楊灼萍，韋科陸

（1.廣西交通設計集團有限公司，廣西南寧530029；2.南寧職業(yè)技術學院，廣西南寧530008）

廣西是我國重要的蠶繭生產和繭絲加工基地，隨著繭絲加工業(yè)不斷發(fā)展，繅絲企業(yè)生產廢水帶來的環(huán)境污染問題日益嚴重?？壗z廢水由立繅廢水、煮繭廢水和副產品加工廢水組成〔1〕，其中煮繭廢水和立繅廢水為中低濃度有機廢水，副產品加工廢水為高濃度有機廢水?？壗z廢水的處理方法主要有物理法、化學法、生化法和物理化學法〔2〕。近年來，繅絲廠低濃度廢水大多采用廢水回用清潔生產處理模式技術路線，并成功應用于工程實踐中〔3-4〕。而針對高濃度有機廢水（副產品廢水）產生量不大的特點，應用環(huán)保處理工藝進行達標處理的研究并不多，主要還是通過混凝法、酸析法和膜處理方法等回收方法進行處理〔5〕，但回收方法因處理成本較高，在小繅絲生產企業(yè)很難普遍推廣應用。隨著排放要求的不斷提高，高濃度有機廢水深度處理已成為繅絲行業(yè)的主要趨勢。

廣西靖西某蠶繭絲綢廠原有的生產污水深度凈化系統(tǒng)中的生物過濾塔、生物活性塔產生的反沖洗水污染物濃度不斷增加，而又不能直接排放。另外生產車間產生的副產品廢水（汰頭）高濃度廢水量隨生產規(guī)模的擴大也不斷增加，廠區(qū)內現(xiàn)有的生產污水深度凈化系統(tǒng)已不能滿足企業(yè)發(fā)展的需求，亟需新增一套廢水處理系統(tǒng)處理高濃度有機廢水。

1 水量與水質

本項目主要的處理對象是原有生產污水深度凈化系統(tǒng)產生的不適合再重復使用的反沖洗廢水和車間副產品廢水。根據(jù)前期調研、業(yè)主提供的資料以及參照《繅絲廠工業(yè)水污染物排放標準》（GB 28936—2012）發(fā)現(xiàn)，企業(yè)現(xiàn)有生產污水深度凈化系統(tǒng)產生的不適用反沖洗廢水量為140 m3/d，副產品加工廢水水量為20 m3/d，項目處理規(guī)模為160 m3/d。其中不適用反沖洗廢水為連續(xù)排放，副產品加工廢水為間歇排放。兩類廢水主要污染物為有機物，含有少量無機鹽。有機物主要是絲膠、絲素、蛹蛋白、脂肪酸等，尤其是副產品加工廢水含有的有機物濃度相當高，其主要污染物指標包括懸浮物、化學需氧量、氨氮。廢水的進出水水質指標見表1。

表1 廢水進出水水質指標

2 工藝設計

2.1 工藝選擇及確定

根據(jù)企業(yè)排放廢水水質特點及現(xiàn)場條件，工藝的選擇依據(jù)有以下幾點：

（1）因排放的副產品廢水、反沖洗回用水中的懸浮物含量高，采用細格柵和沉渣池進行物理沉淀，去除繭絲纖維和不溶性有機物。

（2）該繅絲企業(yè)排放的副產品廢水、反沖洗回用水的排放時間和方式不同，需設置調節(jié)池進行水質、水量的調節(jié)，保證后續(xù)處理工藝的穩(wěn)定運行。同時也進行預酸化和水解，將廢水中長鏈有機物質分解成短鏈分子，提高其厭氧生化性。

（3）副產品廢水及反沖洗廢水中含有絲膠、絲素等高分子蛋白有機物〔6〕，所以必須設置厭氧發(fā)酵罐將廢水的固體物質變?yōu)槿芙庑晕镔|，將難生化降解物質轉變?yōu)榭缮到馕镔|，以及將大分子有機物轉換為低分子無機化合物，為后續(xù)好氧減輕處理負荷。

（4）繅絲廠廢水的好氧處理采用生物接觸氧化比較多，因該工藝具有BOD去除率高、負荷變化適應性強、微生物生長快、啟動時間短、且具有日常管理操作方便簡單、占地面積小等特點。

