位于深圳市大鵬灣的中冠、鴻華、捷德、中寶、金隆等5家印染廠曾是深圳市環(huán)保局的“老大難”問題,它們都是地方政府引進的外資項目,建廠時均配套建設了污水治理設施,但由于工藝落后、設施老化、管理不善,加上擴大生產(chǎn)使污水超標排放,嚴重污染了大鵬灣海域 。深圳市環(huán)保局把某紡織廠作為先期推薦治理的對象,治理工程從1996年開始至1997年底 結(jié)束,歷時一年多,從1998年連續(xù)運行以來,出水水質(zhì)穩(wěn)定且達標,被深圳市環(huán)保局推薦為樣板工程。
1 某紡織廠簡介
某紡織廠是一家香港獨資的大型企業(yè),1991年從香港遷移過來,總投資2億港幣,集 紡紗、染色、織布一條龍,產(chǎn)品為牛仔布。廢水主要來自染廠,其主要成分是靛藍粉(含石 灰、染料、木薯粉),另外還有NaOH、低硫酸鈉,廢水量在1000m3/d左右。正常情況下的廢水水質(zhì)如表1。
表1 廢水水質(zhì)表 |
項目 |
pH |
色度(倍) |
CODcr(mg/L) |
水溫(℃) |
濃度 |
10.0-13.0 |
400-1200 |
750-1800 |
18-35 |
改造前的處理工藝流程見圖1。
該流程設計處理能力1000m
3/d,剛投產(chǎn)時水量300m
3/d,后逐漸增加至1000m
3/d ,但出水水質(zhì)漸漸惡化,色度和COD
Cr都嚴重超標,出水色度在300(倍)左右,COD
Cr在700mg/L左右。其主要原因如下:
①設計時對原水水質(zhì)估計不足,當初設計原水的COD
Cr為700~1 300mg/L,而現(xiàn)在原水COD
Cr為1000~2000mg/L。
②生物濾池有2個,大小一樣,圓形,直徑13m,總高2.5m,中間布水,池內(nèi)裝填大小10cm(長寬)左右的石頭塊,池底有通風孔層,自然充氧,污水靠水力作用自然旋轉(zhuǎn) 噴灑布水。由于充氧不足,加上厭氧水解池出水濃度過高,導致生物濾池內(nèi)部呈厭氧狀態(tài),厭氧污泥阻塞石頭(濾料)空隙,造成水流短路。這樣,好氧生物濾池的處理效果大大降低,二級生物濾池對有機物的降解率只有30%~40%。
③缺乏有技術(shù)的管理人員,操作工人素質(zhì)差。
2 工藝改造
2.1 前期改造
捷德紡織廠采取邊改造邊生產(chǎn)的方式進行。由于二級生物濾池對有機物的降解率只有30%~4 0%,且滋生蚊蠅,決定利用現(xiàn)有的厭氧水解池,打掉二級生物濾池,改成生物接觸氧化池。 但厭氧水解池對COD的去除率僅有10%~20%,大量負荷會帶給后續(xù)處理構(gòu)筑物,為減少生化改造期間的污染,在厭氧水解池前加一套物化處理設備(即化學混凝沉淀),以降低負荷。
前期改造的工藝流程見圖2。
由于該項改造工程具有很強的實用性,實際上是邊生產(chǎn)、邊研究、邊制定方案的改造過程,在確定物化處理流程時,先做了大量的化學混凝脫色試驗。采用傳統(tǒng)方法,對硫酸亞鐵、凈水劑、聚合鋁和三氯化鐵主要以去除色度、COD為目標,通過小試先確定適合本廠的脫 色效果和去除COD的藥劑為硫酸亞鐵,其投藥量在800~1000mg/L,pH值范圍在9.5~11之間。
物化處理流程各項參數(shù):設計流量Q為1000m
3/d;提升泵兩臺,每臺Q′為80m
3/h;靜態(tài)混合器2個,每個外形尺寸L為800mm,D為250mm;機械反應池2個,1.5m×1.5m×4m,設計停留時間20min;斜管沉淀池1個,面積5m×5m,斜管用聚氯乙烯板制作,所有排泥管皆為200mm鍍鋅管。
經(jīng)物化處理的色度平均去除率達到60%,COD的平均去除率>40%,達到了目的。投硫酸亞鐵后,產(chǎn)泥量大增,現(xiàn)有的貯泥池僅能容納氣浮池刮渣排泥,造成斜管沉淀池的積泥不能及時排出。根據(jù)這一實際情況,廠方又增購了一臺板框壓濾機。
物化處理后的出水穩(wěn)定,在控制投藥量和pH的條件下,出水水質(zhì)COD在600~900 mg/L之間,在進行生化改造期間,屬超標排放運行。
2.2 后期改造
后期改造的工藝流程見圖3。
改造的主要構(gòu)筑物及設備:
① 調(diào)節(jié)池。設計原水調(diào)節(jié)池有效停留時間為8 h,整個調(diào)節(jié)池尺寸為20m×10m×2.5m ,內(nèi)分6格。在原水進調(diào)節(jié)池前有一小渠道,在渠道中投硫酸亞鐵,使pH為7~9左右。廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)有一初沉時間,對池底污泥,紡織廠每年趁春節(jié)放假之際清掏外運。
② 厭氧水解池。呈長方形,尺寸為10m×7.5m×5m,有效停留時間10h。分為兩組 ,每組都有一個脈沖布水器,其對水解池內(nèi)的配水是間歇式的,對厭氧池則起攪拌、沖刷作用。厭氧池內(nèi)的污水分污泥層、附著層、清水區(qū)。攪拌是為了防止死水、短流,沖刷能防止附著層阻塞,厭氧池內(nèi)設有斜板附著層,厭氧水解池是穿孔集水槽配水。
