印染废水处理设计方案
福建省某某印染有限公司印染废水处理方案设计
1 工程概况
PU革是近几年迅速发展的一种产品，它种类繁多，物美价廉，广泛应用于汽车、鞋革、箱包、沙发、装饰及服装生产工业，是皮革的优良代用品，而革基布则是PU革的基础材料，市场需求量极大，某县县现有织布厂20多家，织布机1500多台，年产革基布9000万米，以往某县县各织布厂生产的革基坯布未经漂染加工直接销往外地，产品附加值较低。福建省某某印染有限公司在某县县埔头工业区建设年产PU革基布3000万米这一项目，可成为某县县当地的漂染基地，既可增加某县县税费收入，又可解决部分剩余劳动力。
纺织印染行业是工业废水排放大户，据估算，全国每天排放的废水量约(3-4)×106m3，且废水中有机物浓度高，成分复杂，色度深，pH变化大，水质水量变化大，属较难处理工业废水。据福建省某某印染有限公司提供的数据，该项目的建成排放废水量800吨/日。
根据《建设项目管理条例》和《环境保护法》之规定，环保设施的建设应与主体工程“三同时”。受福建省某某印染有限公司委托，我们提出了该项目的废水处理方案，按本方案进行建设后，可确保废水的达标排放，能极大地减轻该项目外排废水对某县的不利影响。
2 方案设计依据
2.1 福建省某某印染有限公司提供的水质参数
2.2 《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92
2.3 《室外排水设计规范》GBJ14-87
2.4 《建筑给排水设计规范》GBJ15-87
2.5 《福建省环境保护条例》
2.6 其它同类企业废水处理设施竣工验收监测数据
3 方案设计原则
3.1 可行性原则。在工程设计中，在确保工艺可行的同时，兼顾经济上许可的能力(总投资费用省、运行费用低等)，考虑工艺上的可行性与经济上的可行性协调统一。
3.2 可靠性原则。通过对印染行业目前废水处理情况的调研，结合多年从事废水处理的经验，同时借鉴目前印染废水处理的成功个例，并与当前先进的废水处理设备相融合，制定合理、成熟、可靠的废水处理工艺，确保废水处理系统能长期、稳定、可靠地运行。
3.3 先进性原则，采用当前废水处理的先进工艺和设备。
3.4 操作管理方便，技术简单实用，提高操作管理水平，实现科学现代化的管理。
3.5 避免二次污染，在治理废水的同时，避免污泥和噪音产生二次污染。
4 废水的水质水量
福建省某某印染有限公司采用的原料为纯棉或涤棉坯布，染料有直接和分散染料，助剂有烧碱、碳酸钠、双氧水、表面活性剂、工业食盐、起毛剂等。
废水为连续排放，但水量、水质变化大，无固定规律，根据福建省某某印染有限公司提供并结合同类型企业的资料，其废水水质参数如下：
|
废水量
|
800吨/天
|
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CODcr
|
1767mg/l
|
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BOD5
|
868mg/l
|
|
SS
|
121mg/l
|
|
pH
|
9~12
|
|
NH3-N
|
15.1mg/l
|
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S2-
|
2.3mg/l
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色度
|
1000倍
|
5 废水处理后排放标准
根据《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92中之规定：
|
CODcr
|
100mg/l
|
|
BOD5
|
25mg/l
|
|
色度
|
40倍(稀释倍数)
|
|
pH
|
6~9
|
|
SS
|
70mg/l
|
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氨氮
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15mg/l
