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紡織印染廢水處理工藝

日期:2017/07/22 14:43

  目前,紡織印染廢水回用技術主要采用生化處理後再經過超濾、反滲透等膜過濾工藝,其出水水質好,但是存在著設備投資大、運行能耗高、膜組件容易堵塞、使用壽命短、更換費用高等缺點〔2〕。而曝氣生物濾池(BAF)作為一種較為廉價的水處理方法,被廣泛應地用於紡織印染廢水處理和回用中〔3-6〕,為此,在綜合分析及小試、中試實驗的基礎上,提出了采用水解酸化-A/O-BAF 聯合工藝深度處理該紡織印染企業生產廢水,使出水水質達到生產工藝回用的要求。

1 廢水水質及回用水水質

設計廢水處理量為1 200 m3/d,進水水質根據企業實際運行情況確定。考慮到目前我國尚未製定紡織印染廢水的回用標準,根據企業建議並參考國內外相關文獻,提出了企業回用水水質指標如表1 所示。

表1 進水水質和回用水水質情況

 

 2 廢水處理工藝

2.1 工藝流程

企業原有一套汙水處理係統,設計處理水量為1 200 m3/d,采用A/O 處理工藝,回用水處理工藝是在原有工藝基礎上增加了水解酸化池、BAF 池等單元進行組合,具體工藝流程如圖1 所示。

 

 圖1 工藝流程

2.2 主要構築物及設計參數

(1)調節池。廢水經調節池實現水量水質的調節平衡,以保證後續處理的正常運行。調節池尺寸為20.0 m×10.0 m×3.5 m,HRT 為12 h,鋼筋混凝土結構。配套設備:穿孔管預曝氣係統(與生化池共用風機),汙水提升泵2 台(Q=40 m3/h,H=15 m,N=4.0 kW,1 用1 備)

(2)水解酸化池。在缺氧的條件下,水解菌將汙水中的大分子有機物分解為小分子有機物,以利於提高廢水的可生化性。水解酸化池尺寸為10.0 m×10.0 m×6.5 m,HRT 為10 h,鋼筋混凝土結構。配套設備:穿孔管曝氣係統(與生化池共用風機),新增DQT022 低速潛水推流器2 台。

(3)兼氧/好氧池。由原A/O 係統改造而成。其中,A 池尺寸為4.0 m×10.0 m×6.5 m,HRT 為4.0 h;O池尺寸為20.0 m×10.0 m×6.5 m,HRT 為20 h;均為鋼筋混凝土結構。配套設備:原有2 台SSR125 羅茨風機(Q =13.5 m3/min,風壓68.5 kPa,N =37 kW),KKI215 微孔曝氣器280 套。

(4)沉澱池。豎流式,直徑6.0 m,有效水深2.5 m,總深6.0m,共2 座,並聯使用,表麵負荷0.5m3/(m2·h),半地下砼鋼結構,靜水壓排泥。

(5)曝氣生物濾池。通過曝氣生物濾池,進一步去除有機物、懸浮物和色度,出水達到回用要求。曝氣生物濾池由2 座並聯組成,單池尺寸5.0 m×10.0 m×4.5 m,HRT 為8 h。配套設備:底部設KKI215 微孔曝氣器125 套;羅茨鼓風機與生化係統共用;配套反衝洗水泵1 台(型號200WQ300-15-22,Q=300 m3/h,H=15.0 m,N=22 kW)衝洗強度為5L/(m2·s);衝洗時間為5 min。

3 調試及運行情況

工程於2011 年5 月底完成設備安裝並進入調試階段。調試的主要內容除對新增主要單元進行單機試車外,重點針對改造後形成的A/O 和BAF 係統進行調試運行。並進行全線聯動運行,考察處理效果。

3.1 水解酸化池

由於紡織印染企業加工產品的多樣與多變性,染料變化大,來水的顏色變化較大,pH 一般呈堿性,又由於水量的不均勻性,對池內的汙泥衝擊較大,水解酸化池進出水水質如表2所示。

表2 水解酸化池的進、出水水質

 

