廣州市某印染廠是一家棉布印染、整理企業(yè)，染色所用的染料主要是硫化染料，上染率不高，廢水中殘留染料多，顏色深；使用ABS作為表面活性劑，對(duì)微生物有抑制作用［1］；所用漿料為PVA,生化性差。廢水水質(zhì)如表1：
表1 廢水水質(zhì)
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CODCr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
pH |
色度(倍) |
溫度(℃) |
SS(mg/L) |
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600～1200 |
160～300 |
＞13 |
400～600 |
45～55 |
300～600 |
工程采用水解酸化、接觸氧化的工藝，目的是通過(guò)廢水的水解酸化反應(yīng)，把難降解的高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為較小的分子，從而改善廢水的可生化性，為接觸氧化創(chuàng)造條件［2］。
1 處理流程與設(shè)計(jì)參數(shù)
設(shè)計(jì)進(jìn)水參數(shù)與排放標(biāo)準(zhǔn)如表2、3 所示。
表2 設(shè)計(jì)的進(jìn)水指標(biāo)
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CODCr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
pH |
溫度(℃) |
色度(倍) |
SS(mg/L) |
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800 |
200 |
＞13 |
45～55 |
500 |
450 |
表3 廣州地區(qū)的排放標(biāo)準(zhǔn)
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CODCr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
pH |
色度(倍) |
SS(mg/L) |
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80 |
30 |
6～9 |
40 |
70 |
2 工藝介紹
①沉砂池
沉砂池設(shè)計(jì)停留時(shí)間為15 min。在沉砂池中部設(shè)置格柵，主要是去除一些大的雜物。在池的前段開(kāi)始加酸，通過(guò)攪拌機(jī)攪動(dòng)使酸堿充分反應(yīng)。沉砂池內(nèi)不設(shè)曝氣管，格柵人工清渣。
②調(diào)節(jié)池
在調(diào)節(jié)池的入口處設(shè)置pH監(jiān)測(cè)儀。在工程設(shè)計(jì)時(shí)，特別增加了調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)時(shí)間，廢水在調(diào)節(jié)池的停留時(shí)間為8 h。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置穿孔曝氣管曝氣，曝氣的主要用途是脫硫和使酸堿反應(yīng)更充分，以保證進(jìn)入水解酸化池廢水的pH值在7～10之間。廢水在進(jìn)入水解酸化池之前主要通過(guò)降溫裝置使溫度降到40 ℃以下，以保證微生物的正常代謝。
③水解酸化池
設(shè)計(jì)的水解酸化池與一般的水解酸化池有不同之處：a.水解酸化池中掛填料，使污泥附著在填料上形成膜，從而增大污水與污泥的接觸面積，達(dá)到增加泥水接觸時(shí)間的目的；b.模仿UASB工藝，采用虹吸脈沖布水的方法，使布水均勻；c.控制每次脈沖的時(shí)間在5～7min，通過(guò)脈沖布水，可以造成劇烈攪動(dòng)，激起池底的沉積污泥，又一次加強(qiáng)泥水之間的接觸；d.根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)確定污水在池中的停留時(shí)間，而不是單純采用一般的容積負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)池容。
④接觸氧化池
設(shè)計(jì)的接觸氧化池有以下特點(diǎn)：a.采用組合填料。b.采用微孔曝氣器布?xì)猓岣哐醯睦眯省９に嚥捎玫臍馑葹?5∶1，設(shè)置4臺(tái)SSR型鼓風(fēng)機(jī)，平時(shí)2用2備，特殊情況下3用1備，空氣流量為40m3/min。在運(yùn)行過(guò)程中，控制水中溶解氧在2～4mg/L。c.在接觸氧化池末段設(shè)置中間沉淀池，目的是沉淀一部分污泥和脫落的膜，并回流至水解池，使最終進(jìn)入斜管沉淀池中的泥量有所減少，繼而減少沉淀池中藥劑的用量。同時(shí)，回流到水解酸化池的污泥由于有比較長(zhǎng)的停留時(shí)間，大部分能夠得到消化［2］。d.設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為8 h。
⑤斜管沉淀池
斜管沉淀池設(shè)計(jì)為兩個(gè)并聯(lián)使用，反應(yīng)區(qū)與沉淀區(qū)設(shè)計(jì)在一起。表面負(fù)荷為1.5m3/(m2·h)，水力停留時(shí)間為2.25 h。廢水在進(jìn)入沉淀池之前已加藥，所加藥劑為PAC和PHP，它能去除相當(dāng)一部分的CODCr和色度。特殊情況下，色度如不能達(dá)標(biāo)，則投加漂白水脫色。
3 行過(guò)程與結(jié)果
2000年6月15日開(kāi)始調(diào)試，按照設(shè)計(jì)處理水量的20%左右投加污泥于水解酸化池與接觸氧化池中。調(diào)試運(yùn)行階段，由于廢水可生化性差，一般采用投加營(yíng)養(yǎng)料提高BOD與COD的比值來(lái)提高廢水的可生化性，培養(yǎng)、馴化微生物對(duì)廢水的適應(yīng)性。投加的養(yǎng)料有面粉、糖、尿素、磷。
對(duì)于水解酸化池，調(diào)試初始階段控制BOD/COD＞0.3，控制每天的進(jìn)水量在設(shè)計(jì)流量的10%～15%。7 d后，開(kāi)始加大處理量，同時(shí)監(jiān)測(cè)水解池中的pH與CODCr。運(yùn)行一段時(shí)間后，填料上長(zhǎng)有生物膜，水解酸化池中存在指示性微生物，這種微生物呈桿狀，當(dāng)水解酸化池中處理效果好時(shí)，它們的數(shù)量多且比較活躍。運(yùn)行正常后，處理水的pH值變化明顯且比較穩(wěn)定，COD去除率一般在40%左右，色度也有明顯變化。當(dāng)然，投加養(yǎng)料不能中止，否則處理效果將變差。
