洗毛廢水的處理
洗毛是羊毛制成品的一個中間環節。由于羊毛在原產地收集時雜質較多，制成品時必須經過一個洗滌過程，產生洗滌廢水。其生產工藝如圖1所示。
河北省某公司下屬的洗毛廠年加工能力為 4 000t，日排放洗毛廢水500 m3。經現場監測p(CODcr)=5200mg/L，ρ(BOD5)=3000mg/L，ρ(SS)=2 200 mg/L。1999年公司籌集 110萬元對廢水進行治理，治理后達到《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)中的二級標準。
1 設計處理水質、水量
根據該公司提供的原始數據，以及對該公司水質化驗的結果，確定本工程的處理水質、水量如下：
設計處理水量：5003/d。
設計處理水質：ρ(CODcr)≤5200mg/L，ρ(BOD5)≤3000mg/L，ρ(SS)≤2200mg/L;
設計處理后水質：ρ(CODcr)≤200mg/L，ρ(BOD5)≤60mg/L，ρ(SS)≤200mg/L。
2 廢水處理工藝設計
2.1 工藝的確定
洗毛廢水是洗毛生產工藝排出的高濃度有機廢水，其中含有泥沙、羊毛脂、羊糞，還含有少量洗滌劑和羊毛纖維。經化驗分析證明：廢水中羊毛脂多已乳化，以O/W(水包油)形式存在，是組成廢水中BOD5，CODcr的主要成分。其色淡黃、味臭、粘稠、pH值為8.5～9.5，m(BOD5)/m(CODcr)為0.6左右。
根據以上廢水特點，采用厭氧、好氧加混凝沉淀的處理工藝。由于廢水中高濃度的CODcr，BOD5主要是由羊毛脂引起(該廠廢水中羊毛脂含量少，回收價值不大)，羊毛脂的化學成分為脂肪酸和高級一元醇化合而成的脂。故先采用厭氧降解高分子物質，而后再用好氧生化，利用好氧微生物的新陳代謝作用去除水中的色度。氣味、粘稠物質等。考慮該公司管理水平，采用投資省、運行費用低。運行穩定的 UASB+二級生物接觸氧化法處理該廢水。
2.1 工藝流程
2.2.1 廢水處理工藝流程見圖2。
2.2.2 污泥處理工藝流程見圖3。
2.3 工藝流程簡述
廢水由水渠進入調節沉淀池，調節水質、水量均勻并預沉部分較大顆粒的懸浮物后進入UASB反應器。通過厭氧微生物的作用去除大部分的有機物。出水進入一級生物接觸氧化池進行好氧生化處理，然后進入中間沉淀池進行泥水分離再進入二級生物接觸氧化池進行好氧生化處理。出水加入混凝劑PAC和絮凝劑PAM進行混凝沉淀。二沉池出水達標排放或回用。
此工藝中UASB消化大量污泥。只有調節池。中間沉淀池、二沉池中產生污泥，且量不大疏水性好。故采用污泥通過管道進入貯泥池，然后由泵打入壓濾機房，通過壓濾機壓濾后脫水，泥餅外運填埋或作農肥處理。貯泥池上清液和壓濾機房濾液回流至調節沉淀池進行處理。
3 主要構筑物及技術參數
3.1 調節沉淀池
停留時間 t=4 h，V=84 m3。
3.2 UASB反應器
UASB設三相分離器收集沼氣。沼氣產率0.4L[CH4]/g[CODcr]，沼氣量800 m3/d，反應溫度30-35 t，有機負荷2.8 kg[CODcr]/(m3·d)，設計停留時間 t=14.4h，V=400 m3。
3.3 一級氧化池
生物接觸氧化池是本工藝流程中的主要處理構筑物。池內采用由全性聚乙烯塑料制成的半軟性填料。這種填料生物附著力強，比表面積大，空隙率大，具有較強的重新布水、布氣能力，對有機物去除率高，耐腐蝕，不易堵塞，安裝靈活方便。
該工程綜合考慮，確定曝氣裝置采用KBB-215型微孔曝氣器。這種曝氣器具有動力效率高，氧氣利用率高，耐腐蝕，不堵塞，安裝方便等特點。設計停留時間 t=17.5 h，V=412 m3。
3.4 中間沉淀池
廢水中的少量懸浮物和脫落的生物膜在該單元完成沉淀分離，沉淀池采用獨特的布水及出水方式，大大提高了沉淀池的表面負荷及處理效果。減少占地面積。表和負荷 q=1.1m3/(m2·h)，設計停留時間 t=2h，V=61m3。
3.5 二級氧化池
