印染園區(qū)污水處置方法完善

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1前言

紡織工業(yè)廢水是對(duì)水環(huán)境污染構(gòu)成嚴(yán)重威脅的工業(yè)污染源之一，而約80%紡織廢水來自于印染行業(yè)，印染廢水排放量約為工業(yè)廢水總排放量的1/10［1］。印染廢水的水質(zhì)隨采用的纖維種類和加工工藝不同而異，污染物組分差異很大。隨著染料品種的變化，表面活性劑及化學(xué)漿料等的大量使用，印染廢水可降解的難度加大，成為較難處理的工業(yè)廢水之一［2］。國外紡織印染行業(yè)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)有韓國釜山、日本大阪、意大利米蘭和墨西哥等地，印染企業(yè)較為集中，印染廢水相對(duì)較大。處理方式主要有兩類:一是采用工廠處理和城市污水綜合處理相結(jié)合的方法;二是采用單廠處理的模式進(jìn)行處理。國外廢水的處理方法仍以生物法為主，如日本的生物法占93%，英國占85%;美國占68%［3］。近幾年我國印染行業(yè)出現(xiàn)了前所未有的快速發(fā)展，已經(jīng)成為全球印染業(yè)中規(guī)模第一的國家。印染加工企業(yè)大多數(shù)集中在浙江、江蘇、廣東、山東等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口集中地區(qū)。作為耗水和排污的“大戶”，印染業(yè)中的水污染已經(jīng)成為我國紡織工業(yè)最大的環(huán)保問題。某工業(yè)園區(qū)主要為印染企業(yè)，其生產(chǎn)工藝主要包括:退漿、煮煉、漂白、絲光、染色和整理，排放廢水以退漿、煮煉、染色廢水為主。各企業(yè)污水處理站的尾水排放至市政污水管網(wǎng)，進(jìn)入集中污水處理廠。該廠運(yùn)行兩年來部分指標(biāo)難以達(dá)到排放要求，本文對(duì)現(xiàn)行的處理技術(shù)和運(yùn)行狀況等進(jìn)行了調(diào)查，分析了主要污染指標(biāo)難以達(dá)標(biāo)的原因，進(jìn)行了運(yùn)行調(diào)控實(shí)驗(yàn)和提標(biāo)改造實(shí)驗(yàn)，提出了改善出水的方法和工程優(yōu)化的措施，即出水進(jìn)行砂濾和二氧化氯強(qiáng)氧化，并對(duì)改造后的出水效果進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。

2材料與方法

2.1進(jìn)出水水質(zhì)污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為2.5萬m3/d，進(jìn)水主要是印染廢水及少量生活污水，以印染、漂染、染織、拉絨、毛紡企業(yè)等排放的廢水為主，大約60%。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如表1所示。實(shí)際進(jìn)水的COD、SS、色度均超過水標(biāo)準(zhǔn)，且水質(zhì)波動(dòng)特別大，瞬時(shí)沖擊值可達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的6～10倍，嚴(yán)重影響生物處理系統(tǒng)。混合廢水的可生化性相對(duì)較好，進(jìn)水平均B/C值不小于0.3。

2.2實(shí)驗(yàn)裝置加工了小試濾柱對(duì)現(xiàn)有出水進(jìn)行深度處理。石英砂濾罐的規(guī)格為Ф600*1500mm，碳鋼材質(zhì)、處理水量2～3m3/h，工作壓力0.6MPa，管徑DN65，石英砂量650Kg。試驗(yàn)工藝見圖1。加工二氧化氯強(qiáng)氧化裝置對(duì)現(xiàn)有出水進(jìn)行強(qiáng)氧化。二氧化氯發(fā)生器的型號(hào)為HTF-50(2000系列)，山大華特生產(chǎn)，有效氯產(chǎn)量50g/h，實(shí)驗(yàn)裝置包括2個(gè)5m3規(guī)格的水桶、普羅名特Conc1601計(jì)量泵、102L原料儲(chǔ)罐、SSQ-150水射器等。二氧化氯強(qiáng)氧化實(shí)驗(yàn)工藝見圖2。2.3分析測(cè)試指標(biāo)及方法采用重鉻酸鉀法測(cè)定CODCr;采用重量法測(cè)定懸浮物;采用稀釋與接種法測(cè)定BOD5。

3結(jié)果與討論

3.1現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)的工藝運(yùn)行效果污水廠自2007年底投入運(yùn)行以來，進(jìn)水量波動(dòng)大。2008年6月開始處理水量超過設(shè)計(jì)水量，平均日處理量26988m3，最高日處理量32317m3，最少日處理量僅3356m3。2008～2009年的進(jìn)水、水解酸化池出水和總出水的各種污染物以周平均值統(tǒng)計(jì)分析，得到圖3～圖8，運(yùn)行效果分別討論如下。

