印染廢水處理設計方案
福建省某某印染有限公司印染廢水處理方案設計
1 工程概況
PU革是近幾年迅速發展的一種產品，它種類繁多，物美價廉，廣泛應用于汽車、鞋革、箱包、沙發、裝飾及服裝生產工業，是皮革的優良代用品，而革基布則是PU革的基礎材料，市場需求量極大，某縣縣現有織布廠20多家，織布機1500多臺，年產革基布9000萬米，以往某縣縣各織布廠生產的革基坯布未經漂染加工直接銷往外地，產品附加值較低。福建省某某印染有限公司在某縣縣埔頭工業區建設年產PU革基布3000萬米這一項目，可成為某縣縣當地的漂染基地，既可增加某縣縣稅費收入，又可解決部分剩余勞動力。
紡織印染行業是工業廢水排放大戶，據估算，全國每天排放的廢水量約(3-4)×106m3，且廢水中有機物濃度高，成分復雜，色度深，pH變化大，水質水量變化大，屬較難處理工業廢水。據福建省某某印染有限公司提供的數據，該項目的建成排放廢水量800噸/日。
根據《建設項目管理條例》和《環境保護法》之規定，環保設施的建設應與主體工程“三同時”。受福建省某某印染有限公司委托，我們提出了該項目的廢水處理方案，按本方案進行建設后，可確保廢水的達標排放，能極大地減輕該項目外排廢水對某縣的不利影響。
2 方案設計依據
2.1 福建省某某印染有限公司提供的水質參數
2.2 《紡織染整工業水污染物排放標準》GB4287-92
2.3 《室外排水設計規范》GBJ14-87
2.4 《建筑給排水設計規范》GBJ15-87
2.5 《福建省環境保護條例》
2.6 其它同類企業廢水處理設施竣工驗收監測數據
3 方案設計原則
3.1 可行性原則。在工程設計中，在確保工藝可行的同時，兼顧經濟上許可的能力(總投資費用省、運行費用低等)，考慮工藝上的可行性與經濟上的可行性協調統一。
3.2 可靠性原則。通過對印染行業目前廢水處理情況的調研，結合多年從事廢水處理的經驗，同時借鑒目前印染廢水處理的成功個例，并與當前先進的廢水處理設備相融合，制定合理、成熟、可靠的廢水處理工藝，確保廢水處理系統能長期、穩定、可靠地運行。
3.3 先進性原則，采用當前廢水處理的先進工藝和設備。
3.4 操作管理方便，技術簡單實用，提高操作管理水平，實現科學現代化的管理。
3.5 避免二次污染，在治理廢水的同時，避免污泥和噪音產生二次污染。
4 廢水的水質水量
福建省某某印染有限公司采用的原料為純棉或滌棉坯布，染料有直接和分散染料，助劑有燒堿、碳酸鈉、雙氧水、表面活性劑、工業食鹽、起毛劑等。
廢水為連續排放，但水量、水質變化大，無固定規律，根據福建省某某印染有限公司提供并結合同類型企業的資料，其廢水水質參數如下：
|
廢水量
|
800噸/天
|
|
CODcr
|
1767mg/l
|
|
BOD5
|
868mg/l
|
|
SS
|
121mg/l
|
|
pH
|
9~12
|
|
NH3-N
|
15.1mg/l
|
|
S2-
|
2.3mg/l
|
|
色度
|
1000倍
|
5 廢水處理后排放標準
根據《紡織染整工業水污染物排放標準》GB4287-92中之規定：
|
CODcr
|
100mg/l
|
|
BOD5
|
25mg/l
|
|
色度
|
40倍(稀釋倍數)
|
|
pH
|
6~9
|
|
SS
|
70mg/l
|
|
氨氮
|
15mg/l
|
|
硫化物
|
1.0mg/l
|
|
六價鉻
|
0.5mg/l
|
|
銅
|
0.5mg/l
|
|
苯胺類
|
1.0mg/l
|
|
二氧化氯
|
0.5mg/l
|
|
最高允許排水量
|
|
6 廢水處理工藝
6.1 紡織染整行業廢水的特點
紡織染整行業的廢水主要來自退漿、煮煉、漂白、染色和整理工段，各工段廢水特點如下：