考慮到該廢水的CODcr濃度較高，一級好氧生化處理難以達標，為提高處理效果采用二段好氧生化法。以CODcr計的有機負荷為0.5kg/(m2·d)，氣水體積比5：1，供氣量 1.8 m3/min，設計停留時間 t= 3.6h，V=168 m3。
3.6 二沉池
加藥后的廢水中形成大的絮體，在二沉池中完成泥水分離。上清液達標排放。污泥排入貯泥池。q= 1.0 m3/(m2·h)，設計停留時間 t=2 h，V=61 m3。
3.7 貯泥池
污泥產率按 Y二0.5 kg/kg[BOD5]計，1d產含水率 99.5%污泥 38 m3，故 V=18 m3。
3.8 壓濾機
本設計選用 XM70/870型廂式壓濾機1臺作為污泥脫水設施。脫水后的泥餅運出廠外處置，濾液回流至調節沉淀池。
4 工程投資
工程投資見表1。
表1 工程投資
|
投資 |
分項名稱 |
費用/萬元 |
|
工程直接投資 |
土建工程 |
33.06 |
|
工藝設備 |
61.14 |
|
|
配套工程 |
6.2 |
|
|
安裝工程 |
3.6 |
|
|
直接投資小計 |
104.00 |
|
|
工程間接投資 |
工程設計費 |
5.00 |
|
工程調試、技術培訓費 |
5.00 |
|
|
間接投資小計 |
10.00 |
|
|
工程總投資 |
|
114.00 |
5 技術經濟分析
技術經濟分析見表2。
表2 技術經濟分析
|
項目 |
數量 |
單價 |
費用/（元·t-1） |
|
人工費 |
4人 |
600元（月·人） |
0.16 |
|
電費 |
21.6kW |
0.6元（kW·h） |
0.51 |
|
藥劑費（PAC） |
0.2kg/m3 |
1500元/t |
0.3 |
|
藥劑費（PAM） |
0.006kg/m3 |
13000元/t |
0.08 |
|
維修及折舊 |
綜合折舊以20a計 |
|
0.34 |
|
沼氣效益 |
500/m3 |
|
0.28 |
|
節水費用 |
|
|
0.06 |
|
綜合處理費用 |
|
|
1.05 |
6 運行情況
該工程于 200年 6月調試達標，并通過了當地環保部門的驗收監測。監測結果見表3(為考察各單元處理效果，同時監測了UASB和生物接觸氧化池出水效果)。1年多來設施運行正常，處理效果穩定。
表3 監測結果
|
測試范圍 |
pH值 |
ρ（CODcr）/（mg·L-1） |
ρ（BOD5）/（mg·L-1） |
ρ（SS）/（mg·L-1） |
||||||||
|
1# |
2# |
3# |
1# |
2# |
3# |
1# |
2# |
3# |
1# |
2# |
3# |
|
|
原水 |
9 |
9.5 |
10 |
5400 |
5000 |
5100 |
2800 |
2600 |
2700 |
2400 |
2000 |
2100 |
|
調節沉淀池出水 |
9 |
9.5 |
10 |
5400 |
5000 |
5100 |
2800 |
2600 |
2700 |
2160 |
1800 |
1890 |
|
UASB出水 |
8 |
8.5 |
9 |
1080 |
1000 |
1020 |
420 |
390 |
360 |
720 |
600 |
630 |
|
生物接觸氧化池出水 |
8 |
8 |
8.5 |
216 |
200 |
204 |
63 |
58.5 |
54 |
288 |
240 |
252 |
|
混凝沉淀 |
8 |
7.5 |
8 |
108 |
100 |
102 |
37.8 |
35.1 |
32.4 |
115.2 |
96 |
100.8 |
|
排放標準 |
6～9 |
|
200 |
|
|
60 |
|
|
200 |
|
||
|
總去除率/% |
|
|
|
|
98 |
|
|
98.7 |
|
|
95.2 |
|
注：驗收監測歷時3d，取樣順次為4h1次。表格中所列數據為每日平均值。
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