周惠君(南京融眾環(huán)境工程研究院有限公司，江蘇 南京 211599)

0 引言

揚(yáng)州某禮品工藝有限公司主要生產(chǎn)禮品緞帶、禮品繩帶。隨著公司規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)，公司原有廢水設(shè)施無(wú)法滿足使用要求，因此全部廢除。另行新建一座廢水處理站，規(guī)模200 m3/d，新的污水處理設(shè)施采用預(yù)處理-生化處理-脫色處理相結(jié)合的工藝流程，設(shè)計(jì)排水指標(biāo)優(yōu)于GB 8978—1996 《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表4中的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滿足該企業(yè)對(duì)水質(zhì)排放的要求。工程于2019年3月建設(shè)，6月份投入運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。

1 廢水來(lái)源分析

(1)根據(jù)項(xiàng)目生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品主要為白色緞帶進(jìn)行整體著色。白色緞帶首先進(jìn)行水洗，去除緞帶表面污染物，產(chǎn)生清洗廢水W1；此段廢水中含有大量的懸浮物雜質(zhì)等。

(2)水洗后進(jìn)行烘干，再經(jīng)輥軸牽引從染槽中經(jīng)過(guò)；接著進(jìn)行高溫?zé)崛凵仙尤肷珴{；著色定型后水槽清洗，去除表面殘余染料，產(chǎn)生清洗廢水W2。此段廢水中含有大量的COD、BOD、氨氮、懸浮物、色度等。

2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)水量

2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

本項(xiàng)目所采用著色原料為：非偶氮類(lèi)染料(無(wú)重金屬成分)、均染劑(有機(jī)酸與鹽的陰離子分散復(fù)合體，不含磷酸鹽)。根據(jù)項(xiàng)目取樣實(shí)測(cè)得綜合進(jìn)水水質(zhì)，結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)保監(jiān)管指標(biāo)要求：CODCr、氨氮達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)，CODCr<300 mg/L，氨氮≤35 mg/L；業(yè)主指定排水要求：出水指標(biāo)要有冗余，COD≤200 mg/L、氨氮≤20 mg/L、噸水運(yùn)行單價(jià)低于10元/m3。綜上，設(shè)計(jì)水質(zhì)如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水質(zhì)表

本項(xiàng)目廢水經(jīng)收集后進(jìn)行處置，出水水質(zhì)達(dá)到GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表4中的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并滿足環(huán)保、業(yè)主規(guī)定的排水水質(zhì)要求；處理排水入城鎮(zhèn)污水廠深度處理。

2.2 設(shè)計(jì)水量

項(xiàng)目廢水量200 m3/d，每天排水時(shí)間不定。排放廢水由廠區(qū)已有地埋式提升池、提升泵抽至新建廢水站。按業(yè)主要求：白天進(jìn)水10 h(8:00—18:00)，晚上不進(jìn)水；系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。因此本項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)水量20 m3/h(運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間：8:00—18:00)，自動(dòng)化連續(xù)運(yùn)行10 h；生化工藝24 h自動(dòng)化運(yùn)行。

3 處理工藝設(shè)計(jì)

3.1 工藝流程

工藝流程圖如圖1所示。

3.2 主要構(gòu)筑物

(1)調(diào)節(jié)池。半埋式鋼砼結(jié)構(gòu)。因排水工段W1與W2排水時(shí)間不一致、各種染料顏色排水時(shí)間不一致；因此要有足夠的調(diào)節(jié)容積提供穩(wěn)定的水質(zhì)水量。設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池有效容積385 m3，水力停留時(shí)間46 h。設(shè)潛水?dāng)嚢铏C(jī)兩套，型號(hào)參數(shù)：主體材質(zhì)316 L, MA0.85/8-260-740，0.85 kW，3.2 A，轉(zhuǎn)速 740 r/min，葉輪直徑260 mm，池體末端推流流速0.2 m/s。配套潛污提升泵兩套，規(guī)格參數(shù)：Q=20 m3/h,H=10 m,N=1.50 kW，電磁流量計(jì)控制調(diào)節(jié)進(jìn)水水量。

(2)預(yù)處理。預(yù)處理階段主要由加堿調(diào)節(jié)、混凝反應(yīng)、絮凝反應(yīng)、混凝沉淀池、氧化池、脫氯池組成，池體材質(zhì)半埋式鋼砼結(jié)構(gòu)。

