纺织染整废水处理工艺设计分析.doc

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1、纺织染整废水处理工艺设计分析摘要纺织染整废水水质因产品及其生产工艺而异。本工程处理对象为化纤织物、混纺织物的生产废水，具有SS、CODCr、色度等指标浓度高的特点。对其采用“格栅+初次沉淀+冷却+水解酸化+生物接触氧化+二次沉淀+混凝沉淀”组合工艺处理，设计出水水质满足纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-2012)间接排放标准限值要求。关键词纺织染整废水；生物接触氧化法；工艺设计；工程实例染整行业行业是工业废水排放大户，据统计，2015年我国纺织业污水排放总量高达18.4亿吨，占工业废水总排放量的10.1%1。由于染料生产中使用的化工原料多为萘系、蒽醌、苯系、苯胺及联苯胺类化合物，且多

2、与金属、盐类等物质螯合2，加之纺织印染生产工序复杂(预处理、染色、印花和整理等)，这使得印染废水具有水量变化大、水质复杂、浓度高(SS、CODCr、色度等)、难降解等特点，属于较难处理的工业废水3-4。本项目为浙江某袜业生产企业废水处理工程，产品主要包含化纤织物、混纺织物，相应生产工艺有所差别，且产量及产品比例也存在一定的波动。1项目概况1.1设计规模根据业主提供的资料，确定本项目设计处理水量为6000m3/d。废水未考虑分质收集、处理，即各路废水在原有的污水站调节池内汇合，经泵送至站内处理。1.2设计进、出水水质根据污水取样化验数据及业主提供的资料，确定项目主要设计进水水质，见表1。设计出水

3、水质执行纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-2012)间接排放标准限值要求，主要指标限值见表2。2工艺方案选择2.1原水特点产品类型及其生产工艺，分析其废水特征如下：(1)废水水质、水量波动大：加工产品数量大、品种多、花色材料等有很大不确定性，使用的染料、助剂品种、以及产品产量变化大，从而影响废水排放量和废水水质。(2)水温较高：由于产品的多样性，排水温度范围较宽，最高可达55；(3)某些污染物难生物降解：染色中使用的一部分染料为单偶氮型和蒽醌型，大多数染料助剂属于表面活性剂、金属络合剂、树脂整理剂、染色载体，其结构复杂，可生化性差。2.2工艺论证根据上述对本项目废水特征的分析，其工艺

4、选择思路如下：(1)虑尽可能降低本项目印染废水在实际废水处理运行的成本，应该以生化处理为主体工艺。(2)染整废水氮、磷含量很低，处理工艺中一般不考虑脱氮除磷5。这一点对本项目亦适用。(3)考常规的生化处理工艺包括厌氧水解、兼氧及好氧等。由于项目废水有机污染物浓度及色度高，且存在一部分可生化性较差的有机物，宜采用水解酸化+好氧组合工艺。本着节省占地的原则，好氧单元选用生物接触氧化法。(4)由于本项目色度、SS、温度等指标较高，在污水进行生化处理前，必须经过有效的预处理，才能保证生化段的处理效果。另外，对于色度、SS等指标，仍需采用深度处理进一步脱色、降浊。预处理单元宜采用“格栅+调酸+混凝+初沉

5、+冷却”，深度处理单元采用混凝沉淀工艺。2.3工艺流程综上所述，本项目采用“格栅+初次沉淀+冷却+水解酸化+生物接触氧化+二次沉淀+混凝沉淀”工艺，工艺流程详见图1，工艺流程说明如下：原水收集后进入调节池，均匀水质、水量。调节池前端设置平板格栅，去除漂浮物、纤维、泥沙等大颗粒物质。均匀水质水量后的废水提升至初沉池，先投加硫酸(液碱)调节废水pH值至69，再投加混凝剂、絮凝剂，充分混合反应后形成较大颗粒的絮体，对废水中的污染物质进行吸附后沉淀，去除一部分COD，降低后续生化处理负荷。沉淀污泥泵送至污泥浓缩池。初沉池出水自流入中间水池，当初沉池出水温度大于35时，通过阀门切换，将废水通过中间水池提

