發(fā)布者:禹州華德|2022-07-24| 返回列表
1、前言
繅絲工業(yè)在我國歷史悠久,隨著近代工業(yè)化發(fā)展,繅絲企業(yè)遍布我國各大省市。我國是蠶絲生產(chǎn)大國,每年生絲產(chǎn)量約10萬t,1t生絲需消耗水資源800~1000t,這就意味著每年蠶絲生產(chǎn)就有8000~10000萬t廢水,這些廢水中含有大量的COD、BOD等污染物,如果直接排放將對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。近年來,我國繅絲企業(yè)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個體私營業(yè)居多,這些企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小,技術(shù)水平參差不齊,管理水平也較低。隨著2009年中國紡織工業(yè)協(xié)會指出紡織業(yè)應(yīng)將促進(jìn)節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、綠色紡織等重點領(lǐng)域加快高新技術(shù)研發(fā)和利用,對繅絲行業(yè)生產(chǎn)廢水處理與資源化研究并優(yōu)化繅絲廢水處理工程設(shè)計,使其適用于中國國情,有著重要的現(xiàn)實意義。本文就根據(jù)《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度限值要求,針對某繅絲企業(yè)生產(chǎn)廢水的特點,進(jìn)行廢水處理工程設(shè)計,為繅絲廢水處理提供借鑒和指導(dǎo)。
2、設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)
2.1 繅絲工業(yè)廢水組成
繅絲工業(yè)廢水主要由煮繭、立繅(繅絲和復(fù)搖)和副產(chǎn)品加工(汰頭)三部分廢水組成,其主要成分為絲膠、絲素、粗蛋白和破碎的蛹體等。其中煮繭和立繅廢水為連續(xù)性排放,水量大,但濃度不高;汰頭廢水為間歇性排放,水量較小,但有機(jī)物濃度最高,是污染影響最為嚴(yán)重的廢水。
煮繭廢水一般占繅絲廢水的7%~10%,立繅廢水占60%~65%,汰頭廢水占7%~15%。煮繭和立繅廢水混合后的廢水CODcr一般為150~250mg/L,BOD5為60~100mg/L,pH在6.8~8.5;汰頭廢水污染物濃度高,CODcr一般為7000~15000mg/L,BOD5為3500~4000mg/L,pH為10~11.5,呈堿性。
2.2 本工程設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)
本工程廢水具有繅絲工業(yè)廢水的典型特點,考慮企業(yè)今后發(fā)展,經(jīng)與該公司溝通后,廢水處理工程設(shè)計處理水量為580m3/d,其中煮繭和繅絲廢水500m3/d,汰頭廢水為60m3/d,生活廢水20m3/d。經(jīng)過初期檢測,企業(yè)煮繭和繅絲廢水CODcr為150~289mg/L,汰頭廢水CODcr為9800~11000mg/L,生活污水CODcr小于300mg/L,故設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示:
3、處理工藝
3.1 工藝確定
目前繅絲企業(yè)廢水的處理主要采用以下兩種方案:一是將各類生產(chǎn)廢水直接混合處理;二是先將副產(chǎn)品廢水單獨處理后再與其他生產(chǎn)廢水混合進(jìn)行處理。
其中方案一基本能夠達(dá)標(biāo)排放,但沒有進(jìn)行清濁分流,增加了廢水治理的難度,也不利于廢水中絲膠蛋白的分類提取和廢水的深度處理。方案二通過清濁分流將高濃度的汰頭廢水與其它低濃度煮繭廢水、繅絲廢水、復(fù)搖廢水等分開,汰頭廢水經(jīng)過厭氧處理后再與其它廢水混合采用好氧處理。該方法既能達(dá)標(biāo)排放,又有利于廢水中絲膠蛋白的分類提取和吸收,是目前比較趨向的繅絲廢水處理方法。該方案在嘉興和內(nèi)江等地繅絲企業(yè)采取了應(yīng)用,取得了良好的實際效果。
UASB(上流式厭氧污泥床反應(yīng)器)具有污泥濃度高,有機(jī)負(fù)荷高,適用于高濃度有機(jī)廢水處理。SBR法具有工藝簡單、基建運行費用低、處理能力強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷、運行方式靈活、不易污泥膨脹和占地面積少等優(yōu)點,是處理中小水量廢水,特別是間歇排放廢水的理想工藝,并在繅絲廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。
