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印染废水处理设计方案
福建省某某印染有限公司印染废水处理方案设计

 1  工程概况

PU革是近几年迅速发展的一种产品,它种类繁多,物美价廉,广泛应用于汽车、鞋革、箱包、沙发、装饰及服装生产工业,是皮革的优良代用品,而革基布则是PU革的基础材料,市场需求量极大,某县县现有织布厂20多家,织布机1500多台,年产革基布9000万米,以往某县县各织布厂生产的革基坯布未经漂染加工直接销往外地,产品附加值较低。福建省某某印染有限公司在某县县埔头工业区建设年产PU革基布3000万米这一项目,可成为某县县当地的漂染基地,既可增加某县县税费收入,又可解决部分剩余劳动力。

纺织印染行业是工业废水排放大户,据估算,全国每天排放的废水量约(3-4)×106m3,且废水中有机物浓度高,成分复杂,色度深,pH变化大,水质水量变化大,属较难处理工业废水。据福建省某某印染有限公司提供的数据,该项目的建成排放废水量800吨/日。

根据《建设项目理条例》和《环境保护法》之规定,环保设施的建设应与主体工程“三同时”。受福建省某某印染有限公司委托,我们提出了该项目的废水处理方案,按本方案进行建设后,可确保废水的达标排放,能极大地减轻该项目外排废水对某县的不利影响。

2  方案设计依据

2.1  福建省某某印染有限公司提供的水质参数

2.2 《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92

2.3 《室外排水设计规范》GBJ14-87

2.4 《建筑给排水设计规范》GBJ15-87

2.5 《福建省环境保护条例》

2.6  其它同类企业废水处理设施竣工验收监测数据

3  方案设计原则 

3.1  可行性原则。在工程设计中,在确保工艺可行的同时,兼顾经济上许可的能力(总投资费用省、运行费用低等),考虑工艺上的可行性与经济上的可行性协调统一。

3.2  可靠性原则。通过对印染行业目前废水处理情况的调研,结合多年从事废水处理的经验,同时借鉴目前印染废水处理的成功个例,并与当前先进的废水处理设备相融合,制定合理、成熟、可靠的废水处理工艺,确保废水处理系统能长期、稳定、可靠地运行。

3.3  先进性原则,采用当前废水处理的先进工艺和设备。

3.4  操作理方便,技术简单实用,提高操作理水平,实现科学现代化的理。

3.5  避免二次污染,在治理废水的同时,避免污泥和噪音产生二次污染。

废水的水质水量 

福建省某某印染有限公司采用的原料为纯棉或涤棉坯布,染料有直接和分散染料,助剂有烧碱、碳酸钠、双氧水、表面活性剂、工业食盐、起毛剂等。

废水为连续排放,但水量、水质变化大,无固定规律,根据福建省某某印染有限公司提供并结合同类型企业的资料,其废水水质参数如下:

废水

 

800吨/天

 

CODcr

 

1767mg/l

 

BOD5

 

868mg/l

 

SS

 

121mg/l

 

pH

 

9~12

 

NH3-N

 

15.1mg/l

 

S2-

 

2.3mg/l

 

色度

 

1000倍

 


 5  废水处理后排放标准

根据《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92中之规定: 

CODcr

 

100mg/l

 

BOD5

 

25mg/l

 

色度

 

40倍(稀释倍数)

 

pH

 

6~9

 

SS

 

70mg/l

 

 

15mg/l

 

硫化物

 

1.0mg/l

 

六价铬

 

0.5mg/l

 

 

0.5mg/l

 

苯胺类

 

1.0mg/l

 

二氧化氯

 

0.5mg/l

 

最高允许排水量

 

2.5m3/百米布(幅宽 914mm)

 

 

 


废水处理工艺

6.1  纺织染整行业废水的特点

纺织染整行业的废水主要来自退浆、煮炼、漂白、染色和整理工段,各工段废水特点如下:

6.1.1  退浆废水 

退浆是利用化学药剂去除纺织物上的杂质和浆料,便于下道工序的加工,此部分废水所含杂质纤维较多。以往由于纺织厂用淀粉为原料,故废水中BOD5浓度很高,是整个印染废水中BOD5的主要来源,使废水中B/C比较高,往往大于0.3,适宜生化,但随着科技的进步,印染厂所用浆料逐步被CAM/PVA所代替,从而使废水中BOD5下降,CODcr升高,废水的可生化性降低。 

