繅絲生產(chǎn)廢水處理工藝技術(shù)探究

黃予奕

（廣西福達(dá)環(huán)?？萍加邢薰?，南寧 530028）

隨著“東蠶西移”的不斷深入，廣西的繅絲工業(yè)得到飛速發(fā)展，連續(xù)三年穩(wěn)居全國(guó)首位。在繅絲產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，繅絲廠排放的工業(yè)廢水不斷增加，直接排放的廢水對(duì)河道產(chǎn)生了很大污染。同時(shí)，繅絲生產(chǎn)大量使用自來(lái)水，生產(chǎn)成本也隨之增加，廢水循環(huán)利用率不高。對(duì)此，本文針對(duì)繅絲生產(chǎn)廢水處理工藝進(jìn)行研究闡述。

1 繅絲生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)

繅絲屬于桑蠶業(yè)中十分重要的內(nèi)容，一般絲綢公司包括繅絲生產(chǎn)工藝及絲綢制造工藝?？壗z生產(chǎn)工藝將原料繭經(jīng)剝繭機(jī)去除繭衣，經(jīng)選繭機(jī)將不合格的下腳繭和次繭選出，選出的優(yōu)質(zhì)繭通過(guò)真空滲透煮繭機(jī)蒸煮后經(jīng)自動(dòng)繅絲機(jī)抽絲，長(zhǎng)絲經(jīng)濕度平衡后繞在筒子上，經(jīng)復(fù)搖機(jī)后再編絲、絞絲后打包?？壗z生產(chǎn)工藝的主要副產(chǎn)品為條吐、蛹襯，條吐、蛹襯等副產(chǎn)品可冷凍暫存后定期外運(yùn)作為絹紡或絲綿生產(chǎn)原料?？壗z生產(chǎn)工藝的主要工藝流程如下。

1.1 混剝繭

混繭屬于將兩個(gè)或者兩個(gè)以上的莊口繭以均勻的形態(tài)混合以后，使繭批的數(shù)量增加，使原料繭的質(zhì)量得以平衡，通過(guò)成熟的工藝與操作，使生絲的質(zhì)量與產(chǎn)量均得到有效的提高。剝繭主要是指將繭衣去除，并且剝?nèi)バQ繭外層較為松動(dòng)的絲縷。由于絲縷纖維較細(xì)、且脆，絲膠含量較多，不能繅絲，因此在繅絲之前需要將繭衣去除，這樣做不但能夠?yàn)檫x繭、煮繭、繅絲提供便利，而且能夠使生絲的質(zhì)量得到顯著提高。剝繭一般是在剝繭機(jī)上進(jìn)行的，該工序主要污染物是繭衣。

1.2 選繭

將原料繭當(dāng)中無(wú)法繅絲的部分去除，也就是下腳繭，包括薄皮繭、黃班繭、穿蟲(chóng)繭等，然后通過(guò)篩繭機(jī)進(jìn)行再次分選。

1.3 煮繭

煮繭能夠使蠶繭中的絲膠得到適當(dāng)?shù)娜芙馀c膨潤(rùn)，使絲縷之間的膠著力增加，進(jìn)而增強(qiáng)繭絲強(qiáng)力，使其連續(xù)性增強(qiáng)。在煮繭的過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)蒸汽壓力、溫度等工藝的重視程度，因?yàn)檫@將與繅絲質(zhì)量、產(chǎn)量、繅折等產(chǎn)生緊密的關(guān)聯(lián)。煮繭一般是在真空滲透煮繭機(jī)中進(jìn)行，煮繭時(shí)不添加煮繭劑，該工序主要污染物是煮繭廢水。

1.4 繅絲

繅絲主要是指以生絲的規(guī)格為參考，將大量煮熟繭的繭絲抽離以后，在絲膠的作用下黏合起來(lái)，將原本長(zhǎng)度、細(xì)度均不夠單個(gè)繭絲變成粗細(xì)均勻、強(qiáng)韌有力、連續(xù)不斷的生絲。該工序主要污染物是繅絲廢水。

