棉纺产品印染废水处理工艺及工程设计实践 9页

'棉纺产品印染废水处理工艺及工程设计实践第18卷第2期2005年4月污染防治技术P0LLUTIONCONTR0LIECHNOL0GYVo1.18,NO.2Apr.,2005棉纺产品印染废水处理工艺及工程设计实践苏振峰(中国海洋大学环境科学与工程系,山东青岛266003)摘要:印染废水中,染料含量高,色度大,不易处理.但通过在污水处理设计中,将浓,淡水分流,生化处理,气浮等方法,使处理后的水质达到国家排放标准.关键词:印染废水;延时曝气;气浮;超滤中图分类号:X791文献标识码:ATreatmentProcessofPrinting?--dyeingWastewaterforCottonSpinningProductandItsProjectDesignSUZhen—feng(EnvironmentalSci.andEngng.Dept.OceanUniv.ofChingTsingtao,Shandong266003,China)Abstract:Theprinting—dyeingwastewaterhasahighleveldyestuffcontentandaheavycolority,whichisdifficulttobetreated.Inthisdesign,themeasu~ofthesplit—flowtoseparatetheconcentratedanddilutedliquidsareused.ThefurtheradoptionofbiologictreatmentandairflotationCanmakethequalityoftheeffluentwatercomeuptothenationaldischargestandards. Keywords:printing—dyeingwastewater;extendedaeration;airflotation;ultmfiltraion概述山东省如意纺织集团公司棉纺厂主要生产各种纯棉布料和服装制品,为扩大规模,提高效益,该厂引进了新型剑杆织机和印染联合机,并进行了技术改造,形成年产984.52万m棉布的新企业.同时,建造了680m3/d的污水处理设施,于2004年4月,进行培菌和试运转,2004年10月,经山东省环境监测中心监测,所有样品全部达到国家纺织染整工业废水一级排放标准(GB4287—92),验收合格,投入正常使用(国家纺织染整工业废水的一级排放标准已列于表1).表1工业废水国家一级标准最高容许排放浓度值项目.,(.芸许窨002570,s6～9加-101废水来源及水质特征1.1染色工艺过程染色车间生产工艺过程,因布匹织造工艺不同而异.(1)机织布印染工艺坯布一烧毛一退浆一煮炼一漂白一丝光一染色一水洗一烘干一印花一整理一成品.(2)针织布印染工艺针织坯布一煮炼一漂白一染色一水洗一烘干一印花一整理一成品.染色过程中主要使用的染料有活性染料和还原性染料,其颜色有棕,黄,艳红,艳绿,深蓝等.使用的助剂有烧碱,保险粉,渗透剂,固色剂等.1.2废水来源(1)生产废水:几乎每个工段都有废水产生, 收稿日期:2005-01—21:修订日期:2005-02—21作者简介:苏振峰(1971一),男,山东省金乡县人,工程师,中国海洋大学环境工程系硕士研究生,研究方向为水污染控制与水处理技术.12污染防治技术l8卷主要有退浆废水,煮炼废水,漂白废水,丝光废水,染色废水,印花废水等.其中染缸下脚以及第一道水洗槽排水,浓度较大,含有较多的染料.应将浓淡废水分别处理,既利于回收染料,降低生产成本,又便于提高废水处理的质量,减少处理费用.(2)生活废水:主要来源于食堂,浴室,厕所等.性质同一般普通生活污水.1-3处理前的水质状况及分析根据山东省环保局环境监测中心于20o3年l1月5一l1日,连续对该厂的水质测定(表2为处理前经多次测定的水质指标值).并以此为依据进行工艺设计.