紡織印染廢水處理工程實(shí)例

周 靜

（黔南民族師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，貴州都勻 558000）

湖北開發(fā)區(qū)某印染企業(yè)園區(qū)已形成熔體紡、紡絲、織布、印染、面料加工及后整理、出口貿(mào)易為龍頭的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集群。印染生產(chǎn)需要大量用水，平均每km印染布耗水20～25 t；同時(shí)，在加工過程中大量使用的染料、化工原料、各類助劑等大部分隨著加工殘液排放［1］，如不妥善處理，會(huì)給周邊的生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。本研究簡(jiǎn)要介紹了針對(duì)該廢水的成功處理案例，為同類型工業(yè)廢水的處理提供參考。

1 工程概況

1.1 水質(zhì)指標(biāo)

根據(jù)園區(qū)企業(yè)提供的資料，印染企業(yè)污水（包括生產(chǎn)車間排放的生產(chǎn)廢水以及員工辦公和生活區(qū)產(chǎn)生的少量生活污水）統(tǒng)一收集后排入園區(qū)企業(yè)內(nèi)部污水處理站進(jìn)行預(yù)處理（總設(shè)計(jì)規(guī)模為5 000 m3/d），出水水質(zhì)須達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（色度達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)），之后排入開發(fā)區(qū)下游的綜合性工業(yè)園區(qū)污水處理廠。具體設(shè)計(jì)進(jìn)水和出水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

1.2 工藝流程

工業(yè)廢水主要來源于紡織車間及染整車間排放的生產(chǎn)廢水。紡織車間排放的廢水主要為上漿廢水、噴水織機(jī)廢水及空調(diào)冷卻水等。上漿廢水中由于含有大量漿料會(huì)在車間內(nèi)進(jìn)行部分回收套用，主要污染物是棉塵、纖維和漿料，廢水量較小，污染物濃度較低［2］。染整車間由燒毛、退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花、整理等工段組成，在生產(chǎn)加工過程中會(huì)分別加入退漿劑、氧化劑、強(qiáng)堿、染料、糊料、洗滌劑等，這些物質(zhì)由于回收不完全，會(huì)隨廢水排放。染整廢水水量大、COD 高、色度深、堿性強(qiáng)、可生化性差、纖維類懸浮物濃度高，還含有各種有毒有害污染物［3］，如硫化染料中的硫化物，煮煉廢水中的苛性堿，偶氮染料分解出的苯胺以及少量甲醛等。

根據(jù)廢水特征，選擇有針對(duì)性的處理措施。針對(duì)廢水中纖維類懸浮物、硫化物及色度高的特點(diǎn)，采用“篩網(wǎng)+混凝沉淀”工藝，過濾、反應(yīng)、沉淀去除廢水中的纖維類懸浮物、硫化物并降低廢水色度；針對(duì)廢水可生化性差和含有機(jī)污染物的特點(diǎn)，采用“水解酸化+好氧”工藝，先使有機(jī)物開環(huán)斷鏈，將長(zhǎng)鏈物質(zhì)分解為短鏈物質(zhì)，從而降低生物毒性，提高可生化性，再通過好氧工藝去除廢水中大部分的有機(jī)污染物；最后在二級(jí)處理的基礎(chǔ)上，采用次氯酸鈉氧化工藝進(jìn)一步降低廢水中的色度以及有機(jī)物，保證出水達(dá)標(biāo)。工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

由圖1可知，廢水在集水池進(jìn)行收集調(diào)節(jié)后，由泵提升至篩網(wǎng)/混凝沉淀池過濾、沉淀去除懸浮物并降低色度。之后廢水從調(diào)節(jié)池由泵提升至水解酸化池，利用水解作用提高廢水可生化性［4］。出水自流進(jìn)入好氧池，通過好氧微生物代謝將絕大部分有機(jī)物徹底降解為CO2和H2O。再在脫色池投加次氯酸鈉對(duì)廢水進(jìn)行氧化脫色，出水達(dá)標(biāo)排放。

