高濃度紡織染整廢水處理工藝設(shè)計(jì)

（廣州中大環(huán)境治理工程有限公司，廣州 510320）

摘要：以福建某紡織有限公司5 400 m3/d的高濃廢紡織染整廢水處理工程為案例，介紹“格柵集水井+涼水池+調(diào)節(jié)池+氣浮池+水解酸化池+移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（Moving-Bed Biofilm Reactor，MBBR）池+

二沉池+高效沉淀池+臭氧氧化池+曝氣生物濾池+景觀池”組合工藝的工藝流程、主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)、實(shí)際運(yùn)行情況等指標(biāo)。項(xiàng)目運(yùn)行情況表明，采用該組合工藝處理高濃度紡織染整廢水，出水水質(zhì)滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287—2012）及修改單中的直接排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

關(guān)鍵詞：高濃度紡織染整廢水；分類收集；水解酸化池；移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBR）

中圖分類號(hào)：X791 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）11-0277-04

Treatment Process Design of High Concentration Dyeing and Finishing Wastewater

XU Keming

（Guangzhou Zhongda Environmental Management Engineering Co.， Ltd.， Guangzhou 510320， China）

Abstract： Taking the 5 400 m3/d high-concentration textile dyeing and finishing wastewater treatment project of a textile company in Fujian as an example， this paper introduces the process flow， main structure design parameters， actual operation status and other indicators of the combined process of “grid collection well + cold water tank + regulating tank + air flotation tank + hydrolysis acidification tank + Moving-Bed Biofilm Reactor （MBBR） tank + secondary sedimentation tank + high-efficiency sedimentation tank + ozone oxidation tank + aerated biofilter + landscape tank”.The project operation status shows that the effluent quality of the combined process for treating high-concentration textile dyeing and finishing wastewater meets the requirements of the Discharge Standards of Water Pollutants for Dyeing and Finishing of Textile Industry （GB 4287—2012） and the direct emission standard limit requirements in the amendment.

Keywords： high concentration textile dyeing and finishing wastewater; classified collection; hydrolysis acidification tank; Moving-Bed Biofilm Reactor （MBBR）

紡織染整指對(duì)以天然纖維、化學(xué)纖維以及天然纖維與化學(xué)纖維按不同比例混紡為原料的紡織材料（纖維、紗、線和織物）進(jìn)行以化學(xué)處理為主的染色和整理過(guò)程，又稱印染。印染加工主要有4個(gè)工序，分別是預(yù)處理階段、染色工序、印花工序及整理工序[1]。以上每個(gè)工序都會(huì)產(chǎn)生廢水，廢水成分較為復(fù)雜，主要是各種染料、漿料、助劑等。

印染工藝中用水量巨大，并且生產(chǎn)過(guò)程會(huì)有不同的染色工藝和批次。因此，印染廢水具有水量大、有機(jī)物污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，屬于難處理的工業(yè)廢水之一[2]。廢水未處理達(dá)標(biāo)便排放在水體中，會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、水質(zhì)惡化，對(duì)水生生物造成傷害，影響其生長(zhǎng)和繁殖速度，從而對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)造成長(zhǎng)期的危害。印染廢水的處理已成為環(huán)保工作中的一大難題。

根據(jù)印染廢水的主要特點(diǎn)，一般對(duì)高濃度廢水和低濃度廢水進(jìn)行分類收集與處理，或者分類收集后，分別進(jìn)行預(yù)處理，后續(xù)合并進(jìn)行生化處理以及深度處理。目前，采用生物處理為主、物化處理為輔的組合處理工藝。具體處理工藝根據(jù)廢水的水質(zhì)特征、處理排放去向、排放標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)確定[3]。

1 項(xiàng)目概況

福建某紡織有限公司位于福建省龍巖市，其原有紡織印染生產(chǎn)線位于龍巖市中心。根據(jù)龍巖市政府相關(guān)政策要求，該公司紡織印染生產(chǎn)線整體搬遷至某開發(fā)區(qū)建設(shè)，全面淘汰現(xiàn)有2 500 t耗能印染設(shè)備，采用國(guó)內(nèi)外漂染行業(yè)最先進(jìn)的工藝技術(shù)裝備，建成年染整加工量為26 500 t的各類紡織品生產(chǎn)線。其中，年染色布類加工量為20 000 t、紗線類加工量為5 000 t、印花布類加工量為1 500 t。

