氣浮+接觸氧化工藝在噴水織機(jī)廢水提標(biāo)改造中的應(yīng)用實(shí)例

吳志平 冀世鋒

摘要：本文針對(duì)目前噴水織機(jī)廢水處理工藝存在的問題，提出了氣浮+接觸氧化的工藝組合，并結(jié)合工程實(shí)例介紹了工藝流程、處理效果、工程費(fèi)用和處理成本，對(duì)今后此類廢水處理工程的實(shí)施有較強(qiáng)的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：氣浮;接觸氧化;丙烯酸酯

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）07-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.07.014

Abstract：Air floating + Bio-contact oxidation process was developed to solve problems existing in current treatment of waste water from water jet loom. Detail process， treatment effect， project investment and treatment cost were introduced and it will be a good example for future similar project.

Keywords：Air floating;Bio-contact oxidation;Acrylate

太湖流域某鎮(zhèn)是噴水織機(jī)集中區(qū)，區(qū)內(nèi)有近10萬臺(tái)噴水織機(jī)，日排放噴水織機(jī)廢水近30萬噸/天，目前該鎮(zhèn)噴水織機(jī)廢水一般都采用加藥絮凝-氣浮法處理，處理出水CODCr在50～100mg/L左右。但是隨著《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要DB32/1072-2007 水污染物排放限值》的執(zhí)行，氣浮工藝明顯達(dá)不到要求，該鎮(zhèn)也積極尋找辦法進(jìn)行治理，如“氣浮+砂濾”“氣浮+活性炭過濾+超濾”等工藝措施，但不是因?yàn)樘幚硇Ч_(dá)不到要求，就是因?yàn)樘幚沓杀靖?、膜污染?yán)重等而使問題得不到徹底解決。

太湖地區(qū)某鎮(zhèn)目前利用氣浮法處理的噴織廢水處理站有32座，其中有6座準(zhǔn)備擴(kuò)建改造，將大部分噴織廢水進(jìn)行提標(biāo)改造，利用氣浮+接觸氧化進(jìn)行處理，目前已經(jīng)運(yùn)行了一座規(guī)模4000噸/天的噴水織機(jī)廢水處理站，效果良好。

1 廢水水量水質(zhì)

1.1 設(shè)計(jì)規(guī)模

廢水水量以4000噸/天計(jì)。

1.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

根據(jù)該鎮(zhèn)水處理公司的資料及我公司實(shí)測(cè)，噴水織機(jī)廢水進(jìn)出水水質(zhì)如下表1：

2 工藝流程和設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 工藝流程

噴水織機(jī)廢水的主要污染物為廢紗頭、化學(xué)漿料（丙烯酸脂類）、潤滑油等，每臺(tái)噴水織機(jī)日排廢水量約4m3左右，屬中度污染水質(zhì)。[1]

由于廢水中含有廢紗頭及潤滑油等物質(zhì)，廢水表面一層油花，所以采用氣浮工藝，經(jīng)過氣浮處理后，廢紗頭及潤滑油等幾乎全部被去除，剩余的化學(xué)漿料是主要污染物。此類廢水根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在夏天時(shí)效果較好，出水在50～70mg/L，而冬季出水氣浮效果較差，COD在100mg/L左右。而目前噴水織機(jī)使用的漿料多為以丙烯酸酯為主體的合成漿料。該漿料上漿時(shí)用氨水中和增稠，使丙烯酸漿料呈水溶性，以利調(diào)漿和上漿時(shí)應(yīng)用。在漿紗機(jī)上，濕漿紗烘燥時(shí)氨氣被揮發(fā)，在漿膜中的丙烯酸酯銨鹽側(cè)鏈變成羧酸，這種高分子酸的水溶性極低，使用中漿膜呈非水溶性，從而能承受噴水織機(jī)投緯時(shí)水滴的侵?jǐn)_，漿紗的機(jī)械性能仍然保持良好，依舊能完美地進(jìn)行織造。

在織造中部分漿料混入廢水中，在氣浮時(shí)會(huì)調(diào)節(jié)pH在堿性使得部分漿料溶解于廢水中，這就是造成噴水織機(jī)廢水氣浮后COD還在100mg/L的原因，要使的這部分溶解性漿料去除，使用超濾、砂濾等物理方法僅能去除部分COD，且截留的漿料粘度大，造成濾料和濾膜的污染在所難免，膜的清洗也較難成功。而丙烯酸類漿料是單鏈的有機(jī)物，大部分也較容易生物降解，所以利用生物法是比較有效的方法。