煮煉工序是為了去除織物所含蠟質、果膠、油劑和機油等雜質，使用的化學藥劑以燒堿和表面活性劑為主，此部分廢水量大，堿性強，CODcr、BOD5高，是印染廢水中主要的有機污染源。
漂白主要是利用氧原子氧化織物中的著色基團，達到織物增白的目的，漂白廢水中一般有機物含量較低，使用的漂白劑多為雙氧水。
染色工藝是本項目的支柱工藝，在此過程中，使用直接、分散等染料和各種助劑，從而使染色工藝成為復雜工藝，也使染色廢水水質呈現出復雜多樣性。一般而言，染色廢水堿性強，色澤深，對人體器官刺激大，BOD5、CODcr濃度高，廢水中所含各種染料、表面活性劑和各種助劑是印染廢水中最大的有機物污染源。
6.2 目前印染廢水處理現狀
印染廢水的處理以生化法為主，并常與物理、化學法串聯，方能取得較好的效果，目前對印染廢水處理常見的處理方法有：
此法工藝較成熟，在印染廢水治理中有一定的歷史，目前應用于紡織系統中大多數工廠。某市印染廠廢水治理即采用此法。此法主要設施有調節池、曝氣池和沉淀池等。
調節池主要用以調節各污染源排放廢水的水質水量，防止對曝氣池形成沖擊，避免細菌死亡。因此，廢水在調節池停留時間越長越好，但也要考慮建造費用，故一般根據企業的生產周期和占地條件來設計調節池。
曝氣池主要作用是對泥水混合液充氧，保證活性污泥在分解有機物時所需的氧量，同時使活性污泥和廢水充分混合。一般對曝氣池的技術要求是污泥負荷常為0.3-0.4kgBOD5/kg.MLSS.d曝氣時間約為4-6小時，污泥濃度一般在3-4g/l，但隨著化纖織物的比例不斷增大和水處理技術的提高，這些技術要求有所改變。
沉淀池主要是使泥水分離，并在沉淀時進一步降解有機物，經過泥水分離后水直接排放，污泥一部分回流進入曝氣池，一部分作剩余污泥排放。
活性污泥法的特點是污水與生物污泥的接觸較均勻持久，池水濃度分布較均勻，水溫控制幅度較寬，在布水操作上也比較簡單，處理效率較高，一般BOD5去除率可達95%以上，CODcr去除率在60%左右。但該法管理較復雜，易發生污泥膨脹及上翻，且占地面積較大。
接觸氧化法是近年來逐步廣泛應用的污水處理技術。上海紡織系統中針織和印染廠大多采用的是塔式濾池(接觸氧化法的一種)。塔式濾池的結構是塔加填料，塔的作用是充氧和安放填料，塔的高度是根據充氧要求和污水與填料上生物膜接觸時間來設計，一般需要2.5-4小時，容積負荷在2-3kgBOD5/m3，填料過去使用表面粗糙的固體物使生物膜能依附其上，隨著塑料工業的發展，目前采用了蜂窩填料和軟性填料作生物膜支撐物，取得較好效果。
塔式濾池特點是運行管理方便，處理時間短，占地面積小，但有機物去除率相對低此，一般CODcr去除率在45-60%，BOD5去除率在70-90%，色度去除率在30-50%。
隨著織物中化纖成份增多和化學助劑漿料的使用，印染廢水中BOD5與CODcr比值發生了變化，廢水的可生化性變差，為達到較好的處理效果，紡織行業開始采用物理化學法(臭氧混凝沉淀和氣浮法等)處理印染廢水。物理化學法常用混凝劑有硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵、堿式氯化鋁、高分子混凝劑等。一般物理化學法用于二級處理，也有些工廠如上海第二絲綢印染廠單用物理化學法處理印染廢水。實踐證明，混凝氣浮是一種較為合適的物化處理方法，因為印染廢水中含有大量的污染物質如纖維素、漿料等，呈懸浮狀態和膠體狀態，且有些染料如分散、硫化、還原染料及涂料與混凝劑特別是鋁鹽混凝劑產生的絮凝物比重較小，適合采用氣浮法處理。
其它化學方法，如臭氧作為氧化劑脫色效果很好，但是耗電量大，處理成本高，不易推廣。同樣，電解法也存在耗電量大，鋼材用量大，且運轉管理較復雜的問題。
