朱建強(qiáng)

（浙江斯科能科技股份有限公司，浙江湖州 313000）

1 引言

隨著人們對(duì)服裝用品需求的增長(zhǎng)，我國(guó)蠶絲加工工業(yè)也隨之迅速發(fā)展，絹紡廢絲下腳料的深度加工與開(kāi)發(fā)利用日益被人們重視。下腳料加工工序主要包括浸泡發(fā)酵、精煉、漂洗、脫水等，將原料放入水槽中精煉，加入泡花堿、純堿、雙氧水，通入蒸汽，浸泡一定時(shí)間，使蠶絲殘留雜質(zhì)得到溶解。離心脫水后再將浸泡后的原料放入煮煉桶，加入保險(xiǎn)粉，再通入蒸汽，浸泡一定時(shí)間，使精煉廢液從原料中分離出來(lái)。之后用清水進(jìn)行漂洗，徹底去除殘存的煉液和懸浮物等雜質(zhì)，用脫水機(jī)進(jìn)行脫水，再自然晾曬干，最后經(jīng)開(kāi)繭機(jī)、元梳機(jī)、排棉機(jī)、元展機(jī)等加工設(shè)備，制成產(chǎn)品［1］。生產(chǎn)過(guò)程中將產(chǎn)生大量生產(chǎn)廢水，該廢水具有COD，NH3-N，TN，TP 高等特點(diǎn)。

2 項(xiàng)目概況

2.1 廢水處理站工藝流程

湖州某絹紡加工企業(yè)主要加工繅絲生產(chǎn)過(guò)程中的下腳料，廢水主要來(lái)自浸泡發(fā)酵、精煉、漂洗、脫水等工序。企業(yè)現(xiàn)有1 座廢水處理站，處理能力為120 m3/d，采用“預(yù)曝調(diào)節(jié)池＋氣浮池＋SBR 反應(yīng)池”處理工藝，具體工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 現(xiàn)有廢水處理站工藝流程

2.2 廢水處理站工藝說(shuō)明及存在的問(wèn)題

2.2.1 現(xiàn)有廢水處理站工藝說(shuō)明

生產(chǎn)廢水經(jīng)簡(jiǎn)單網(wǎng)柵過(guò)濾后進(jìn)入預(yù)曝調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置曝氣管路，調(diào)節(jié)池廢水經(jīng)提升泵打入氣浮池，通過(guò)加壓溶氣達(dá)到固液分離，氣浮池需加入PAC，PAM 藥劑進(jìn)行絮凝。廢水經(jīng)氣浮處理后清液流至SBR 反應(yīng)池，在厭氧、好氧交替條件下，微生物將有機(jī)物水解的產(chǎn)物進(jìn)一步分解為CO2，H2O，同時(shí)將氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}，聚磷菌吸附廢水中的磷，通過(guò)排泥實(shí)現(xiàn)除磷。處理后的清水通過(guò)排放水池納管排放。污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥，通過(guò)板框壓泥機(jī)進(jìn)行機(jī)械脫水。脫水污泥委托外運(yùn)，濾液自流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行再處理。

2.2.2 現(xiàn)有廢水處理站存在的問(wèn)題

由圖1 可知，現(xiàn)有廢水處理站前端采用加藥氣浮，原水中含有大量纖維類(lèi)、顆粒狀的懸浮物和脂類(lèi)物質(zhì)，現(xiàn)有的氣浮設(shè)備溶氣泵經(jīng)常污堵、泡沫外逸導(dǎo)致氣浮設(shè)備已停用。同時(shí)，由于廢水處理站設(shè)計(jì)時(shí)間較早，投入運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，現(xiàn)有的SBR 池曝氣、鼓風(fēng)系統(tǒng)和板框壓泥機(jī)等設(shè)備均已不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，整個(gè)廢水處理站運(yùn)行狀態(tài)較差。廢水排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。

3 改造工程設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

考慮企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，改造后處理能力為200 m3/d，廢水處理采用24 h 工作制。改造后生產(chǎn)廢水經(jīng)自建廢水處理站處理后排入當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)污水處理廠，出水需執(zhí)行GB 4287—2012《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)情況 mg/L