3.1.1有機(jī)污染物、進(jìn)出水B/C值、色度和懸浮物去除效果進(jìn)水、水解酸化池出水和總出水的CODCr濃度見圖3。進(jìn)水的CODCr周平均濃度范圍在80～1330mg/L之間，平均值為557.6mg/L，經(jīng)過水解酸化池后，濃度范圍在50～623mg/L之間，平均值為378.1mg/L，平均去除率為32.2%;經(jīng)過生物池后的總出水濃度范圍在46～274mg/L之間，平均值為124.4mg/L，生物池平均去除率僅為67.1%，總平去除率平均為77.7%，無法達(dá)到排放要求。裝置各為止的BOD5濃度變化趨勢(shì)見圖4。進(jìn)水的BOD5濃度范圍在23～427mg/L之間，平均值為217mg/L，經(jīng)水解酸化池后，濃度范圍在122～277mg/L之間，平均為188mg/L，經(jīng)過生物池后的總出水濃度范圍在5～64mg/L之間，平均值為22.3mg/L，生物池平均去除率為86.6%，總平均去除率為88.9%。色度變化見圖5。進(jìn)水的色度范圍在24～265倍之間，平均值為125倍，經(jīng)過生物池后的總出水的色度范圍在8～64倍之間，平均值為33倍，平均去除率為70.7%。進(jìn)水B/C在0.51～0.24之間，平均值為0.37;水解酸化池出水B/C在0.59～0.36之間，平均值為0.47，比進(jìn)水平均值提高了0.1。懸浮物濃度見圖6。進(jìn)水的懸浮物濃度范圍在44～1943mg/L之間，平均為422mg/L，總出水濃度在21～296mg/L之間，平均值為90mg/L，平均去除率為73.3%。

3.1.2氨氮和磷的去除效果兩年來進(jìn)出水氨氮的濃度變化趨勢(shì)見圖7。進(jìn)水平均濃度范圍在9.4～26mg/L之間，年平均為16.5mg/L，經(jīng)過水解酸化池的濃度范圍8～50mg/L，平均為22.4mg/L，水解酸化池的有機(jī)氮氨化作用明顯;經(jīng)過生物池處理后的氨氮濃度為1～12mg/L，平均值為5.5mg/L，平均去除率為75.9%。總磷濃度見圖8。進(jìn)水平均濃度范圍在0.9～7mg/L之間，年平均為3.9mg/L;出水平均濃度范圍在0.3～1.5mg/L之間，平均值為0.8mg/L，平均去除率為77.2%。可以看出，進(jìn)水氨氮和總磷不高，出水也比較穩(wěn)定。3.1.3生物池污泥濃度、進(jìn)出水pH的變化生物池污泥濃度范圍在517～5451mg/L，平均為3090mg/L。pH進(jìn)水平均范圍在7.9～9.3之間，平均值為8.4;出水pH在7.5～8.4之間，平均值為8.0。

3.2運(yùn)行中存在的問題從生產(chǎn)裝置兩年運(yùn)行數(shù)據(jù)看，在進(jìn)水CODCr、BOD5、懸浮物、色度超標(biāo)的情況下，CODCr、BOD5、SS和色度的平均去除率分別為77.7%、88.9%、73.3%、70.7%，出水氨氮、總磷達(dá)標(biāo);出水的BOD5、色度略高于排放標(biāo)準(zhǔn);出水的CODCr、SS高于排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.1污水處理系統(tǒng)的COD難以達(dá)標(biāo)現(xiàn)象分析(1)進(jìn)水的污染物總量高，處理裝置的污泥負(fù)荷過高，出水懸浮狀COD較多。由于進(jìn)水量超過設(shè)計(jì)值，且進(jìn)水的污染物濃度高，運(yùn)行兩年來，盡管設(shè)計(jì)的污泥負(fù)荷為0.09kgBOD5/(kgMLSS•d)，實(shí)際污泥負(fù)荷達(dá)到0.07～0.40kgBOD5/(kgMLSS•d)，改良SBR池的污泥濃度平均為3090mg/L，由于二沉池的澄江時(shí)間少，出水的懸浮物較高，導(dǎo)致懸浮狀的COD偏高。(2)廢水的難降解有機(jī)物較多。企業(yè)排放廢水含有多種印染助劑及抑制生物的惰性物質(zhì)，成分復(fù)雜;進(jìn)水格柵上常沾滿黏稠的化學(xué)污泥。園區(qū)近20家企業(yè)大都采用“中和調(diào)節(jié)池—混凝沉淀池－水解酸化池(一級(jí)或多級(jí))－接觸氧化池(一級(jí)或多級(jí))－沉淀池(或氣浮池)”等設(shè)施進(jìn)行污水處理，工藝流程較長且基本相同，容易生化處理的污染物大部分已被去除，COD主要由難降解污染物組成，去除的難度大，B/C僅僅為0.1左右，如CODCr、BOD5、懸浮物、色度的進(jìn)水高值分別為5059mg/L、659mg/L、3612mg/L、512mg/L。(3)設(shè)計(jì)處理工藝和實(shí)際處理廢水的水質(zhì)有一定的差異，且缺乏抗沖擊能力。工程設(shè)計(jì)時(shí)采用城市污水處理廠工藝，而實(shí)際進(jìn)水為印染廢水，設(shè)計(jì)時(shí)考慮的工藝調(diào)控措施實(shí)際應(yīng)用時(shí)達(dá)不到預(yù)計(jì)效果等。由于進(jìn)水水量波動(dòng)較大，且生產(chǎn)企業(yè)存在偷排現(xiàn)象，其環(huán)保裝置偷排污泥現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，對(duì)水解酸化池造成較大沖擊影響，進(jìn)而引起SBR生物處理系統(tǒng)頻繁遭受沖擊，往往尚未恢復(fù)又受沖擊，不能持續(xù)平穩(wěn)運(yùn)行［4］。