(2)有A2/O法，即厭氧——好氧除磷工藝，是英文Anaerobic-Oxic的縮寫，其主要功能是去除有機物和除磷，一般對BOD5和SS和去除率為95%，磷的去除率為70%以上。
(3)A2/O法，即厭氧——缺氧——好氧生物脫氮除磷工藝，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic的縮寫，其功能是去除有機物和除磷脫氮。
有A/B法、水解——好氧生物處理工藝等，是較新的處理工藝，也有應用于印染廢水處理，本文不再一一贅述。
6.3 本方案采用的印染廢水的處理工藝
經綜合比較分析，并結合多年從事印染廢水處理的經驗，以經濟和可行為原則，決定采用如下處理工藝：
濃堿性廢水先經過格柵處理后用于水膜除塵器除塵，經消煙除塵后，可降低PH值，使系統不必加酸調整PH，并可去除約30%的CODcr，使生化系統負荷降低，以節省運行費用，保證了生化處理的PH條件。除塵水沉淀后與其它生產廢水一并經粗細格柵去除較粗雜質后，進入調節池，在調節池內設置預曝氣系統，可均勻水質并防止雜質沉淀，還可以調蓄水量和在一定程度上脫除廢水中硫化物。調節池的水用泵提升至反應池，經加藥反應后靠重力流入豎流式沉淀池進行泥水分離。底部的污泥排至污泥濃縮池，豎流式沉淀池可去除部分有機物和大幅度降低硫化物和CODcr、色度，降低PH值并提高了B/C比值，為后續生化處理創造條件。
豎流式沉淀池上清液靠重力流入水解酸化池，同時調入營養料（P），降解大分子物質，進一步提高B/C，并降低CODcr。水解酸化池出水再靠重力流至A/O接觸氧化池。在A/O接觸氧化池中去除大部分溶解性有機物并進行反硝化脫氮，O池末端混合液回流至A池起始端，其中A池占1/3，O池占2/3，回流量為2倍處理水量。
A/O接觸氧化池出水靠重力流至氣浮系統，經加藥氣浮后，浮泥至污泥濃縮池，出水至排放池，當需要時在排放池內投加脫色劑，達標廢水就近排放。
剩余活性污泥排入污泥脫水池，污泥脫水池上清液入調節池循環處理。脫水后的干污泥妥善處理(可摻入煤中送鍋爐焚燒)，防止二次污染。
(1)水解酸化
在缺氧條件下，廢水中的有機物完成厭氧反應的第一階段，將一些難生物降解的有機物分解成易生物降解的小分子有機物，降低CODcr、BOD5、SS、S2-、色度，提高廢水可生化性，為后續生化處理創造良好條件。
(2)絮凝劑
廢水呈堿性，含硫化物。常用的絮凝劑為PAC或PFS，助凝劑為PAM，但PAC投加量過多可能影響后續生化處理，因此本工藝選擇FM復合絮凝劑。FM對染色廢水的色度和CODcr的去除有顯著效果，而且具有脫硫的性能。該研究為上海市科委的攻關項目，已由上海市科委組織鑒定，并實際應用。FM絮凝劑價格低、來源方便，可現場復配。當然也可使用其它合適的絮凝劑，助凝劑為PAM。
(3)生化處理
生物接觸氧化是一種較新的生物膜法,是在池中安裝填料,填料具有很大的比表面積,是一種生物載體,產生較大的活性污泥濃度,以提高接觸氧化池的容積負荷，提高污染物的去除效率。同時具有設備簡單，占地小，維護方便，操作靈活，運行費用低等特點。已廣泛應用于化工、食品、制藥、印染等行業的廢水處理，效果顯著。被國家環保局推薦為最佳環保實用技術。
(1)濃堿廢水經消煙除塵后，可降低PH值，使系統不必加酸調整PH，并可去除約30%的CODcr，使生化系統負荷降低，以節省經常費用，保證了生化處理的PH條件。
(2)加藥反應沉淀，主要目的是去除部分有機物和大幅度降低硫化物、降低色度和SS，提高了B/C比值，并適當降低了PH值（PH<10），為生化創造條件。
（3）水解酸化池采用填料形式，定時曝氣沖刷生物膜防止沉淀。每四小時開10分鐘，可使池內基本保持無氧狀態，又可達到換膜目的。