6、升泵提升至冷却系统处理，以满足生化系统对温度的要求。初沉池/冷却塔出水进入水解酸化池，在池内兼氧菌作用下对废水中难降解的大分子有机污染物进行开链，降解成小分子类有机物，提高废水的可生化性。水解酸化池出水自流进入氧化池。氧化池采用的是活性污泥法，它是基于生物反应器多相传质理论和低耗高效曝气技术，由悬浮相微生物在曝气池中作用而成的废水处理系统。来水与回流污泥一起进入好氧池，形成混合液，曝气设备充入空气，空气中的溶解氧可以使混合液产生好氧代谢，同时空气起到搅拌作用，使得混合液保持悬浮、完全混合状态。本工艺具有运行稳定、抗冲击负荷、效率高等特点。有机物质、色度等污染指标多数在此阶段被去除。氧化池出水自

7、流入二沉池，在二沉池内进行泥水分离。沉淀污泥部分回流，维持氧化池内污泥浓度，强化生化处理效率，剩余污泥泵入污泥浓缩池。二沉池上清液自流到混凝反应沉淀池，通过投加混凝剂、助凝剂的方式，将废水中残留的悬浮物和胶体物质絮凝成为较大颗粒的絮体，通过重力自然沉淀去除。同时，终沉池可进一步去除废水中的有机物、色度等指标，保证处理效果。终沉池出水自流至排外水池，再泵入原有排放口达标纳管排放。终沉池排泥由泵送至污泥浓缩池。初沉池、二沉池及终沉池产生污泥均接入污泥池浓缩池，浓缩减量后的污泥通过泵送入污泥脱水机进行脱水处理，脱水后的泥饼外运处理，避免产生二次污染。污泥系统产生的滤液等废水先排入调节池，再经泵提升至

8、初沉池二次处理。3工艺设计3.1格栅井、调节池格栅井、调节池皆为利旧设施，地埋式钢砼结构。格栅井平面尺寸12.4m1.8m，内设2格；调节池平面尺寸30m18m，最大水深6m。3.2初沉池、中间水池初沉池分为反应区、沉淀区2部分，钢砼结构。反应区尺寸7.1m3.2m3.5m，1座，有效水深3.2m，HRT约17.4min，内均设三格，内壁做环氧树脂防腐处理；沉淀区采用辐流式沉淀池，尺寸20m5.7m，沉淀时间3h，有效水深2.4m，表面负荷0.8m3/(m2h)。中间水池尺寸6.4m4.2m3.5m，有效水深2.4m，HRT约15.5min，钢砼结构，1座。药剂设计投加量：聚铁：200mg/L

9、，PAM：5mg/L，98%硫酸：100mg/L，片碱：50mg/L(酸、碱据具体水质酸碱度选择投加一种)。3.3冷却系统设计流量：350m3/h，采用方形逆流式污水冷却塔，设置在水解酸化池上方，钢砼平台，进水温度约55，出水温度约35。3.4生化组合池生化组合池包括水解酸化池、接触氧化池，钢砼结构，2池合建。生化设计温度25。3.4.1水解酸化池尺寸28m16.7m11m，有效水深10.6m，1座，容积负荷0.36kgCODCr/(m3d)，有效容积4957m3，HRT约19.8h。由于池深较深，未设置搅拌装置，仅靠污水自身水力搅拌。3.4.2接触氧化池尺寸：28m40.8m7.5m，有效水

