3000吨每天纺织印染废水处理案例.doc

3000吨每天纺织印染废水处理案例
某县XX印染厂主要从事针织印染，纺织印染行业是工业污水排放大户。污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水，处理后出水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》中的“一级”标准。
纺织印染废水处理的主要对象是不易生物降解或生物降解速度极慢的有机物、染料及有毒物质。
1 系统水质水量的确定
本工程废水排放执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（征求意见稿）中的“一级”标准，
表1 排放标准具体指标
项目
CODCrmg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
色度（倍）
pH
排放标准
≤80
≤20
≤60
≤60
6.0～9.0
1.1 处理水量
根据工厂生产情况及业主提高的数据，确定厂区每天的废水处理总量为3000m3/d=125m3/h。
1.2设计进水水质各项指标分析
根据用户提供的水质水样，并结合同类废水水质情况得到水质情况见表2：
表2 废水水质表
项目
CODCr（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
色度（倍）
pH
温度0C
设计水质
850
300
300
150～200
8.0～9.0
≤40
1.3 设计出水水质
《纺织染整工业水污染物排放标准 》（征求意见稿）中的“一级”标准，排放标准具体指标见表3：
表3废水排放标准表
项目
CODCr（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
色度（倍）
pH
排放标准
≤80
≤20
≤60
≤60
6.0～9.0
2生产过程及排污情况
2.1 生产工艺及产污流程
工程生产过程主要有煮炼、漂白、染色等部分组成，生产工艺如下：
1）棉针织产品的印花和染色工艺
由于针织坯布纱线上不含浆料，故针织坯布不需要退浆。但为了去除织物上的天然杂质，需经过再煮炼工序，去除织物上的色素及剩余杂质等，还需要经过漂白工序。
2.2生产过程产生废水的环节
根据生产工艺，本工程的废水可分为炼漂废水和印染废水两种：
1）炼漂废水
主要有：针织布在煮炼和漂白加工过程中产生的废水。这种废水主要是固体悬浮物浓度较高，色度较低。
2）印染废水
主要有：针织布在印花和染色加工过程中产生的废水。这种废水主要是固体悬浮物浓度较低，色度较高。
3 处理工艺论证与选择
3.1处理工艺的功能要求
污水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项水质指标能否稳定可靠地达到排放标准的要求、建设投资和运行成本是否节省、运行管理及维护是否方便，及占地指标是否较低。因此污水处理工艺方案的选定是污水处理系统成功与否的关键。
3.2印染污水的特性
纺织印染行业是工业污水排放大户，污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。
废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水。随着化学纤织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理要求的提高，使PVA浆料、人造丝碱解物、新型染料、助剂等难降解有机物大量进入纺织印染废水，对传统的废水处理工艺构成严重挑战，COD浓度也从原来的数百毫克每升上升到3000～5000mg/l。
浆染废水色度高、COD高，特别是近年根据国外市场开发出来的丝光蓝、丝光黑、特深蓝、特深黑等印染工艺，该类印染大量使用硫化染料、印染助剂硫化钠等，因此废水中含有大量的硫化物，该类废水必须加药预处理，然后再进行系列化处理，才能稳定达标排放。漂染废水中含有染料、浆料、表面活性剂等助剂，该类废水水量大，浓度和色度均较低，如果单纯采用物化处理，则出水也在100～200mg/l之间，色度也能以满足排放要求，但污染量大大增加，污泥处理的费用较高，容易造成二次污染，在目前环保要求较严的情况下应充分考虑生化处理系统，常规的强化生物处理工艺可以满足处理要求。
3.3 印染污水处理要求
根据上面章节对污水水质的分析，本工程要求的污水处理程度较高，因此对污水处理工艺的选择应十分慎重。本工程选择污水处理工艺应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。下面将各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。
4 印染废水处理工艺的分析
针对印染行业废水处理难度的增加，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和就用研究。其中具有代表性的有厌氧－好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、高效混凝脱色剂的研制等。印染废水常用处理方法如下表4。
表4 印染废水常用处理技术
名称
主要构筑物、设备及化学品
处理对象
格栅
各类机械
粗大悬浮、漂浮物
中和
中和池、碱性（酸性）物质的投加系统、沉淀池、泵；中和剂
pH值
混凝沉淀（气浮）
各种型式反应池、加药系统、沉淀池（平流式、竖流式、辐流式）、气浮分离系统；加压溶气气浮、射流气浮、涡凹气浮、泵、空压机等；混凝剂、酸、碱等
色度、胶体状悬浮物、混凝后絮体、COD
过滤
各种型式的过滤器
悬浮物
氧化（臭氧氧化、二氧化氯氧化、氯氧化、光催氧化等）
氧化塔（池）。氧化剂投加系统、废水提升泵；氧化剂、催化剂等
COD、BOD、细菌、色度
吸附（活性碳、粘土等）
装有活性碳、硅藻土、煤渣等的吸附器及再生装置
色度、COD、BOD
生化处理（好氧生物处理、厌氧生物处理）
好氧、厌氧生物反应器，供氧曝气设备、污泥搅拌设备、泥水分离设备
色度、COD、BOD、颗粒状污染物等
4.1印染废水处理的物理法—吸附法
在物理处理法中就用最多的是吸附法，这种方法是将活性碳、粘土、高岭土等多孔物质的粉未或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性碳吸附法（多半用于三级处理），该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。
吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来和选择吸附剂。另外国内也有用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。
4.2印染废水的化学处理方法
1）混凝法