1.5 復(fù)搖

將小簦絲片紡成合格的大簦絲片與筒裝絲。復(fù)搖時(shí)先將小籆絲片的回潮率進(jìn)行平衡，再進(jìn)行給濕，使絲條外圍的絲膠適當(dāng)變軟，順利退解，并使絲片成形良好。該工序主要污染物是復(fù)搖廢水。

1.6 整理

在整理過(guò)程中，保障絲片的外形得當(dāng)，為運(yùn)輸與存儲(chǔ)提供便利，同時(shí)有利于絲織生產(chǎn)[1]。

2 繅絲廢水的組成及主要特點(diǎn)

繅絲廠生產(chǎn)廢水從工藝流程來(lái)分，主要由煮繭、繅絲、復(fù)搖和汰頭（副產(chǎn)品加工）四個(gè)工序的廢水組成，其中煮繭、繅絲、復(fù)搖廢水為連續(xù)性排放，由于汰頭生產(chǎn)操作的間斷性，汰頭廢水為間斷排放。從排放量來(lái)看，煮繭廢水占7%～10%，繅絲廢水占60%～65%，復(fù)搖廢水占1%～2%，汰頭廢水占7%～15%，其余9%～10%為鍋爐用水。

繅絲廠生產(chǎn)廢水中主要的污染物為絲膠蛋白質(zhì)、蛹體蛋白質(zhì)及脂肪酸等有機(jī)物質(zhì)，同時(shí)廢水中氮、磷含量較高，是一種無(wú)毒的有機(jī)廢水，可生化性較好。其中，繅絲廢水中主要含有絲膠、絲素等高分子蛋白有機(jī)物；煮繭廢水有機(jī)物濃度較高；復(fù)搖廢水水量小，有機(jī)物濃度也低；汰頭廢水水量不大，但有機(jī)物濃度最高，是污染影響最為嚴(yán)重的廢水。

3 繅絲工業(yè)廢水的處理工藝

繅絲工業(yè)廢水一般包括生產(chǎn)廢水（繅絲、煮繭、復(fù)搖生產(chǎn)廢水，汰頭廢水混入或另行單獨(dú)處理）以及職工生活廢水等。廢水中的主要污染物為COD、BOD5、NH3-H、TN、SS等。自20世紀(jì)80年代開(kāi)始對(duì)制絲廢水的治理進(jìn)行研究以來(lái)，隨著科技的進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們?cè)诳壗z廢水處理與利用上探索出一些技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)性高的處理工藝。

3.1 物化處理技術(shù)

物化技術(shù)是指主要采用活性套吸附、化學(xué)氧化、化學(xué)沉淀、電滲析等多種方式。V Ravindran等人曾經(jīng)利用生物活性炭進(jìn)行試驗(yàn)，力求在活性炭上培養(yǎng)出生物膜，以此來(lái)達(dá)到有機(jī)物降解的目標(biāo)。試驗(yàn)研究表明，生物活性炭在處理有機(jī)廢水方面頗有功效，同時(shí)TOC的去除與生物增長(zhǎng)曲線之間存在較大聯(lián)系。對(duì)此，景漢青等人利用不同的混凝劑對(duì)汰頭廢水進(jìn)行處理，當(dāng)進(jìn)水COD為5 880mg/L時(shí)，采用硫酸對(duì)pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)；出水COD為980mg/L，汰頭的去除率為83%；利用硫酸鋁進(jìn)行試驗(yàn)，去除率為77%；利用黃金銹作為混凝劑對(duì)繅絲廢水進(jìn)行處理，得出最佳藥量為0.5mg/L，COD的去除率可達(dá)到72%[2]。

采用物化處理技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定，但缺陷在于投入的成本費(fèi)用較大，能耗量較大，容易產(chǎn)生二次污染。因此，在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，通常在需要深度處理時(shí)才會(huì)采用物化方法。

3.2 厭氧生物處理技術(shù)