二沉池污泥部分回流至生化系統(tǒng)，補(bǔ)充微生物；剩余污泥排至儲(chǔ)泥池，濃縮后的污泥通過板框壓濾機(jī)壓濾，壓濾污泥含水率不大于80%，外運(yùn)處置。

1.3 工藝設(shè)計(jì)

1.3.1 格柵/1#集水池

收集園區(qū)工業(yè)廢水，通過格柵去除大顆粒漂浮物，進(jìn)行均質(zhì)調(diào)節(jié)。設(shè)計(jì)尺寸為7.0 m×4.5 m×5.5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為40 min。前端設(shè)置反撈式細(xì)格柵，柵隙5 mm，池內(nèi)設(shè)置穿孔攪拌裝置。

1.3.2 篩網(wǎng)/混凝沉淀池

通過篩網(wǎng)去除布毛、線頭、纖維等細(xì)小懸浮物，加酸調(diào)節(jié)pH 至8～9，投加硫酸亞鐵和聚丙烯酰胺（PAM），使水中的硫化物形成硫化鐵沉淀［5］并去除廢水中的懸浮物?；炷恋沓卦O(shè)計(jì)尺寸為21.0 m×8.0 m×3.5 m，篩網(wǎng)置于混凝反應(yīng)池上，傾斜角度為60°，混凝池停留時(shí)間為5 min，絮凝池停留時(shí)間為20 min，采用平流沉淀池［沉淀區(qū)表面負(fù)荷為2.0 m3/(m2·h)］?；炷恋沓厍岸嗽O(shè)置加酸裝置，設(shè)計(jì)濃硫酸（98%）投加量為200 mg/L。

1.3.3 綜合調(diào)節(jié)池

對(duì)物化預(yù)處理廢水進(jìn)行均質(zhì)、均量調(diào)節(jié)，緩沖水質(zhì)水量突變給后續(xù)生化處理帶來的沖擊使廢水呈中性。設(shè)計(jì)尺寸為25.0 m×8.0 m×4.5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為4.0 h，池內(nèi)設(shè)置穿孔攪拌裝置。

1.3.4 水解酸化池

水解酸化池采用脈沖布水器進(jìn)行分支狀布水，將難降解的復(fù)雜有機(jī)污染物分解為易降解的簡(jiǎn)單有機(jī)物，提高廢水可生化性，降低色度。單孔服務(wù)面積為1.5 m2，設(shè)計(jì)尺寸為24.0 m×11.0 m×6.5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為6.0 h，有效水深為6.0 m，上升流速為1.0 m/h。

1.3.5 好氧池

好氧池采用活性污泥，停留時(shí)間為7 h，污泥質(zhì)量濃度為3 500 mg/L，污泥回流比為100%，污泥負(fù)荷為0.2 kgBOD/(kgMLSS·d)，氣水比為15∶1，采用管式微孔曝氣器，設(shè)計(jì)曝氣管通氣量為6 m3/(m·h)。

1.3.6 脫色池

通過投加次氯酸鈉氧化去除廢水中殘留的色度及COD。設(shè)計(jì)尺寸為24.0 m×2.5 m×2.5 m，設(shè)計(jì)停留時(shí)間為30 min，次氯酸鈉投加量為200 mg/L。

2 運(yùn)行情況

2.1 處理效果

本系統(tǒng)自2017年上半年投入調(diào)試運(yùn)行，實(shí)際進(jìn)水量約3 500 m3/d，達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷的70%。為降低運(yùn)行費(fèi)用，最初調(diào)試過程中未開啟加酸裝置，直接在偏堿性條件下進(jìn)行絮凝沉淀反應(yīng)，出水直接進(jìn)入后續(xù)的水解酸化和好氧系統(tǒng)。污水站出水色度、硫化物及懸浮物等指標(biāo)能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，色度維持在40 倍，硫化物質(zhì)量濃度小于1.0 mg/L，但是出水COD 一直維持在500～600 mg/L，不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，開啟加酸裝置后，出水COD 能夠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。工藝單元處理結(jié)果見表2。