混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮凝团。混凝法不但可以去除废水中的粒径为10-3～10-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、BOD、COD等有机质。
混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好。近来国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂的趋势。高分子混凝剂最常用是的聚丙烯酰胺（PAM），有阴离子型、阳离子型及非离子型。
2）氧化法
化学氧化法是利用强氧化剂对废水中的色度、细菌微生物、有机物（COD、BOD）等污染物进行强化氧化的处理方法。
在对印染废水进行化学处理的时候，由于受运行费用及环境接纳的限制，能常不使用化学固态氧化药剂。在国外臭氧氧化法就用较多，并且已总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。
臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。
3）电解法
电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%~70%，但对颜色深、CODCr高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明，各类染料在电解处理时其CODCr去除率大小依次为：硫化染料、还原染料＞酸性染料、活性染料＞中性染料、直接染料＞阳离子染料。目前这种处理方法正在推广使用交已运用到一些工程实际当中。
4.3印染废水的生物处理方法
从目前情况来看，我国印染废水好氧生物处理以表面加速曝气和接触氧化法占多数，此外鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘工艺也有应用。生物处理对于去除BOD等有机质有效，但对于色度去除率并不高，一般在50%左右，所以当色度要求比较高时，需要辅以物理或化学处理方法。
好氧生物处理对于去除BOD有明显效果，一般可达80%左右，但色度和COD去除效率不高，尤其PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD高达2000mg/l~3000mg/l，而且BOD/COD的比值也较以前大幅下降，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标。基于以上情况，如今印染废水的厌氧生物处理技术越来越受到人们的重视，探求高效、低耗、投资省的印染水处理新技术已日显重要。
厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐，染料中的偶氮基团、三苯甲烷以及单氮基因聚合物，都能通过厌氧分解，通常在中温条件下进行（37oC），水力停留时间（HRT）8h，主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。用UASB反应器和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运行结果表面，废水中的色度和COD去除率分别稳定在80%~90%以上。
此时与好氧法相结合的厌氧处理作用已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间（HRT）一般为6h~12h，只发生水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性差的一些高分子物质，期望它们在厌氧段发生水解、酸化作用，变成较小的分子，从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。应用这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理问题。这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段有较长的污泥停留时间（SRT），有利于污泥厌氧消化，从而显著降低了整个系统的剩余污泥量。上述组合工艺具有双重的作用：一是对废水进行预处理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有机物；二是对系统的剩余污泥进行消化。
5本项目废水处理工艺选择
5.1物化工艺选择
混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法、混凝过滤法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好。高分子混凝剂最常用是的聚丙烯酰胺（PAM），有阴离子型、阳离子型及非离子型。本项目采用混凝沉淀法。
5.2 厌氧工艺的选择
厌氧处理主要有水解酸化池、厌氧生物滤池、UASB反应池等。其中水解酸化池取代了传统的初沉池，水解池对有机物的去除率远远高于传统的初沉池，更为重要的是经过水解处理，使污水更适宜后继的好氧处理；可挂装填料提高处理效率，操作简便，处理效率高，适用于中低浓度废水；本项目采用水解酸化处理方法。
5.3 好氧生物处理
好氧处理工艺有很多处理方法。好氧处理工艺分为活性污泥法和生物膜法，活性污泥法大致分为两大类：第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。生物膜法以接触氧化法应用最多最普遍。
生物接触氧化法是一种典型的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
生物接触氧化法中微生物所需的氧通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。
综上所述，接触氧化法处理效果稳定，操作强度较小，易于控制，剩余污泥少而且污泥稳定，不需设污泥消化池，能实现生物处理池的功效最大化。
6 本项目处理工艺确定
根据项目实际情况，结合我们在其它同类污水治理工程中的实践经验，本着“两低两高”的原则（即投资低、运行费用低、去除效率高、可操作性高），从经济效益，社会效益和环境效益相结合的观点出发，确定本项目采用浆染废水分类预处理+水解酸化池+二级接触氧化+物化处理工艺。
6.1 废水处理工艺流程
漂染废水
污泥浓缩池
人工格栅
鼓风机
脱色剂
水解酸化池
提升泵
上
清
液
滤液
回
流
调节池
PH调整
污水管线
污泥管线
上清液回流管线
空气管线
板框压滤机
泥饼卫生填埋或焚烧
深度染色废水
脱色预处理池
接触氧化池
混凝反应池
沉淀池
脱色池
达标排放
投混凝剂
污泥回
流
空气搅拌
鼓风曝气
剩余污泥
缓冲池