表2原水水质COBOD5SSNH3-NpHBOD5/(rag?L-")/(rag?L-")/(rag?L-")/(rag?L-")/CO432.3448O.2l469.4_4489.15291.34367.3l331.77l21.51.54l9.890.385122.01.6949.150.446 231.41.5079.680.362144.11.659.900.374101.11.3229.460.28366.5l_328.560.409108.91.2l8.870.350从表2中1-7号水样的分析资料可以看出:(1)多数水样BOD~COD比值在0.35~0.45之间,最不利值为0.283的5号水样,总体来说,该废水可生化性还是比较好的,可以采用以生化为主,辅以气浮工艺的处理流程".(2)BOD值均小于500mg/L,因此采用好氧工艺比较合理.(3)若要使出水BOD5≤25mg/L,则BOD5的去除率需达到94.6%,因此,采用延时曝气生化工艺较为合适.(4)只有当COD去除率达到91.8%时,出水COD才能达到工业废水国家一级排放标准的COD≤100mg/L.这在印染行业均有一定难度.…—匾一困一圆一…一困一圆一排放+一1.4总处理水量按680m3/d设计,其中生产废水610m3/d,生活废水70m3/d.2工艺流程,因该厂早有回收染料的打算,并且各种颜色产品分期印染,所以可以采用浓淡废水分别处理.浓废水经超滤,回收染料后,有机物浓度得到降低,可减轻后续处理负荷,提高出水水质.图1为具体工艺流程. 浓废水经超滤后,排人淡废水调节池;竖流式沉淀池中的污泥用泵提升至压滤机,注入混凝剂,使泥水分离.分离后的污泥外运,分离出来的水,流回淡废水调节池.竖流式沉淀池中的剩余污泥回流至延时曝气池.气浮池和消毒池分别注入混凝剂与消毒剂.3设备选择和构筑物设计3.1设计参数设计水量:根据厂方要求为680m3/d,其中生产废水610m3/d,生活污水70m3/d.设计水质:生产废水COD1308.8mg/L,BOD5489.15mr/L;生活污水COD450mr/t,,BOD5220mr/t,.混合废水水质:COD为(1308.8x610+450x70)/680=1220.39mr/t,,BOD5为(489.15×610-I-220×70)/680=461.44mr/t,.COD去除率为(1220.39—100)/1220.39×100%=91.8%,BOD5去除率为(461.44—25)/461.44x100%=94.6%图l印染废水处理工艺流程加药一染料回收胁钉∞l6789喀姚嗍盟.;42期苏振峰.棉纺产品印染废水处理工艺及工程设计实践133.2调节池调节池容量按6h平均停留时间的废水量计. 长×宽×高=9m×4.75m×4m=171m.停留时间:171m3/[680(m3.d)/24(Il?(1-)一6h.为提高污水处理效果,防止大颗粒物在池内沉淀,池底设有穿孔布气管,24h连续曝气.3-3延时曝气池(1)每日去除BOD5量:(461.44mg/L-25mg/L)×680ma/d=296.8kr~d.(2)取污泥的BOD5,MLVSS的负荷为Ss=0.15kr~(kg?由,混合液污泥浓度MLSS为4.2r,/L,混合液挥发性污泥浓度MLVSS与混合液污泥浓度MLsS的比值为0.7,则混合液挥发性污泥浓度MLVSS为4.2×0.7=2.94r,/L.BOD5的容积负荷率为Nv=0.15×2.94=0.441kg/(m3~d).曝气区容积为296.810.441=673.02m;取曝气池长42m,宽4m,深4m,则水力停留时间为(42m×4m×4m)/[680(m3.d)/240a?d-1)】=23.72h.(3)按每去除BODs1kg,需耗氧量1.8kg计算,则耗氧量为296.8×1.8=534.24kg/d.按氧利用率5%,污水与清水之间氧传递速率比值0.7,空气含O量21%计算,则供气量为534.24,(5%×0.7×21%×24×60)=50.48m3/min.