（5）繅絲廠高濃度有機廢水經過常規(guī)的二級生化處理后，可采用過濾器去除懸浮物和膠體雜質，對廢水的BOD和COD也有一定去除效果。生物砂濾塔設置2層濾料，一層是無煙煤濾層、另一層是砂濾層，且在富氧條件下石英砂表面存在一定量的生物膜，對有機物、氨氮起到一定的降解作用，且過濾效率較高，運行費用低。

通過以上工藝分析及現(xiàn)場調查分析，確定本項目處理工藝包括預處理、厭氧處理、好氧處理、深度處理4個主要部分，設計的工藝流程見圖1。

2.2 主要構筑物及設備參數(shù)

圖1 繅絲廠高濃度廢水處理工藝流程

（1）沉渣池、調節(jié)池。沉渣池尺寸 4 m×8 m×4 m（原有）、調節(jié)池尺寸3 m×8 m×4 m，鋼砼結構，涂料防腐，有效HRT=16 h。沉渣池配備2臺提升泵（1備1用），設備參數(shù)：流量25 m3/h，揚程10 m，電機功率3.5 kW。

（2）厭氧罐。1套，碳鋼結構，涂料防腐，尺寸D 6 m×14.5 m，有效容積 380 m3，有效 HRT=2.5 d。厭氧罐配備2臺進水泵（1備1用），設備參數(shù)：流量25 m3/h，揚程20 m，電機功率5.5 kW；2臺污泥回流泵，設備參數(shù)：流量12.5 m3/h，揚程15 m，電機功率4 kW。

（3）沉降罐。1套，碳鋼結構，涂料防腐，尺寸D 3 m×7 m，有效容積 50 m3。

（4）達標處理一體化設施。1套，選用碳鋼結構，涂料防腐，總尺寸 8 m×6 m×4 m，有效容積 190 m3。含1個好氧池（分為2格），單格池子尺寸3 m×6 m×4 m，有效池容 60 m3，MLSS=3 g/L，HRT=10 h，污泥負荷 0.15 kgBOD5/（kgMLSS·d）；含有 1 個沉淀池，尺寸2 m×3 m×4 m；含有 1個污泥池，尺寸 2 m×3 m×4 m。好氧池配備2臺鼓風機（1備1用），設備參數(shù)：空氣流量5 m3/min，配套電機功率5 kW；配備好氧污泥回流泵2臺，設備參數(shù)：流量12 m3/h，揚程8 m，電機功率0.75 kW。

（5）生物砂濾塔。1套，選用碳鋼結構，涂料防腐，尺寸D 1 m×3 m，有效容積2.5 m3，內裝濾料為石英砂，砂濾直徑1 mm，無煙煤直徑0.5 mm，使用壓力0.3 MPa，設計濾速5 m/h，沖洗時間6 min，沖洗周期12 h。設計SS去除率85%以上。

3 工程調試

本項目調試的重點是厭氧罐啟動和達標處理一體化設施中的好氧池啟動。

3.1 厭氧罐的啟動與運行

厭氧罐的接種污泥采用其他正在運行厭氧系統(tǒng)的厭氧污泥接種，接種污泥量一般不小于反應器容積的30%，本項目的厭氧罐容積為380 m3，則接種的污泥量為115 m3（含固率為8%）。厭氧系統(tǒng)啟動一般分以下3個階段進行：

（1）起始階段。注入廢水，控制罐內溫度為30～35℃，然后從調節(jié)池內泵入厭氧污泥。反應器啟動負荷從 1～2 kgCOD/（m3·d）開始。 進入厭氧反應器廢水的混合液COD不大于5 000 mg/L，并按要求控制進水，最低COD為1 000 mg/L，進液濃度不符合的應進行稀釋。進液時不要刻意嚴格控制所有工藝參數(shù)，但應特別注意乙酸質量濃度，應保持在1 000 mg/L以下。

（2）第二階段。當反應器容積負荷上升到3～5 kgCOD/（m3·d）時，這一階段洗出污泥量增大（淘汰污泥），新的顆粒污泥開始產生。此時容積負荷大約為設計負荷的50%。