6.1.2  煮炼 

    煮炼工序是为了去除织物所含蜡质、果胶、油剂和机油等杂质,使用的化学药剂以烧碱和表面活性剂为主,此部分废水量大,碱性强,CODcr、BOD5高,是印染废水中主要的有机污染源。 

6.1.3  漂白废水 

漂白主要是利用氧原子氧化织物中的着色基团,达到织物增白的目的,漂白废水中一般有机物含量较低,使用的漂白剂多为双氧水。 

6.1.4  染色废水 

染色工艺是本项目的支柱工艺,在此过程中,使用直接、分散等染料和各种助剂,从而使染色工艺成为复杂工艺,也使染色废水水质呈现出复杂多样性。一般而言,染色废水碱性强,色泽深,对人体器官刺激大,BOD5、CODcr浓度高,废水中所含各种染料、表面活性剂和各种助剂是印染废水中最大的有机物污染源。 

6.2  目前印染废水处理现状 

印染废水的处理以生化法为主,并常与物理、化学法串联,方能取得较好的效果,目前对印染废水处理常见的处理方法有: 

6.2.1  完全混合式活性污染法 

此法工艺较成熟,在印染废水治理中有一定的历史,目前应用于纺织系统中大多数工厂。某市印染厂废水治理即采用此法。此法主要设施有调节池、曝气池和沉淀池等。

调节池主要用以调节各污染源排放废水的水质水量,防止对曝气池形成冲击,避免细菌死亡。因此,废水在调节池停留时间越长越好,但也要考虑建造费用,故一般根据企业的生产周期和占地条件来设计调节池。 

曝气池主要作用是对泥水混合液充氧,保证活性污泥在分解有机物时所需的氧量,同时使活性污泥和废水充分混合。一般对曝气池的技术要求是污泥负荷常为0.3-0.4kgBOD5/kg.MLSS.d曝气时间约为4-6小时,污泥浓度一般在3-4g/l,但随着化纤织物的比例不断增大和水处理技术的提高,这些技术要求有所改变。

沉淀池主要是使泥水分离,并在沉淀时进一步降解有机物,经过泥水分离后水直接排放,污泥一部分回流进入曝气池,一部分作剩余污泥排放。

活性污泥法的特点是污水与生物污泥的接触较均匀持久,池水浓度分布较均匀,水温控制幅度较宽,在布水操作上也比较简单,处理效率较高,一般BOD5去除率可达95%以上,CODcr去除率在60%左右。但该法理较复杂,易发生污泥膨胀及上翻,且占地面积较大。

6.2.2  接触氧化法 

接触氧化法是近年来逐步广泛应用的污水处理技术。上海纺织系统中针织和印染厂大多采用的是塔式滤池(接触氧化法的一种)。塔式滤池的结构是塔加填料,塔的作用是充氧和安放填料,塔的高度是根据充氧要求和污水与填料上生物膜接触时间来设计,一般需要2.5-4小时,容积负荷在2-3kgBOD5/m3,填料过去使用表面粗糙的固体物使生物膜能依附其上,随着塑料工业的发展,目前采用了蜂窝填料和软性填料作生物膜支撑物,取得较好效果。

塔式滤池特点是运行理方便,处理时间短,占地面积小,但有机物去除率相对低此,一般CODcr去除率在45-60%,BOD5去除率在70-90%,色度去除率在30-50%。

6.2.3  物理化学法 

随着织物中化纤成份增多和化学助剂浆料的使用,印染废水中BOD5与CODcr比值发生了变化,废水的可生化性变差,为达到较好的处理效果,纺织行业开始采用物理化学法(臭氧混凝沉淀和气浮法等)处理印染废水。物理化学法常用混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、碱式氯化铝、高分子混凝剂等。一般物理化学法用于二级处理,也有些工厂如上海第二丝绸印染厂单用物理化学法处理印染废水。实践证明,混凝气浮是一种较为合适的物化处理方法,因为印染废水中含有大量的污染物质如纤维素、浆料等,呈悬浮状态和胶体状态,且有些染料如分散、硫化、还原染料及涂料与混凝剂特别是铝盐混凝剂产生的絮凝物比重较小,适合采用气浮法处理。

