林 誼(蘇州市節(jié)約用水辦公室 江蘇蘇州 215000)
眾所周知,紡織行業(yè)是工業(yè)取水和排污量最大的行業(yè)之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國紡織行業(yè)的年耗水量達(dá)95.48億立方米,居全國各行業(yè)第2位,廢水排放量居全國第6位。因此,在紡織行業(yè)推行廢水再生利用,對(duì)緩解我國水資源的短缺問題具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。絲綢紡織是蘇州地區(qū)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),怎樣做到綠色環(huán)??沙掷m(xù)發(fā)展,是擺在大家面前的一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題,下面就我市某絲綢紡織企業(yè)如何實(shí)施廢水提標(biāo)改造和中水回用等技術(shù)作一簡(jiǎn)要分析。該公司專業(yè)生產(chǎn)高檔特種絲綢紡織物,包括織造、擠壓、變形、裁剪、裝配和后整理加工等,企業(yè)為承擔(dān)相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任,適應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展需要,創(chuàng)建節(jié)水型企業(yè),近期新建一套廢水處理和中水回用設(shè)施,設(shè)計(jì)廢水處理能力480m3/d。其中中水回用量288m3/d,用于生產(chǎn)、冷卻水補(bǔ)水以及景觀綠化,回用率達(dá)到60%。本工程占地約 400 平米,工程總造價(jià)354.65萬元。
(1)采用成熟、合理、先進(jìn)的處理工藝;
(2)充分利用企業(yè)現(xiàn)有廢水處理設(shè)施;
(3)廢水處理具有適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù),各工藝參數(shù)的選擇略有富余;
(4)在滿足工藝要求的條件下,盡量減少建設(shè)投資,降低運(yùn)行費(fèi)用;
(5)處理設(shè)施具有較高的運(yùn)行效率,以較為穩(wěn)定可靠的處理手段完成工藝要求;
(6)處理設(shè)施應(yīng)有利于調(diào)節(jié)、控制、運(yùn)行操作。
根據(jù)該企業(yè)水量平衡計(jì)算,設(shè)計(jì)處理能力480m3/d,中水回用量288m3/d;廢水進(jìn)、出水質(zhì)及回用水質(zhì)參數(shù)具體如下:
項(xiàng)目 指標(biāo)名稱 進(jìn)水水質(zhì) 出水水質(zhì) 回用水質(zhì)廢水PH 7.4 6.0-9.0 6.0-9.0 CODcr(mg/l) <2000 <100 〈20電導(dǎo)率(us/cm) 1500 〈600 〈100
將該廢水收集后首先經(jīng) pH 調(diào)整后加藥氣浮除油,出水再次調(diào)整 pH 值后進(jìn)入水解酸化池,經(jīng)過水解酸化工藝后的廢水可生化性大大提高,然后通過膜生物反應(yīng)器(MBR 工藝)去除廢 水中的有機(jī)污染物,出水經(jīng)保安過濾器和 RO 系統(tǒng)進(jìn)一步深度處理后回用于生產(chǎn),RO 濃水達(dá)標(biāo)排放。項(xiàng)目工藝流程圖如下:
(1)廢水隔油調(diào)節(jié)池。該池用于隔油和儲(chǔ)存清洗廢水。在該池設(shè)置液位控制器三套,設(shè)提升泵兩臺(tái),一用 一備;通過液位控制提升泵,高位啟動(dòng),低位停止,超低位報(bào)警。該池為鋼砼結(jié)構(gòu),內(nèi) 襯 FRP,工藝尺寸為:12×6×4.5m。
(2)pH 調(diào)整池。在該池向廢水中加入酸或堿調(diào)節(jié) PH 值到適宜的范圍,設(shè)藥劑投加裝置一套,設(shè) PH 控制器一套,用于自動(dòng)控制定量加藥;另設(shè)一套機(jī)械攪拌設(shè)施,使加入的酸或堿與廢水快速混合。該池為鋼砼結(jié)構(gòu),內(nèi)襯 FRP,工藝尺寸為 :2×2×3.5m,共設(shè) 1 座。