紡織印染生產(chǎn)線廠區(qū)內(nèi)自建廢水處理及回用水設(shè)施，高、低濃度廢水分類收集并分開處理，其中高濃水廢水系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理水量為5 400 m3/d，主要介紹該項(xiàng)目高濃度廢水處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)。

1.1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)有化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，CODCr）、五日生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand after 5 days，BOD5）、懸浮物（Suspended Solids，SS）、總氮（Total Nitrogen，TN）、氨氮（NH3-N）、pH值、色度以及總銻。本項(xiàng)目高濃度廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。

經(jīng)過(guò)處理后，系統(tǒng)各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287—2012）及修改單中的直接排放標(biāo)準(zhǔn)限值[4]。主要污染物排放濃度限值如表2所示。

1.2 工藝流程

一般而言，紡織染整廢的BOD5與CODCr比值較低，可生化性較差，水中的有機(jī)污染物質(zhì)不易被微生物分解。直接采用生物法處理紡織染整廢水，CODCr的去除效率不高，僅有60%～70%，脫色率也僅有50%左右。為提高廢水的可生化性，以及初步降解CODCr、色度等污染物，選用氣浮設(shè)備進(jìn)行廢水的預(yù)處理，污染物去除效率為20%～40%。之后，采用水解酸化處理廢水，水解酸化池能夠降解廢水中的固體有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化成溶解性物質(zhì)，從而提高印染廢水可生化性，同時(shí)廢水中的pH值會(huì)有所降低，減少污泥產(chǎn)量[5]。水解酸化池出水進(jìn)行好氧處理，經(jīng)過(guò)微生物的氧化分解作用去除廢水中的有機(jī)物。為保證出水色度達(dá)標(biāo)，物化處理部分采用氣浮、高效沉淀、臭氧氧化、曝氣生物濾池等工藝。

本項(xiàng)目高濃度廢水系統(tǒng)選擇采用“格柵集水井+涼水池+調(diào)節(jié)池+氣浮池+水解酸化池+移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（Moving-Bed Biofilm Reactor，MBBR）池+二沉池+高效沉淀池+臭氧氧化池+曝氣生物濾池+景觀池”工藝。同時(shí)，在氣浮池和高效沉淀池中添加聚合氯化鋁（Polyaluminum Chloride，PAC）和聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM），以提高凈水效果。其流程圖如圖1所示。

1.3 主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)

第一，調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池?cái)?shù)量為1座，結(jié)構(gòu)形式為地下鋼砼，尺寸為39.95 m×19.80 m×6.30 m（長(zhǎng)×寬×高），有效水深為5.80 m，單座有效容積約4 587.86 m3，水力停留時(shí)間約20.39 h。

第二，氣浮池。氣浮池?cái)?shù)量為1座，結(jié)構(gòu)形式為碳鋼防腐，直徑為8.0 m，高為0.8 m，表面負(fù)荷為4.85 m3/（m2·h），表面積為46.4 m2，水力停留時(shí)間約6 min。

第三，水解酸化池。水解酸化池?cái)?shù)量為4座，結(jié)構(gòu)形式為碳鋼防腐。每座直徑為10.0 m，高為14.0 m，有效水深13.5 m，單座有效容積約1 060 m3，總有效容積約4 240 m3，水力停留時(shí)間約18.8 h，容積負(fù)荷1.37 kgCOD/（m3·d）。

第四，MBBR池。MBBR池?cái)?shù)量為4座，結(jié)構(gòu)形式為地上鋼砼。每座尺寸為20.60 m×11.30 m×6.00 m（長(zhǎng)×寬×高），有效水深為5.4 m，單座有效容積為1 257 m3，總有效容積約5 028 m3，設(shè)計(jì)污泥濃度為3.5 g/L，水力停留時(shí)間約22.3 h，污泥負(fù)荷為0.12 kgCOD/（kgMLSS·d）。

第五，二沉池。二沉池采用斜管沉淀池，數(shù)量為2座，結(jié)構(gòu)形式為地上鋼砼，每座尺寸為18.80 m×9.10 m×6.00 m（長(zhǎng)×寬×高），表面負(fù)荷為0.75 m3/（m2·h），表面積約149.50 m2。