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硫化物
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1.0mg/l
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六价铬
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0.5mg/l
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铜
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0.5mg/l
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苯胺类
|
1.0mg/l
|
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二氧化氯
|
0.5mg/l
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最高允许排水量
|
|
6 废水处理工艺
6.1 纺织染整行业废水的特点
纺织染整行业的废水主要来自退浆、煮炼、漂白、染色和整理工段，各工段废水特点如下：
煮炼工序是为了去除织物所含蜡质、果胶、油剂和机油等杂质，使用的化学药剂以烧碱和表面活性剂为主，此部分废水量大，碱性强，CODcr、BOD5高，是印染废水中主要的有机污染源。
漂白主要是利用氧原子氧化织物中的着色基团，达到织物增白的目的，漂白废水中一般有机物含量较低，使用的漂白剂多为双氧水。
染色工艺是本项目的支柱工艺，在此过程中，使用直接、分散等染料和各种助剂，从而使染色工艺成为复杂工艺，也使染色废水水质呈现出复杂多样性。一般而言，染色废水碱性强，色泽深，对人体器官刺激大，BOD5、CODcr浓度高，废水中所含各种染料、表面活性剂和各种助剂是印染废水中最大的有机物污染源。
6.2 目前印染废水处理现状
印染废水的处理以生化法为主，并常与物理、化学法串联，方能取得较好的效果，目前对印染废水处理常见的处理方法有：
此法工艺较成熟，在印染废水治理中有一定的历史，目前应用于纺织系统中大多数工厂。某市印染厂废水治理即采用此法。此法主要设施有调节池、曝气池和沉淀池等。
调节池主要用以调节各污染源排放废水的水质水量，防止对曝气池形成冲击，避免细菌死亡。因此，废水在调节池停留时间越长越好，但也要考虑建造费用，故一般根据企业的生产周期和占地条件来设计调节池。
曝气池主要作用是对泥水混合液充氧，保证活性污泥在分解有机物时所需的氧量，同时使活性污泥和废水充分混合。一般对曝气池的技术要求是污泥负荷常为0.3-0.4kgBOD5/kg.MLSS.d曝气时间约为4-6小时，污泥浓度一般在3-4g/l，但随着化纤织物的比例不断增大和水处理技术的提高，这些技术要求有所改变。
沉淀池主要是使泥水分离，并在沉淀时进一步降解有机物，经过泥水分离后水直接排放，污泥一部分回流进入曝气池，一部分作剩余污泥排放。
活性污泥法的特点是污水与生物污泥的接触较均匀持久，池水浓度分布较均匀，水温控制幅度较宽，在布水操作上也比较简单，处理效率较高，一般BOD5去除率可达95%以上，CODcr去除率在60%左右。但该法管理较复杂，易发生污泥膨胀及上翻，且占地面积较大。
接触氧化法是近年来逐步广泛应用的污水处理技术。上海纺织系统中针织和印染厂大多采用的是塔式滤池(接触氧化法的一种)。塔式滤池的结构是塔加填料，塔的作用是充氧和安放填料，塔的高度是根据充氧要求和污水与填料上生物膜接触时间来设计，一般需要2.5-4小时，容积负荷在2-3kgBOD5/m3，填料过去使用表面粗糙的固体物使生物膜能依附其上，随着塑料工业的发展，目前采用了蜂窝填料和软性填料作生物膜支撑物，取得较好效果。
塔式滤池特点是运行管理方便，处理时间短，占地面积小，但有机物去除率相对低此，一般CODcr去除率在45-60%，BOD5去除率在70-90%，色度去除率在30-50%。
