丝绸废水处理工艺研究和工程建设情况 9页

'丝绸废水处理工艺研究和工程建设情况2003年第3期贵州环保科技Vo1.9No.3丝绸废水处理工艺研究和工程建设情况耿土锁(南京大学城市与资源学系,江苏南京210093)摘要论述了格栅池,筛滤机,调节池,气浮池,生物接触氧化池,二次沉淀池和氧化脱色池相串联的处理工艺对丝绸生产废水的处理效果.结果表明,经过二级生化处理后,各项主要废水水质指标都达到了废水排放标准.而且,加次氯酸钠氧化可进一步改善废水水质,可为废水回用和节约地下水资源提供参考.关键词丝绸废水格栅池筛滤机调节池气浮池生物接触氧化池二次沉淀池氧化脱色池和次氯酸钠引言丝绸废水是丝绸厂生产过程中排放的各种生产废水,具有量大,污染物浓度高的特征.在生产过程中,染色工艺使废水色度也很深,所以,丝绸厂的生产废水常常给当地水体造成严重污染.1工厂生产概况本文论述的丝绸厂位于江苏省中部某中心镇,主要从事丝绸纺织和丝绸,化纤混纺业务,生产规模不大,拥有120台套印花台版,年产量3.5×10m.主要生产原料为丝绸,化纤,直接染料,淀粉和液碱等.该厂采用自备井抽取深井地下水供生产用水,这不仅耗用了大量宝贵的地下水资源,而且生产废水就近排人工厂东侧河流,造成了该水体和下游其他水体的严重污染. 2废水来源和特征该厂的生产废水主要来自煮茧工段,抽丝工段和丝绸(化纤)染色阶段.需要处理的生产废水水量为3000m./d.废水中主要污染物为COD,BOD,SS,色度和碱性物质等.其中,COD浓度为8o0～1000mg/L,BODs为200～300mg/L,NH3一N为5O～100mg/L,色度为400倍左右,SS为3oo～500mg/I.pH值为7～1O.该厂最终接纳水体为三级功能水体,所以,对废水控制标准较严.要求生产废水必须经过良好处理,最终外排水COD达到150mg/L,BOD5达到30mg/L,SS达到60mg/L,NH.一N达到10mg/L,色度低于50倍,pH值达到6～9.3废水处理工艺该厂废水中有一定浓度的悬浮物,主要为丝绸纤维和化学纤维类污染物等.如果任其进入废水生物处理单元,将既增加生化处收稿日期:2OO2一l2一l6作者简介:耿土锁,男,1962年生,副教授.从事环境工程教学,研究.?6?2003年第3期贵州环保科技Vo1.9No.3理单元的负荷和降低处理效果,还造成了浪费.因为短纤维是造纸的理想原料,应该加以回收.为此,该厂在废水预处理阶段设置了格栅和筛网,以便通过物理法去除和回收 大量短纤维.经过预处理的废水,仍然含有一定数量的长度更短的纤维.为了提高纤维等悬浮物的去除率,充分降低后续生化处理工段的负荷,最大限度地回收短纤维,在预处理单元后接着采用了气浮法,以便进一步提高废水中短纤维的去除率.根据该厂废水中含有碱性物质,pH值大于7的情况,气浮法处理单元将采用氯化铝作气浮混凝剂,而不必采用碱式混凝剂.同时,该混凝气浮过程还可以通过水解作用而降低废水的pH值,更有利于生化处理单元的运行.该厂生产规模不大,而且,生产的连续性也不大,所以,生化处理工段采用好氧生物接触氧化法处理工艺.该法具有生物转盘法和生物活性污泥法的双重优点,具有稳定,高效的处理效果,而且可以在一定时间内间歇运行和便于重新启动.该厂生产废水量不很大,即接触氧化池等污水设施的规模也较小,将不会耗用太多的生物填料,废水中的短纤维不仅不影响生物好氧接触氧化,而且甚至还有利于增加生物填料的数量和便于生物膜的形成和增殖.生物接触氧化池后,将采用斜板式二次沉淀池,既减小了池的规格,节省占地,还可以改善沉淀效果.在二次沉淀池后,增设了次氯酸钠氧化脱色装置,以便充分改善处理效果,同时,为今后废水深度处理与回用创造了良好条件. 因为,该厂地下水耗量较大,导致了地下水资源的浪费,废水回用和节约用水,在该厂有着特别重要的意义.对气浮池和二次沉淀池产生的污泥,采用了污泥浓缩和干化处理的措施,以防止污泥的二次污染.该厂污泥中有害物质少,有机质和蛋白质含量高,是较适宜的有机肥,可以用于许多农作物.综上所述,该厂生产废水处理工艺如图图1某中型丝绸厂生产废水处理工艺1所示:4试验效果本次试验采用附近工厂废水生化处理设施的菌种,并且通过投加生活污水和经过长度处理后回用期的菌种驯化,以保证本试验生化处理设施的有效运行.本次试验持续时间长,获得了丰富而可靠的数据,为工程设计提供了良好的依据.试验结果如表1所示:由表1可知,本工艺具有处理效果好,运?7?2003年第3期贵州环保科技Vo1.9No.3表1丝绸生产废水综合处理试验结果格栅池筛滤机气浮池接触氧化池 二次沉淀池化学氧化池CODSSNH.