.7，空氣含o2量21%計(jì)算

則供氣量＝369.18/(5%×0.7×21%×24×60)≈34.88m3/min

選用4臺(tái)10m3/min羅茨風(fēng)機(jī)，最大負(fù)荷時(shí)全部工作。采用穿孔管鼓風(fēng)曝氣。

3.4沉淀池

采用豎流式沉淀池保證曝氣池活性污泥回流的需要。

取沉淀時(shí)間1h，沉淀池表面負(fù)荷3m3/(m2.d)，污水在沉淀區(qū)的上升流速0.00083m/s，中心管流速0.3m/s。

3.5氣浮池

反應(yīng)時(shí)間10min，泥水分離時(shí)間1h，溶氣水量10.4m3/h(50%回流)。用水力噴射器吸氣以減小噪聲。水在溶氣罐中停留3min。

3.6污泥脫水

按0.3kg干泥/去除1kgbod5計(jì)算：

205.1×0.3＝61.53kg干污泥

折合成含水98%的污泥量：

61.53/0.02≈3076.5l/d

選用繞帶式轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)2臺(tái)。

3.7超濾

由中國紡織大學(xué)紡化系膜分離科研組對(duì)廢水進(jìn)行膜分離可行性試驗(yàn)，并選定膜的種類。采用丙烯腈-聚氯乙烯(pan-pvc)膜。超濾器為外壓膜管式。

可以看出，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，廢水通量的下降速度較平緩，平均通量為60l/(m2.h)，選用該膜是較好的。

可知，廢水的平均通量隨壓力的增加而加大，另外，經(jīng)試驗(yàn)得知操作壓力對(duì)截留率幾乎沒有影響，即r＝99%～100%。實(shí)際操作壓力可根據(jù)需要，在0.2～0.4mpa范圍內(nèi)選擇。

可知，在相同的操作壓力下，廢水的平均通量隨著溫度的增加而增加。因pan-pvc膜可耐溫60～80℃，所以實(shí)際使用溫度可自行選擇。同樣，經(jīng)試驗(yàn)得知，操作溫度對(duì)截留率幾乎沒有影響，即r＝99%～100%。

4處理成本與廠改造前后污水處理水質(zhì)對(duì)比

4.1處理成本

取1992年7～9月的數(shù)據(jù)。

由于原材料漲價(jià)及一些小整改較多，使得處理成本上升，待穩(wěn)定后會(huì)降低一些。同時(shí)染料回收工作還未開展，其效益沒能體現(xiàn)。若將染料回收后用于生產(chǎn)，污水處理費(fèi)用將大幅度下降，甚至轉(zhuǎn)為贏利。

4.2廠改造前后污水處理水質(zhì)對(duì)比

從表5的數(shù)據(jù)可以看出，改造后的污水處理水質(zhì)明顯優(yōu)于改造前，達(dá)到甚至超過預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。

5調(diào)試、運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

(1)該工程于1991年8月竣工，9月中旬正式投入試車運(yùn)行。采用生產(chǎn)廢水直接培菌。由于曝氣池上清液不能排入下水道，只能進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)污泥體積提不高，延長(zhǎng)培菌周期。

(2)1991年12月廠方根據(jù)客戶要求加工一批黑色牛仔布，由于技術(shù)部門未將改變?nèi)旧贩N這一信息及時(shí)反饋給環(huán)保部門，沒能事先采取預(yù)防手段，致使大量硫化黑生產(chǎn)污水涌入，破壞原

污水菌相，使污水處理工作示能正常進(jìn)行，造成第二次培菌。

(3)染料回收由于原設(shè)計(jì)水泵流量、揚(yáng)程與實(shí)際安裝的超濾器不匹配，使超濾設(shè)施無法正常啟動(dòng)。再加上回收下來染料的生產(chǎn)可用性試驗(yàn)還未完成，還沒找出最佳濃度值，因此一方面未能將染料回收，降低成本；另一方面又增加了設(shè)施的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，增加了治理難度，不利于生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展。

(4)立式泥漿泵腐蝕嚴(yán)重，給檢修帶來很大麻煩。擬將調(diào)節(jié)池、沉淀池的立式泥漿泵改成移動(dòng)泵或不銹鋼泵。

(5)由于污水的腐蝕性，自動(dòng)液位控泵裝置大多損壞，應(yīng)采取其它措施加以更換。