随着织物中化纤成份增多和化学助剂浆料的使用，印染废水中BOD5与CODcr比值发生了变化，废水的可生化性变差，为达到较好的处理效果，纺织行业开始采用物理化学法(臭氧混凝沉淀和气浮法等)处理印染废水。物理化学法常用混凝剂有硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、碱式氯化铝、高分子混凝剂等。一般物理化学法用于二级处理，也有些工厂如上海第二丝绸印染厂单用物理化学法处理印染废水。实践证明，混凝气浮是一种较为合适的物化处理方法，因为印染废水中含有大量的污染物质如纤维素、浆料等，呈悬浮状态和胶体状态，且有些染料如分散、硫化、还原染料及涂料与混凝剂特别是铝盐混凝剂产生的絮凝物比重较小，适合采用气浮法处理。
其它化学方法，如臭氧作为氧化剂脱色效果很好，但是耗电量大，处理成本高，不易推广。同样，电解法也存在耗电量大，钢材用量大，且运转管理较复杂的问题。
(2)有A2/O法，即厌氧——好氧除磷工艺，是英文Anaerobic-Oxic的缩写，其主要功能是去除有机物和除磷，一般对BOD5和SS和去除率为95%，磷的去除率为70%以上。
(3)A2/O法，即厌氧——缺氧——好氧生物脱氮除磷工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic的缩写，其功能是去除有机物和除磷脱氮。
有A/B法、水解——好氧生物处理工艺等，是较新的处理工艺，也有应用于印染废水处理，本文不再一一赘述。
6.3 本方案采用的印染废水的处理工艺
经综合比较分析，并结合多年从事印染废水处理的经验，以经济和可行为原则，决定采用如下处理工艺：
浓碱性废水先经过格栅处理后用于水膜除尘器除尘，经消烟除尘后，可降低PH值，使系统不必加酸调整PH，并可去除约30%的CODcr，使生化系统负荷降低，以节省运行费用，保证了生化处理的PH条件。除尘水沉淀后与其它生产废水一并经粗细格栅去除较粗杂质后，进入调节池，在调节池内设置预曝气系统，可均匀水质并防止杂质沉淀，还可以调蓄水量和在一定程度上脱除废水中硫化物。调节池的水用泵提升至反应池，经加药反应后靠重力流入竖流式沉淀池进行泥水分离。底部的污泥排至污泥浓缩池，竖流式沉淀池可去除部分有机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，为后续生化处理创造条件。
竖流式沉淀池上清液靠重力流入水解酸化池，同时调入营养料（P），降解大分子物质，进一步提高B/C，并降低CODcr。水解酸化池出水再靠重力流至A/O接触氧化池。在A/O接触氧化池中去除大部分溶解性有机物并进行反硝化脱氮，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，回流量为2倍处理水量。
A/O接触氧化池出水靠重力流至气浮系统，经加药气浮后，浮泥至污泥浓缩池，出水至排放池，当需要时在排放池内投加脱色剂，达标废水就近排放。
剩余活性污泥排入污泥脱水池，污泥脱水池上清液入调节池循环处理。脱水后的干污泥妥善处理(可掺入煤中送锅炉焚烧)，防止二次污染。
(1)水解酸化
在缺氧条件下，废水中的有机物完成厌氧反应的第一阶段，将一些难生物降解的有机物分解成易生物降解的小分子有机物，降低CODcr、BOD5、SS、S2-、色度，提高废水可生化性，为后续生化处理创造良好条件。
(2)絮凝剂
废水呈碱性，含硫化物。常用的絮凝剂为PAC或PFS，助凝剂为PAM，但PAC投加量过多可能影响后续生化处理，因此本工艺选择FM复合絮凝剂。FM对染色废水的色度和CODcr的去除有显著效果，而且具有脱硫的性能。该研究为上海市科委的攻关项目，已由上海市科委组织鉴定，并实际应用。FM絮凝剂价格低、来源方便，可现场复配。当然也可使用其它合适的絮凝剂，助凝剂为PAM。
(3)生化处理
生物接触氧化是一种较新的生物膜法,是在池中安装填料,填料具有很大的比表面积,是一种生物载体,产生较大的活性污泥浓度,以提高接触氧化池的容积负荷，提高污染物的去除效率。同时具有设备简单，占地小，维护方便，操作灵活，运行费用低等特点。已广泛应用于化工、食品、制药、印染等行业的废水处理，效果显著。被国家环保局推荐为最佳环保实用技术。
