將一些集中在城區(qū)中心或分散在不同地方的印染企業(yè)集中在一個工業(yè)園區(qū)，形成較大生產(chǎn)規(guī)模的紡織印染區(qū)，對產(chǎn)生的印染廢水采用集中治理的方式，能杜絕企業(yè)的偷排現(xiàn)象，降低企業(yè)負(fù)擔(dān)，提高運行管理水平和達(dá)標(biāo)排放率，符合國家環(huán)境保護(hù)部提出的集中與分散相結(jié)合的治理方針。
某工業(yè)園內(nèi)建有十余家大中型牛仔服裝洗漂廠和牛仔布漿染及洗水廠。園區(qū)內(nèi)配套建有一家廢水處理廠，集中處理工業(yè)園內(nèi)牛仔服裝洗漂廢水(COD＜ 500 mg /L) 。
采用“物化/生物接觸氧化”工藝，設(shè)計規(guī)模為7．4×104 m3 /d，其中一期工程規(guī)模為1×104 m3 /d，二期工程規(guī)模為3×104 m3 /d，三期工程規(guī)模為3．4×104 m3 /d。總投資約為5 000 萬元。
1 工程改造背景
近年來，隨著工業(yè)園區(qū)內(nèi)工廠產(chǎn)能的增加，廢水水質(zhì)不斷變化，新建數(shù)家工廠排放的退漿、絲光等高濃度廢水不斷增多; 由于原有工藝對高濃度廢水處理存在著設(shè)計不合理等原因，導(dǎo)致該廠廢水處理設(shè)施運行不穩(wěn)定，出水水質(zhì)經(jīng)常出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響周圍水體環(huán)境，必須對原處理工藝進(jìn)行改造和優(yōu)化。
改造工程設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。
1. 1 改造前的水質(zhì)、水量及工藝流程
改造前廢水處理廠實際處理規(guī)模為5．6×104m3 /d。除新建工廠外，其他工廠排放的廢水均符合該廢水處理廠進(jìn)水水質(zhì)要求，處理出水排入當(dāng)?shù)氐乃颉，F(xiàn)今要求出水水質(zhì)必須達(dá)到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001) 第二時段的一級標(biāo)準(zhǔn)，若采用原工藝處理，出水不能達(dá)標(biāo)排放。
改造前廢水處理工藝流程如圖1 所示。
改造前進(jìn)、出水水質(zhì)見表2。
1. 2 存在的主要問題
經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研及理論分析，原有廢水處理系統(tǒng)主要存在以下問題:
①由于廢水集中處理，間接進(jìn)水，污染物濃度高，因此水質(zhì)不穩(wěn)定。其中含有高錳酸鉀廢水和堿絲光廢水，增加了系統(tǒng)生化處理的難度。
②工業(yè)園區(qū)內(nèi)由于各生產(chǎn)廠家不同的染整工藝，不同的染料造成廢水中的pH 值、COD、色度等各不相同，B /C 值無法穩(wěn)定。
③原工藝接觸氧化池不定期出現(xiàn)污泥濃度降低、出水水質(zhì)變差等情況。
④現(xiàn)有藥劑對含有還原染料、硫化染料及活性染料的廢水絮凝效果不佳。
2 改造方案
2. 1 改造工藝的選擇
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研分析發(fā)現(xiàn)，由于新增廢水濃度較高，導(dǎo)致接觸氧化池中的污泥負(fù)荷過重，部分污泥中毒死亡。分析這兩家工廠排放的混合廢水還發(fā)現(xiàn)B /C ＜ 0．3，說明其生化性極差�，F(xiàn)采用高效硅藻精土與“雙面導(dǎo)流”生物活性污泥工藝對原有工藝進(jìn)行技術(shù)改造。高濃度廢水的排放總量為6 000 ～8 000 m3 /d，將一期工藝改造成“雙面導(dǎo)流”工藝專門處理這些高濃度廢水，而其他低濃度廢水由二期和三期處理。一期改造后工藝流程見圖2。
