計建洪

（江陰職業(yè)技術(shù)學院環(huán)境與材料工程系，江蘇江陰 214433）

1 工程建設(shè)背景

江陰市某毛紡有限公司生產(chǎn)全毛絨線、混紡絨線、全腈絨線、仿馬海毛絨線、花式圈絨線、地毯紗線和毛毯紗線等7 大系列產(chǎn)品，從制條、紡紗到染色一條龍生產(chǎn)，廢水主要來自印染前處理、染色、后整理3大環(huán)節(jié)。隨著訂單數(shù)的增多，污水量有時會增加到原來的3 倍，公司原有的污水處理設(shè)施不能滿足生產(chǎn)需求，而且隨著環(huán)保力度的加大，間接排放標準已經(jīng)從CODCr不大于500 mg/L 提升到不大于200 mg/L，公司決定投資改造原有污水處理設(shè)施。

2 設(shè)計水質(zhì)、水量

生產(chǎn)廢水中除了各種印染助劑外，主要還含有酸性染料、分散染料、活性染料、陽離子染料以及清洗劑、柔軟劑、純堿、冰醋酸等，印染廢水一般都具有色度高、可生化性差等特點[1]。公司設(shè)計水量為800 m3/d，構(gòu)筑物處理流量為35 m3/h，水質(zhì)見表1。

表1 設(shè)計水質(zhì)

3 工藝選擇

3.1 原工藝流程

該公司污水處理環(huán)節(jié)有4 個特點：（1）污水量大、有機污染物濃度較高，很難通過簡單的處理就達到新標準要求；（2）污水水質(zhì)、水量波動較大，需對進水進行水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)；（3）污水色度較高，需要采用可高效去除色度的工藝；（4）原有池子容量偏小，處理水量僅為260～280 m3/d。改造前工藝流程如下：

根據(jù)該公司水質(zhì)及現(xiàn)場情況、特點，選擇新工藝需遵循的設(shè)計原則：（1）執(zhí)行國家最新法規(guī)、規(guī)范及標準；（2）技術(shù)成熟可靠、針對性強，處理效果穩(wěn)定，保證出水連續(xù)、穩(wěn)定達標；（3）因地制宜，充分利用原有設(shè)施，合理布局，盡量減少占地；（4）基建投資合理，運行費用低，工藝控制靈活；（5）妥善處置污水處理過程中產(chǎn)生的噪聲、污泥等，避免產(chǎn)生二次污染；（6）設(shè)備先進、可靠，適當提高自動化程度。采用高效節(jié)能、簡單易行、節(jié)省投資的污水處理工藝設(shè)計，確保污水經(jīng)處理后達標排放。

3.2 改造后的工藝流程

改造后的工藝流程如下：

改造后的工藝優(yōu)點：（1）整個過程采用生化+物化的組合工藝，且在生化階段采用厭氧水解法+活性污泥法+生物膜法，操作管理方便；（2）工藝成熟、處理效果好、污泥量較少，處理效果穩(wěn)定、可靠，運行費用低、運轉(zhuǎn)靈活、節(jié)省投資、維修方便，處理后能夠達標排放；（3）整個生化處理流程達到連續(xù)化，即便在進水水質(zhì)污染增大，生化處理后出水不能達標排放時，增加后續(xù)物化（氣?。┨幚砉に囘M行把關(guān)，保證出水達標排放；（4）在選擇設(shè)計參數(shù)過程中預(yù)留了一定的余地，建成后整個設(shè)施能夠耐一定的沖擊負荷和水質(zhì)、水量的變化。

4 主要構(gòu)筑物設(shè)計

4.1 調(diào)節(jié)池（原有水池改造利用）

車間出水溫度較高，與池中原有冷水進行熱交換，降低進入污水處理系統(tǒng)的污水溫度。調(diào)節(jié)池為原有地下收集池和原SBR 池，調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵抽至厭氧池。本改造工程在地下收集池底新增穿孔曝氣裝置，通過曝氣，防止污泥積聚，使不同時段、不同水質(zhì)的污水得到充分混合，便于后續(xù)處理。設(shè)計調(diào)節(jié)池5座，流量35 m3/h，有效容積776 m3。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）穿孔曝氣裝置（新增）1 套；（2）污水提升泵（新增）兩臺，1 用1 備，流量35 m3/h，揚程10 m，功率2.2 kW；（3）電磁流量計（新增）1 套，口徑DN100，測量范圍25～40 m3/h；（4）pH 調(diào)節(jié)裝置（新增）1套，功率0.35 kW。