第六，高效沉淀池。高效沉淀池?cái)?shù)量為1座，結(jié)構(gòu)形式為地上鋼砼。其中，快速混合池尺寸為3.00 m×2.35 m×6.50 m（長(zhǎng)×寬×高），絮凝反應(yīng)池尺寸為3.0 m×3.0 m×6.5 m（長(zhǎng)×寬×高），沉淀區(qū)尺寸為9.55 m×8.40 m×6.50 m（長(zhǎng)×寬×高），快速混合池水力停留時(shí)間為11 min，絮凝反應(yīng)池停留時(shí)間為14 min，沉淀區(qū)表面負(fù)荷為2.8 m3/（m2·h）。

第七，臭氧氧化池。臭氧氧化池?cái)?shù)量為2座，結(jié)構(gòu)形式為半地下鋼砼，每座尺寸為8.0 m×8.0 m×8.0 m（長(zhǎng)×寬×高），有效水深為7.0 m，水力停留時(shí)間為3.9 h。

第八，曝氣生物濾池。曝氣生物濾池?cái)?shù)量為4座，結(jié)構(gòu)形式為半地下鋼砼。每座尺寸為8.0 m×8.0 m×6.5 m（長(zhǎng)×寬×高），有效水深為6.0 m，過(guò)濾濾速為0.9 m3/（m2·h），容積負(fù)荷為0.6 kgCOD/（m3·d）。

第九，景觀池。景觀池?cái)?shù)量為1座，結(jié)構(gòu)形式為地下鋼砼。尺寸為94.40 m×52.40 m×5.00 m（長(zhǎng)×寬×高），有效水深為4.50 m，單座有效容積約22 260 m3。

2 工程運(yùn)行情況

2.1 出水效果

廢水處理站正式運(yùn)行以來(lái)，高濃度廢水經(jīng)過(guò)處理后，出水CODCr濃度穩(wěn)定在40 mg/L左右，NH3-N穩(wěn)定在2 mg/L左右，TN穩(wěn)定在5 mg/L左右，SS穩(wěn)定在10 mg/L以下，色度穩(wěn)定在10以下。本項(xiàng)目驗(yàn)收監(jiān)測(cè)期間，在高濃系統(tǒng)廢水排放口進(jìn)行了多次取樣檢測(cè)，部分監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖2所示，均達(dá)到了設(shè)計(jì)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)目前已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行1年多，各單元出水效果穩(wěn)定。

2.2 運(yùn)行成本分析

本項(xiàng)目廢水處理站分為高濃和低濃兩個(gè)處理系統(tǒng)，現(xiàn)只分析其中的高濃度廢水處理系統(tǒng)的電費(fèi)和藥劑費(fèi)用，其結(jié)果如下。主要設(shè)備總耗電費(fèi)約為6 696元/d，折合噸水電費(fèi)為1.24元/m3；系統(tǒng)投加的藥劑費(fèi)約為7 020元/d，折合噸水藥劑費(fèi)為1.3元/m3。

3 結(jié)論

采用“格柵集水井+涼水池+調(diào)節(jié)池+氣浮池+水解酸化池+MBBR池+二沉池+高效沉淀池+臭氧氧化池+曝氣生物濾池+景觀池”工藝處理高濃度紡織染整廢水，出水CODCr濃度穩(wěn)定在40 mg/L左右，NH3-N穩(wěn)定在2 mg/L左右，TN穩(wěn)定在5 mg/L左右，SS穩(wěn)定在10 mg/L以下，色度穩(wěn)定在10以下，完全符合相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目高濃度染整廢水處理系統(tǒng)中，能有效去除主要污染物，系統(tǒng)工藝成熟，運(yùn)行可靠，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定。高濃度染整廢水在經(jīng)過(guò)格柵、氣浮等預(yù)處理措施處理后，再經(jīng)水解酸化池處理，能有效提升廢水的BOD5與CODCr比值，進(jìn)而提高后續(xù)好氧池的處理效率。

參考文獻(xiàn)

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2 劉曉玲，張臨絨，胡欣琪，等.印染廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及其有機(jī)污染物研究進(jìn)展[C]//2016全國(guó)水環(huán)境污染控制與生態(tài)修復(fù)技術(shù)高級(jí)研討會(huì)，2016.

3 劉曉劍，常麗春，林秀軍，等.紡織染整污染防治技術(shù)評(píng)估指標(biāo)體系的構(gòu)建[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2013（10）：44-48.

4 環(huán)境保護(hù)部，國(guó)家量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)：GB 4287—2012[S].北京：中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2012.

5 黃 濤，洪 浩.印染廢水處理與回用的工藝設(shè)計(jì)與應(yīng)用探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2017（11）：53-54.