地毯印花廢水處理工程設(shè)計與運行

劉從彬，張成帥，劉 峻，朱亞飛

(1.江蘇潤環(huán)環(huán)境科技有限公司河南分公司，河南 鄭州 450000；2.河南省環(huán)境保護科學(xué)研究院，河南 鄭州 450004)

地毯印花廢水通常具有污染物濃度高、種類多、含有毒害成分及色度高等特點，是難處理的工業(yè)廢水之一。目前，國內(nèi)外處理地毯印花廢水的方法有物理化學(xué)法、生化法、化學(xué)法，多數(shù)以生化為主的物化-生化-深度處理組合法[1]。

河南某地毯制造企業(yè)在地毯印花工段廢水產(chǎn)生量為80～100 m3/d。根據(jù)企業(yè)要求、廢水水質(zhì)及當(dāng)?shù)氐呐欧艠?biāo)準(zhǔn)，本工程設(shè)計處理規(guī)模為100 m3/d，采用物化-生化-臭氧氧化的處理工藝，出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)表2規(guī)定的直接排放限值標(biāo)準(zhǔn)。

1 設(shè)計進、出水水質(zhì)

該企業(yè)排放的地毯印花廢水主要來源于印花工段，主要包含調(diào)漿、滾筒等處的沖洗廢水及后處理的水洗廢水。由于印花色漿中的漿料量比染料量多幾到幾十倍，印花廢水中除染料、助劑外，還含有大量漿料，廢水中COD、BOD5、色度都比較高，另外還殘留苯胺類污染物。

本工程設(shè)計進、出水水質(zhì)見表1。

2 污水處理工藝流程

根據(jù)國內(nèi)地毯印花廢水處理工程經(jīng)驗及研究成果[2-6]，結(jié)合本工程的實際情況，確定采用混凝沉淀法-水解酸化法-生物接觸氧化法-臭氧氧化法組合工藝。本工程的工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程
Fig.1 Flow chart of sewage treatment process

3 工程構(gòu)(建)筑物設(shè)計及設(shè)備參數(shù)

① 格柵渠。1座，磚混結(jié)構(gòu)；尺寸為5.0×0.4×3.2 m，設(shè)置粗格網(wǎng)、細(xì)格網(wǎng)各1臺，用于攔截廢水中的大塊漂浮物等，人工清渣。

② 調(diào)節(jié)池。1座，全地下鋼混結(jié)構(gòu)；尺寸為5.0×4.0×4.3 m，有效容積60 m3，停留時間14.4 h。設(shè)置污水提升泵2臺(1用1備)，揚程為15 m，功率為1.1 kW；池底設(shè)置穿孔管曝氣系統(tǒng)，定時開啟，防止污泥淤積。

③ 混凝池。1座，碳鋼結(jié)構(gòu)；尺寸為2.0×2.0×2.3 m，分四格，單格尺寸為1.0×1.0×2.3 m，總混凝時間1.92 h；設(shè)置攪拌器4套，加藥系統(tǒng)3套，分別用于投加NaOH、FeSO4和PAM。

④ 斜管沉淀池。1座，碳鋼結(jié)構(gòu)；尺寸為2.2×2.2×4.3 m，表面負(fù)荷0.86 m3/(m2·h)，沉淀時間2.9 h；設(shè)置離心泵設(shè)置離心泵2臺(1用1備)，揚程為16 m，功率為0.75 kW，用于污泥排放。

⑤ 水解酸化池。1座，碳鋼結(jié)構(gòu)；尺寸為9.0×2.7×2.5 m，有效容積53.4 m3，停留時間12.8 h，上升流速0.51 m/h(回流比150%)；設(shè)置組合填料，φ150 mm，36 m3，聚丙烯材質(zhì)。

⑥中間水池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)；尺寸為2.5×2.5×3.3 m，有效容積18.75 m3，設(shè)置污水提升泵2臺(1用1備)，揚程為15 m，功率為1.1 kW。

⑦ 生物接觸氧化池。1座，碳鋼結(jié)構(gòu)；尺寸為5.8×4.5×2.5 m；填料容積負(fù)荷0.48 kgBOD5/(m3·d)；總有效容積為52.2 m3，停留時間12.5 h；池底設(shè)置曝氣系統(tǒng)，其中曝氣器53套。池內(nèi)設(shè)置懸浮球填料，共27 m3，規(guī)格為φ80 mm。