水解酸化后的處理水進(jìn)入接觸氧化池中進(jìn)行曝氣，調(diào)試階段采用投加糖等養(yǎng)料的方法來(lái)增強(qiáng)處理效果，促進(jìn)生物膜的生長(zhǎng)，并控制溶解氧在2～4 mg/L。剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，池內(nèi)有大量的泡沫，說(shuō)明表面活性劑還大量存在，運(yùn)行正常后(一般需要30 d左右)，泡沫消失。由此可以看出，難處理的表面活性劑ABS經(jīng)過(guò)水解酸化處理后，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。采泥樣鏡檢可以看到豐富的鐘蟲(chóng)以及輪蟲(chóng)、線蟲(chóng)，其他的原生動(dòng)物也較多。在接觸氧化池內(nèi)，CODCr、色度得到明顯的去除，運(yùn)行近3個(gè)月時(shí)的CODCr監(jiān)測(cè)結(jié)果如表4所示。
表4 各單元出水CODCr的監(jiān)測(cè)結(jié)果 mg/L
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日期 |
原水 |
水解池出水 |
接觸氧化池出水 |
沉淀池出水 |
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9月1日 |
950.8 |
694.1 |
182.70 |
100.22 |
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9月2日 |
745.67 |
484.69 |
124.82 |
82.37 |
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9月3日 |
723.41 |
450.38 |
105.27 |
75.63 |
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9月4日 |
840.0 |
478.83 |
134.45 |
89.62 |
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9月5日 |
650.37 |
357.70 |
95.74 |
71.42 |
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9月6日 |
620.49 |
341.27 |
89.61 |
65.24 |
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9月7日 |
679.64 |
384.19 |
98.82 |
67.33 |
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9月8日 |
845.89 |
524.45 |
137.44 |
88.45 |
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9月9日 |
812.57 |
479.42 |
108.87 |
75.57 |
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9月10日 |
889.82 |
503.40 |
151.02 |
94.76 |
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9月11日 |
703.27 |
392.21 |
93.99 |
65.54 |
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9月12日 |
587.34 |
300.62 |
85.00 |
69.42 |
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9月13日 |
634.68 |
345.91 |
100.32 |
75.67 |
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9月14日 |
579.79 |
300.56 |
92.47 |
70.74 |
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9月15日 |
678.89 |
377.74 |
101.86 |
73.50 |
一般情況下，接觸氧化池的出水CODCr和SS還比較高，在進(jìn)入斜管沉淀池時(shí)要投加PAC和PHP，投加量可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或做小試確定。當(dāng)水質(zhì)變化較大時(shí)，要加大PAC和PHP的投加量。沉淀池出水色度有時(shí)偏高，還要在脫色池中投加漂白水進(jìn)一步去除色度。因?yàn)槌恋沓夭捎眯惫埽砻尕?fù)荷較小，但出水中SS一般能達(dá)標(biāo)。沉淀池中的污泥排入污泥濃縮池中濃縮，再經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水。
4 主要運(yùn)行費(fèi)用分析
運(yùn)行費(fèi)用由以下幾個(gè)方面組成：投酸費(fèi)用，泵、鼓風(fēng)機(jī)、以及其他機(jī)械設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，藥劑費(fèi)用，養(yǎng)料費(fèi)，人工費(fèi)用等。
①投酸費(fèi)用：由于該廠為新建廠，生產(chǎn)工藝中無(wú)堿回收系統(tǒng)，故每天的中和用酸量較大，將近2 kg/m3，硫酸按450元/t計(jì)算，投酸的成本為4500 元/d。
②電費(fèi)：一般情況下，運(yùn)行兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，每臺(tái)功率為55kW；每天運(yùn)行兩臺(tái)7.5kW水泵，總功率為125kW。按實(shí)際運(yùn)行功率100 kW計(jì)算，用電量為2400 kW/d，則電費(fèi)為2400 元/d。
③藥劑費(fèi)、養(yǎng)料費(fèi)：每天用去1.5t PAC、0.5t PHP，按平均價(jià)1800元/t計(jì)算，則藥劑費(fèi)用為3600 元/d；實(shí)際運(yùn)行時(shí)，每天投加的養(yǎng)料費(fèi)用也不少于800 元/d。
經(jīng)初步估算，該廠的廢水處理費(fèi)用至少在2.26元/t以上。估計(jì)堿回收開(kāi)展起來(lái)后，運(yùn)行費(fèi)用會(huì)有所降低，但也在1.4元/t以上。
5 結(jié)論
①當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)，一般難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
②即使運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，適當(dāng)?shù)耐都羽B(yǎng)料是必須的，否則處理效果將變差。
③整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)中，處理效果的好壞關(guān)鍵在于水解酸化工藝是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。
④膜式水解酸化、接觸氧化法處理印染廢水，特別對(duì)于難生化處理的漿料、染料，是一種行之有效的工藝 |