③ 接觸氧化池。在原生物濾池的位置上建造,外型尺寸:20m×15m×4.5m,采用三廊道 ,內(nèi)懸掛半軟性填料(厚3m),填料接觸時間20h,底部裝有微孔曝氣頭,氣水比為15∶1, 經(jīng)測試池內(nèi)溶解氧濃度為3.8mg/L。
④ 沉淀池。為豎流式、方形,尺寸為6 m×5 m×5 m,從池頂中心進水,出水經(jīng)鋸齒形集 水槽。豎流式沉淀池主要是沉淀接觸氧化池脫落的生物膜,出水進入混凝氣浮池。 沉淀污泥全部回流至厭氧水解池,補充營養(yǎng),原設計進入貯泥池的排泥管保留。
⑤ 混凝氣浮池。進一步去除在沉淀池中不能下沉去除的細小顆粒,投加凈水劑,凈水劑是一種淡黃色液體,是廣東南海市食中化工廠提供的,是用廢鋁、廢鐵和濃硫酸制成,其主要成分是鐵和鋁的三價鹽,pH為2.3~3,在深圳的印染廠中被廣泛采用。廢水投藥后經(jīng)隔板 反應區(qū)進入氣浮區(qū),浮渣排入貯泥池經(jīng)板框壓濾機壓濾成泥餅外運,出水經(jīng)計量直接排海。
污泥處理部分不變。
3 運行效果及分析
在接觸氧化池掛膜成熟以后,物化處理設備停止使用。深圳市環(huán)保局在排放口晝夜監(jiān)測的結(jié)果見表2。
表2 監(jiān)測數(shù)據(jù) |
日期 |
取樣點 |
分析項目 |
PH |
CODcr
(mg/L) |
SS
(mg/L) |
色度
(倍) |
硫化物
(mg/L) |
9月9日 |
總排口 |
7.14 |
105 |
18.3 |
64 |
0.03 |
9月12日 |
總排口 |
6.26 |
147 |
12 |
32 |
0.02 |
9月13日 |
總排口 |
6.78 |
41.3 |
5.3 |
32 |
0.01 |
9月19日 |
總排口 |
7.52 |
87.7 |
9.5 |
32 |
0.01 |
9月20日 |
總排口 |
7.03 |
93.3 |
23.0 |
32 |
0.01 |
經(jīng)過兩年來的連續(xù)運行,監(jiān)測數(shù)據(jù)表明屬達標運行,說明該項治理工程是成功的。從中還得出如下經(jīng)驗和結(jié)論:
① 生物濾池不適合對此類高濃度印染廢水的好氧處理。生物濾池雖有節(jié)省能耗、易于操作等優(yōu)點,但處理效率低,對有機物的降解率只有15%~40%,且滋生蚊蠅。當負荷高時,生物濾池呈厭氧狀態(tài),造成污泥阻塞孔隙,影響通風。濾料一旦阻塞,清理困難。
② 在生化處理中,水解池起著很重要的作用,它對色度的去除率通常在40%~70%,對COD的去除率只有10%~20%,但能提高廢水的可生化性。在確定接觸氧化池參數(shù)前,取生物 濾池中的濾料和厭氧池的出水,在實驗室進行耗氧試驗。結(jié)果表明,只要停留時間過長(24h),對COD的去除率可以達到90%以上,說明厭氧水解池的出水可生化性強,為后續(xù)生化處理創(chuàng)造了極有利的條件。
③ 對這種高濃度呈強堿性的印染廢水,在生化前要進行中和。硫酸亞鐵對這類印染廢水有獨特作用,預處理采用投硫酸亞鐵的辦法,能去除部分色度,并且能使COD降到900mg/L以下。
④ 在接觸氧化池掛膜后,由填料上微生物組成的食物鏈能維持生物膜的平衡,沉淀的污泥全部回流到厭氧水解池。混凝氣浮池產(chǎn)泥量只有1m3/d左右,而改造前產(chǎn)泥量是7~8m
3/d,減少泥量約87%,大大減少了污泥處理系統(tǒng)的負荷(污泥出路曾是廠方頭疼的問題)。
⑤ 接觸氧化池分三個廊道,在以后運行時發(fā)現(xiàn):若頭一個廊道停止曝氣使之成為厭氧段時,其出水COD
Cr只是略有上升,在140mg/L左右,色度在50倍左右,仍屬達標運行,經(jīng)測定其內(nèi)部溶解氧在0.2mg/L以下。這樣,實際好氧停留時間降低為14h,一方面節(jié)省了能耗,另一方面為今后擴大處理量創(chuàng)造了一個極有利的條件。
4 工程投資和運行成本
配套建設時污水處理投資90萬元,改造工程投資120萬元,工程總投資210萬元,對1000m
3/d水量,工程投資成本為0.21萬元/m
3。
運行成本(以2009年為例)見表3。
表3 運行成本 |
序號 |
成本項目 |
處理水量(m3) |
總費用(元) |
單位成本(元/m2) |
備注 |
1 |
工資 |
|
66000 |
|
本表沒有考慮折舊。廠方自己烯油發(fā)電。操作人員共5人,三班倒,每班1人,化驗室1人,另設班長1人。 |
2 |
職工福利 |
|
3000 |
|
3 |
社會保障 |
|
600 |
|
4 |
其他費用 |
|
3000 |
|
5 |
業(yè)務費 |
|
283000 |
|
其中:電費 |
|
135000 |
|
藥劑費 |
|
98000 |
|
維修費 |
|
12000 |
|
泥餅外運費 |
|
28000 |
|
調(diào)節(jié)池清淤 |
|
10000 |
|
合計 |
348956 |
355600 |
|
河南錦程工程部
2017-10-10