6.2工艺流程说明
车间排除的废水收集后经粗细两道格栅，去除较大悬浮物后，进入pH调整池，调节pH值。后进入调节池。其中当染色废水为大红染色废水或较难处理的染色废水时，将其排入脱色预处理池进行脱色预处理，而后进入pH调整池，调节pH值。再进入调节池。在调节池内，底部设置曝气穿孔管采用空气搅拌进行调节。由提升泵提升到水解酸化池，内设置弹性填料，提供厌氧细菌的生长环境，提高厌氧污泥的去除效率。
废水经水解酸化池后进入缓冲池，缓冲池进行缓冲处理，再到接触氧化池，接触氧化池内设置组合填料，提供活性污泥的生长环境，增大废水与活性污泥的接触面积，提高对有机物的去除效率，在鼓风曝气提供充足氧源的情况下，好氧微生物通过吸收废水中的有机质实现自身的新陈代谢等生命活动，同时废水中的有机质得到充分去除，填料上脱落下来的生物膜（污泥）与废水一起进入二级接触氧化池内；废水在二级接触氧化池中进一步处理，混合废水在二级接触氧化池内进一步强化处理后，废水内的有机污染物基本被完全消解，二级接触池出水进入混凝反应池，在混凝反应池进水端投加混凝剂，混凝剂与废水在混凝反应池内充分混合反应，而后进入沉淀池进行固液分离。沉淀池部分污泥回流至水解酸化池和接触氧化池，剩余污泥排放进污泥浓缩池，经沉淀池处理的废水自流入脱色池，往脱色池内加入脱色剂进一步去除废水中的色度后，达标清水外排。剩余污泥进入污泥浓缩池内进行浓缩处理，然后由污泥螺杆泵打入板框压滤机进行脱水处理，滤液回流到调节池内，泥饼由运泥车外运卫生填埋或锅炉焚烧处理。
表5各处理单元预期效果一览表
处理单元
CODcr（mg/l）
BOD5（mg/l）
SS（mg/l）
色度
出水
去除率
出水
去除率
出水
去除率
出水
去除率
原水
850

300

300

200

调节池
≤765
≥10%
≤285
≥5%
≤270
≥10%
≤200
≥0%
水解酸化池
≤459
≥40%
≤199.5
≥30%
≤135
≥50%
≤100
≥50%
接触氧化池
≤137.7
≥70%
≤40
≥80%
≤90.8
≥20%
≤60
≥40%
混凝反应池
沉淀池
≤82.62
≥40%
≤20
≥50%
≤36.3
≥60%
≤54
≥10%
脱色池
≤70.23
≥15%