(1)浓碱废水经消烟除尘后，可降低PH值，使系统不必加酸调整PH，并可去除约30%的CODcr，使生化系统负荷降低，以节省经常费用，保证了生化处理的PH条件。
(2)加药反应沉淀，主要目的是去除部分有机物和大幅度降低硫化物、降低色度和SS，提高了B/C比值，并适当降低了PH值（PH<10），为生化创造条件。
（3）水解酸化池采用填料形式，定时曝气冲刷生物膜防止沉淀。每四小时开10分钟，可使池内基本保持无氧状态，又可达到换膜目的。
（4）A/O系统采用接触氧化方式，可减少构筑物，节省投资，耐冲击，污泥量少，主要去除大部溶解性有机物和反硝化脱氮。
（5）最终加药反应气浮系统，可进一步去除不可降解有机物、色度等使处理水达标排放。
（6）排放池的设置主要为便于监测，在需要时还可投加脱色剂。
7 主要构筑物、设备等投资概算(最终以扩初设计为准)
7.1 主要构筑物设计参数
|
序号
|
名 称
|
参数
|
材料
|
数量
|
备 注
|
|
1
|
集水井
|
|
砖混
|
1座
|
|
|
2
|
调节预曝池
|
|
砖混
|
1座
|
可依现场情况适当增减
|
|
3
|
沉淀池
|
|
钢砼
|
1座
|
可依现场情况适当增减
|
|
4
|
水解酸化池
|
|
钢砼
|
1座
|
|
|
5
|
接触氧化池
|
|
钢砼
|
1座
|
|
|
6
|
混凝气浮(含反应池)
|
|
砖混
|
1座
|
|
|
7
|
机泵间
|
|
砖混
|
1座
|
|
|
8
|
污泥干化池
|
|
砖混
|
3座
|
可依现场情况适当增减
|
|
9
|
污泥浓缩池
|
|
砖混
|
1座
|
|
|
10
|
排放池
|
|
砖混
|
1座
|
|
7.2 主要设备及投资
|
序号
|
名 称
|
规格、型号
|
数 量
|
价格(万元)
|
|
1
|
粗细格栅
|
非标
|
2台
|
0.2
|
|
2
|
污水泵
|
Q=40,H=10
|
1台
|
0.4
|
|
3
|
曝气机
|
Q=10,H=5
|
3台
|
13.6
|
|
4
|
搅拌机
|
|
1台
|
1.8
|
|
5
|
填料
|
TB/TA2—TH1
|
|
15
|
|
6
|
微孔曝气
|
TK/R65
|
500
|
5.3
|
|
7
|
污水泵
|
Q=70,H=10
|
1台
|
0.3
|
|
8
|
加药设备
|
非标(防腐)
|
|
0.8
|
|
9
|
部分加压溶气气浮机
|
非标
|
|
6.8
|
|
10
|
自动控制柜
|
非标
|
1台
|
0.85
|
|
11
|
曝气系统
|
非标
|
|
3.2
|
|
12
|
预曝气系统
|
非标
|
|
1.6
|
|
13
|
电缆线照明仪表
|
|
|
0.6
|
|
14
|
填料支架
|
|
|
1.3
|
|
15
|
管道阀门
|
|
|
2.7
|
|
16
|
安装费（厂方安装）
|
|
|
0
|
|
17
|
运输费
|
|
|
0.8
|
|
18
|
小 计
|
|
|
55.25
|
7.3 其他费用
|
序号
|
名 称
|
金 额
|
|
1
|
设计费
|
3.0
|
|
2
|
调试费(不含药剂费用)
|
1.6
|
|
3
|
小 计
|
4.6
|
总计投资费用(不含土建及气浮雨棚59.86万元(总排水计量流量计未计在内)，土建费用约为75万元，详细费用应在初设完成后最终确定。
8 废水处理费用
8.1 操作管理人员工资：
废水处理站24小时连续三班三运转，操作人员每班1人，共计3人。按每月工资平均500元计3×12×500元/1658/365=0.03元/吨-水
8.2 药剂费：混凝剂FM和助凝剂PAM组合使用,0.26元/吨-水。
8.3 电费：0.33元/吨-水。
8.4 处理每吨水总运行费用：
0.03+0.26+0.33=0.62元
经常运行费：0.62元/吨-水。
9.补充说明
因时间仓促,且未能进行现场调查,最终方案可能还需要进行适当调整。
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