（3）第三階段。容積負荷由設計負荷的50%上升到 100%，及設計負荷為 8～10 kgCOD/（m3·d）時，即達到滿負荷運行，采用逐步增加進料數(shù)量來實現(xiàn)。控制揮發(fā)性脂肪酸（VFA）不大于500 mg/L，當VFA超過500～1 000 mg/L，厭氧反應器呈現(xiàn)酸化狀態(tài)，超過1 000 mg/L則表明已經酸化，需立即采取措施停止進料，進行菌種馴化。

根據(jù)厭氧發(fā)酵特點，本工藝厭氧系統(tǒng)調試階段進水參數(shù)指標見表2。

表2 厭氧系統(tǒng)調試階段進水參數(shù)

3.2 好氧池的啟動與運行

生物接觸氧化池接種污泥主要來自城市生活污水處理廠剩余污泥。

首先啟動鼓風機，開啟回流泵，讓廢水自沉淀池到好氧接觸氧化池循環(huán)，悶曝3 d。第1～2 d鼓風機開啟3 h，停1 h，間隙曝氣。第3 d連續(xù)曝氣。當污泥呈均勻懸浮態(tài)，靜沉后，上清液清徹透明，污泥外觀呈土黃色，絮體較大，沉降性能良好，30 min污泥沉降體積約10%～30%左右，證明接種成功。定時檢測pH、溫度以及以下控制指標：污泥濃度（MLSS）為2 000～4 000 mg/L；溶解氧（DO）為 2～3 mg/L；污泥沉降體積比（SV30）為 10%～30%；污泥負荷為 0.1～0.2 kgBOD5/（kgMLSS·d）。

3.3 生物砂濾塔調試運行

生物砂濾塔主要有罐體、濾層、墊層以及配水系統(tǒng)組成。工作周期設24 h，沖洗周期為12 h，則每天實際工作時間23.3 h（反沖洗時間16 min）。外部還安裝有壓力表和取樣表，在調試運行時，當塔頂部與底部壓力差在0.1～0.15 MPa時進行反沖洗，采用氣水聯(lián)合沖洗，先采用混合沖洗10 min，再用水沖洗6 min。

4 系統(tǒng)運行結果

該廢水處理工程建成后，經過2個多月的調試運行，各項出水指標完全滿足設計要求，監(jiān)測結果見表3。

表3 廢水水質監(jiān)測結果

由表3可知，進水COD和BOD5都在設計范圍內，進水COD達到21 724 mg/L，屬于高濃度有機廢水，處理后的COD、BOD5、SS、NH3-N的去除率分別為99%、99%、98%、95%。排放口出水各項指標達到《繅絲廠工業(yè)水污染物排放標準》（GB 28936—2012）表1要求。

本工藝處理對象為低濃度廢水處理系統(tǒng)產生的不能重復使用的反沖洗廢水和車間副產品廢水，經過預處理+生化處理（厭氧、好氧）+生物砂濾工藝處理后，各項污染指標處理效果明顯。在生化處理單元的厭氧處理段，大部分的COD、BOD5被去除，說明通過厭氧微生物將廢水中的有機物進行降解轉化為無機物（CH4和CO2），大大減輕后續(xù)處理單元處理負荷。而在好氧處理段采用生物接觸氧化工藝，該工藝是以生物膜吸附廢水中的有機物，在有氧的條件下，有機物（COD、NH3-N等）由微生物氧化分解，廢水得到凈化。最后通過深度處理工藝—生物砂濾塔將SS、NH3-N進一步去除，達標排放。

5 結論

（1）采用預處理+厭氧+生物接觸氧化+生物砂濾工藝處理繅絲廠高濃度有機廢水，出水穩(wěn)定達到《繅絲廠工業(yè)水污染物排放標準》（GB 28936—2012）表1的要求。

（2）采用快速、高效的厭氧處理后，厭氧段的COD、BOD5去除率分別達到了95%、94%，去除了大部分有機物，確保了后續(xù)好氧生化處理的穩(wěn)定運行。

（3）生物砂濾工藝確保了水質達標排放，尤其大大降低了SS。