摘要: 采用預(yù)處理/水解酸化/好氧/混凝沉淀工藝處理漂染工業(yè)園廢水,處理效果穩(wěn)定,酸耗低,占地面積小,剩余污泥少,泥餅可直接送往園區(qū)電廠摻煤焚燒,出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》(GB 8978—1996)的一級標準。

關(guān)鍵詞:漂染廢水;預(yù)處理;水解酸化;好氧處理;混凝沉淀

新塘漂染業(yè)綜合治理配套工程項目地處廣東省增城市新塘漂染業(yè)環(huán)保工業(yè)園,主要為園區(qū)企業(yè)提供集中供熱、供水、廢水處理服務(wù)。該項目配套廢水處理廠目前為30多家入園漂染企業(yè)集中處理牛仔服裝洗漂、印染、絲光及生活等綜合廢水,一期工程處理規(guī)模為10 ×104 m3 /d,生化處理部分分兩組,一組采用水解酸化/好氧工藝,另一組采用水解酸化/ Carrousel氧化溝工藝,筆者主要介紹水解酸化/好氧工藝部分。

1　廢水水量、水質(zhì)及設(shè)計要求

該工程預(yù)處理系統(tǒng)的處理能力為10 ×104 m3 / d,總變化系數(shù)Kz = 3. 0。水解酸化/好氧工藝段設(shè)計處理水量為5 ×104 m3 /d,系統(tǒng)24 h連續(xù)運行。廢水中的污染物主要為牛仔服裝及棉紡織纖維上的鹽類、油類和脂類物質(zhì)以及在漂染生產(chǎn)過程中投加的沸石、漿料、硫化黑、靛藍染料、工業(yè)洗衣粉、表面活性劑、元明粉、硫代硫酸鈉、亞硫酸鈉、蘇打、燒堿等,使得廢水水質(zhì)波動大、成分復(fù)雜。

設(shè)計原水水質(zhì)根據(jù)洗漂(占75% ) 、印染和絲光 (占20% ) 以及生活等其他廢水(占5% )水質(zhì)實測數(shù)據(jù)和比例綜合分析后確定,處理出水水質(zhì)執(zhí)行廣東省《水污染物排放限值》(DB 44 /26—2001)第二時段的一級標準。

設(shè)計進、出水水質(zhì)如表1所示。

2　處理工藝

2.1　工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。

洗漂、印染、絲光及生活等各類廢水通過管網(wǎng)直流到廢水處理廠的粗格柵和一級提升泵池,再由泵提升至細格柵池和平流沉砂池,并投加50%的硫酸調(diào)節(jié)pH,之后廢水流入調(diào)節(jié)沉淀池,再通過二級泵提升至水解酸化池,出水與二沉池回流污泥混合流入曝氣池,完成有機物的好氧去除,二沉池回流污泥90%進入曝氣池, 10%進入水解酸化池,二沉池出水經(jīng)混凝沉淀后大部分外排,少部分回用于帶式壓濾機反沖洗及綠化。

調(diào)節(jié)沉淀池、混凝沉淀池的污泥與二沉池的剩余污泥通過污泥泵排入污泥池進行均勻混合,再通過泵送入帶式濃縮一體化壓濾機進行脫水處理,泥餅外運或送至工業(yè)園項目配套熱電廠摻煤焚燒。

2.2　工藝特點

①　在平流沉砂池后加酸,使酸與廢水充分混合反應(yīng),有利于靛藍等染料酸析并在調(diào)節(jié)沉淀池中沉淀下來。

②　調(diào)節(jié)沉淀池集調(diào)節(jié)和平流沉淀功能于一體,既起到調(diào)節(jié)水量的作用,又能使不溶解有機物或酸析染料等懸浮物沉淀下來,降低了后續(xù)生化處理的有機負荷。