該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)眾多，動(dòng)力消耗較小，剩余污泥量較少，能夠降解一些不易降解的有機(jī)物?，F(xiàn)階段，采用該技術(shù)對(duì)有機(jī)物進(jìn)行處理的方式為上流式厭氧污泥床、厭氧生物濾池等。在試驗(yàn)處理中，主要采用氣浮—厭氧—好氧處理—物化處理廢水的處理流程。汰頭廢水經(jīng)過(guò)氣浮、厭氧之后，COD由12 000 mg/L降低到1 800 mg/L，然后與煮繭廢水、立繅廢水混合，混合廢水COD降低到130 mg/L，最后通過(guò)物化處理，出水時(shí)的COD降低到89 mg/L。利用厭氧生物發(fā)酵處理技術(shù)，對(duì)繅絲企業(yè)中的廢水進(jìn)行處理，為了保障池內(nèi)沼氣發(fā)酵細(xì)菌的溫度始終在30～40℃，在硝化池中安裝PVC管束，并且在后方設(shè)置了排煙鍋爐，當(dāng)池內(nèi)的換熱溫度超過(guò)100℃以后，煙氣將會(huì)自動(dòng)從閥門(mén)處排出，從試驗(yàn)結(jié)果看來(lái)，進(jìn)水COD濃度為2 500 mg/L，去除率達(dá)到79%。

3.3 SBR生化處理

SBR生化處理主要分為五個(gè)去除階段：進(jìn)水→反應(yīng)→沉淀→排水→閑置。進(jìn)水階段：污水被輸送到反應(yīng)池以后，水下攪拌器啟動(dòng)，使污水與池內(nèi)活性污泥相接觸，這時(shí)污泥中的菌膠團(tuán)便吸附水中有機(jī)物對(duì)污染物開(kāi)始降解；反應(yīng)階段：在曝氣作用下，水中的BOD在氧化作用下分解，同時(shí)開(kāi)始硝化反應(yīng)，聚磷菌好氧吸收磷，此時(shí)去除率約40%～50%，沉淀階段，在曝氣停止以后，便開(kāi)始沉淀，剩下的BOD將與污泥一同被輸送到反應(yīng)器底部，由于水中溶解氧不斷減少，系統(tǒng)開(kāi)始從好氧進(jìn)入?yún)捬酢o(wú)氧狀態(tài)，進(jìn)行脫氮反應(yīng)，去除率約77%；排水階段，潷水開(kāi)始，繼續(xù)沉淀，這時(shí)的系統(tǒng)基本上處于厭氧狀態(tài)，活性污泥、反硝化細(xì)菌繼續(xù)發(fā)揮作用，進(jìn)行反硝化脫氮，去除率約86%；閑置階段，停止?jié)?，將其中剩余的污泥排除，反?yīng)器中的活性污泥依舊接著反硝化，力求使繅絲廢水的去除率達(dá)到更高。

3.4 BAF生化處理

繅絲廢水在經(jīng)過(guò)第一級(jí)BAF-C/N濾池，大部分BOD與COD在此得到有效降解，部分氨氮在好氧狀態(tài)下進(jìn)行硝化反應(yīng)，污水在被傳輸?shù)降诙?jí)BAF-N濾池中后，使其中的氨氮被大部分硝化，BOD中的磷被進(jìn)一步降解去除。當(dāng)一二級(jí)BAF底部供氧濾池使用一段時(shí)間以后，需要對(duì)池底進(jìn)行多次沖洗。在沖洗時(shí)，使用氣水聯(lián)合法。在反沖洗過(guò)程中，反沖后的污水通過(guò)排水緩沖池進(jìn)入水解酸化池中，與先前污水混合再進(jìn)入處理系統(tǒng)。