綜合以上分析,本工程設(shè)計借鑒同類繅絲生產(chǎn)企業(yè)項目廢水處理設(shè)計實例,采用“氣浮-水解酸化-UASB-SBR”為主體的處理工藝,具體的工藝流程圖見圖1所示:
汰頭廢水首先進(jìn)入初沉調(diào)節(jié)池,其中絲膠、絲素、粗蛋白和破碎的蛹體等將大部分被沉淀去除,并調(diào)節(jié)pH至7~9之間,初沉調(diào)節(jié)池出水經(jīng)加壓水泵打入壓力溶氣罐,隨回流澄清液加壓打入氣浮池,并加入PAC和PAM作為混凝劑,達(dá)到進(jìn)一步去除懸浮物和油脂類的目的。氣浮池出水流入水解酸化池,通過兼氧微生物的水解、酸化作用將廢水中的大分子、難生物降解的有機(jī)物水解轉(zhuǎn)化成小分子、易生物降解的溶解性有機(jī)物,提高廢水的可生化性,同時去除部分COD、BOD,并在一定程度上起到均化水質(zhì)的作用。水解酸化池出水經(jīng)泵提升至UASB厭氧反應(yīng)器,通過厭氧顆粒污泥的降解和轉(zhuǎn)化,將廢水中的大部分有機(jī)質(zhì)降解為CH4、CO2、H2O或轉(zhuǎn)化為細(xì)胞體,有效降低廢水的COD和BOD指標(biāo)。UASB出水自流至調(diào)節(jié)池內(nèi)。
繅絲廢水、煮繭廢水和生活廢水一起進(jìn)入到格柵井,經(jīng)過格柵攔截去除廢水中的大顆粒物質(zhì)及漂浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池,在調(diào)節(jié)池中和UASB出水混合均化水質(zhì)后,進(jìn)入SBR池,在進(jìn)水階段,廢水進(jìn)入反應(yīng)池通過攪拌器與活性污泥充分混合,活性污泥中的微生物開始吸附廢水中的有機(jī)物;通過曝氣,活性污泥開始降解廢水中有機(jī)物,同時硝化反應(yīng)開始,將廢水中氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮,廢水COD、BOD和氨氮等指標(biāo)降低;曝氣停止后開始沉淀,隨著溶解氧的不斷消耗,系統(tǒng)逐漸由好氧階段轉(zhuǎn)入缺氧階段,最后到厭氧階段,反硝化脫氮開始。最后SBR上清液通過潷水器達(dá)到《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度要求后排出。
初沉調(diào)節(jié)池中沉渣主要為絲膠、絲素、粗蛋白和破碎的蛹體等,經(jīng)過處理可分類提取;氣浮池浮渣和UASB及SBR剩余污泥在污泥濃縮池內(nèi)經(jīng)過重力濃縮后,由污泥泵送入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水,產(chǎn)生的泥餅外運處置。污泥濃縮池的上清液和污泥脫水機(jī)脫出的污水回流至前端水解酸化池與汰頭廢水混合后再處理,避免產(chǎn)生二次污染。
本工程將汰頭廢水和煮繭廢水、繅絲廢水以及生活廢水分開處理,使廢水中的絲膠蛋白得以分類提取,減少污染物排放的同時產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益;利用水解酸化池較好的抗沖擊負(fù)荷能力以及UASB的高有機(jī)負(fù)荷,有效應(yīng)對汰頭廢水的處理。SBR池工藝流程簡單,處理效果好,運行方式靈活,污泥性質(zhì)穩(wěn)定易分離,無需二沉池和污泥回流設(shè)備,基建費用低,占地面積少。
3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)
3.2.1 初沉調(diào)節(jié)池
設(shè)兩池,兩池合建,分別用于汰頭廢水的沉淀和pH值調(diào)節(jié),汰頭廢水設(shè)計流量為60m3/d,按2.5m3/h計,沉淀和調(diào)節(jié)時間均為6小時,初沉調(diào)節(jié)池尺寸為4.0m×2.5m×4.0m,超高1.0m,有效水深3.0m,有效容積30.0m3;
3.2.2 氣浮池
采用加壓溶氣氣浮方式,氣浮池處理能力3m3/h,并配置加壓溶氣罐1個,空壓機(jī)2臺(1用1備),PAC、PAM加藥泵各1臺。
3.2.3 水解酸化池
設(shè)計水力停留時間為12h,有效容積30.0m3,尺寸3.0m×2.5m×4.5m,有效水深4.0m,超高0.5m。底部設(shè)布水器和生物填料,水流由下向上流方式。
3.2.4 UASB厭氧反應(yīng)器
采用碳鋼罐體,尺寸為Φ4.2m×7.0m,有效容積83m3,水力停留時間30h,有效水深6.0m,COD容積負(fù)荷為6kgCOD/(m3·d),內(nèi)設(shè)三相分離器,外置循環(huán)泵。
3.2.5 調(diào)節(jié)池