加堿調(diào)節(jié)。采用5%堿液與廢水混合，加藥量用pH在線儀表自動(dòng)控制計(jì)量泵加藥；藥液與廢水反應(yīng)采用中央立式漿葉攪拌機(jī)，雙層漿葉，上下層水平方向90°漿葉交叉，底層漿葉距末端0.7 m，兩層漿葉間距1.0 m。軸長(zhǎng)3.1 m，漿葉直徑0.9 m，寬度0.3 m，折漿角度45°。轉(zhuǎn)速96 r/min?；旌蠒r(shí)間 13 min。

混凝反應(yīng)池。采用聚合氯化鋁(PAC)與廢水混合，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論最佳投加量3 g/L，配置藥液濃度10%(質(zhì)量比)；藥液投加量600 L/h。廢水與藥液混合采用中央立式漿葉攪拌機(jī)，雙層漿葉，上下層水平方向90°漿葉交叉，底層漿葉距末端0.7 m，兩層漿葉間距1.0 m。軸長(zhǎng)3.1 m，漿葉直徑0.9 m，寬度0.3 m，折漿角度45°，轉(zhuǎn)速49 r/min。混合時(shí)間13 min。

絮凝反應(yīng)池。采用陰離子聚丙烯酰胺(PAM、1 500萬(wàn))與廢水混合，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論最佳投加量0.01 g/L，配置藥液濃度0.2%；藥液投加量100 L/h。廢水與藥劑混合采用中央立框式攪拌機(jī)，雙層框，每層框直徑1.0 m、高度0.5 m；每層框豎向設(shè)置0.5 m長(zhǎng)的3#角鋼豎片，共4片；下層框距軸末端0.5 m，兩層框邊距0.4 m。軸長(zhǎng)3.1 m，轉(zhuǎn)速8～12 r/m?；旌蠒r(shí)間25.8 min。

混凝沉淀池。采用矩形豎流式沉淀池，中心筒進(jìn)水、周邊溢流出水，出水堰負(fù)荷0.34 L/m·s；沉淀負(fù)荷0.8 m3/m2·h；沉淀時(shí)間 5.5 h；池底泥斗布置穿孔吸泥管網(wǎng)，外置臥式離心泵(10 m3/h、10 m揚(yáng)程、功率0.75 kW)排泥至污泥儲(chǔ)池。

氧化池。主要采用成品次氯酸鈉(10%濃度)投加，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論最佳投加量10 L/h，投加位置：混凝沉淀池堰槽出水口；池底布置穿孔攪拌管網(wǎng)，采用氣體攪拌，截止閥控制流量，反應(yīng)時(shí)間50 min。在后續(xù)的活性污泥生化工藝中，余氯量達(dá)到1.5 mg/L時(shí)，原生動(dòng)物的數(shù)量和形態(tài)沒(méi)有顯著的變化；余氯量超過(guò)2.5 mg/L時(shí)，活性污泥絮凝體出現(xiàn)分解，原生生物大量死亡[1]；因此須對(duì)余氯控制設(shè)置冗余，保證活性污泥不受余氯影響。

脫氯池。采用還原劑(硫代硫酸鈉)，投加量采用余氯在線監(jiān)控儀自動(dòng)化控制加藥；控制余氯含量低于0.5 mg/L。池底布置穿孔攪拌管網(wǎng)，采用氣體攪拌，截止閥控制流量，反應(yīng)時(shí)間50 min。

(3)生化處理。生化處理主要由水解酸化池、接觸氧化池、二沉池組成，池體材質(zhì)半埋式鋼砼結(jié)構(gòu)。

水解酸化池。它是將水解階段和酸化階段從厭氧反應(yīng)的4個(gè)階段中分離處理，即利用前兩個(gè)階段的產(chǎn)酸菌作用使得廢水酸化的同時(shí)水解，可將印染廢水中生化性較差的一些高分子物質(zhì)分解為較小的分子，改善水質(zhì)的可生化性，為后續(xù)好氧階段創(chuàng)造條件，同時(shí)在分解高分子的過(guò)程中破壞發(fā)色集團(tuán)打斷發(fā)色鏈[2]。池內(nèi)布置組合填料45 m3(高度3 m，間距200 mm，盤(pán)間距100 mm)，填料接觸停留時(shí)間5.35 h。布置微孔膜曝氣裝置40套(φ215，2 m3/h)，截止閥控制空氣流量動(dòng)力攪拌。為提高廢水的可生化，在項(xiàng)目運(yùn)行期每天抽取廠區(qū)化糞池后生活污水5 m3(COD約 600 mg/L、BOD350 mg/L、氨氮約 45 mg/L，總磷約7 mg/L、懸浮物30 mg/L)入水解酸化池。