有試驗(yàn)對(duì)曝氣生物濾池（BAF）去除色度、COD、BOD5、氨氮、SS（懸浮物）的效果及其影響因素進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明，影響B(tài)AF池工作性能的主要因素有填料層高度、氣水比、水力負(fù)荷等。氣水比為3:1時(shí)，COD和氨氮的去除效率最高；水力負(fù)荷條件為0.23～0.6 m3/（m2·h），BAF池對(duì)懸浮物具有較好的去除能力，水力負(fù)荷在0.18～0.6 m3/（m2·h）的范圍內(nèi)，反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物去除能力基本不受影響；填料層總高度為2 m的上向流式BAF池，大部分COD在距底部40～60 cm填料處降解；大部分氨氮在距低部80～90 cm填料處去除；大部分懸浮物在距底部30～50 cm處被去除。但是，曝氣生物濾池（BAF工藝）不能實(shí)現(xiàn)生物除磷的功能，只能和化學(xué)除磷結(jié)合實(shí)現(xiàn)除磷。

4 處理后水質(zhì)指標(biāo)及運(yùn)行成本

按照上述方式對(duì)繅絲廢水進(jìn)行處理以后，出水污染物的檢測(cè)結(jié)果能符合國(guó)家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)比處理前廢水中各項(xiàng)污染物指標(biāo)來(lái)看，大部分污染物降低了至少90%，使工業(yè)廢水中污染物含量極大降低，使生態(tài)環(huán)境得到切實(shí)保障。

運(yùn)行成本方面，有研究結(jié)果表明，按照每日處理繅絲廢水2 000 m3計(jì)算，噸水的電耗成本約0.312元，人工費(fèi)用、藥劑費(fèi)用等約0.158 7元/噸水。在實(shí)際項(xiàng)目中，處理深度直接影響設(shè)備、藥劑的投入，從而影響噸水處理成本。物化處理技術(shù)的成本相對(duì)較高，生化處理技術(shù)相對(duì)經(jīng)濟(jì)性比較好。

5 繅絲廢水處理工程實(shí)例

以廣西桂合科技有限公司絲綢項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目廢水處理裝置規(guī)模為200 m3/d，主要處理生產(chǎn)廢水（由繅絲過(guò)程中煮繭、繅絲、復(fù)搖及絲綢生產(chǎn)過(guò)程中的泡絲廢水、鍋爐排水組成）及生活污水。從2018年上半年的運(yùn)行情況來(lái)看，生產(chǎn)廢水經(jīng)污水資源化無(wú)害凈化處理系統(tǒng)處理后，出水水質(zhì)達(dá)到《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28936-2012）表2標(biāo)準(zhǔn)。處理工藝主要流程為，繅絲廢水→格柵池→集水池→強(qiáng)化SBR池（兩座）→生物接觸濾池→射流氣水混合器→生化反應(yīng)塔→生物砂、碳組合塔→脫氣再生水塔→冷水塔→清水池，清水池出水回用于制絲生產(chǎn)線。生化反應(yīng)塔、生物砂與碳組合塔設(shè)計(jì)有內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，脫氣再生水塔設(shè)置反沖洗系統(tǒng)。現(xiàn)階段運(yùn)營(yíng)期間，生產(chǎn)廢水經(jīng)處理后全部回用，尚無(wú)生產(chǎn)廢水外排。

為防止回用水沉積物過(guò)多，遠(yuǎn)期計(jì)劃將約10 m3/d（生產(chǎn)廢水的5%）經(jīng)處理后與經(jīng)化糞池處理的生活污水混合外排，排入五象污水處理廠處理，最終排入八尺江。

6 結(jié)論

“綠色增長(zhǎng)、資源節(jié)約、環(huán)境友好”的綠色經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)方式已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的普遍共識(shí)，繅絲工業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)應(yīng)利用生產(chǎn)新技術(shù)從生產(chǎn)源頭上節(jié)能減排，采用以廢水回用為核心的清潔生產(chǎn)模式以及具有高附加值的資源化處理方式，探索低能耗、少污染、投入小、高產(chǎn)出的可持續(xù)綠色生產(chǎn)方式，提高繅絲行業(yè)的清潔生產(chǎn)水平，適應(yīng)新時(shí)期國(guó)家綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展方針的要求。