其它化学方法,如臭氧作为氧化剂脱色效果很好,但是耗电量大,处理成本高,不易推广。同样,电解法也存在耗电量大,钢材用量大,且运转理较复杂的问题。

6. 2.4  A/O法 

    (1)有A1/O法,即缺氧/好氧生物脱工艺,是英文Anoxic/Oxic的缩写,它的主要功能是去除有机物和脱,一般对BOD5和SS的总去除率为90-95%,总的去除率为70%以上。

    (2)有A2/O法,即厌氧——好氧除磷工艺,是英文Anaerobic-Oxic的缩写,其主要功能是去除有机物和除磷,一般对BOD5和SS和去除率为95%,磷的去除率为70%以上。

    (3)A2/O法,即厌氧——缺氧——好氧生物脱除磷工艺,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic的缩写,其功能是去除有机物和除磷脱

6.2.4  其他方法 

有A/B法、水解——好氧生物处理工艺等,是较新的处理工艺,也有应用于印染废水处理,本文不再一一赘述。

6.3  本方案采用的印染废水的处理工艺

6.3.1  工艺流程: 

经综合比较分析,并结合多年从事印染废水处理的经验,以经济和可行为原则,决定采用如下处理工艺:

.3.2  工艺流程简述 

浓碱性废水先经过格栅处理后用于水膜除尘器除尘,经消烟除尘后,可降低PH值,使系统不必加酸调整PH,并可去除约30%的CODcr,使生化系统负荷降低,以节省运行费用,保证了生化处理的PH条件。除尘水沉淀后与其它生产废水一并经粗细格栅去除较粗杂质后,进入调节池,在调节池内设置预曝气系统,可均匀水质并防止杂质沉淀,还可以调蓄水量和在一定程度上脱除废水中硫化物。调节池的水用提升至反应池,经加药反应后靠重力流入竖流式沉淀池进行泥水分离。底部的污泥排至污泥浓缩池,竖流式沉淀池可去除部分有机物和大幅度降低硫化物和CODcr、色度,降低PH值并提高了B/C比值,为后续生化处理创造条件。

竖流式沉淀池上清液靠重力流入水解酸化池,同时调入营养料(P),降解大分子物质,进一步提高B/C,并降低CODcr。水解酸化池出水再靠重力流至A/O接触氧化池。在A/O接触氧化池中去除大部分溶解性有机物并进行反硝化脱,O池末端混合液回流至A池起始端,其中A池占1/3,O池占2/3,回流量为2倍处理水量。

A/O接触氧化池出水靠重力流至气浮系统,经加药气浮后,浮泥至污泥浓缩池,出水至排放池,当需要时在排放池内投加脱色剂,达标废水就近排放。

剩余活性污泥排入污泥脱水池,污泥脱水池上清液入调节池循环处理。脱水后的干污泥妥善处理(可掺入煤中送锅炉焚烧),防止二次污染。

6.3.3  主要处理单元说明 

    (1)水解酸化

在缺氧条件下,废水中的有机物完成厌氧反应的第一阶段,将一些难生物降解的有机物分解成易生物降解的小分子有机物,降低CODcr、BOD5、SS、S2-、色度,提高废水可生化性,为后续生化处理创造良好条件。

(2)絮凝剂

废水呈碱性,含硫化物。常用的絮凝剂为PAC或PFS,助凝剂为PAM,但PAC投加量过多可能影响后续生化处理,因此本工艺选择FM复合絮凝剂。FM对染色废水的色度和CODcr的去除有显著效果,而且具有脱硫的性能。该研究为上海市科委的攻关项目,已由上海市科委组织鉴定,并实际应用。FM絮凝剂价格低、来源方便,可现场复配。当然也可使用其它合适的絮凝剂,助凝剂为PAM。

(3)生化处理

     生物接触氧化是一种较新的生物膜法,是在池中安装填料,填料具有很大的比表面积,是一种生物载体,产生较大的活性污泥浓度,以提高接触氧化池的容积负荷,提高污染物的去除效率。同时具有设备简单,占地小,维护方便,操作灵活,运行费用低等特点。已广泛应用于化工、食品、制药、印染等行业的废水处理,效果显著。被国家环保局推荐为最佳环保实用技术。   

