牛仔洗水廢水處理工藝設(shè)計探討

項 嬌，龔 波，張同舟，譚劍聰

(廣東溢豐環(huán)保集團股份有限公司，廣東 東莞 523129)

憑借其簡潔、多用及耐穿的特點，牛仔布在時尚界一直受全球各年齡層喜愛。牛仔成衣能夠發(fā)展100多年歷久不衰，原因不在其款式設(shè)計和生產(chǎn)工藝處理上的變化，而是在千變?nèi)f化、求新求異的后整理工藝上[1]。洗水作為成衣后整理加工的重要環(huán)節(jié)，在紡織業(yè)中占據(jù)舉足輕重地位。洗水一般分普洗、石洗、酵素洗、砂洗、化學(xué)洗、漂洗、雪花洗、貓須洗、馬騮洗等[2]。洗水廢水具有水量大、浮石砂含量大、纖維及絨毛量大，同時該類廢水還具有色度深、pH呈弱堿性、較好的可生化性等特點[3]。

在污水處理工藝達標(biāo)的基礎(chǔ)上，選擇合適的設(shè)計參數(shù)和廢水處理和回用工藝，研究污染物去除原理，從而降低廢水處理成本，提高廢水的資源化利用率。

1 洗水廢水污染物來源

洗水廢水污染物成分根據(jù)洗水工藝不同其污染物成本不一樣，普洗主要工藝添加成分為洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為COD、表面活性劑和TP；石洗主要工藝添加成分為浮石、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、表面活性劑和TP；酵素洗主要工藝添加成分為純堿、浮石、酵素生物酶、玉米淀粉、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、pH、表面活性劑和TP；砂洗主要工藝添加成分為純堿、浮石、氧化性助劑、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、pH、表面活性劑和TP；化學(xué)洗主要工藝添加成分為純堿、浮石、NaSiO3、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、pH、表面活性劑和TP；漂洗主要工藝添加成分為漂白劑、Na2CO3、NaHCO3、浮石、洗滌劑、熒光增白劑(二苯乙烯聯(lián)苯二磺酸鈉)、雙氧水/次氯酸鈉、Na2S2O3.5H2O，其表觀污染物為砂、SS、pH、COD、氨氮、總氮、表面活性劑和總磷；雪花洗主要工藝添加成分為高錳酸鉀、草酸、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、錳、pH、表面活性劑和總磷。貓須洗主要工藝添加成分為樹脂、天那水、高錳酸鉀、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為SS、錳、難降解有機物、COD、表面活性劑和總磷；馬騮洗主要工藝添加成分為高錳酸鉀、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為SS、錳、COD、表面活性劑和總磷。

洗水廢水由于其工藝特點造成水量波動系數(shù)大，瞬時排水量大，對下游污水處理設(shè)施沖擊較大，同時浮石量大容易造成下游污水廠調(diào)節(jié)池調(diào)蓄容積減小[4]，纖維及絨毛量容易堵塞水泵及管網(wǎng)，廢水色度較深，為了保證廢水穩(wěn)定達標(biāo)及穩(wěn)定運行，保障中水回用水質(zhì)，降低廢水處理成本，必須選擇合適的廢水處理工藝和設(shè)計參數(shù)。

2 設(shè)計水量及進出水水質(zhì)

某園區(qū)洗水廢水處理廠設(shè)計規(guī)模為20000 m3/d,出水需達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002標(biāo)準(zhǔn)中一級A標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計進、出水水質(zhì)詳如表1所示。

表1 園區(qū)設(shè)計進出水水質(zhì)一覽表

3 設(shè)計處理及回用工藝

根據(jù)廢水特點、出水標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)成熟工藝，本項目工藝路線以前物化+生化+后物化處理工藝為主，前物化根據(jù)上游水質(zhì)特點選擇性投加藥劑(在初沉池截留細砂和懸浮物)，生化處理工藝為水解酸化+好氧工藝，主要去除廢水中的有機物、氨氮、總氮和總磷。后物化主要除錳(避免影響廢水回用)，同時進一步去除廢水中的有機物。工藝流程如圖1所示。

圖1 項目工藝流程圖

4 主要工藝單元功能及原理

4.1 企業(yè)端無動力圓網(wǎng)機

園區(qū)企業(yè)二樓以上通過重力自流進入圓網(wǎng)機，通過水流沖擊帶動圓網(wǎng)機旋轉(zhuǎn)，廢水中砂石、纖維及絨毛經(jīng)過2 mm過濾網(wǎng)進行截留，一樓的廢水通過排水溝內(nèi)的格柵網(wǎng)進行截留。