③　對色度和有機物的去除主要依靠好氧生物處理,水解酸化可將大分子或難以降解的化合物分解為易于降解的中間產(chǎn)物, 提高廢水的可生化性[ 1 ] ,并充分發(fā)揮酸化作用,進一步降低pH,節(jié)省前端加酸量,有機物主要在曝氣池中被降解去除，同時也可以查看中國污水處理工程網(wǎng)更多關(guān)于此工藝的技術(shù)文檔。

3　主要構(gòu)筑物尺寸及設(shè)計參數(shù)

①　粗格柵及一級泵池。采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為13. 3 m ×10. 8 m ×10. 8 m,有效容積為1 150 m3 ,安裝耙齒間隙為3 mm的格柵4臺。

②　平流沉砂池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為28 m ×13. 4 m ×5 m,分4格,有效容積為450 m3 ,安裝耙齒間隙為1 mm的格柵4臺,桁車吸砂機4臺。

③　調(diào)節(jié)沉淀池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為89 m ×57 m ×5 m,分3格,設(shè)計平均表面負荷為0. 95 m3 / (m2 ·h) ,安裝桁車刮吸泥機3 臺。

④　水解酸化池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為35. 7 m ×39. 9 m ×8 m,共2座,每座分3 格,每格設(shè)潛水攪拌器4臺,有效容積為21 366 m3 , HRT = 10 h,設(shè)計容積負荷為1. 5 kgCOD / (m3 ·d) , 池內(nèi)設(shè)立體彈性填料,體積為8 553 m3。

⑤　曝氣池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為58. 3 m ×40. 2 m ×6. 8 m,共2 座,每座分3 格,有效容積為29 061 m3 , HRT = 14 h,設(shè)計容積負荷為0. 83 kgCOD / (m3 ·d) ,設(shè)計氣水比為12 ∶1, 采用微孔鼓風(fēng)曝氣方式。

⑥　二沉池。采用周進周出輻流式沉淀池,地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),直徑為36 m,深為4. 2 m,共 2座,設(shè)計表面負荷為1 m3 / (m2 ·h) 。

⑦　混凝沉淀池。采用網(wǎng)格絮凝平流沉淀池, 地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為98. 4 m ×31. 5 m × 3. 5 m,分2格,網(wǎng)格絮凝池HRT = 0. 25 h,平流沉淀池HRT = 3 h,設(shè)計表面負荷為0. 8 m3 / (m2 ·h) ,安裝桁車刮吸泥機2臺。

⑧　污泥池。采用地上式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),尺寸為17 m ×10 m ×4. 5 m,設(shè)潛水攪拌器1臺。

⑨　脫水機房。設(shè)帶式濃縮一體化壓濾機4 臺,帶寬為3 m。

4　調(diào)試和實際運行情況

該工程于2006年7月正式通水啟動,采用某漂染廢水處理廠脫水后的剩余污泥(污泥含水率為 82% )接種,共接種污泥480 t。

開始調(diào)試時,廢水處理量控制為8 000 m3 /d,間歇進水,曝氣池連續(xù)曝氣,當DO > 5 mg/L時啟動二級泵進水,開啟1臺污泥回流泵,污泥回流量為600 m3 /h;當污泥沉降比增加到20%后按15%的幅度逐漸增加進水量,當處理量達到設(shè)計水量的40%后, 由間歇進水改為連續(xù)進水,流量控制為830 m3 /h, 開啟2臺污泥回流泵,曝氣池污泥回流量控制為 1 000 m3 /h,水解酸化池的污泥回流量控制為200 m3 /h,按10%的幅度增加進水量直至設(shè)計規(guī)模。

在運行中發(fā)現(xiàn),調(diào)節(jié)沉淀池不需要投加混凝劑, 適當控制負荷即可使懸浮物自然沉降達到固液分離的目的,因大部分懸浮物都是不溶性染料顆粒, COD 可降低約25% ,降低了后續(xù)生化處理負荷。

