上海新風色織廠污水處理工程的設計
張伯侖
摘要:上海新風色織廠總污水量500m3/d,廢水中染料含量較高,不易處理。在污水處理工程設計中通過濃淡水分流、曝氣、氣浮、超濾等,將部分染料回收、回用,使出水水質大大低于國家排放標準,取得較好的社會和經濟效益。
關鍵詞:印染廢水 染料回收 曝氣池 氣浮 超濾
其中1#水樣是大掃除時所取水樣,濃度偏高。因本工程擬采用染料回收裝置,經回收后廢水濃度會有較大改善,所以1#水樣的水質不予考慮。 從2#~7#水樣分析資料來看: (1)多數水樣BOD5/CODCr比值為0.35~0.43之間,最不利值為0.188(2#水樣)。因此一般來說該廢水可生化性還是比較好的,采用以生化為主,輔以氣浮的工藝流程是可行的。 (2)2#~7#水樣BOD5值均<500mg/L,因此采用好氧工藝是較合理的。 (3)若使出水BOD5≤30mg/L,BOD5去除率需達到93.2%,因此采用延時曝氣生化法較合適。 (4)只有當CODCr去除率高達92%時,出水CODCr才能達到上海市的排放標準CODCr≤100mg/L。在整個印染行業這是有一定難度的。 1.6 處理后水質指標及分析 根據市環境監測中心1992年10月15日10∶00至10月16日10∶00一晝夜的監測采樣,各生產工段設備均處于正常運行狀態,生產負荷達到規定要求,以此作為污水處理后的水質指標(見表2)。
從數據結果看,各項指標均達到或優于上海市排放標準(見表3),特別是CODCr平均值<100mg/L,證明這套污水處理設施大體上適合該廠的污水治理,一般運行效果較好。
2工藝流程 濃淡廢水分別處理,濃廢水經超濾回收靛藍染料后,有機物濃度降低,減輕后續處理構筑物負荷,提高出水水質。 其中濃廢水經超濾后的濾后水排入淡廢水調節池;豎流式沉淀池中的泥用泵提升至真空過濾機,注入混凝劑,泥水分離,分離后的泥用車送往廠區煤渣堆場,分離出來的水流回淡廢水調節池;豎流式沉淀池中的剩余污泥用泵提升,回流至延時曝氣池;氣浮池和消毒池分別注入混凝劑與消毒劑。
濃淡廢水分別處理,濃廢水經超濾回收靛藍染料后,有機物濃度降低,減輕后續處理構筑物負荷,提高出水水質。
其中濃廢水經超濾后的濾后水排入淡廢水調節池;豎流式沉淀池中的泥用泵提升至真空過濾機,注入混凝劑,泥水分離,分離后的泥用車送往廠區煤渣堆場,分離出來的水流回淡廢水調節池;豎流式沉淀池中的剩余污泥用泵提升,回流至延時曝氣池;氣浮池和消毒池分別注入混凝劑與消毒劑。
3主要設備選擇和構筑物設計
3.1設計參數 3.1.1設計水量 按廠方提供資料為500m3/d,其中生產廢水450m3/d,生活污水50m3/d。 3.1.2設計水質 生產廢水:BOD5466.83mg/L,CODCr1 350.91mg/L 生活污水:BOD5200mg/L,CODCr400mg/L 混合廢水水質:BOD5=(466.83×450+200×50)/500=440.15mg/L CODCr=(1 350.91×450+400×50)/500 =1255.82mg/L 3.2調節池 調節池容量按6h平均時廢水量計。 長×寬×高=8.2×4.35×3.5≈125m3。 停留時間=125m3/(500m3/d/24h/d)=6h。 為提高污水處理效果,防止大顆粒在池內沉淀,在池底設穿孔布氣管,采用24h連續曝氣。 3.3延時曝氣池 (1)每日去除BOD5量:(440.15mg/L-30mg/L)×500m3/d=205.1kg/d (2)取污泥負荷NS=0.15kgBOD5/(kgMLVSS.d) 混合液污泥濃度MLSS=4g/L 混合液揮發性污泥濃度MLVSS與混合液污泥濃度MLSS的比值為0.7,則混合液揮發性污泥濃度MLVSS=4×0.7=2.8g/L。 容積負荷率NV=0.15×2.8=0.42kgBOD5/(m3.d) 曝氣區容積=205.1/0.42≈488.33m3 取曝氣池長39.35m,寬3.1m,深4m 則水力停留時間=(39.35m×3.1m×4m)/(500m3/d/24h/d)≈23.42h (3)按每去除1kgBOD5耗氧1.8kg計算 則耗氧量=205.1×1.8=369.18kgO2/d 按氧利用率5%,污水清水氧傳遞速率比值0.7,空氣含O2量21%計算 則供氣量=369.18/(5%×0.7×21%×24×60)≈34.88m3/min 選用4臺10m3/min羅茨風機,最大負荷時全部工作。采用穿孔管鼓風曝氣。 3.4沉淀池 采用豎流式沉淀池保證曝氣池活性污泥回流的需要。 取沉淀時間1h,沉淀池表面負荷3m3/(m2.d),污水在沉淀區的上升流速0.000 83m/s,中心管流速0.3m/s。 3.5氣浮池 反應時間10min,泥水分離時間1h,溶氣水量10.4m3/h(50%回流)。用水力噴射器吸氣以減小噪聲。水在溶氣罐中停留3min。 3.6污泥脫水 按0.3kg干泥/去除1kg BOD5計算: 205.1×0.3=61.53kg干污泥 折合成含水98%的污泥量: 61.53/0.02≈3 076.5L/d 選用繞帶式轉鼓真空過濾機2臺。 3.7超濾 由中國紡織大學紡化系膜分離科研組對廢水進行膜分離可行性試驗,并選定膜的種類。采用丙烯腈-聚氯乙烯(PAN-PVC)膜。超濾器為外壓膜管式。 從圖1可以看出,隨著時間的延長,廢水通量的下降速度較平緩,平均通量為60L/(m2.h),選用該膜是較好的。
5調試、運行中發現的問題
(1)該工程于1991年8月竣工,9月中旬正式投入試車運行。采用生產廢水直接培菌。由于曝氣池上清液不能排入下水道,只能進入調節池,在較長時間內污泥體積提不高,延長培菌周期。 (2)1991年12月廠方根據客戶要求加工一批黑色牛仔布,由于技術部門未將改變染色品種這一信息及時反饋給環保部門,沒能事先采取預防手段,致使大量硫化黑生產污水涌入,破壞原 污水菌相,使污水處理工作示能正常進行,造成第二次培菌。 (3)染料回收由于原設計水泵流量、揚程與實際安裝的超濾器不匹配,使超濾設施無法正常啟動。再加上回收下來染料的生產可用性試驗還未完成,還沒找出最佳濃度值,因此一方面未能將染料回收,降低成本;另一方面又增加了設施的運轉負荷,增加了治理難度,不利于生產的進一步發展。 (4)立式泥漿泵腐蝕嚴重,給檢修帶來很大麻煩。擬將調節池、沉淀池的立式泥漿泵改成移動泵或不銹鋼泵。 (5)由于污水的腐蝕性,自動液位控泵裝置大多損壞,應采取其它措施加以更換。