廢水通過水泵提升至調(diào)節(jié)池后，再提升進(jìn)入反應(yīng)池，首先進(jìn)行加入氫氧化鈉對(duì)pH 進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)后的廢水自流入下一級(jí)反應(yīng)池與混凝劑PAC 進(jìn)行混凝反應(yīng)，有效地去除SS及部份COD;然后再進(jìn)入絮凝池投加PAM后攪拌后形成厚重的礬花，進(jìn)入溶氣氣浮池利用氣泡將廢水中的懸浮物質(zhì)浮起，刮渣機(jī)刮除浮沫去除廢水中的廢紗頭、潤滑油及膠體物質(zhì)后，進(jìn)入接觸氧化池進(jìn)行好氧微生物降解，由于進(jìn)入接觸氧化池中廢水有機(jī)濃度較低，不利于生成活性污泥，所以在池中安裝立體彈性填料，彈性立體填料有助于微生物粘附在填料上，使得接觸氧化池中微生物及原后生動(dòng)物的生長，污泥濃度增加，更好地去除廢水中的有機(jī)物，廢水重力流入二沉池沉淀后出水達(dá)標(biāo)排放。

氣浮池池、接觸氧化池產(chǎn)生的污泥排入污泥池，污泥經(jīng)污泥泵進(jìn)入廂式壓濾進(jìn)行壓濾，泥餅外運(yùn)處置。壓濾機(jī)壓濾后的污水進(jìn)入集水井再進(jìn)行處理。其工藝流程見圖1：

2.2 工藝特點(diǎn)

本工藝作為噴水織機(jī)廢水處理的有效工藝，具有以下特點(diǎn)：

（1）氣浮工藝是噴水織機(jī)廢水的最佳預(yù)處理手段。氣浮池去除廢水中的懸浮物、油類、廢紗頭以及部分聚丙烯酸酯漿料等物質(zhì)，減少后續(xù)處理的難度。由于噴織廢水懸浮物較輕，又含有油類及廢紗頭，比重都較小，所以氣浮是噴織廢水處理的必須預(yù)處理工藝流程。

（2）氣浮+接觸氧化法替代國內(nèi)常用的氣浮+活性炭過濾、砂濾、超濾工藝。由于噴織工藝中所使用的漿料以聚丙烯酸酯類漿料為主，其在堿性條件下可溶解，而在酸性條件下形成，在漿膜中的丙烯酸酯銨鹽側(cè)鏈變成羧酸，這種高分子酸的水溶性極低，漿膜呈非水溶性。根據(jù)該漿料的此特點(diǎn)，在噴織廢水中該漿料有部分溶解于廢水中，溶解性有機(jī)物對(duì)于砂濾不能很好地進(jìn)行截留，活性炭吸附又易于飽和，超濾容易造成膜的污堵，而采用接觸氧化法可較好地去除溶解性有機(jī)物。

（3）采用彈性立體填料。龐浩然等曝氣生物濾池針對(duì)噴水織機(jī)廢水進(jìn)行了研究[2]，其研究噴織廢水沒有使用氣浮進(jìn)行預(yù)處理，而是直接進(jìn)入曝氣生物濾池，出水能達(dá)到污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本項(xiàng)目使用彈性立體填料相較于曝氣生物濾池處理噴水織機(jī)，廢水不易堵塞，不用反沖洗裝置，操作運(yùn)行維護(hù)簡單，并且通過氣浮預(yù)處理后再進(jìn)入接觸氧化池，出水效果更好。

（4）填料框架使用混凝土框架。本項(xiàng)目中彈性立體填料框架沒有采用普通槽鋼螺紋鋼作為框架材料，而是在土建設(shè)計(jì)施工中使用混凝土梁柱作為填料支撐體系，安裝簡單，使用壽命長，不怕鋼材被腐蝕，當(dāng)檢修時(shí)水池排空后，填料將槽鋼、螺紋鋼框架拉斷散架的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 工藝參數(shù)

（1）調(diào)節(jié)池（原有利舊），鋼砼結(jié)構(gòu)，有效池容：1500m3，水力停留時(shí)間9.0h;附屬設(shè)備：進(jìn)水泵2臺(tái)（一用一備），調(diào)節(jié)池風(fēng)機(jī)2臺(tái)（一用一備），電磁流量計(jì)1只，液位計(jì)3套;