4.2 污水處理廠集水池及圓網(wǎng)機

本項目廢水通過重力自流進入污水處理廠，需在前端設(shè)置集水池，通過提升泵將廢水泵至圓網(wǎng)機進行進一步截留浮石、纖維及絨毛。本項目重力自流存在浮石沉積在集水池底部，導(dǎo)致提升泵進水管堵塞，建議廢水收集管網(wǎng)采用壓力流，提升泵采用無污堵泵。

4.3 沉砂調(diào)節(jié)池

對于圓網(wǎng)機無法隔出的細小浮石，調(diào)節(jié)池設(shè)置成帶前端沉淀的折流式池型或設(shè)置成帶泥斗的調(diào)節(jié)池，便于細小浮石進行沉淀，避免堵塞后續(xù)水泵。由于洗水排放瞬時水量大，調(diào)節(jié)池以前的所有構(gòu)筑物及設(shè)備建議考慮波動系數(shù)。

4.4 前物化反應(yīng)沉淀池

前物化反應(yīng)沉淀池主要由混凝池、絮凝池和初沉池組成，主要去除調(diào)節(jié)池提升上來的泥沙和殘留的纖維及絨毛，單純洗水可不用加藥；由于園區(qū)企業(yè)復(fù)雜性，當(dāng)廢水中存在印花和染色廢水排入時，可在前物化投加藥劑，降低后續(xù)處理系統(tǒng)的處理負(fù)荷。

4.5 水解酸化+好氧生化系統(tǒng)

本系統(tǒng)由水解酸化池、好氧池和生化沉淀池組成，水解酸化主要將牛仔服裝洗下來的染料、漿料和助劑以及殘余的纖維及絨毛進行分解和降解，提高廢水可生化性[5]，脫除40%～70%的色度，同時通過好氧混合回流和生化沉淀污泥回流在水解酸化池內(nèi)進行脫氮。好氧池主要降低廢水中COD和氨氮，在好氧條件下進行合成細胞增殖和自身的新陳代謝，降低廢水中的有機物；通過控制合適的泥齡進行硝化反應(yīng)，降低廢水中的氨氮；最后在生化沉淀池進行泥水分離，通過污泥回流和剩余污泥排放保證整個生化系統(tǒng)污泥平衡和維持系統(tǒng)脫氮除碳所需的污泥濃度。

4.6 后物化反應(yīng)沉淀系統(tǒng)

4.7 回用水工藝

本項目出水水質(zhì)達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)，通過砂濾+碳濾工藝進一步降低廢水中的SS和有機物，出水水質(zhì)即可滿足上游牛仔洗水企業(yè)回用要求(一般牛仔洗水深色前3道使用回用，最后一道使用自來水)，園區(qū)總回用水率可達到60%。

5 工藝設(shè)計參數(shù)

本項目具體設(shè)計參數(shù)詳見表2所示。

表2 主要工藝參數(shù)

續(xù)表2

6 各單元處理效率

出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn)(出水COD平均值為36 mg/L，NH3平均值為0.71 mg/L，TN平均值為12.8 mg/L，TP平均值為0.33 mg/L)。各單元去除率分析詳見表3所示。

7 投資及運行成本分析

根據(jù)項目投資結(jié)算報告，本項目噸水投資為7500元，直接運行成本為4.013元/噸，其中藥劑費為0.82元/噸，污泥費為0.36元/噸，電費為0.75元/噸，自來水費為0.013元/噸，檢測及第三方運維費為0.12元/噸，勞保及維修費為0.05元/噸，管理費為0.1元/噸，回用水系統(tǒng)噸水運行成本為1.8元/噸。

表3 各單元去除率分析

8 結(jié) 論

(1)本工程采用成熟工藝“圓網(wǎng)機+前物化反應(yīng)沉淀+水解酸化+好氧生化沉淀+后物化反應(yīng)沉淀”，應(yīng)對園區(qū)復(fù)雜的水質(zhì)，根據(jù)實際設(shè)計案例和運營數(shù)據(jù)，為其他項目提供理論依據(jù)。

(2)針對牛仔洗水園區(qū)，采用砂濾+碳濾工藝完全可以用于上游洗水企業(yè)，回用率可以做到60%，運行成本低。

(3)本工藝噸水投資為7500元，噸水直接運行成本為3.013元(含回用水部分)，經(jīng)濟效益較好。