1 工程背景 上海新風色織廠主要生產靛藍純棉防縮強固呢(俗稱“牛仔布”),產品全部外銷。為擴大出口創匯,利用外貸資金引進新型劍桿織機和漿染聯合機,進行技術改造,形成年產804.69萬m牛仔布的新企業,同時建造日處理廢水500m3的污水處理設施。于1991年9月起進行培菌和試運轉。1992年10月經上海市環境監測中心監測,所有樣品100%全部達到或優于上海市工業“廢水”排放標準,驗收合格投入正常使用。1.1 生產工藝 (1)全廠生產工藝:白紗→整經→漿染→織造→燒毛預縮→檢驗打包出廠 (2)染色車間生產工藝:白紗盤頭→煮煉→染色→水洗→烘干→上漿→烘干→卷繞→送織造車間1.2 染色過程中主要使用的染料及助劑 染料:還原性靛藍染料 助劑:燒堿、保險粉、滲透劑等1.3 污廢水來源及特點1.3.1 生產廢水 主要來源于染色車間中漿染機的煮煉和水洗工段,其中染缸下腳以及第一道水洗槽排水濃度較大,含有較多的染料,應濃淡廢水分別處理。既利于回收染料,降低生產成本,又便于提高廢水處理的質量,減少處理費用。1.3.2 生活污廢水 主要來源于廁所、食堂、浴室等,性質同普通生活污水。1.4 總處理水量 按500m3/d設計,其中生產廢水450m3/d,生活污廢水50m3/d。1.5 處理前水質指標及分析 根據市紡織局化纖公司環境監測站和上海紡織工業環保監測中心室1988年1月25日~31日連續一周同時對該廠進行的水質測定,兩單位所得數據還是比較接近的。因此以兩單位所測數據的平均值作為處理前的水質指標(見表1),并以此進行工藝設計。 表1 原水水質
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其中1#水樣是大掃除時所取水樣,濃度偏高。因本工程擬采用染料回收裝置,經回收后廢水濃度會有較大改善,所以1#水樣的水質不予考慮。 從2#~7#水樣分析資料來看: (1)多數水樣BOD5/CODCr比值為0.35~0.43之間,最不利值為0.188(2#水樣)。因此一般來說該廢水可生化性還是比較好的,采用以生化為主,輔以氣浮的工藝流程是可行的。 (2)2#~7#水樣BOD5值均<500mg/L,因此采用好氧工藝是較合理的。 (3)若使出水BOD5≤30mg/L,BOD5去除率需達到93.2%,因此采用延時曝氣生化法較合適。 (4)只有當CODCr去除率高達92%時,出水CODCr才能達到上海市的排放標準CODCr≤100mg/L。在整個印染行業這是有一定難度的。1.6 處理后水質指標及分析 根據市環境監測中心1992年10月15日10∶00至10月16日10∶00一晝夜的監測采樣,各生產工段設備均處于正常運行狀態,生產負荷達到規定要求,以此作為污水處理后的水質指標(見表2)。 表2 處理后水質
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從數據結果看,各項指標均達到或優于上海市排放標準(見表3),特別是CODCr平均值<100mg/L,證明這套污水處理設施大體上適合該廠的污水治理,一般運行效果較好。 表3 上海市工業“廢水”最高容許排放濃度值
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2 工藝流程 濃淡廢水分別處理,濃廢水經超濾回收靛藍染料后,有機物濃度降低,減
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其中濃廢水經超濾后的濾后水排入淡廢水調節池;豎流式沉淀池中的泥用泵提升至真空過濾機,注入混凝劑,泥水分離,分離后的泥用車送往廠區煤渣堆場,分離出來的水流回淡廢水調節池;豎流式沉淀池中的剩余污泥用泵提升,回流至延時曝氣池;氣浮池和消毒池分別注入混凝劑與消毒劑。3 主要設備選擇和構筑物設計3.1 設計參數3.1.1 設計水量 按廠方提供資料為500m3/d,其中生產廢水450m3/d,生活污水50m3/d。3.1.2 設計水質 生產廢水:BOD5466.83mg/L,CODCr1 350.91mg/L 生活污水:BOD5200mg/L,CODCr400mg/L 混合廢水水質:BOD5=(466.83×450+200×50)/500=440.15mg/L CODCr=(1 350.91×450+400×50)/500 =1255.82mg/L
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3.2 調節池 調節池容量按6h平均時廢水量計。 長×寬×高=8.2×4.35×3.5≈125m3。 停留時間=125m3/(500m3/d/24h/d)=6h。 為提高污水處理效果,防止大顆粒在池內沉淀,在池底設穿孔布氣管,采用24h連續曝氣。3.3 延時曝氣池 (1)每日去除BOD5量:(440.15mg/L-30mg/L)×500m3/d=205.1kg/d (2)取污泥負荷NS=0.15kgBOD5/(kgMLVSS.d) 混合液污泥濃度MLSS=4g/L 混合液揮發性污泥濃度MLVSS與混合液污泥濃度MLSS的比值為0.7,則混合液揮發性污泥濃度MLVSS=4×0.7=2.8g/L。 容積
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從圖2可以看出,對染料的截留率達99%~100%,選用該膜是合適的。
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由圖3可知,廢水的平均通量隨壓力的增加而加大,另外,經試驗得知操作壓力對截留率幾乎沒有影響,即R=99%~100%。實際操作壓力可根據需要,在0.2~0.4MPa范圍內選擇。 由圖4可知,在相同的操作壓力下,廢水的平均通量隨著溫度的增加而增加。因PAN-PVC膜可耐溫60~80℃,所以實際使用溫度可自行選擇。同樣,經試驗得知,操作溫度對截留率幾乎沒有影響,即R=99%~100%。4 處理成本與廠改造前后污水處理水質對比4.1 處理成本 取1992年7~9月的數據(見表4)。 表4 1992年7~9月處理成本
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由于原材料漲價及一些小整改較多,使得處理成本上升,待穩定后會降低一些。同時染料回收工作還未開展,其效益沒能體現。若將染料回收后用于生產,污水處理費用將大幅度下降,甚至轉為贏利。4.2 廠改造前后污水處理水質對比(見表5) 從表5的數據可以看出,改造后的污水處理水質明顯優于改造前,達到甚至超過預期的設計效果。 表5 改造前后污水處理水質對比
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5 調試、運行中發現的問題 (1)該工程于1991年8月竣工,9月中旬正式投入試車運行。采用生產廢水直接培菌。由于曝氣池上清液不能排入下水道,只能進入調節池,在較長時間內污泥體積提不高,延長培菌周期。 (2)1991年12月廠方根據客戶要求加工一批黑色牛仔布,由于技術部門未將改變染色品種這一信息及時反饋給環保部門,沒能事先采取預防手段,致使大量硫化黑生產污水涌入,破壞原污水菌相,使污水處理工作示能正常進行,造成第二次培菌。 (3)染料回收由于原設計水泵流量、揚程與實際安裝的超濾器不匹配,使超濾設施無法正常啟動。再加上回收下來染料的生產可用性試驗還未完成,還沒找出最佳濃度值,因此一方面未能將染料回收,降低成本;另一方面又增加了設施的運轉負荷,增加了治理難度,不利于生產的進一步發展。 (4)立式泥漿泵腐蝕嚴重,給檢修帶來很大麻煩。擬將調節池、沉淀池的立式泥漿泵改成移動泵或不銹鋼泵。 (5)由于污水的腐蝕性,自動液位控泵裝置大多損壞,應采取其它措施加以更換。
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