≤21.6
≥60%
总去除率

91.73%

93.3%

88%

89.2%
排放标准
≤80

≤20

≤60

≤60

7．处理工艺设计
7.1 设计参数及设备选型
每天废水的排放最大量为3000 m3/d，本污水站设计处理量Q=3000 m3/d＝125m3/h
7.2 格栅井
格栅井设置粗细各一道，用于去除污水中较大悬浮物，可保护水泵及后续处理单元。
数量：1座
结构：钢混
构筑物工艺尺寸：4.0×1.00×1.00m
配套设备：格栅
1）人工格栅
栅宽：B =1.0m
格栅间隙15mm
栅前水深0.4m
安装倾角60°
数量：1台
材质：碳钢
2）人工格栅
栅宽：B =1.0mm
格栅间隙5mm
栅前水深0.3m
安装倾角60°
数量：1台
材质：碳钢
7.3脱色预处理池
脱色预处理池用于处理生产车间排除颜色较重的废水，如大红、黑色等废水。脱色预处理后进入调节池，便于后续系统的处理。
池体尺寸：5.0×5.0×4.0 m
设置加药装置一套
7.4调节池
调节池内设置大气泡空气搅拌系统（采用穿孔管）一套，设置pH调整系统一套，用于调整废水的酸碱度，一面对后面生化系统的正常运行产生影响。
水力停留时间：9.5h
数量：1座
尺寸：20×14×4.5m
有效最大水深：4.2m
有效容积：1176m3
结构：钢混砼结构
配备设备材料：
穿孔管、pH调整加药系统、污水提升泵三台（两用一备）
污水提升泵：流量65m3/h，功率7.5kw，扬程15m
调节池内空气搅拌空气来源：罗茨鼓风机（与接触氧化池合用）
调节池内有效容积为1176 m3， 调节池内所需气量按照每100 m3有效池容得气量宜按1.2 m3/min，则调节池所需气量为：14.112 m3/min。
7.5水解酸化池
水解酸化池采用圆形钢结构，其中底部布水系统采用枝状穿孔管布水系统，使进水均匀地分布到整个水解池的断面。出水收集系统设在水解池的上部，在集水槽上加设三角堰。
设计流量：125 m3/h 设计停留时间：12h
水解酸化池容积负荷：1.0kgCODcr(m3/d)
工艺尺寸：Φ10×10m
每座池体容积：750 m3
数量：两座
结构形式：半地上半地下钢结构
配套设备：
1）弹性填料 1050m3 规格：Φ150×9200mm
2）布水器 两套
3）集水槽 两套
7.6接触氧化池
设计流量：125 m3/h 设计停留时间：8h
容积负荷：0.4kgBOD5/(m3(填料).d)
数量：两座，每座分两格
结构：半地下半地上钢结构
工艺尺寸：Φ10×7.0m
有效容积：V=1000m3
配套设备：
（1）组合填料 700m3 规格：Φ150×6200mm
（2）鼓风量计算：取气水比为15：1，则鼓风曝气量为31.25m3/min
（3）高效微孔曝气系统 一套
（4）罗茨鼓风机三台（两用一备）73.5kPa，25.48m3/min, 55kw
7.7 混凝反应池、沉淀池
混凝反应池和二沉池合建，混凝沉淀池分成两格，内设立式叶轮搅拌装置。
混凝反应池尺寸：6.0×3.0×4.0m
搅拌装置：2套
二沉池采用平流式沉淀池，用于反应池反应后使沉淀物、絮体的沉淀分离。
表面水力负荷：1.2m3/m2.h，
池体尺寸：12.0×9.0×4.0m。
设计停留时间：3.2 h
有效容积：V=400m3
结构形式：钢混砼结构
配用材料：
污泥回流泵 三台（Q=65m3/h,H=15m,两用一备）
加药系统两套 搅拌机2.2kw、加药泵0.37kw
7.8 脱色池
在脱色池进水管路中投加次氯酸钠溶液。采用计量泵定量投加，投加量为100mg/l（投加浓度为10%）
停留时间为1h，
池体尺寸：7.0×5.0×4.0 m。
数量：一座
结构：钢混砼结构
有效容积： 125m3
配用设备：
（1）加药系统一套 计量加药泵0.37kw
7.9 污泥浓缩池
污泥浓缩池采用重力式污泥浓缩池，浓缩池每天排八小时的污泥，用污泥螺杆泵排泥。
停留时间： 14h，
池子尺寸： 5×5×4m
有效容积： 100m3
有效高度： 3.6米
数量：一座
结构：钢混砼结构
污泥处理配套设备：螺杆泵G30-1 流量5.0 m3/h 功率2.2kw
板框压滤机：型号：630型，共1台。
压滤后的泥饼含水率一般在75%—80%之间，便于外运。
7.10 处理附属建筑
1）主控室
面积： 4000×3500mm
数量：1座
结构形式：砖混
2）设备间
面积： 6000×4000mm
数量：1座
结构形式：砖混
3）鼓风机房
面积： 5000×4000mm
数量：1座
结构形式：砖混
7.11 风量计算
接触氧化池，气水比15:1，需空气量31.25m3/min；
系统运行所需风量为48.96m3/min，风压：73.5kpa，口径：DN 150
功率： 55kw 风量：25.48 m3/min
风机数量：三台（两用一备）。
8．主要构筑物及设备材料清单
8.1 主要构筑物规格（内部）尺寸
名 称
规格及型号
数量
总容积（m3）
备 注
格栅井
4.0×1.5×1.5(m)
1座
9
钢混
调节池
20×14×4.5m
1座
1180
钢混
水解酸化池
Φ10×10m
2座
1570
钢结构
接触氧化池
Φ10×7.0m
2座
1100
钢结构
混凝反应池
6.0×3.0×4.0m
1座
72
钢混
沉淀池
12×9.0×4.0m
1座
432
钢混
脱色池
7.0×5.0×4.0 m
1座
140
钢混
污泥浓缩池
5×5×4m
1座
100
钢混
脱色预处理池
5×5×4m
1座
100
钢混
主控室
4000×3500mm
1间