⑧ 二沉池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為2.5×2.5×3.0 m，表面水力負(fù)荷為0.74 m3/(m2·h)；設(shè)置污泥回流泵2臺(1用1備)，揚程為12 m，功率為1.1 kW。

⑨ 臭氧氧化反應(yīng)器。1座，304不銹鋼結(jié)構(gòu)；尺寸為φ1.5×4.5 m；總有效容積為7.1 m3，反應(yīng)時間1.7 h；內(nèi)部設(shè)置鈦盤曝氣器3套。

⑩ 污泥貯池。1座，鋼混結(jié)構(gòu)，尺寸為2×1.5×2.5 m，有效容積6 m3；用于污泥貯存。

4 工藝調(diào)試及運行效果

4.1 工藝調(diào)試

本工程經(jīng)過工藝設(shè)計、土建施工、安裝施工、單機調(diào)試及聯(lián)動調(diào)試后，進入各處理單元工藝調(diào)試階段。

4.1.1 調(diào)節(jié)池

調(diào)節(jié)池運行5 d后，池內(nèi)出現(xiàn)大量的團狀漂浮物，是由于廢水中含有地毯中沖洗出的細(xì)小纖維等物質(zhì)結(jié)團所致，在運行過程中采用人工清撈以保障運行。

4.1.2 混凝池

通過在混凝池內(nèi)第一格到第三格分別投加NaOH溶液、FeSO4溶液、PAM溶液，反復(fù)調(diào)整各種藥劑的投加量，直至達(dá)到設(shè)計出水水質(zhì)要求。

4.1.3 水解酸化池

水解酸化池的接種污泥為市政污水處理廠的好氧池內(nèi)的活性污泥，折合絕干污泥0.8 t，污泥接種量10 gTSS/L，在污泥貯池內(nèi)泵入水解酸化池內(nèi)。先采用脈沖式進水的方式，直至池內(nèi)填料布滿生物膜，再采用均勻進水的方式，同時檢測出水水質(zhì)，達(dá)到設(shè)計要求。

4.1.4 生物接觸氧化池

首先在生物接觸氧化池注入水解酸化池出水，然后接種活性污泥，污泥接種量為約為3.5 gTSS/L，曝氣24 h后，進水量由小到大，濃度由低到高，使池內(nèi)微生物逐步適應(yīng)本類廢水，直到組合填料上布滿生物膜，出水清澈透明。

4.1.5 臭氧氧化反應(yīng)器

在前段工藝出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計要求時，采用間歇進水的方式進行調(diào)試。先將廢水泵入臭氧氧化反應(yīng)器，再開啟臭氧發(fā)生器，采用從臭氧發(fā)生量為150 g/h時，反應(yīng)1.7 h后監(jiān)測出水水質(zhì)，根據(jù)出水水質(zhì)情況，逐漸調(diào)整臭氧發(fā)生量，直至到達(dá)設(shè)計出水水質(zhì)要求。

4.2 運行效果

2018年10月，本工程工藝調(diào)試完成，運行結(jié)果見表2。出水水質(zhì)滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)表2規(guī)定的直接排放限值標(biāo)準(zhǔn)。

表2 運行結(jié)果Table 2 Operating results

5 工程投資及運行費用

本工程總投資為84.46萬元，其中直接投資66.53萬元和間接投資17.93萬元。直接投資主要包括構(gòu)(建)筑物、設(shè)備等；間接投資主要包括設(shè)計費、調(diào)試費、管理費、稅金等。運行費用總計285.92 元/d，主要包括電費、人工費以及藥劑費等，折合噸水運行費用為2.86元。

6 結(jié)語

經(jīng)本工程實際運行，采用混凝沉淀法-水解酸化法-生物接觸氧化法-臭氧氧化法組合工藝處理地毯印花廢水，出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)表2規(guī)定的直接排放限值標(biāo)準(zhǔn)。該工藝流程簡單、易操作、投資及運行費用較低，同時減少了地毯印花廢水對生態(tài)環(huán)境的污染。