(3)混合反應(yīng)池。向其中投加混凝劑,并機(jī)械攪拌,使得廢水中的重金屬的氫氧化物的膠體以絮凝劑 為凝聚核心,通過混凝劑的水解,吸附,架橋等電化學(xué)反應(yīng)作用,懸浮物凝結(jié)為大的顆粒物。該池設(shè)攪拌機(jī)設(shè)施一套,藥劑投加裝置一套。該池采用鋼砼結(jié)構(gòu),工藝尺寸為: 2×2×3.5m。
(4)絮凝反應(yīng)池。向其中投加絮凝劑,并機(jī)械攪拌,通過改善絮凝顆粒間的靜電斥力及其強(qiáng)大的橋聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)絮凝作用,使得在混合池形成的混凝顆粒物增大,凝聚到一起,從而使廢水中的懸浮顆 粒得以分離。該池設(shè)攪拌機(jī)設(shè)施一套,藥劑投加裝置一套。該池采用鋼砼結(jié)構(gòu),工藝尺 寸為:2×2×3.5m。
(5)氣浮反應(yīng)池。該池由接觸池和分離池組成,廢水在接觸池內(nèi)與來自溶氣罐的溶氣水混合,使析出的微小氣泡與廢水中的污染物接觸,并附聚在一起,通過分離池的作用使得附聚體浮于水面,得以刮除,而處理后的廢水從擋板下側(cè)流出進(jìn)入中和反應(yīng)槽。該池采用鋼結(jié)構(gòu),內(nèi)部 FRP 防腐,并包含一套溶氣系統(tǒng)、一臺(tái)刮渣機(jī)、一臺(tái)空壓機(jī)以及一套電控設(shè)備。工 藝尺寸為:4.8×2.5×2.2m。
(6)pH 二次調(diào)整池。在該池向廢水中加入酸調(diào)節(jié) pH 值到適宜的范圍,設(shè)藥劑投加裝置一套,設(shè)pH 控制 器一套,用于自動(dòng)控制定量加藥;另設(shè)一套機(jī)械攪拌設(shè)施,使加入的酸或堿與廢水快速 混合。該池為鋼砼結(jié)構(gòu),內(nèi)襯 FRP,工藝尺寸為 :2×2×3.5m,共設(shè) 1 座。
(7)水解酸化池。本處理單元通過水解酸化將水中的高分子、難處理物質(zhì)改性、馴化,以便生化處理達(dá)到更高的去除水平。池內(nèi)設(shè)彈性立體填料,使生物附著于填料表面。內(nèi)設(shè)有穿孔曝氣攪拌裝置,令污泥與廢水有效接觸。該池采用鋼砼結(jié)構(gòu),有效工藝尺寸為:10×6×4.5m,該池設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)一套。
(8)膜生物反應(yīng)器。膜生物反應(yīng)器主要由生物反應(yīng)器與膜組件兩部分構(gòu)成,污水中的有機(jī)物經(jīng)過生物反 應(yīng)器內(nèi)微生物的降解作用,使水質(zhì)得到凈化,而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有 機(jī)物及細(xì)菌等截留于反應(yīng)器內(nèi),使出水水質(zhì)達(dá)到回用水水質(zhì)要求,同時(shí)保持反應(yīng)器內(nèi)有 較高的污泥濃度,加速生化反應(yīng)的進(jìn)行。
膜生物反應(yīng)器主要由池體、膜組件、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成。
1) 池體。該池采用鋼結(jié)構(gòu),工藝尺寸為:10×6×4.5m, 該池采用曝氣系統(tǒng)一套。
2) 膜組件。膜組件是MBR的核心部件,出水水質(zhì)的好壞與處理成本與其有直接的關(guān)系,本項(xiàng)目中采用國內(nèi)最優(yōu)品牌,根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn),選擇 PVDF的中空纖維膜,膜孔徑 0.3μm。
3) 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng) 。采用鼓風(fēng)機(jī)+微孔可變曝氣系統(tǒng)+膜組件沖刷系統(tǒng),簡(jiǎn)單可靠,管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥來調(diào)整膜組件的曝氣強(qiáng)度,以減輕膜污染。
4) 泵。采用自吸泵來進(jìn)行抽吸,抽吸壓力與膜組件相配,出水流量可以通過流量計(jì)直接顯示。
