1.概述
印染厂主要从事针织印染,纺织印染行业是工业污水排放大户。污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变,pH变化大,水量水质变化大,属难处理工业废水。
纺织印染废水处理的主要对象是不易生物降解或生物降解速度极慢的有机物、染料及有毒物质。
为了保护环境,公司决定新建一套污水处理系统,处理能力达到3000m3/d,处理后出水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(征求意见稿)中的”一级”标准。
2. 系统水质水量的确定
2.1 处理水量
根据工厂生产情况及业主提高的数据,确定厂区每天的废水处理总量为3000m3/d=125m3/h。
2.2设计进水水质各项指标分析
根据用户提供的水质水样,并结合同类废水水质情况得到水质情况见表1:
表1废水水质表
项目 |
CODCr (mg/L) |
BOD5 (mg/L) |
SS (mg/L) |
色度 (倍) |
pH |
温度 0C |
设计水质 |
850 |
300 |
300 |
150~200 |
8.0~9.0 |
≤40 |
2.3 设计出水水质
《纺织染整工业水污染物排放标准 》(征求意见稿)中的”一级”标准,排放标准具体指标见表2:
表2 废水排放标准表
项目 |
CODCr (mg/L) |
BOD5 (mg/L) |
SS (mg/L) |
色度 (倍) |
pH |
排放标准 |
≤80 |
≤20 |
≤60 |
≤60 |
6.0~9.0 |
3.生产过程及排污情况
3.1 生产工艺及产污流程
3.1.1生产工艺
工程生产过程主要有煮炼、漂白、染色等部分组成,生产工艺如下:
棉针织产品的印花和染色工艺
3.1.2生产过程产生废水的环节
根据生产工艺,本工程的废水可分为炼漂废水和印染废水两种:
(1)炼漂废水
主要有:针织布在煮炼和漂白加工过程中产生的废水。这种废水主要是固体悬浮物浓度较高,色度较低。
(2)印染废水
主要有:针织布在印花和染色加工过程中产生的废水。这种废水主要是固体悬浮物浓度较低,色度较高。
4.处理工艺论证与选择
4.1处理工艺的功能要求
污水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项水质指标能否稳定可靠地达到排放标准的要求、建设投资和运行成本是否节省、运行管理及维护是否方便,及占地指标是否较低。因此污水处理工艺方案的选定是污水处理系统成功与否的关键。
41.1 印染污水的特性
纺织印染行业是工业污水排放大户,污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。
废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变,pH变化大,水量水质变化大,属难处理工业废水。随着化学纤织物的发展,仿真丝的兴起和印染后整理要求的提高,使PVA浆料、人造丝碱解物、新型染料、助剂等难降解有机物大量进入纺织印染废水,对传统的废水处理工艺构成严重挑战,COD浓度也从原来的数百毫克每升上升到3000~5000mg/l。
浆染废水色度高、COD高,特别是近年根据国外市场开发出来的丝光蓝、丝光黑、特深蓝、特深黑等印染工艺,该类印染大量使用硫化染料、印染助剂硫化钠等,因此废水中含有大量的硫化物,该类废水必须加药预处理,然后再进行系列化处理,才能稳定达标排放。漂染废水中含有染料、浆料、表面活性剂等助剂,该类废水水量大,浓度和色度均较低,如果单纯采用物化处理,则出水也在100~200mg/l之间,色度也能以满足排放要求,但污染量大大增加,污泥处理的费用较高,容易造成二次污染,在目前环保要求较严的情况下应充分考虑生化处理系统,常规的强化生物处理工艺可以满足处理要求。
4.1.2 印染污水处理要求
根据上面章节对污水水质的分析,本工程要求的污水处理程度较高,因此对污水处理工艺的选择应十分慎重。本工程选择污水处理工艺应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平,优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。下面将各种工艺的特点进行论述,以便选择切实可行的方案。
4.2 印染废水处理工艺的分析
针对印染行业废水处理难度的增加,近年来国内外都开展了一些研究工作,主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和就用研究。其中具有代表性的有厌氧-好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、高效混凝脱色剂的研制等。印染废水常用处理方法如下表4-1。
表4-1 印染废水常用处理技术
4. 3本项目废水处理工艺选择
4.3.1物化工艺选择
混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法、混凝过滤法,所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主,其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好。近来国外采用高分子混凝剂者日益增加,且有取代无机混凝剂的趋势。高分子混凝剂最常用是的聚丙烯酰胺(PAM),有阴离子型、阳离子型及非离子型。