6.3.4废水处理工艺特点 

(1)浓碱废水经消烟除尘后,可降低PH值,使系统不必加酸调整PH,并可去除约30%的CODcr,使生化系统负荷降低,以节省经常费用,保证了生化处理的PH条件。

(2)加药反应沉淀,主要目的是去除部分有机物和大幅度降低硫化物、降低色度和SS,提高了B/C比值,并适当降低了PH值(PH<10),为生化创造条件。

(3)水解酸化池采用填料形式,定时曝气冲刷生物膜防止沉淀。每四小时开10分钟,可使池内基本保持无氧状态,又可达到换膜目的。

(4)A/O系统采用接触氧化方式,可减少构筑物,节省投资,耐冲击,污泥量少,主要去除大部溶解性有机物和反硝化脱

(5)最终加药反应气浮系统,可进一步去除不可降解有机物、色度等使处理水达标排放。

(6)排放池的设置主要为便于监测,在需要时还可投加脱色剂。

7  主要构筑物、设备等投资概算(最终以扩初设计为准)

7.1  主要构筑物设计参数 

序号

 

名  称

 

参数

 

材料

 

数量

 

备  注

 

1

 

集水井

 

10m3

 

砖混

 

1座

 

 

2

 

调节预曝池

 

450m3

 

 

砖混

 

1座

 

可依现场情况适当增减

 

3

 

沉淀池

 

80 m3

 

钢砼

 

1座

 

可依现场情况适当增减

 

4

 

水解酸化池

 

450m3

 

钢砼

 

1座

 

 

5

 

接触氧化池

 

700m3

 

钢砼

 

1座

 

 

6

 

混凝气浮(含反应池)

 

40m3

 

砖混

 

1座

 

 

7

 

 

40m2

 

砖混

 

1座

 

 

8

 

污泥干化池

 

30m2

 

砖混

 

3座

 

可依现场情况适当增减

 

9

 

污泥浓缩池

 

60 m3

 

砖混

 

1座

 

 

10

 

排放池

 

35 m3

 

砖混

 

1座

 

 

7.2  主要设备及投资

序号

 

名    称

 

规格、型号

 

数 量

 

价格(万元)

 

1

 

粗细格栅

 

非标

 

2台

 

0.2

 

2

 

污水

 

Q=40,H=10

 

1台

 

0.4

 

3

 

曝气机

 

Q=10,H=5

 

3台

 

13.6

 

4

 

搅拌机

 

 

1台

 

1.8

 

5

 

填料

 

TB/TA2—TH1

 

800 m3

 

15

 

6

 

微孔曝气

 

TK/R65

 

500

 

5.3

 

7

 

污水

 

Q=70,H=10

 

1台

 

0.3

 

8

 

加药设备

 

非标(防腐)

 

 

0.8

 

9

 

部分加压溶气气浮机

 

非标

 

 

6.8

 

10

 

自动控制柜

 

非标

 

1台

 

0.85

 

11

 

曝气系统

 

非标

 

 

3.2

 

12

 

预曝气系统

 

非标

 

 

1.6

 

13

 

电缆线照明仪表

 

 

 

0.6

 

14

 

填料支架

 

 

 

1.3

 

15

 

道阀门

 

 

 

2.7

 

16

 

安装费(厂方安装)

 

 

 

0

 

17

 

运输费

 

 

 

0.8

 

18

 

小   计

 

 

 

55.25

 

 7.3  其他费用 

序号

 

名    称

 

金  额

 

1

 

设计费

 

3.0

 

2

 

调试费(不含药剂费用)

 

1.6

 

3

 

小   计

 

4.6

 


总计投资费用(不含土建及气浮雨棚59.86万元(总排水计量流量计未计在内),土建费用约为75万元,详细费用应在初设完成后最终确定。

废水处理费用

8.1  操作理人员工资:

废水处理站24小时连续三班三运转,操作人员每班1人,共计3人。按每月工资平均500元计3×12×500元/1658/365=0.03元/吨-水

8.2  药剂费:混凝剂FM和助凝剂PAM组合使用,0.26元/吨-水。

8.3 电费:0.33元/吨-水。

8.4  处理每吨水总运行费用:

    0.03+0.26+0.33=0.62元

   经常运行费:0.62元/吨-水。

9.补充说明

   因时间仓促,且未能进行现场调查,最终方案可能还需要进行适当调整。

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作者:大河水网/发布日期:2008-7-4 15:14:00
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