砖混
设备间
6000×4000mm
1间

砖混
鼓风机房
5000×4000mm
1间

砖混
8.2 主要工艺设备材料清单
名 称
规格及型号
数 量
备 注
人工粗格栅
栅距15mm，宽度0.8m
1台
碳钢
人工细格栅
栅距5mm，宽度0.8m
1台
碳钢
污水提升泵
流量65m3/h,扬程15m
3台
二用一备
调节池穿孔管

1套
UPVC
水解池布水设备

2套
UPVC
水解池集水槽

2组
碳钢
弹性填料
Ф150mm
1050m3
水解酸化池
组合填料
Ф150mm
700 m3
接触氧化池
罗茨风机
73.5kPa,25.48 m3/min,55kw
三台
两用一备
高效曝气系统
微孔
两套
微孔曝气
污泥回流泵
65m3/h,15m,K=7.5kw
3台
两用一备
螺杆泵
5m3/h,10m,K=2.2kw
1台

板框压滤机及配套设备
630型机械压紧压滤机
1台

加药系统
K=0.75kw
3套

搅拌装置
1.1kw
2套

填料支架
螺纹钢筋
1套
含系统内所有
风机管道
Ф150mm
1套
双面镀锌
进出水管道系统
碳钢
1套

9．建筑设计
9.1设计原则
结构设计应满足工艺要求，遵循结构安全、施工方便、造价合理的原则；根据拟建场地的工程地质、水文资料及施工环境，优化结构设计，选择合理的设计方案；遵循现行国家和地方的设计规范和标准，使结构在施工阶段和使用阶段均能满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。所有钢结构构筑物，全部应按照《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）进行防腐处理。
9.2 总平面图设计
处理区总平面布置是根据厂区地形、厂区周围环境和处理工艺以及进、出水位置等条件，将全厂的管理及处理建、构筑物合理、有机的联系起来，在保证污水、污泥处理工艺布局合理、生产管理方便、联接管线简洁的基本原则下，综合考虑将建构筑物分区、分类，在空间和外立面设计上协调统一，做到美观、实用、经济。
根据厂内各部分用地的功能将其划分为以下二个主要区域：生产管理区（主控室、预处理区）、污水处理区（含生化、物化处理单元）便于维护和管理。
厂区地形较为平坦。在保持厂区地面基本平坦的原则下尽量减少水处理前段构筑物露出地面过高而水处理后段构筑埋入地下过深的情况。
现根据实际需要，为降低运行成本，需设置半地下构筑物，并根据现场实际条件及业主要求，为了美观和操作方便，对工程设施布置作统一规划。