印染廢水處理提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行實(shí)例

計(jì)建洪

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境與材料工程系，江蘇江陰 214433）

1 工程建設(shè)背景

江陰市某毛紡有限公司生產(chǎn)全毛絨線、混紡絨線、全腈絨線、仿馬海毛絨線、花式圈絨線、地毯紗線和毛毯紗線等7 大系列產(chǎn)品，從制條、紡紗到染色一條龍生產(chǎn)，廢水主要來(lái)自印染前處理、染色、后整理3大環(huán)節(jié)。隨著訂單數(shù)的增多，污水量有時(shí)會(huì)增加到原來(lái)的3 倍，公司原有的污水處理設(shè)施不能滿足生產(chǎn)需求，而且隨著環(huán)保力度的加大，間接排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)從CODCr不大于500 mg/L 提升到不大于200 mg/L，公司決定投資改造原有污水處理設(shè)施。

2 設(shè)計(jì)水質(zhì)、水量

生產(chǎn)廢水中除了各種印染助劑外，主要還含有酸性染料、分散染料、活性染料、陽(yáng)離子染料以及清洗劑、柔軟劑、純堿、冰醋酸等，印染廢水一般都具有色度高、可生化性差等特點(diǎn)[1]。公司設(shè)計(jì)水量為800 m3/d，構(gòu)筑物處理流量為35 m3/h，水質(zhì)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

3 工藝選擇

3.1 原工藝流程

該公司污水處理環(huán)節(jié)有4 個(gè)特點(diǎn)：（1）污水量大、有機(jī)污染物濃度較高，很難通過(guò)簡(jiǎn)單的處理就達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求；（2）污水水質(zhì)、水量波動(dòng)較大，需對(duì)進(jìn)水進(jìn)行水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)；（3）污水色度較高，需要采用可高效去除色度的工藝；（4）原有池子容量偏小，處理水量?jī)H為260～280 m3/d。改造前工藝流程如下：

根據(jù)該公司水質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)情況、特點(diǎn)，選擇新工藝需遵循的設(shè)計(jì)原則：（1）執(zhí)行國(guó)家最新法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；（2）技術(shù)成熟可靠、針對(duì)性強(qiáng)，處理效果穩(wěn)定，保證出水連續(xù)、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；（3）因地制宜，充分利用原有設(shè)施，合理布局，盡量減少占地；（4）基建投資合理，運(yùn)行費(fèi)用低，工藝控制靈活；（5）妥善處置污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲、污泥等，避免產(chǎn)生二次污染；（6）設(shè)備先進(jìn)、可靠，適當(dāng)提高自動(dòng)化程度。采用高效節(jié)能、簡(jiǎn)單易行、節(jié)省投資的污水處理工藝設(shè)計(jì)，確保污水經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)排放。

3.2 改造后的工藝流程

改造后的工藝流程如下：

改造后的工藝優(yōu)點(diǎn)：（1）整個(gè)過(guò)程采用生化+物化的組合工藝，且在生化階段采用厭氧水解法+活性污泥法+生物膜法，操作管理方便；（2）工藝成熟、處理效果好、污泥量較少，處理效果穩(wěn)定、可靠，運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、節(jié)省投資、維修方便，處理后能夠達(dá)標(biāo)排放；（3）整個(gè)生化處理流程達(dá)到連續(xù)化，即便在進(jìn)水水質(zhì)污染增大，生化處理后出水不能達(dá)標(biāo)排放時(shí)，增加后續(xù)物化（氣浮）處理工藝進(jìn)行把關(guān)，保證出水達(dá)標(biāo)排放；（4）在選擇設(shè)計(jì)參數(shù)過(guò)程中預(yù)留了一定的余地，建成后整個(gè)設(shè)施能夠耐一定的沖擊負(fù)荷和水質(zhì)、水量的變化。

4 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

4.1 調(diào)節(jié)池（原有水池改造利用）

車間出水溫度較高，與池中原有冷水進(jìn)行熱交換，降低進(jìn)入污水處理系統(tǒng)的污水溫度。調(diào)節(jié)池為原有地下收集池和原SBR 池，調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵抽至厭氧池。本改造工程在地下收集池底新增穿孔曝氣裝置，通過(guò)曝氣，防止污泥積聚，使不同時(shí)段、不同水質(zhì)的污水得到充分混合，便于后續(xù)處理。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池5座，流量35 m3/h，有效容積776 m3。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）穿孔曝氣裝置（新增）1 套；（2）污水提升泵（新增）兩臺(tái)，1 用1 備，流量35 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率2.2 kW；（3）電磁流量計(jì)（新增）1 套，口徑DN100，測(cè)量范圍25～40 m3/h；（4）pH 調(diào)節(jié)裝置（新增）1套，功率0.35 kW。

4.2 厭氧水解池（新建鋼筋砼水池）

調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升至厭氧水解池，進(jìn)入生化系統(tǒng)前的污水pH 確保穩(wěn)定在7.0～7.5，主要作用是通過(guò)厭氧微生物將難生物降解的染料及助劑等分解為易生物降解的物質(zhì)，從而提高污水的可生化性，為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造良好的條件。厭氧水解池內(nèi)設(shè)置有組合填料和潛水?dāng)嚢铏C(jī)，通過(guò)攪拌，大量厭氧微生物在填料上附著生長(zhǎng)，使污水和微生物充分接觸。厭氧水解池填料部分利用原有的，部分新增。新建厭氧生化池兩座，其中1 座尺寸6 m×6 m×7 m，有效容積220 m3，另外1 座尺寸11 m×7 m×7 m，有效容積440 m3，水力停留時(shí)間17.0 h。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）厭氧填料150 m3；（2）厭氧填料架150 m3；（3）不銹鋼集水槽（新增）兩套；（4）好氧提升泵（新增）兩臺(tái)，1用1備，流量35 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率2.2 kW；（5）潛水?dāng)嚢铏C(jī)（原有）兩臺(tái)，功率2.2 kW。

