1 某紡織廠簡介
某紡織廠是一家香港獨資的大型企業(yè)，1991年從香港遷移過來，總投資2億港幣，集 紡紗、染色、織布一條龍，產(chǎn)品為牛仔布。廢水主要來自染廠，其主要成分是靛藍粉(含石 灰、染料、木薯粉)，另外還有NaOH、低硫酸鈉，廢水量在1000m3/d左右。正常情況下的廢水水質(zhì)如表1。
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項目 |
pH |
色度(倍) |
CODcr(mg/L) |
水溫(℃） |
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濃度 |
10.0-13.0 |
400-1200 |
750-1800 |
18-35 |
改造前的處理工藝流程見圖1。
該流程設計處理能力1000m3/d，剛投產(chǎn)時水量300m3/d，后逐漸增加至1000m3/d ，但出水水質(zhì)漸漸惡化，色度和CODCr都嚴重超標，出水色度在300(倍)左右，CODCr在700mg/L左右。其主要原因如下：
①設計時對原水水質(zhì)估計不足，當初設計原水的CODCr為700～1 300mg/L,而現(xiàn)在原水CODCr為1000～2000mg/L。
②生物濾池有2個，大小一樣，圓形，直徑13m，總高2.5m，中間布水，池內(nèi)裝填大小10cm(長寬)左右的石頭塊，池底有通風孔層，自然充氧，污水靠水力作用自然旋轉(zhuǎn) 噴灑布水。由于充氧不足，加上厭氧水解池出水濃度過高，導致生物濾池內(nèi)部呈厭氧狀態(tài)，厭氧污泥阻塞石頭(濾料)空隙，造成水流短路。這樣，好氧生物濾池的處理效果大大降低，二級生物濾池對有機物的降解率只有30%～40%。
�、廴狈τ屑夹g(shù)的管理人員，操作工人素質(zhì)差。
2 工藝改造
2.1 前期改造
捷德紡織廠采取邊改造邊生產(chǎn)的方式進行。由于二級生物濾池對有機物的降解率只有30%～4 0%，且滋生蚊蠅，決定利用現(xiàn)有的厭氧水解池，打掉二級生物濾池，改成生物接觸氧化池。 但厭氧水解池對COD的去除率僅有10%～20%，大量負荷會帶給后續(xù)處理構(gòu)筑物，為減少生化改造期間的污染，在厭氧水解池前加一套物化處理設備(即化學混凝沉淀)，以降低負荷。
前期改造的工藝流程見圖2。
由于該項改造工程具有很強的實用性，實際上是邊生產(chǎn)、邊研究、邊制定方案的改造過程，在確定物化處理流程時，先做了大量的化學混凝脫色試驗。采用傳統(tǒng)方法，對硫酸亞鐵、凈水劑、聚合鋁和三氯化鐵主要以去除色度、COD為目標，通過小試先確定適合本廠的脫 色效果和去除COD的最佳藥劑為硫酸亞鐵，其最佳投藥量在800～1000mg/L,最佳pH值范圍在9.5～11之間。
物化處理流程各項參數(shù)：設計流量Q為1000m3/d；提升泵兩臺，每臺Q′為80m3/h；靜態(tài)混合器2個，每個外形尺寸L為800mm，D為250mm；機械反應池2個，1.5m×1.5m×4m，設計停留時間20min；斜管沉淀池1個，面積5m×5m，斜管用聚氯乙烯板制作，所有排泥管皆為200mm鍍鋅管。
經(jīng)物化處理的色度平均去除率達到60%,COD的平均去除率＞40%,達到了目的。投硫酸亞鐵后，產(chǎn)泥量大增，現(xiàn)有的貯泥池僅能容納氣浮池刮渣排泥，造成斜管沉淀池的積泥不能及時排出。根據(jù)這一實際情況，廠方又增購了一臺板框壓濾機。
物化處理后的出水穩(wěn)定，在控制最佳投藥量和pH的條件下，出水水質(zhì)COD在600～900 mg/L之間，在進行生化改造期間，屬超標排放運行。
2.2 后期改造
后期改造的工藝流程見圖3。
改造的主要構(gòu)筑物及設備：
�、� 調(diào)節(jié)池。設計原水調(diào)節(jié)池有效停留時間為8 h，整個調(diào)節(jié)池尺寸為20m×10m×2.5m ，內(nèi)分6格。在原水進調(diào)節(jié)池前有一小渠道，在渠道中投硫酸亞鐵，使pH為7～9左右。廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)有一初沉時間，對池底污泥，紡織廠每年趁春節(jié)放假之際清掏外運。
② 厭氧水解池。呈長方形，尺寸為10m×7.5m×5m，有效停留時間10h。分為兩組 ，每組都有一個脈沖布水器，其對水解池內(nèi)的配水是間歇式的，對厭氧池則起攪拌、沖刷作用。厭氧池內(nèi)的污水分污泥層、附著層、清水區(qū)。攪拌是為了防止死水、短流，沖刷能防止附著層阻塞，厭氧池內(nèi)設有斜板附著層，厭氧水解池是穿孔集水槽配水。
③ 接觸氧化池。在原生物濾池的位置上建造，外型尺寸：20m×15m×4.5m，采用三廊道 ，內(nèi)懸掛半軟性填料(厚3m)，填料接觸時間20h，底部裝有微孔曝氣頭，氣水比為15∶1， 經(jīng)測試池內(nèi)溶解氧濃度為3.8mg/L。
�、� 沉淀池。為豎流式、方形，尺寸為6 m×5 m×5 m，從池頂中心進水，出水經(jīng)鋸齒形集 水槽。豎流式沉淀池主要是沉淀接觸氧化池脫落的生物膜，出水進入混凝氣浮池。 沉淀污泥全部回流至厭氧水解池，補充營養(yǎng)，原設計進入貯泥池的排泥管保留。
�、� 混凝氣浮池。進一步去除在沉淀池中不能下沉去除的細小顆粒，投加凈水劑，凈水劑是一種淡黃色液體，是廣東南海市食中化工廠提供的，是用廢鋁、廢鐵和濃硫酸制成，其主要成分是鐵和鋁的三價鹽，pH為2.3～3,在深圳的印染廠中被廣泛采用。廢水投藥后經(jīng)隔板 反應區(qū)進入氣浮區(qū)，浮渣排入貯泥池經(jīng)板框壓濾機壓濾成泥餅外運，出水經(jīng)計量直接排海。
污泥處理部分不變。
3 運行效果及分析
在接觸氧化池掛膜成熟以后，物化處理設備停止使用。深圳市環(huán)保局在排放口晝夜監(jiān)測的結(jié)果見表2。
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日期 |
取樣點 |
分析項目 | ||||
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PH |
CODcr |
SS |
色度 |
硫化物 | ||
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9月9日 |
總排口 |
7.14 |
105 |
18.3 |
64 |
0.03 |
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9月12日 |