隨著水解酸化池開始掛膜,污泥濃度增大,水解酸化功能不斷增強,運行3個月后發(fā)現(xiàn)在預(yù)處理階段只需用硫酸將廢水的pH值調(diào)至11. 0,通過水解酸化作用可使pH值降低到10. 5,再經(jīng)過曝氣池處理后,除總磷以外的各項指標均可達標。通過不斷地試驗各種復(fù)配藥劑,發(fā)現(xiàn)使用CF1混凝劑(不需加助凝劑)既可進一步降低S2 - 和COD 等各項指標,又可使出水總磷達標,滿足回用需要。

剩余污泥大部分回流到水解酸化池進行消解[ 2 ] ,少部分從二沉池直接排入污泥池,泥餅中約 90%為染料等物化污泥,無惡臭味,污泥熱值高,可送往電廠摻煤焚燒,試驗證明泥餅與煤以1 ∶20的比例摻燒對電廠鍋爐和排氣系統(tǒng)沒有不良影響,如果用煙氣烘至半干[ 3 ] ,則摻燒比例還可加大。

隨著工業(yè)園區(qū)的發(fā)展,印染和絲光廢水的比例不斷增加,導(dǎo)致進水各項指標達設(shè)計上限, pH值達到12,需要大量硫酸中和,若加酸不夠, pH值不能降低到11. 0,會導(dǎo)致活性污泥處理效果變差。通過改造排泥系統(tǒng)、加酸系統(tǒng)后,出水各項指標優(yōu)于設(shè)計出水指標。該工程已投產(chǎn)近2 年,運行穩(wěn)定, 2006 年8月—2008年5月的監(jiān)測結(jié)果平均值見表2。

5　運行費用

①　藥劑費: 50%的硫酸按900元/ t計,所需費用為4. 5 萬元/d; CF1 按900 元/ t計,所需費用為 1 500元/d;污泥脫水的PAM按34 000元/ t計,所需費用為4 100 元/d,則總藥劑費為5. 06萬元/d,其中硫酸費用占89%。

②　電費:該系統(tǒng)平均電耗為0. 58 kW·h /m3 , 熱電廠內(nèi)部廠用電價格為0. 44 元/ ( kW·h) ,則電費為1. 276 萬元/d。

③　污泥處理費:產(chǎn)泥量為130 t/d,污泥處置費為56元/ t,則污泥處理費為7 280元/d。

④　人工費:人均工資與福利為4 000元/ (月 ·人) ,編制為15人,則人工費為2 000元/d。

該廢水處理工程總運行費用為72 640元/d,單位運行費用為1. 45 元/m3 ,其中硫酸費用占62%。如果能夠引進排放酸性廢水的廠家入園或者改用廢酸中和,則可以大大降低費用。

6　結(jié)論

①　采用預(yù)處理/水解酸化/好氧/混凝沉淀工藝處理漂染工業(yè)園廢水,處理效果穩(wěn)定可靠,運行費用低,出水水質(zhì)達到廣東省《水污染物排放限值》 (DB 44 /26—2001)第二時段的一級標準,可用作廠內(nèi)反沖洗和綠化用水。

②　對色度和有機物的降解主要靠生物方法, 適當加酸調(diào)節(jié)pH值至11. 0以下,然后利用水解酸化功能使pH降至好氧活性污泥可承受的范圍,是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵,也是控制運行費用的關(guān)鍵。

③　生化系統(tǒng)剩余污泥產(chǎn)量少,泥餅沒有惡臭, 可直接送電廠以1 ∶20的比例摻煤焚燒,如果用煙氣烘至半干,則摻燒比例還可加大。

參考文獻:

[ 1 ] 　張自杰. 廢水處理理論與設(shè)計[M ]. 北京:中國建筑工業(yè)出版社, 2002.

[ 2 ] 　張忠祥,錢易. 廢水生物處理新技術(shù)[M ]. 北京:清華大學(xué)出版社, 2004.

[ 3 ] 　翁煥新,馬學(xué)文,蘇閩華,等. 利用煙氣余熱干化城市污泥工藝的應(yīng)用[ J ]. 中國給水排水, 2008, 24 (4) : 58 - 60. 來源：中國給水排水 作者: 余華堂,張欽勇,彭方芽,夏榮斌,文運才,鐘　波