表2 污水進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)

在實(shí)際調(diào)試運(yùn)行過程中，當(dāng)混凝沉淀池不調(diào)酸時(shí)，混凝沉淀池在強(qiáng)堿性條件下進(jìn)行絮凝和脫色反應(yīng)，效果較好。廢水在水解酸化池內(nèi)通過微生物作用對(duì)有機(jī)染料和色素進(jìn)行開環(huán)斷鏈分解，降低部分色度，出水pH 降低，但在好氧池前端依然高達(dá)9.5，對(duì)好氧微生物的正常生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用，導(dǎo)致好氧系統(tǒng)處理效果欠佳。為此，應(yīng)及時(shí)開啟前端加酸裝置，當(dāng)混凝反應(yīng)池出水pH 調(diào)至10 左右時(shí)，再經(jīng)混凝沉淀池和水解酸化池后進(jìn)入好氧系統(tǒng)，pH 降低至8.5 左右，不會(huì)影響好氧微生物的正常繁殖，同時(shí)節(jié)約了用酸量。經(jīng)過調(diào)整，本系統(tǒng)出水達(dá)到排放要求，正式運(yùn)行兩年多以來一直穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，對(duì)于該廢水處理系統(tǒng)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)如下：（1）紡織印染廢水的預(yù)處理工段非常重要。各車間廢水排放節(jié)點(diǎn)多，污染物種類雜，廢水中非溶解性懸浮物較多，可生化性差，硫化物濃度高，且染料中攜帶的有機(jī)色素濃度高。本項(xiàng)目以硫酸亞鐵作為絮凝劑，價(jià)格低廉，既可以作為懸浮物吸附載體，又可以沉淀廢水中的硫化物，對(duì)硫化物和懸浮物有較好的效果。（2）水解酸化能大幅提高廢水的可生化性，有利于后續(xù)的好氧處理［6］。調(diào)酸增加的硫酸根不會(huì)對(duì)水解酸化單元產(chǎn)生很大的影響。水解之后直接進(jìn)入好氧曝氣工藝，可將水解酸化還原產(chǎn)生的少量S2-氧化成SO42-，對(duì)好氧系統(tǒng)影響不大，僅需額外考慮硫化物氧化耗氧量?！八馑峄?好氧”工藝能去除廢水中的難降解有機(jī)物，最終實(shí)現(xiàn)染料的降解。在后續(xù)工程設(shè)計(jì)中，建議在好氧池前端增加一小段預(yù)曝氣區(qū)進(jìn)行單獨(dú)吹脫氧化除硫。（3）調(diào)酸過程無需調(diào)節(jié)至中性。在堿性條件下，絮凝沉淀和硫化鐵沉淀效果均會(huì)更好，且在投加偏酸性絮凝劑和水解酸化過程中pH 均會(huì)有不同程度的降低，合理利用不同單元降低pH，可有效利用廢水堿度，減少用酸量，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。

2.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

本項(xiàng)目總投資約950 萬元，其中土建投資530 萬元，設(shè)備安裝投資420 萬元。運(yùn)行成本為1.12 元/m3，其中人工費(fèi) 0.14 元/m3，電費(fèi) 0.44 元/m3，藥劑費(fèi) 0.54元/m3，運(yùn)行成本相比同類型實(shí)際運(yùn)行工程有較大優(yōu)勢(shì)。具體運(yùn)行費(fèi)用及物料消耗見表3。

表3 運(yùn)行費(fèi)用測(cè)算

3 結(jié)論

采用“篩網(wǎng)/混凝沉淀+綜合調(diào)節(jié)+水解酸化+好氧+脫色”組合工藝作為常規(guī)紡織印染類企業(yè)廢水處理工藝，投資成本較低，出水水質(zhì)穩(wěn)定，可以達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中色度達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。