高濃度混合廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，沉淀大部分顆粒懸浮物后排入二沉池，進(jìn)一步強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的處理效果，穩(wěn)定后續(xù)工藝的進(jìn)水水質(zhì)、水量，減輕負(fù)荷。出水后加高效硅藻精土處理劑與原水混合進(jìn)入水力澄清池，去除有機(jī)膠體微粒、纖維等懸浮物，然后進(jìn)入一期接觸氧化池(改為“雙面導(dǎo)流”生物處理池) 經(jīng)生物降解后排放。
2. 2 高效硅藻精土凈水劑
硅藻土是古代單細(xì)胞低等植物硅藻的遺體堆積后，經(jīng)過初步成巖作用而形成的多孔性生物硅質(zhì)巖。硅藻土的主要化學(xué)成分是無定型SiO2，并含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO 和有機(jī)質(zhì)等。硅藻土作為吸附劑具有孔隙率高、比表面大、容重小、吸附性強(qiáng)、耐磨、耐酸等優(yōu)良特性，可作為吸附劑用于廢水處理行業(yè)。經(jīng)過特殊方法提純，將硅藻富集到92%以上稱為硅藻精土。在水處理中根據(jù)水質(zhì)類別在精土中加入一定量的改性物質(zhì)，配制成各種硅藻精土水處理劑。
硅藻在精選過程中將與其共生的雜質(zhì)分離除去，這樣使硅藻表面本已平衡的電位形成不平衡電位。在進(jìn)行水處理時，硅藻精土處理劑被微量加入后，在高速攪拌或抽吸泵機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)下，瞬間散于水體之中，由于電位中和與沉淀作用，凝集成較大的絮體沉淀至底部; 加上硅藻巨大的比表面積、巨大的孔體積和較強(qiáng)的吸附力，將細(xì)微和超細(xì)微物質(zhì)吸附到硅藻表面形成鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。由非晶體SiO2 組成的硅藻，具有在水體中凝聚和自由沉降為硅藻餅的性能，再加上精土被改性后產(chǎn)生的絮凝作用加快了硅藻等凝聚到水底形成硅藻餅的速度，使硅藻吸附時電位中和，污染物質(zhì)和細(xì)菌瞬間下沉與水體分離，清水向上溢出，這樣就達(dá)到了凈水的目的。
2. 3 “雙面導(dǎo)流”工藝
雙面導(dǎo)流式生物處理方法及其設(shè)備簡稱“雙面導(dǎo)流”，配套的高效硅藻精土屬于生物活性污泥法范疇。該技術(shù)在活性污泥及氧化溝、SBR 處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，對污泥的回流系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，利用曝氣上升氣流帶動下產(chǎn)生的水流在導(dǎo)流板夾縫間形成的負(fù)壓讓污泥由沉降區(qū)自動回流，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械回流; 同時導(dǎo)流板將處理池分隔成好氧區(qū)(曝氣區(qū))和厭氧區(qū)(污泥沉降、清污分流區(qū)) ，水和污泥在水流的帶動下在好氧區(qū)和厭氧區(qū)之間自動反復(fù)循環(huán)，將過去分散的各個工序集中在一個處理池內(nèi)自動完成。
從生物學(xué)角度來看，“雙面導(dǎo)流”系統(tǒng)中由于導(dǎo)流板的作用，使得自養(yǎng)型硝化菌和異養(yǎng)型反硝化菌能夠在同一個反應(yīng)器中并存，從而使“同步硝化—反硝化”的發(fā)生成為可能�！半p面導(dǎo)流”系統(tǒng)中能夠存在高濃度的活性污泥，限制了氧氣向污泥絮體內(nèi)部的擴(kuò)散，因而在污泥絮體內(nèi)部能夠形成缺氧環(huán)境。在這種條件下，硝化反應(yīng)可以在有氧的污泥絮體表面進(jìn)行，而反硝化則可以在缺氧的絮體內(nèi)部進(jìn)行。3 改造方案的實施