MBR 系統(tǒng)采用PVDF中空維膜,可在常溫下運(yùn)行,不需要特殊保溫防凍。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)處理能力為20t/h,單片膜組件產(chǎn)水能力為115L/h,共174片膜。
(9)中間水箱經(jīng)過前道處理后的廢水排放到中間水箱儲(chǔ)存,中間水箱設(shè)有1個(gè) 20m3PE 桶,設(shè)提升泵 2 臺(tái),1用1備。
(10)保安過濾器以去除濁度1度以上的細(xì)小微粒,來滿足后續(xù)工序?qū)M(jìn)水的要求;本方 案中設(shè)有 5μm 過濾器截留上述過濾器的穿透物,保護(hù) RO 膜。
(11)RO 系統(tǒng)。壓力驅(qū)動(dòng)下,水通過高度選擇性的反滲透膜,使水中的無機(jī)鹽、有機(jī)物、硬度離子、 細(xì)菌等與水分離,去除率達(dá) 98~99%,RO 系統(tǒng)產(chǎn)水率為 60%。
(12)回用水箱。經(jīng)過RO系統(tǒng)處理后回用水儲(chǔ)存后回用。該池采用 20m3的 PE 桶。
(13)取樣排放池。該池用于對(duì)廢水進(jìn)行取樣和計(jì)量排放,該池設(shè)超聲波流量計(jì)一臺(tái),該池為磚混結(jié)構(gòu)。工藝尺寸為:4.2×1×1m。
(14)污泥處理系統(tǒng)。污泥處理系統(tǒng)包括污泥池和污泥脫水機(jī)。該池為鋼砼結(jié)構(gòu),污泥池的工藝尺寸為: 6000*4000*4000mm。污泥經(jīng)過污泥脫水機(jī)脫水后,泥餅外運(yùn)做最終處置。
(1) 設(shè)備用電費(fèi)用。該系統(tǒng)日耗電量為62.45×0.75×24=1124.1 kW·h/d,則處理一噸廢水費(fèi)用為 1124.1×0.80(電價(jià))÷480噸(處理能力)=1.87 元 /噸。
(2) 操作人員的費(fèi)用。雖然該廢水處理系統(tǒng)自動(dòng)化程度較高,但仍需專人負(fù)責(zé),該系統(tǒng)操作采用三班制, 每班 1 人,共需 3 人;人均工資以 2000 元計(jì),則每天人工管理費(fèi)為2000×3÷480÷30= 0.42 元 /m3。
(3)藥劑費(fèi)用。本項(xiàng)目藥劑費(fèi)用主要包括混凝劑、阻垢劑、酸、堿等,處理每噸水需要藥劑費(fèi)為 0.8 元/噸。
(4) 膜組件更換費(fèi)用。在本套系統(tǒng)中,膜生物反應(yīng)器中的膜組件按照 5 年使用壽命計(jì)算,則每年膜的更換費(fèi)為 52.2/5=10.44 萬,折合水處理費(fèi)用104400/(480×360)=0.60 元/噸。反滲透膜按照 3年使用壽命計(jì)算,則每年膜的更換費(fèi)為 13.20/3=4.4萬元,折合水處 理費(fèi)用 44000/(480×360)=0.25 元/噸。
(5)固廢處置費(fèi)用。廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生脫水污泥 0.4 噸/天,固廢委外處置費(fèi)用按照 1200 元/噸計(jì)算,折合噸水處理費(fèi)用 0.4×1200/480=1.0元/噸。
(6)運(yùn)行費(fèi)用=用電費(fèi)用 + 操作人員費(fèi)用 + 藥劑費(fèi)用 + 膜更換費(fèi)用 + 固廢處置費(fèi)用=1.87+0.42+0.8+0.85+1.0=4.94 元 /噸。
本工程最大廢水處理能力 480m3/d,中水回用288m3/d,RO 濃水共192m3/d達(dá)標(biāo)排入市政管網(wǎng),目前我市紡織印染公共供水水價(jià)4.77元/m3計(jì),則按每天節(jié)省水費(fèi)為 288m3×4.77元/m3=1373.76元;每年通過廢水回用可以節(jié)省費(fèi)用為:1373.76元/天×360天=48.73 萬元。年可節(jié)水10萬余立方米 ,年可減排COD190噸。該項(xiàng)目的特點(diǎn)是將廢水處理和中水回用工程有機(jī)結(jié)合起來,既大量減少污染物的排放,又能節(jié)約水資源,節(jié)能減排的效果十分明顯, 符合我國政府倡導(dǎo)的清潔生產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。