根据以往经验,印染废水中悬浮物与药剂形成的胶团比重较大,考虑到操作强度及运行方便,本项目应宜采用混凝沉淀法。
4.3.2 厌氧工艺的选择
厌氧处理主要有水解酸化池、厌氧生物滤池、UASB反应池等。其中水解酸化池取代了传统的初沉池,水解池对有机物的去除率远远高于传统的初沉池,更为重要的是经过水解处理,使污水更适宜后继的好氧处理;可挂装填料提高处理效率,操作简便,处理效率高,适用于中低浓度废水;本项目采用水解酸化处理方法。
4.3.3 好氧生物处理
好氧处理工艺有很多处理方法。好氧处理工艺分为活性污泥法和生物膜法,活性污泥法大致分为两大类:第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法;第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。生物膜法以接触氧化法应用最多最普遍。
生物接触氧化法是一种典型的生物膜法工艺,其特点是在池内设置填料,池底曝气对污水进行充氧,并使池体内污水处于流动状态,以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触,避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
生物接触氧化法中微生物所需的氧通过鼓风曝气供给,生物膜生长至一定厚度后,近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢,产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落,并促进新生物膜的生长,形成生物膜的新陈代谢,脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法具有以下特点:
(1)由于填料比表面积大,池内充氧条件良好,池内单位容积的生物固体量较高,因此,生物接触氧化池具有较高的容积负荷;
(2)由于生物接触氧化池内生物固体量多,水流完全混合,故对水质水量的骤变有较强的适应能力;
(3)剩余污泥量少,不存在污泥膨胀问题,运行管理简便;
综上所述,接触氧化法处理效果稳定,操作强度较小,易于控制,剩余污泥少而且污泥稳定,不需设污泥消化池,能实现生物处理池的功效最大化。
5.本项目处理工艺确定
根据项目实际情况,结合我们在其它同类污水治理工程中的实践经验,本着”两低两高”的原则(即投资低、运行费用低、去除效率高、可操作性高),从经济效益,社会效益和环境效益相结合的观点出发,确定本项目采用浆染废水分类预处理+水解酸化池+二级接触氧化+物化处理工艺。选择这种工艺有如下特点:
1、运行稳定,可满足出水要求,工艺成熟,有成功的运转经验。物化池负担部分有机物去除,生化池完成有机物降解,沉淀池中进行泥水分离,需独立的沉淀池。
2、有物化处理控制,可抵抗冲击负荷。污泥有一定的稳定性,无需进行泥的厌氧消化处理。
3、曝气采用鼓风曝气,设高效曝气系统,曝气系统均布池底,动力效率高,能耗低,池深大,占地少。
4、自动化程度要求较低,运行管理简单方便。
5、占地面积相对小、投资小、污泥量大。
5.1 废水处理工艺流程
5.2工艺流程说明
车间排除的废水收集后经粗细两道格栅,去除较大悬浮物后,进入PH调整池,调节PH值。而后进入调节池。其中当染色废水为大红染色废水或较难处理的染色废水时,需要将其排入脱色预处理池进行脱色预处理,减轻系统的处理负荷,而后进入PH调整池,调节PH值。再进入调节池。在调节池内,底部设置曝气穿孔管采用空气搅拌进行调节。废水经均质均量后,由提升泵提升到水解酸化池,水解酸化池内设置弹性填料,提供厌氧细菌的生长环境,提高厌氧污泥的去除效率。在水解酸化池停留较长时间,一方面去除了污水中的污染物,另一方面也减轻了后续处理的负荷,提高了污水的可生化性,并提高了处理效率。
废水经水解酸化池后进入缓冲池,缓冲池进行缓冲处理,再到接触氧化池,接触氧化池内设置组合填料,提供活性污泥的生长环境,增大废水与活性污泥的接触面积,提高对有机物的去除效率,在鼓风曝气提供充足氧源的情况下,好氧微生物通过吸收废水中的有机质实现自身的新陈代谢等生命活动,同时废水中的有机质得到充分去除,填料上脱落下来的生物膜(污泥)与废水一起进入二级接触氧化池内;废水在二级接触氧化池中进一步处理,混合废水在二级接触氧化池内进一步强化处理后,废水内的有机污染物基本被完全消解,二级接触池出水进入混凝反应池,在混凝反应池进水端投加混凝剂,混凝剂与废水在混凝反应池内充分混合反应,而后进入沉淀池进行固液分离。沉淀池部分污泥回流至水解酸化池和接触氧化池,剩余污泥排放进污泥浓缩池,经沉淀池处理的废水自流入脱色池,往脱色池内加入脱色剂进一步去除废水中的色度后,达标清水外排。剩余污泥进入污泥浓缩池内进行浓缩处理,然后由污泥螺杆泵打入板框压滤机进行脱水处理,滤液回流到调节池内,泥饼由运泥车外运卫生填埋或锅炉焚烧处理。
6.3紧急状态及处理措施
(1)当发生设备故障的紧急状态时,主要设备(如提升泵、鼓风机等)均设有相应的备用设备,非主要设备虽现场不设置备用,但要求业主在仓库设有备用的电机或其他设施,以便能及时更换;
(2)本站设置两路电源,当外电源断电时,切换至厂备用电源,以便维持本系统的正常运行,特别是好氧池空气的供应;
(3)调节池均按照一定的调节时间设置预留空间,可充分缓冲水质水量,因而不会终止水处理;
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