（4）A/O系統采用接觸氧化方式，可減少構筑物，節省投資，耐沖擊，污泥量少，主要去除大部溶解性有機物和反硝化脫氮。
（5）最終加藥反應氣浮系統，可進一步去除不可降解有機物、色度等使處理水達標排放。
（6）排放池的設置主要為便于監測，在需要時還可投加脫色劑。
7 主要構筑物、設備等投資概算(最終以擴初設計為準)
7.1 主要構筑物設計參數
|
序號
|
名 稱
|
參數
|
材料
|
數量
|
備 注
|
|
1
|
集水井
|
|
磚混
|
1座
|
|
|
2
|
調節預曝池
|
|
磚混
|
1座
|
可依現場情況適當增減
|
|
3
|
沉淀池
|
|
鋼砼
|
1座
|
可依現場情況適當增減
|
|
4
|
水解酸化池
|
|
鋼砼
|
1座
|
|
|
5
|
接觸氧化池
|
|
鋼砼
|
1座
|
|
|
6
|
混凝氣浮(含反應池)
|
|
磚混
|
1座
|
|
|
7
|
機泵間
|
|
磚混
|
1座
|
|
|
8
|
污泥干化池
|
|
磚混
|
3座
|
可依現場情況適當增減
|
|
9
|
污泥濃縮池
|
|
磚混
|
1座
|
|
|
10
|
排放池
|
|
磚混
|
1座
|
|
7.2 主要設備及投資
|
序號
|
名 稱
|
規格、型號
|
數 量
|
價格(萬元)
|
|
1
|
粗細格柵
|
非標
|
2臺
|
0.2
|
|
2
|
污水泵
|
Q=40,H=10
|
1臺
|
0.4
|
|
3
|
曝氣機
|
Q=10,H=5
|
3臺
|
13.6
|
|
4
|
攪拌機
|
|
1臺
|
1.8
|
|
5
|
填料
|
TB/TA2—TH1
|
|
15
|
|
6
|
微孔曝氣
|
TK/R65
|
500
|
5.3
|
|
7
|
污水泵
|
Q=70,H=10
|
1臺
|
0.3
|
|
8
|
加藥設備
|
非標(防腐)
|
|
0.8
|
|
9
|
部分加壓溶氣氣浮機
|
非標
|
|
6.8
|
|
10
|
自動控制柜
|
非標
|
1臺
|
0.85
|
|
11
|
曝氣系統
|
非標
|
|
3.2
|
|
12
|
預曝氣系統
|
非標
|
|
1.6
|
|
13
|
電纜線照明儀表
|
|
|
0.6
|
|
14
|
填料支架
|
|
|
1.3
|
|
15
|
管道閥門
|
|
|
2.7
|
|
16
|
安裝費（廠方安裝）
|
|
|
0
|
|
17
|
運輸費
|
|
|
0.8
|
|
18
|
小 計
|
|
|
55.25
|
7.3 其他費用
|
序號
|
名 稱
|
金 額
|
|
1
|
設計費
|
3.0
|
|
2
|
調試費(不含藥劑費用)
|
1.6
|
|
3
|
小 計
|
4.6
|
總計投資費用(不含土建及氣浮雨棚59.86萬元(總排水計量流量計未計在內)，土建費用約為75萬元，詳細費用應在初設完成后最終確定。
8 廢水處理費用
8.1 操作管理人員工資：
廢水處理站24小時連續三班三運轉，操作人員每班1人，共計3人。按每月工資平均500元計3×12×500元/1658/365=0.03元/噸-水
8.2 藥劑費：混凝劑FM和助凝劑PAM組合使用,0.26元/噸-水。
8.3 電費：0.33元/噸-水。
8.4 處理每噸水總運行費用：
0.03+0.26+0.33=0.62元
經常運行費：0.62元/噸-水。
9.補充說明
因時間倉促,且未能進行現場調查,最終方案可能還需要進行適當調整。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