4.2 厭氧水解池（新建鋼筋砼水池）

調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升至厭氧水解池，進入生化系統(tǒng)前的污水pH 確保穩(wěn)定在7.0～7.5，主要作用是通過厭氧微生物將難生物降解的染料及助劑等分解為易生物降解的物質(zhì)，從而提高污水的可生化性，為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造良好的條件。厭氧水解池內(nèi)設(shè)置有組合填料和潛水攪拌機，通過攪拌，大量厭氧微生物在填料上附著生長，使污水和微生物充分接觸。厭氧水解池填料部分利用原有的，部分新增。新建厭氧生化池兩座，其中1 座尺寸6 m×6 m×7 m，有效容積220 m3，另外1 座尺寸11 m×7 m×7 m，有效容積440 m3，水力停留時間17.0 h。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）厭氧填料150 m3；（2）厭氧填料架150 m3；（3）不銹鋼集水槽（新增）兩套；（4）好氧提升泵（新增）兩臺，1用1備，流量35 m3/h，揚程10 m，功率2.2 kW；（5）潛水攪拌機（原有）兩臺，功率2.2 kW。

4.3 好氧生化池（新建鋼筋砼水池）

厭氧水解池出水由泵提升至好氧生化池，好氧生化池采用傳統(tǒng)活性污泥法+生物膜法，污泥池內(nèi)設(shè)置有微孔曝氣器，曝氣系統(tǒng)距離池底0.8 m，在距離池上端0.5 m 處開始往下設(shè)置纖維填料，微生物附著在聚丙烯填料上，形成一層有多種生物的生物膜。通過好氧曝氣使污水和微生物充分接觸、反應(yīng)，絕大部分有機污染物得到降解?？紤]到污水有機物濃度較高，好氧池選用了較高的氣水比20∶1～25∶1。微孔曝氣器及填料全部新增。好氧生化池3 座，尺寸8 m×5 m×5 m，有效容積540 m3，水力停留時間5 h。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）微孔曝氣器（新增）350 套，通氣量1.2～1.5 m3/h/套；（2）不銹鋼布水集水槽（新增）兩套；（3）羅茨風機（新增）兩臺，1用1備，流量8 m3/min，升壓68.6 Pa，功率18.5 kW。

4.4 二沉池（新建鋼筋砼水池）

好氧生化池出水排至二沉池進行泥水分離，污泥回流至好氧生化池，上清液至氣浮池，當生化系統(tǒng)出水不正常時進行加藥把關(guān)，確保出水達到接管標準。設(shè)計二沉池1座，尺寸8 m×5 m×5 m，流量35 m3/h，表面負荷0.875 m3/(m2·h)，有效水深4.5 m。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）中心導流筒（新增）兩套；（2）不銹鋼集水槽（新增）兩套；（3）污泥回流泵（新增）4臺，兩用兩備，流量20 m3/h，揚程10 m，功率1.5 kW。

4.5 氣浮池（新建鋼筋砼水池）

接觸氧化出水自流至氣浮池進行絮凝反應(yīng)，在氣浮池進行泥水分離，污泥至污泥池，水被抽到鎮(zhèn)綜合污水處理廠作進一步處理。設(shè)計流量為35 m3/h。

主要設(shè)備及參數(shù)：（1）氣浮池（新增）1 套，功率7.5 kW；（2）加藥裝置（新增）1套，功率0.35 kW。

5 運行效果

5.1 主要污染物（CODCr）處理效果

提標改造工程于2018 年8 月底竣工，立即進入調(diào)試階段，污泥來自原SBR 池，先作為SBR 池運行一段時間，讓新建的好氧池聚丙烯填料盡快掛膜，維持污泥濃度和pH 穩(wěn)定是調(diào)試的關(guān)鍵[2]。在實際運行中，曝氣池溶解氧（DO）控制在接近4 mg/L，污泥顏色正常，COD 去除率高[3]。調(diào)試近一個月即基本正常，經(jīng)監(jiān)測，最近一周的主要污染物（CODCr）處理效果見表2。

表2 主要污染物(CODCr)處理效果

由表2 可知，出水CODCr不大于200 mg/L，達到GB 4287—2012 的間接排放要求，出水可以通過泵打到江陰市璜塘污水處理廠統(tǒng)一處理。

5.2 運行費用

主要運行費用指標見表3。由于企業(yè)產(chǎn)生的廢水有酸性、堿性可以相互中和，所以pH 調(diào)節(jié)費用基本忽略，土建和設(shè)備各50 萬左右，總投資100 萬。該提標改造項目處理成本以800 m3/d 計，每年生產(chǎn)300天，折舊費以10 a 計，為2.16 元/m3。直接處理成本（不含設(shè)備折舊費等）為1.74元/m3。

表3 主要運行費用指標

6 結(jié)論

通過建造新池擴大了容量，可以將生產(chǎn)任務(wù)從260～280 m3/d 擴大到800 m3/d，滿足生產(chǎn)任務(wù)；將原序批式活性污泥法改為“厭氧+好氧生化（好氧活性污泥+曝氣生物濾池）+物化”法，經(jīng)提標改造后的新工藝處理后，出水CODCr不大于200 mg/L，達到GB 4287—2012 的間接排放要求。其中，好氧活性污泥法和生物膜法合二為一，在同一池子里面優(yōu)勢互補，填料上的生物膜可與活性污泥達到平衡，從而發(fā)揮各自的最大效能，有效縮短了反應(yīng)時間并降低了能耗。由于生物膜的作用，可使有效泥齡增加，污泥產(chǎn)生量減少，污泥處理費用及運行成本均減少，取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益。