繅絲廢水、煮繭廢水和生活污水和UASB出水合計580m3/d,按25m3/h計,設(shè)計水力停留時間6h,尺寸為10.0m×5.0m×4.0m,超高1.0m,有效容積150m3;在池底設(shè)集水坑,水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑,集水坑內(nèi)設(shè)2臺自動攪勻潛污泵,一用一備,型號為WQ50-27-15-2.2,水泵基本參數(shù)為:流量Q=27m3/h,揚程H=15m,功率為N=2.2kw。
3.2.6 SBR池
設(shè)計流量為580m3/d,尺寸為16.0m×8.0m×6.0m,有效水深5.0m,超高1.0m,有效容積610m3,分成4格,每日運行周期數(shù)為3,設(shè)置潷水器4臺,鼓風(fēng)機(jī)3臺(2用1備),池底采用微孔曝氣盤曝氣。
3.2.7 污泥濃縮池
污泥濃縮池設(shè)置2座,單池尺寸為5.0m×2.5m×5.5m,超高1.0m,配套G40-1污泥輸送泵2臺,流量5m3/h,揚程為30m,功率1.5kw。
4、運行結(jié)果及分析
4.1 系統(tǒng)運行
本工程經(jīng)調(diào)試完成,投入運行3個月后,該處理系統(tǒng)出水基本穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。此時對整個處理系統(tǒng)各處理段出水水質(zhì)進(jìn)行取樣檢測,主要分析該系統(tǒng)對CODcr、BOD5及NH3-N處理情況,CODcr、BOD5和NH3-N出水濃度如圖2-圖4所示:
從圖2~4中可以看出,經(jīng)過連續(xù)7d對各處理段出水取樣分析,在汰頭廢水進(jìn)水CODcr、BOD5和NH3-N平均濃度為11200mg/L、5172mg/L和139mg/L的情況下,經(jīng)過氣浮+水解酸化+UASB工藝處理后,出水CODcr、BOD5和NH3-N平均質(zhì)量濃度為為2065mg/L、861mg/L和84mg/L,UASB出水經(jīng)過與繅絲、煮繭和生活廢水混合調(diào)節(jié)后,經(jīng)過SBR處理后,出水CODcr、BOD5和NH3-N平均濃度為為84mg/L、31mg/L和14mg/L,穩(wěn)定達(dá)到《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度限值要求。
另外,UASB池和SBR池對CODcr、BOD5均有較高的去除率,UASB對CODcr去除率達(dá)到74%左右,對BOD5去除率達(dá)到80%左右;SBR對CODcr去除率達(dá)到76%左右,對BOD5去除率達(dá)到80%左右。并且整個處理系統(tǒng)具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力,運行穩(wěn)定。
4.2 運行費用
本廢水處理設(shè)施的運行費用主要包括藥劑費、電費、污泥處理費、設(shè)備檢維修費和人工費用等。
(1)藥劑費:藥劑費主要是PAC、PAM和酸液的費用,根據(jù)實際使用情況,費用約為0.33元/m3。
(2)電費:本工藝系統(tǒng)使用功率總數(shù)為52.6kW,每日使用電量為1262.4kW·h,平均電價0.8元kW·h,處理每m3廢水電費為:1262.4×0.8÷580=1.74元/m3。
(3)污泥處理費:根據(jù)實際情況,費用為0.30元/m3。
(4)檢維修費:每年對水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的維護(hù)費用按照3.5萬元考慮,維護(hù)費用為0.24元/m3。
(5)人工費:主要是操作分析人員的工資部分,定員3人,工資以3000元/月計,折合人工費為0.74元/m3。
(6)總費用:該廢水處理設(shè)施日常處理費用為:0.33+1.74+0.30+0.24+0.74=3.35元/m3。
5、結(jié)論
(1)采用“氣浮+水解酸化+UASB+SBR”工藝對繅絲生產(chǎn)廢水具有較好的處理效果,通過將高濃度汰頭廢水與其它低濃度煮繭廢水、繅絲廢水、生活廢水等分開處理,可以利于廢水中絲膠蛋白的分類提取和吸收,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益的同時,出水穩(wěn)定達(dá)到《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度限值要求。
(2)在繅絲企業(yè)實際生產(chǎn)中,汰頭廢水水質(zhì)有一定的波動,前段采用水解酸化+UASB有效解決的了該問題,對廢水沖擊負(fù)荷有一定的緩沖能力。
(3)UASB出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池通過與繅絲、煮繭廢水和生活廢水。
(來源:中檢集團(tuán)理化檢測有限公司)
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