3.3提高總出水水質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究

3.3.1總出水的砂濾實(shí)驗(yàn)先后進(jìn)行了3次出水砂濾實(shí)驗(yàn)，每次連續(xù)運(yùn)行3天。試驗(yàn)期間各項(xiàng)污染物指標(biāo)的變化曲線見以圖9～12。由圖9～圖12可知，砂濾對(duì)懸浮物去除效果最明顯，出水的SS可穩(wěn)定與20mg/L以下;其次是色度，降低了1倍左右;過濾后COD下降了10～20mg/L，BOD5則沒有明顯的去除效果。砂濾對(duì)懸浮物的去除效果最為顯著，擴(kuò)建后無論采用砂濾池還是濾布濾池，都要對(duì)二沉池出水懸浮物濃度預(yù)留控制措施，可以采用二沉池前加絮凝劑或助凝劑，或在二沉池和濾池之間增加高效沉淀池，這樣就能保證在二沉池出水懸浮物或COD較高的情況下，投機(jī)絮凝劑粉末活性炭等，降低過濾負(fù)荷，確保出水懸浮物在10mg/L以下，也可以進(jìn)一步保證出水COD、總磷達(dá)標(biāo)排放。

3.3.2總出水的二氧化氯氧化實(shí)驗(yàn)持續(xù)進(jìn)行了6天小試，每天兩次。實(shí)驗(yàn)方法為將水桶裝滿總出水，利用計(jì)量泵投加二氧化氯，水射器混合藥劑和水，二氧化氯氧化時(shí)間為30分鐘，取試驗(yàn)前后的水樣，分析CODCr變化，如表2。由圖13可知，隨著二氧化氯投加量增加，COD的去除率呈現(xiàn)則增加趨勢(shì)，氧化后的COD也降低到達(dá)標(biāo)排放要求。二氧化氯投加量為20mg/L時(shí)，COD去除率約為30%，成本約為0.09元/噸污水。建議擴(kuò)建工程選用二氧化氯氧化COD時(shí)，可以該投加劑量作為出水氧化備用手段。

4結(jié)論

4.1分析認(rèn)為水廠出水不達(dá)標(biāo)的主要原因是水廠進(jìn)水水量波動(dòng)較大，污泥負(fù)荷過高，出水懸浮狀COD較多，難降解有機(jī)物較多，即設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)與實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)嚴(yán)重不符，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的SBR工藝在處理實(shí)際進(jìn)水時(shí)存在許多局限，無法達(dá)到理想的處理效果。

4.2小試模擬試驗(yàn)表明，生化處理的出水經(jīng)過石英砂過濾后，SS大幅降低，可穩(wěn)定低于20mg/L，出水的色度也可降低一半;COD可降低10～20mg/L，砂濾對(duì)BOD5的去除不明顯。總出水采用二氧化氯強(qiáng)氧化時(shí)，當(dāng)二氧化氯的濃度達(dá)到20mg/L時(shí)，能夠保證出水達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

4.3建議建設(shè)印染工業(yè)園區(qū)污水處理廠時(shí)，盡量接入部分城市生活污水，不僅能使投資和運(yùn)行更為經(jīng)濟(jì)，同時(shí)還能提高污水處理效果，便于污水回用水。通過擴(kuò)建和選擇新的工藝，最終實(shí)現(xiàn)提標(biāo)并穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。