4.3 好氧生化池（新建鋼筋砼水池）

厭氧水解池出水由泵提升至好氧生化池，好氧生化池采用傳統(tǒng)活性污泥法+生物膜法，污泥池內(nèi)設(shè)置有微孔曝氣器，曝氣系統(tǒng)距離池底0.8 m，在距離池上端0.5 m 處開(kāi)始往下設(shè)置纖維填料，微生物附著在聚丙烯填料上，形成一層有多種生物的生物膜。通過(guò)好氧曝氣使污水和微生物充分接觸、反應(yīng)，絕大部分有機(jī)污染物得到降解?？紤]到污水有機(jī)物濃度較高，好氧池選用了較高的氣水比20∶1～25∶1。微孔曝氣器及填料全部新增。好氧生化池3 座，尺寸8 m×5 m×5 m，有效容積540 m3，水力停留時(shí)間5 h。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）微孔曝氣器（新增）350 套，通氣量1.2～1.5 m3/h/套；（2）不銹鋼布水集水槽（新增）兩套；（3）羅茨風(fēng)機(jī)（新增）兩臺(tái)，1用1備，流量8 m3/min，升壓68.6 Pa，功率18.5 kW。

4.4 二沉池（新建鋼筋砼水池）

好氧生化池出水排至二沉池進(jìn)行泥水分離，污泥回流至好氧生化池，上清液至氣浮池，當(dāng)生化系統(tǒng)出水不正常時(shí)進(jìn)行加藥把關(guān)，確保出水達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)二沉池1座，尺寸8 m×5 m×5 m，流量35 m3/h，表面負(fù)荷0.875 m3/(m2·h)，有效水深4.5 m。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）中心導(dǎo)流筒（新增）兩套；（2）不銹鋼集水槽（新增）兩套；（3）污泥回流泵（新增）4臺(tái)，兩用兩備，流量20 m3/h，揚(yáng)程10 m，功率1.5 kW。

4.5 氣浮池（新建鋼筋砼水池）

接觸氧化出水自流至氣浮池進(jìn)行絮凝反應(yīng)，在氣浮池進(jìn)行泥水分離，污泥至污泥池，水被抽到鎮(zhèn)綜合污水處理廠作進(jìn)一步處理。設(shè)計(jì)流量為35 m3/h。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）氣浮池（新增）1 套，功率7.5 kW；（2）加藥裝置（新增）1套，功率0.35 kW。

5 運(yùn)行效果

5.1 主要污染物（CODCr）處理效果

提標(biāo)改造工程于2018 年8 月底竣工，立即進(jìn)入調(diào)試階段，污泥來(lái)自原SBR 池，先作為SBR 池運(yùn)行一段時(shí)間，讓新建的好氧池聚丙烯填料盡快掛膜，維持污泥濃度和pH 穩(wěn)定是調(diào)試的關(guān)鍵[2]。在實(shí)際運(yùn)行中，曝氣池溶解氧（DO）控制在接近4 mg/L，污泥顏色正常，COD 去除率高[3]。調(diào)試近一個(gè)月即基本正常，經(jīng)監(jiān)測(cè)，最近一周的主要污染物（CODCr）處理效果見(jiàn)表2。

表2 主要污染物(CODCr)處理效果

由表2 可知，出水CODCr不大于200 mg/L，達(dá)到GB 4287—2012 的間接排放要求，出水可以通過(guò)泵打到江陰市璜塘污水處理廠統(tǒng)一處理。

5.2 運(yùn)行費(fèi)用

主要運(yùn)行費(fèi)用指標(biāo)見(jiàn)表3。由于企業(yè)產(chǎn)生的廢水有酸性、堿性可以相互中和，所以pH 調(diào)節(jié)費(fèi)用基本忽略，土建和設(shè)備各50 萬(wàn)左右，總投資100 萬(wàn)。該提標(biāo)改造項(xiàng)目處理成本以800 m3/d 計(jì)，每年生產(chǎn)300天，折舊費(fèi)以10 a 計(jì)，為2.16 元/m3。直接處理成本（不含設(shè)備折舊費(fèi)等）為1.74元/m3。

表3 主要運(yùn)行費(fèi)用指標(biāo)

6 結(jié)論

通過(guò)建造新池?cái)U(kuò)大了容量，可以將生產(chǎn)任務(wù)從260～280 m3/d 擴(kuò)大到800 m3/d，滿足生產(chǎn)任務(wù)；將原序批式活性污泥法改為“厭氧+好氧生化（好氧活性污泥+曝氣生物濾池）+物化”法，經(jīng)提標(biāo)改造后的新工藝處理后，出水CODCr不大于200 mg/L，達(dá)到GB 4287—2012 的間接排放要求。其中，好氧活性污泥法和生物膜法合二為一，在同一池子里面優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，填料上的生物膜可與活性污泥達(dá)到平衡，從而發(fā)揮各自的最大效能，有效縮短了反應(yīng)時(shí)間并降低了能耗。由于生物膜的作用，可使有效泥齡增加，污泥產(chǎn)生量減少，污泥處理費(fèi)用及運(yùn)行成本均減少，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。