10、深7m，均分为6个廊道，1座，总有效容积7997m3，设计污泥浓度3500mg/L，污泥负荷0.12kgBOD5/(kgMLSSd)，HRT约32h，填料层高3m，在末端2个廊道布设。3.5二沉池二沉池采用幅流式沉淀池，钢砼结构，尺寸21m6.3m，沉淀时间4.2h，有效水深3m，1座，表面负荷：0.72m3/(m2h)。3.6混凝沉淀池混凝沉淀池分为反应区、沉淀区2部分，钢砼结构。反应区尺寸7.1m3.2m3.5m，1座，有效水深3.2m，HRT约17.4min，内均设三格；沉淀区采用平流式沉淀池，尺寸20m10m7.71m，沉淀时间2h，有效水深2.5m，表面负荷：1.25m3/(m2h)

11、，1座。药剂设计投加量：10%PAC：100mg/L，PAM：3mg/L。3.7外排水池外排水池为钢砼结构，尺寸6.4m4.2m3.5(LWH，m)，有效水深2.7m，有效容积：72.6m3，HRT约17.4min。3.8污泥浓缩池总污泥量：4.5t/d(绝干泥)。污泥浓缩池尺寸：6m6m4m，2座，固体负荷62.5kg/(m2d)，浓缩时间15.8h。3.9污泥压滤系统应业主要求，污泥压滤系统利用原有设施，并沿原棚体新增1台机位，扩建棚体(预留)的平面尺寸7.5m10m。原有板框压滤机(非高压隔膜)过滤面积150m2，过滤压力0.6MPa，2台。3.10鼓风曝气系统风量计算：计算得理论需氧量

12、3750.81kgO2/d，安全系数取1.33，则实际需氧量4988.58kgO2/d；所在地区的大气压取100kPa；设计温度25，空气释放装置淹没深度7m，空气扩散装置(微孔曝气器)氧转移效率20%，曝气池内平均溶解氧浓度2mg/L；算得标准状态下需氧量6178.45kgO2/d，标准状态下供气量76.62Nm3/min。4投资、运行成本及运行效果本项目废水处理工程直接费用约为950万元。本项目吨水处理运行直接成本为2.69元/m3，其中，水、电费为0.72元/m3(电价0.7元/kWh).，药剂费为1.13元/m3，人工费为0.12元/m3，化验分析费0.08元/m3，污泥处置费0.6元

13、/m3(单价200元/吨)，一般维护费0.04元/m3。考虑到时效性、地域性及项目特点，本投资与运行成本分析仅供参考，类似项目测算时应根据项目自身情况进行测算。系统自2016年9月正式投运以来，处理效果良好，最终产水水质优于设计标准。5结语(1)对于化纤织物、混纺织物的生产废水，采用“格栅+初次沉淀+冷却+水解酸化+生物接触氧化+二次沉淀+混凝沉淀”组合工艺处理，设计出水水质可满足纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-2012)间接排放标准限值要求，同时兼顾了节约占地和经济性。(2)根据实际调试情况，初沉池同时投加铁盐、石灰时效果最佳，但当进水水量不足时会出现初沉池进水管积泥的问题。(3

14、)水解酸化池池内水力搅拌效果欠佳，进而对其处理效果造成不利影响，实际运行情况也印证了这一点。(4)若场地条件满足，可采用浅层气浮代替平流式沉淀池，气浮的效果更好，但能耗要更高。(5)文中的设计投加量仅供运行指导，在保证处理效果的前提下，为降低运行费用，最经济投药量仍需在实际运行过程中摸索。参考文献1环境保护部2015年环境统计年报Z北京：环境保护部，2015：15-162任南琪，周显娇，郭婉茜，等染料废水处理技术研究进展J化工学报，2013，64(1)：84-943李家珍染料、染色工业废水处理M北京：化学工业出版社，1998：714马万征，李忠芳，王艳，等印染废水处理技术的现状及其发展趋势J应用化工，2012，41(12)：2154-2155，21595奚旦立，马春燕印染废水的分类、组成及性质J印染，2010，36(14)：51-53，535