一N色度"原水/(rag/L)823～1015185~336312～53045～108256~512出水/(rag/L)752~826163~289283～31141~93200~256去除率/()8.63～18.6211.89～13.999.29~41.328.89～13.8921.88～50.00出水/(mg/L)653~715106~218122～18636～78180~200去除率/()13.16～13.4434.97～24.5756.89～4O.1912.2O～16.1310.00～21.88出水/(rag/L)436～56576～15533~4529～6615O～160去除率/()33.23~20.9828.30~28.9072.95～75.8119.44～15.3816.67～2O.00出水/(mg/L)322~38846~85203~32216~2360~80去除率/()26.15～31.3339.47～45.1644.83～65.156O.OO～50.00出水/(rag/L)89～12315～2335～398.9～9.83O～5O去除率/()72.36～68.3067.39～72.9482.76~87.8944.38～57.3950.OO～37.50出水/(mg/L)45~536.8～7.826～316.8～7.84～8去除率/(%)49.44～56.9154.67～66.0925.71～20.5123.6O～20.4186.67~84.00总/93.99~94.3970.45~80.3391.76~96.1347.57~81.1066.15~.83.59注:1)原水,出水无单位.行稳定的特征.经过生物氧化和二次沉淀池处理后,各项主要水质指标都达到了排放要求.经过加次氯酸钠,可以更加显着地改善废水水质,为废水深度处理和回用于生产工艺创造了非常良好的条件.其中,格栅池和筛滤池都能较好地去除废水中的悬浮纤维,改善废水的水质,而且这两个单元可以获得短纤维物质,具有回收价值,不会产生二次污染.气浮池能显着改善水质指标,尤其是 能够显着地去除废水中的悬浮物,进而明显降低后续生化处理单元的运行负荷.经过气浮池混凝处理后,废水的pH值有一定降低,?8?更加适宜于后续生化处理.5主要设计参数本工程主要设施:(1)格栅池格栅池的格栅条由D一10mm的圆钢筋制成,间距为lOmm.(2)筛滤池筛滤池规格X6:0.98mX0.5m筛滤网为铁丝网,网孔D一5mm,筛网边框由规格为50mmX50mmX5mm的角钢制成.筛网和边框扎结成一体,便于固定,不会变形.—l■r…Ⅱ唧*—"T,—一2003年第3期贵州环保科技Vo1.9No.3(3)气浮池本设计采用平流式气浮池,有效容积为45m.,有效水深1.8m,宽度3m,气浮区长度8m,气浮区水力停留时间0.5h,可以较好地实现气浮且不会使浮渣返回到水中.(4)调节池由于该厂废水的水质和水量在一定程度上变化,所以,本设计采用调节池调节废水水质和均衡水量.根据该厂废水变化情况,决定采用停留时间达8h的调节池,即调节池 的实际有效容积为1000m.,才能较好地进行水质和水量调节.本设计采用圆形钢筋混凝土调节池,池深为5m,直径为16m.调节池为地下式,便于废水直接进人其中,不会在生产车间内形成壅水现象.(5)生物接触氧化池生物接触氧化池有效容积为300m.,水力停留时间2.4h.池内放置纤维型软性生物填料,便于生物挂膜.该池有效水深为4.2m,占地面积80m.,也是钢筋混凝土结构的方形池.(6)二次沉淀池本工程采用的二次沉淀池为钢筋混凝土结构,方形斜板式,受结构尺寸的限制,必须采用2个沉淀池并联才能保证足够的水力停留时间.每个沉淀池的有效容积为50m.,占地面积7.5m×7.5m,池水力停留时间1h.池内设置斜板,具有沉淀效果好和体积小等优点.(7)化学氧化池化学氧化池的作用是向水中投加次氯酸钠氧化剂,进一步改善水质.由于该处理单元可以在较短的时间内完成,所以,本工程采用的水力停留时间为0.3h.(8)主要动力设备本工程的主要动力设备为调节池出水端的废水提升泵,气浮工段的空气压缩机,循环水泵和生物氧化池的鼓风机. 本工艺的主要能耗为生物氧化池内的鼓风机,所消耗的能量约占总能耗的65;此外,气浮池的能耗也较大,约占处理工艺总能耗的26;废水提升泵能耗较少,占总能耗的9左右.6实际运行情况该工程采用了和试验相同的处理工艺,并且按照上述结构尺寸进行了施工,有利于确保处理效果和降低运行费用.运行情况表明,采用本工艺的处理效果和试验效果接近,可以较好地满足目前至将来的环保要求和节水回用要求.本工程还有节省运行费用的优点.主要运行费用为药剂费,电费和人工工资.此外,还有工程设施折旧费,本文暂不考虑.本工程总装机容量为150kW,废水实际耗电量为0.75kW?h/t,每吨废水实际电费为0.56元;药剂费包括气浮池混凝剂费和化学氧化池氧化剂费用.前者为氯化铝,是当地厂家提供的副产品,售价为2050元/t,每吨废水实际投加量为0.3kg,每吨废水实际消耗混凝剂费用为0.51元;氧化剂次氯酸钠也是附近工厂的副产品,为液体状,售价为556元/t,每吨废水实际消耗氧化剂费用为0.11元.人工费为工人工资,处理每吨废水的人工费为0.15元.综上所述,该厂废水实际处理费用为:0.56+0.51+0.11+0.15=1.33(元/t) 总之,本工程处理工艺的处理效果好,运行费用低,处理后的水不仅达到了废水排放标准,而且还可深度处理和回用,既可有效防止当前的水体污染,还可在将来实现废水回用,节省地下水,实现可持续发展.?9.'