①調(diào)節(jié)池及二沉池。原有調(diào)節(jié)池有效容積為2 500 m3，停留時間為6 h。園區(qū)內(nèi)的企業(yè)由于生產(chǎn)工藝的要求，排放的廢水水質(zhì)和水量在不同時段相差懸殊，很不穩(wěn)定。調(diào)節(jié)池除要具有調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量、平衡水溫、調(diào)節(jié)pH 值的基本功能外，還兼有沉淀和水解酸化的作用，同時兼作事故池，才能確保廢水處理系統(tǒng)的正常運行�，F(xiàn)有工藝使廢水在調(diào)節(jié)池中停留時間短，高濃度、水質(zhì)復(fù)雜的工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池停留時間一般需12 h 以上。池內(nèi)導(dǎo)流隔墻只有一座，易造成廢水短流，廢水水質(zhì)未能完全混合。現(xiàn)在調(diào)節(jié)池內(nèi)增加隔墻，延長廢水混合時間及流水線路，強(qiáng)化沉淀作用，獨立分區(qū)，需要排泥時可根據(jù)各池內(nèi)不同的污泥濃度分時排泥，無需停產(chǎn)。強(qiáng)化調(diào)節(jié)池的水解酸化作用，不需密封及攪拌，在常溫下即可提高廢水的可生化性。為提高水解酸化及沉淀功能，調(diào)節(jié)池出水后直接進(jìn)入原二沉池，減少水力澄清池絮凝劑的加藥量。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置排泥泵及污泥攪拌機(jī)。
②水力澄清池。高濃度混合廢水在水射器的作用下將絮凝劑和原水充分混合，從而加強(qiáng)了廢水中固體顆粒間的接觸和吸附作用，形成良好的絮凝效果，加快了沉降速度，使廢水得到澄清。原水力澄清池(簡稱“一期圓池”) 為上部進(jìn)水，動能低于水射器，混合效果不佳，出水堰出水速度小于進(jìn)水速度，不能起到出水均勻、攔截較大污物的作用�，F(xiàn)將水力澄清池改為下部噴嘴進(jìn)水，增加出水堰。改造前使用的絮凝劑為PAM，對廢水中懸浮物的絮凝效果不理想，為此更換絮凝劑，使用高效硅藻精土水處理劑。
③接觸氧化池。原生物接觸氧化工藝不適合處理可生化性差的廢水，很難達(dá)到COD 的減排效果，填料生長生物膜后其有效比表面積就會大大下降，即使是正常生物膜厚度也是如此，故污泥濃度及抗沖擊能力均低于普通活性污泥工藝。將原接觸氧化池內(nèi)的生物膜及支架拆除、原有隔墻開口封閉，形成6 個獨立“雙面導(dǎo)流”池; 更換原穿孔管曝氣為曝氣盤，安裝“雙面導(dǎo)流”組件、污泥攪拌機(jī)、污泥泵等設(shè)備。
4 運行效果及效益分析
經(jīng)過近三個月的調(diào)試后，系統(tǒng)成功啟動。當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門水質(zhì)監(jiān)測站對其進(jìn)行監(jiān)測驗收，其穩(wěn)定運行期間的處理效果見表3。
由表3 可知，經(jīng)工藝改造后對COD、BOD5、氨氮、SS、色度的去除率分別達(dá)到89．8%、91．5%、81．9%、93．9%、96．3%，出水各項指標(biāo)均優(yōu)于廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001) 第二時段中的一級標(biāo)準(zhǔn)。該改造工程總造價為92 萬元，改造后高濃度廢水處理運行成本為1．28元/m3，其中包括藥劑費、電費和人工費，不包括折舊費和污泥處理費。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)論
①采用高效硅藻精土凈水劑與“雙面導(dǎo)流”工藝處理較高濃度印染廢水是非常有效的，處理出水水質(zhì)符合廣東省《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001) 第二時段的一級標(biāo)準(zhǔn)。
②“雙面導(dǎo)流”技術(shù)更能高效地降解COD 以及氨氮等污染物，不發(fā)生污泥膨脹，使廢水處理能節(jié)約投資、減少占地、提高處理效率，可實現(xiàn)全自動運行。
③改造工程對原有構(gòu)筑物進(jìn)行了最大限度地利用，實現(xiàn)一次提升，達(dá)到厭氧、好氧生物處理以及物化處理的結(jié)合。
④改造工藝實現(xiàn)了基本無剩余污泥排放，具有環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的雙重效益。