 由表2 可見,經過水解池後,色度去除率達60%以上,COD 去除率不高,氨氮和SS 均有大幅升高。因為從所用染料的成分來看,不論是偶氮染料還是蒽醌染料,在分子組成中,均含有N 元素,染料中含雙鍵的原子基團即為發色團,如偶氮基、硝基、碳亞氨基等,經水解後,色度降低而氨氮升高的原因是染料在水解菌的作用下,其分子結構被打破,其中的N被還原為氨氮,結果染料的發色團消失,廢水的色度大大降低,而出水中的氨氮的含量約為進水氨氮含量的4 倍。出水的SS 大幅度升高,主要是由於進入兼氧池的印染廢水可能夾帶著一部分剩餘汙泥進入後續生化處理階段所致。

3.2 A/O 池

對原有A/O 處理係統進行了改造,包括重新更換了曝氣器、風管、填料等;改造後重新接種活性汙泥,接種後先悶曝24 h,然後接入經水解酸化池處理後的生產廢水,經過30 d 左右的馴化,活性汙泥已經基本適應,MLSS 保持在3 000~3 500 mg/L,出水水質基本穩定,A/O 的進出水水質如表3 所示。

表3 A/O的進、出水水質

 

 由表3 可見,沉澱池泥水分離效果較好,但出水水質仍略帶色度,色度去除率平均為71.5%;COD去除率平均為84.4%,BOD 去除率平均為96.2%,廢水中的有機物得到進一步的去除,但是與回用水水質要求仍有一定距離,主要是染料中含有一些苯環、雜環類有機物,生化性較差,難以完全降解。氨氮有了大幅度的下降,去除率平均為74.0%,一方麵作為營養物質被微生物同化吸收,另一方麵在好氧條件下,氨氮被氧化成硝態氮或亞硝態氮。

3.3 曝氣生物濾池

BAF 的進出水水質如表4 所示。

表4 BAF的進出水水質

 

 由表4 可見,在水力負荷為1 m3/(m2·h),氣水比為4∶1 時,曝氣生物濾池對COD、BOD 具有較好的去除效果,出水COD 保持在50 mg/L 以下,滿足企業生產回用的水質要求。曝氣生物濾池對SS 具有良好的去除效果,主要是因為顆粒填料對懸浮物的捕捉能力強,而且填料表麵的生物膜對懸浮物有很強的吸附作用。

4 運用費用分析

整個廢水回用工程的運行費用主要為電費和設備維護費,經過近1 年的運行後,運行費用測算如下:生產廢水量平均為1 200 m3/d,汙水回用率平均為50%,即廢水回用量平均為600 m3/d,整個改造係統的設備投資約為300 萬元,年運行330 d,具體估算如下:

電費:電價以0.70 元/(kW·h)計,設備實際消耗功率為45 kW,則廢水回用的電費=45×24×0.7÷600=1.26 元/m3 廢水。

設備維修費:年維修以設備投資5%計,為15萬元/a,則廢水回用的維修費=150 000÷330÷600=0.76 元/m3 廢水。

廢水回用運行費合計為2.02 元/m3 廢水,與目前工業用水2~2.5 元/m3 和排汙費3~3.5 元/m3 相比具有十分明顯的經濟優勢和廣闊的應用前景。

5 結論

(1)水解酸化—A/O—BAF 聯合工藝處理並回用紡織印染廢水具有可行性,當進水COD、色度、SS平均值分別為1 580 mg/L、359 倍、750 mg/L,相應的出水平均值分別為41 mg/L、15 倍、12 mg/L,去除率分別為97.4%、95.6%、98.4%,其出水水質可滿足紡織印染生產工藝的回用要求。

(2)水解酸化池對色度有較高的去除率,並且提高了印染廢水的可生化性;A/O 對色度、SS、BOD、COD、氨氮均有較高的去除率,並減輕後續BAF 處理的有機負荷;曝氣生物濾池對SS、色度、COD、BOD 均具有較高的去除率,且運行穩定,能適應生產過程中水質水量的變化。

(3)水解酸化—A/O—BAF 聯合工藝深度處理並回用紡織印染廢水,運行費為2.02 元/m3,具有十分明顯的經濟優勢和廣闊的應用前景。