接觸氧化池。池內(nèi)布置微組合填料載體135 m3(高度 3 m，間距 200 mm，盤(pán)間距 100 mm)，填料接觸停留時(shí)間16.07 h。接觸氧化是一中使微生物群體附著于某些載體的表面呈膜狀，通過(guò)與污水接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機(jī)物作為營(yíng)業(yè)并加以代謝，從而使污水得到凈化的辦法[3]。曝氣采用羅茨風(fēng)機(jī)兩套 (Q=4.52 m3/min、H=6 m、N=11 kW)與微孔膜片曝氣器(φ215，2 m3/h)120套；池體末端設(shè)潛污泵兩臺(tái)(18 m3/h、10 m揚(yáng)程、功率 1.10 kW)，24 h自動(dòng)化控制回流至水解酸化池。

二沉池。采用矩形豎流式沉淀池，中心筒進(jìn)水、周邊溢流出水，出水堰負(fù)荷0.34 L/m·s；沉淀負(fù)荷0.8 m3/m2·h；沉淀時(shí)間 4.37 h ；池底泥斗布置穿孔吸泥管網(wǎng)，外置臥式離心泵(10 m3/h、10 m揚(yáng)程、功率0.75 kW)24 h自動(dòng)化污泥回流或排泥。

(4)脫色處理。沉淀池溢流槽出口投加成品次氯酸鈉(10%濃度)，投加量10 L/h，通過(guò)管道混合流至巴歇爾槽，混合總反應(yīng)時(shí)間30 s。

(5)巴歇爾槽。標(biāo)準(zhǔn)槽，監(jiān)測(cè)計(jì)量出水水質(zhì)、水量，監(jiān)測(cè)設(shè)備及儀表由有環(huán)保監(jiān)管平臺(tái)入網(wǎng)資質(zhì)的第三方單位安裝。

(6)事故池。突發(fā)事故應(yīng)急使用，半地埋式鋼砼結(jié)構(gòu)，總有效容積205 m3。

(7)污泥處置。采用豎流式污泥池，各排泥排渣點(diǎn)經(jīng)中心筒進(jìn)水，周邊溢流出水至調(diào)節(jié)池。溢流槽內(nèi)圈設(shè)置擋渣板及與集渣槽，收集表層浮泥。底部污泥通過(guò)螺桿泵(0.8 m3/h、60 m揚(yáng)程、功率1.50 kW)輸送至疊螺一體機(jī)(處理量3～5 m3/h、功率1.14 kW)脫水處置，脫水污泥委外處置。

4 工藝調(diào)試運(yùn)行

本項(xiàng)目調(diào)試分為3個(gè)階段：預(yù)處理調(diào)試、生化工藝調(diào)試、自動(dòng)化運(yùn)行。

4.1 預(yù)處理調(diào)試

原水中含有大量懸浮物、色度高、生化性差，因此必須進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理合格后方可進(jìn)入生化工藝。

調(diào)試要點(diǎn)：(1)混凝沉淀池、氧化池、脫氯池注清水至池底板以上0.5 m，開(kāi)啟曝氣風(fēng)機(jī)，檢查穿孔攪拌管無(wú)異常后繼續(xù)注水至池外離心泵高度(水深3.60 m)處，開(kāi)啟離心泵檢查吸泥管網(wǎng)有無(wú)異常；(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)最佳投藥量進(jìn)行配藥投藥，并嘗試降低加藥量，其目的減少藥劑費(fèi)用；(3)pH在線儀表控制加堿量，控制pH值7.6±0.2范圍；臺(tái)式pH儀復(fù)核；(4)根據(jù)余氯在線儀表反饋投加脫氯劑，控制余氯低于0.5 mg/L，并采用精密余氯試紙復(fù)核；(5)預(yù)處理出水管路設(shè)有兩路電控蝶閥，一路通往水解酸化、一路通往污泥儲(chǔ)池。調(diào)試時(shí)，關(guān)閉通往水解酸化池電控蝶閥，開(kāi)啟通往污泥儲(chǔ)池電控蝶閥；待預(yù)處理調(diào)試合格，在進(jìn)行電控蝶閥切換；(6)氧化池、脫氯池設(shè)有高液位溢流堰槽，若氧化脫氯反應(yīng)生成浮渣或前端有浮渣混入時(shí)，關(guān)閉兩路電控蝶閥抬高水位，浮渣經(jīng)溢流槽排入污泥儲(chǔ)池。