选用4台12.5m3/min三叶罗茨风机,采用穿孔管鼓风曝气,在最大负荷时全部投入工作.3.4沉淀池为保证曝气池活性污泥回流的需要,采用竖流式沉淀池,取沉淀时间为1h,沉淀池表面负荷1.8m"/(m?d),污水在沉淀区的上升流速0.7mm/s,中心管流速25mm/s.3.5气浮池反应时间15min,泥水分离时间1h,溶气水 量14.1m3/h(50%回流).用水力喷射器吸气以减小噪声.水在溶气罐中停留3min.3.6污泥脱水按0.3kg干泥与去除1kgBOD5的比例计算:296.8x0.3=89.04kg干污泥.折合成含水98%的污泥量:89.o4,0.024452k#d.选用2台绕带式真空过滤机,每台处理能力为667.5I./h,在负荷高时全部启动.3.7超滤由山东环境保护科学研究设计院对废水进行膜分离可行性试验,并确定采用丙烯腈一聚氯乙烯(PAN—PVC)膜.超滤器为外压膜管式,试验结果如图2所示.100.墼里皇:堕些垡8O{60许4o篓罄20时间,h图2超滤膜通量和截留率随时间的变化从图2可以看出:(1)随着时间的延长,废水通量的下降速度较平缓,平均通量为65L/(m2?h),因此选用该膜较好;(2)对染料的截留率达99%一100%,所以选用该膜.经试验可知,废水的平均通量随压力和温度的增加而增大,但操作压力和温度对截留率几乎没有影响.实际操作压力可根据需要,在0.2MPa一0.5MPa范围内选择,因PAN—PVC膜可耐温6o一 80℃,所以实际使用温度可自行决定.4处理后的水质状况及分析根据青岛市环境监测中心于2004年10月18,19日两天的监测采样,各生产工段设备均处于正常运行状态,生产负荷达到要求,以此作为污水处理后的水质指标(见表3).从结果数据看,各项指标均达到表1所列的国家一级排放标准,特别是COD的平均值达到<100mrCL,证明该套污水处理设施适合棉纺厂的污水处理.5处理成本及出现的问题5.1处理成本取2004年8—10月份成本数据(见表4).14污染防治技术l8卷表3处理后的水质由于原材料价格较高,一些小整改较多,使得处理成本上升,等待处理稳定后成本还会降低,甚至转为赢利.即使在目前,由于染料回收,总成本还是比一般污水处理厂低得多.5.2调试中发现的问题(1)该工程于2004年3月初竣工,4月正式投入试运行.采用生产废水直接培菌,由于曝气池上清液不能外排,只能进入调节池,所以长时间内污泥体积不能提高,延长了培菌周期.(2)有时同一菌相不太适用于其他染料和助剂,给治理造成一定难度,甚至被迫第2次培菌.(3)立式泥浆泵腐蚀严重,给检修带来不便.拟将调节池,沉淀池的立式污泥泵改成移动泵或不锈钢泵. 高,营养物质不平衡.因此,其处理设施经常面临处理难度大,运行费用高,达标率低等问题.对该厂纯棉纱线染色废水采用曝气,气浮等工艺处理后,主要污染物浓度达到纺织染整工业水污染物国家一级排放标准值.经过半年多的运行,表明该废水处理系统运行正常,处理效果稳定,基本达到设计要求.对于设计中存在的问题,有待不断试验,探索,在以后的设计中得以克服.【参考文献】【1】许保玖.当代给水与废水处理原理【M】.北京:高等教育出版社,1991.【2】秦麟源.废水生物处理【M】.上海:同济大学出版社,1998.【3】ADHAMSA,MICHELLaine.PredictingandVerifying6结论OrganicsRemovalbyPACinanUltrafiltrationSystem[J].印染废水水质变化大,色度高,污染物浓度JourAwwa,1991(12)-27—32?.""L?动态与简讯?利用危险废物生产生态水泥哈尔滨水泥厂建成6号窑生产线.该生产线采用危险废物作原料生产水泥,在每天生产2500t高质量生态水泥的同时,可处理毒鼠强,废电池等危险废物400t,并成为该省唯一的特种垃圾处理中心.该生产线采用国际最先进的新型于法生产工艺,能耗低,效率高.由于回转窑内气体温度高达l500℃左右,可使99.99%以上的有机有害成分分解,无二次污染.团丁'