（2）反應(yīng)池（原有利舊），鋼結(jié)構(gòu)，與氣浮池配套;配備設(shè)備：攪拌機(jī)4臺(tái)，PAC計(jì)量泵2臺(tái)，液堿計(jì)量泵2臺(tái)，PAM自動(dòng)泡藥機(jī)1臺(tái)，PH在線監(jiān)測(cè)儀1套;

（3）氣浮池（原有利舊），鋼結(jié)構(gòu)，成套設(shè)備，處理能力200m3/h;

（4）接觸氧化池，鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸：6.0×12×5.5m/座，共四座;有效容積：1440m3;停留時(shí)間：8.6h;配備設(shè)備：風(fēng)機(jī)2臺(tái)，一用一備，風(fēng)量15m3/min，風(fēng)壓0.06MPa，功率N=30kW，曝氣軟管600m;彈性立體填料1000m3;

（5）豎流式沉淀池，鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸：6.0×6.0×6.9m/座，共四座，表面負(fù)荷：1.2m3/m2.h;

（6）污泥池（原有利舊），鋼砼結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑物尺寸：15×15×2.0m;配套設(shè)備：1.5英寸氣動(dòng)隔膜泵2臺(tái);

（7）污泥脫水機(jī)棚，建筑物數(shù)量：1座;設(shè)備材料：60m2板框壓濾機(jī)1臺(tái)，功率3.0Kw，包括污泥加藥裝置1套;

（8）加藥、風(fēng)機(jī)房，數(shù)量：1座（分三個(gè)房間）;平面尺寸：6.0×6.0m。

3 處理效果

3.1 污泥馴化

往生物接觸池中共投放污泥，污泥來自當(dāng)?shù)赜∪緩U水處理廠生化池污泥，開通風(fēng)機(jī)，對(duì)污泥進(jìn)行培養(yǎng)，每天定時(shí)、定量向水解池中投加營養(yǎng)物質(zhì)（糖、尿素、磷酸二氫鉀等），進(jìn)行悶曝。

綜上，通過這一階段的工作，生化池中微生物的接種、培養(yǎng)、馴化工作已經(jīng)完成，污水處理站已完全能達(dá)到設(shè)計(jì)出水水質(zhì)要求。

3.2 處理效果

系統(tǒng)調(diào)試完成后運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，設(shè)備運(yùn)行正常，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，CODCr、氨氮、總氮和總磷均能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，具體數(shù)值如表2所示：

4 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該工程占地面積約1000 m2，工程運(yùn)行費(fèi)用有：

電費(fèi)，電耗約1200kW·h /d，折合處理費(fèi)用約0.225元/m3;

藥劑費(fèi)，工業(yè)液堿用量約200kg/d，PAC用量約800kg/d，PAM用量約8kg/d，折合處理費(fèi)用約0.6元/m3;

人工費(fèi)，安排4名操作工，按人均月工資為3000元計(jì)，折合處理費(fèi)用約0.1元/m3;

合計(jì)運(yùn)行費(fèi)用約為0.925元/m3;年運(yùn)行費(fèi)用130萬元;而增加的接觸氧化池僅僅只有風(fēng)機(jī)和水泵的電費(fèi)沒有藥劑的投加，其中接觸氧化池的運(yùn)行費(fèi)用為0.16元，但卻將廢水COD從100mg/L左右，降至40～50mg/L;

處理出水僅僅需要再增加一定的深度處理措施，即可回用，目前已有部分企業(yè)通過陶粒過濾器過濾后回用于噴水織機(jī)用水中。

5 結(jié)論

（1）針對(duì)噴水織機(jī)廢水的特性，氣浮+生物接觸氧化工藝能取得較好的處理效果，且比較穩(wěn)定;

（2）根據(jù)初步估算，此工藝的處理成本約為0.925元/m3;

（3）采用此工藝后，便于開展后續(xù)深度處理。

參考文獻(xiàn)

[1]陳云根，周可英.進(jìn)口噴水織機(jī)廢水循環(huán)回用技術(shù)[J].能源環(huán)境保護(hù)，2005（01）：49-50+59.

[2]龐浩然，李旭東，歐文韜，陳劍中，邱江平.曝氣生物濾池對(duì)噴水織機(jī)廢水BOD5去除效果的研究[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)（農(nóng)業(yè)科學(xué)版），2009，27（05）：516-519.

收稿日期：2019-03-04

作者簡介：吳志平（1979-），男，漢族，碩士研究生，工程師，研究方向?yàn)樗廴痉乐闻c水處理。