4.2 生化工藝調(diào)試

預(yù)處理調(diào)試合格后，關(guān)閉預(yù)處理系統(tǒng)，進(jìn)入生化工藝調(diào)試階段。

調(diào)試要點(diǎn)：(1)水解酸化池、接觸氧化池、二沉池注入清水至池底板以上0.5 m處，開(kāi)啟曝氣風(fēng)機(jī)，檢查微孔膜曝氣裝置無(wú)異常后繼續(xù)注水至設(shè)計(jì)水深(5 m)；(2)開(kāi)啟回流泵，投加接種污泥，啟動(dòng)污泥濃度4.66 g/L；水解酸化池投加生活污水5 m3、投加葡萄糖25 kg，接觸氧化池投加葡萄糖200 kg(1g葡萄糖折0.53 gBOD)恢復(fù)污泥活性，系統(tǒng)BOD負(fù)荷0.67 kg BOD/m3·d；(3)接觸氧化池曝氣 24 h 后，次日水解酸化池投加生活污水5 m3、葡萄糖50 kg，接觸氧化池投加葡萄糖 450 kg，BOD 負(fù)荷 1.48 kgBOD/m3·d。第三日啟動(dòng)預(yù)處理系統(tǒng)，間斷進(jìn)水4 h合計(jì)80 m3廢水，水解酸化池投加生活污水5 m3、工業(yè)級(jí)葡萄糖25 kg，接觸氧化池投加工業(yè)級(jí)葡萄糖100 kg；后續(xù)逐步增量20 m3/d廢水，并逐步減少葡萄糖，直至達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)水量；(4)生化系統(tǒng)出水后，啟動(dòng)次氯酸鈉投加，保證與預(yù)處理系統(tǒng)連鎖延遲啟停。

4.3 自動(dòng)化運(yùn)行

檢查自動(dòng)狀態(tài)下：各設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況是否正常、故障自動(dòng)切換是否正常、運(yùn)行周期自動(dòng)切換是否正常、儀表顯示及信號(hào)反饋狀態(tài)是否正常等，盡量減少人工操作。

4.4 運(yùn)行效果

系統(tǒng)啟動(dòng)30日歷天后，經(jīng)檢測(cè)處理結(jié)果如表2所示。最終出水水質(zhì)均達(dá)到規(guī)定的排水指標(biāo)要求。

表2 廢水處理水質(zhì)表

5 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

工程投資由土建費(fèi)用、設(shè)備采購(gòu)安裝費(fèi)用組成，工程造價(jià)260萬(wàn)元。(1)項(xiàng)目總裝機(jī)功率43.75 kW，運(yùn)行功率21.43 kW，每日耗電369.75 kW·h。按當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.635元/kW·h計(jì)，則噸水電費(fèi)為1.17元/m3。(2)日常藥劑費(fèi)主要為PAC、PAM、氧化劑、脫氯劑、片堿組成，合計(jì)噸水運(yùn)行藥劑費(fèi)為6.75元/m3。(3)日產(chǎn)污泥0.21 t(含水率75%)，當(dāng)?shù)匾话愎虖U處理單價(jià)600元/噸，則每日固廢處理費(fèi)用為126元，噸水單價(jià)0.63元/m3。上述運(yùn)行總噸水單價(jià)為8.55元/m3，低于規(guī)定的運(yùn)行噸水費(fèi)用單價(jià)10元/m3，該工藝在經(jīng)濟(jì)上是可行的。

6 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)企業(yè)廢水水質(zhì)的特點(diǎn)，該項(xiàng)目采用預(yù)處理、生化處理、脫色處理相結(jié)合的主體工藝，經(jīng)一個(gè)月的運(yùn)行調(diào)試，出水水質(zhì)達(dá)到GB 8978—1996表4中的三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并滿足環(huán)保、企業(yè)規(guī)定的排水水質(zhì)要求，證明該工藝從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是可行的。