總排口 |
6.26 |
147 |
12 |
32 |
0.02 |
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9月13日 |
總排口 |
6.78 |
41.3 |
5.3 |
32 |
0.01 |
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9月19日 |
總排口 |
7.52 |
87.7 |
9.5 |
32 |
0.01 |
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9月20日 |
總排口 |
7.03 |
93.3 |
23.0 |
32 |
0.01 |
經(jīng)過兩年來的連續(xù)運行，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明屬達標運行，說明該項治理工程是成功的。從中還得出如下經(jīng)驗和結(jié)論：
�、� 生物濾池不適合對此類高濃度印染廢水的好氧處理。生物濾池雖有節(jié)省能耗、易于操作等優(yōu)點，但處理效率低，對有機物的降解率只有15%～40%,且滋生蚊蠅。當負荷高時，生物濾池呈厭氧狀態(tài)，造成污泥阻塞孔隙，影響通風。濾料一旦阻塞，清理困難。
② 在生化處理中，水解池起著很重要的作用，它對色度的去除率通常在40%～70%,對COD的去除率只有10%～20%，但能提高廢水的可生化性。在確定接觸氧化池參數(shù)前，取生物 濾池中的濾料和厭氧池的出水，在實驗室進行耗氧試驗。結(jié)果表明，只要停留時間過長(24h)，對COD的去除率就可以達到90%以上，說明厭氧水解池的出水可生化性強，為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了極有利的條件。
�、� 對這種高濃度呈強堿性的印染廢水，在生化前要進行中和。硫酸亞鐵對這類印染廢水有獨特作用，預處理采用投硫酸亞鐵的辦法，能去除部分色度，并且能使COD降到900mg/L以下。
④ 在接觸氧化池掛膜后，由填料上微生物組成的食物鏈能維持生物膜的平衡，沉淀的污泥全部回流到厭氧水解池。混凝氣浮池最終產(chǎn)泥量只有1m3/d左右，而改造前最終產(chǎn)泥量是7～8m3/d，減少泥量約87%，大大減少了污泥處理系統(tǒng)的負荷(污泥出路曾是廠方頭疼的問題)。
⑤ 接觸氧化池分三個廊道，在以后運行時發(fā)現(xiàn)：若第一個廊道停止曝氣使之成為厭氧段時，其出水CODCr只是略有上升，在140mg/L左右，色度在50倍左右，仍屬達標運行，經(jīng)測定其內(nèi)部溶解氧在0.2mg/L以下。這樣，實際好氧停留時間降低為14h，一方面節(jié)省了能耗，另一方面為今后擴大處理量創(chuàng)造了一個極有利的條件。
4 工程投資和運行成本
配套建設時污水處理投資90萬元，改造工程投資120萬元，工程總投資210萬元，對1000m3/d水量，工程投資成本為0.21萬元/m3。
運行成本(以1999年為例)見表3。
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序號 |
成本項目 |
處理水量（m3) |
總費用（元） |
單位成本（元/m2） |
備注 |
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1 |
工資 |
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66000 |
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本表沒有考慮折舊。廠方自己烯油發(fā)電。操作人員共5人，三班倒，每班1人，化驗室1人，另設班長1人。 |
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2 |
職工福利 |
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3000 |
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3 |
社會保障 |
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600 |
| |
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4 |
其他費用 |
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3000 |
| |
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5 |
業(yè)務費 |
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283000 |
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其中：電費 |
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135000 |
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藥劑費 |
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98000 |
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維修費 |
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12000 |
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泥餅外運費 |
|
28000 |
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調(diào)節(jié)池清淤 |
|
10000 |
| ||
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合計 |
348956 |
355600 |
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