3.2 廢水特點(diǎn)及設(shè)計(jì)思路

（1）廢絲下腳料除了絲素外，還有大量絲膠以及脂類(lèi)和雜質(zhì)，故廢水中懸浮物及脂類(lèi)濃度含量高，廢水預(yù)處理需考慮沉淀除渣功能。

（2）經(jīng)水質(zhì)檢測(cè)分析，本項(xiàng)目廢水B/C 值＞0.5，廢水可生化性較好，COD 濃度約3 500 mg/L，屬高濃度有機(jī)廢水。

（3）該廢水NH3-N，TN 濃度含量高，分別約為260，320 mg/L，出水水質(zhì)對(duì)NH3-N，TN 的要求比較嚴(yán)，廢水處理工藝需采用缺氧/好氧脫氮工藝進(jìn)行處理，脫氮工藝需設(shè)計(jì)合理。

（4）該廢水TP 濃度約27 mg/L，出水水質(zhì)對(duì)TP要求很高，單純采用好氧除磷工藝無(wú)法保證廢水的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，后端需再設(shè)置化學(xué)除磷工藝。

（5）該廢水含有大量絲膠、脂類(lèi)物質(zhì)，產(chǎn)生的污泥黏度較高，污泥脫水采用疊螺脫水機(jī)，并對(duì)污泥進(jìn)行加藥絮凝。

（6）在保證出水達(dá)標(biāo)排放的前提下，充分利用現(xiàn)有條件，因地制宜，少占地，盡可能利用現(xiàn)有的構(gòu)筑物和設(shè)備，降低工程投資。

（7）提升改造過(guò)程中應(yīng)優(yōu)化廢水處理工藝，降低日常運(yùn)行費(fèi)用，減少污泥產(chǎn)生量。

（8）經(jīng)改造后廢水處理站采用就地控制與集中控制相結(jié)合的方式，均配有“自動(dòng)/停/手動(dòng)”三檔控制，系統(tǒng)自動(dòng)化程度高。

3.3 改造工藝說(shuō)明

3.3.1 改造后廢水處理工藝流程

針對(duì)該廢水特點(diǎn)，改造后的廢水處理工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 改造后廢水處理工藝流程

3.3.2 改造后廢水處理工藝說(shuō)明

污水處理主要的工藝環(huán)節(jié)大致包括格柵、調(diào)節(jié)池、水解沉淀池、缺氧池、好氧池、二沉池、混凝氣浮池。污泥處理主要工藝為污泥池、疊螺脫水機(jī)。

（1）格柵。利用物理過(guò)濾原理，用于截留廢水中的纖維物質(zhì)，避免水泵、管道阻塞，格柵需人工定期清理。

（2）調(diào)節(jié)池。各生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢水混合收集于此，均勻水質(zhì)、穩(wěn)定水量，不受高峰流量、高濃度廢水的影響，減少對(duì)后續(xù)處理設(shè)備的沖擊。調(diào)節(jié)池中設(shè)置曝氣裝置，利用風(fēng)機(jī)進(jìn)行充氧攪拌。

（3）水解沉淀池。用于沉淀廢水中的懸浮物，并通過(guò)水解發(fā)酵分解廢水中的不可溶性有機(jī)物和可溶性大分子有機(jī)物，減少污泥排放量，提高B/C 比［2］。

（4）缺氧池。缺氧池溶解氧控制在0.5 mg/L 以?xún)?nèi)，在缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的N 或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3，NH4＋），同時(shí)進(jìn)行反硝化作用將硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮還原為分子態(tài)氮（N2），實(shí)現(xiàn)廢水脫氮［3］。缺氧生化過(guò)程廢水中易降解有機(jī)物質(zhì)減少較少，而一些難降解大分子物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子物質(zhì)（如有機(jī)酸），從而使廢水的可生化性和降解速度大幅度提高。

（5）好氧池。好氧池溶解氧控制在3.0～5.0 mg/L之間，在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4＋）氧化為NO3-，同時(shí)聚磷菌進(jìn)一步從外部環(huán)境攝取磷，通過(guò)排泥的方式達(dá)到除磷效果［3］。硝化液通過(guò)好氧池中設(shè)置的硝化液回流泵回流至缺氧池。再利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無(wú)害化地處理廢水。

（6）二沉池。用于沉淀生化污泥，實(shí)現(xiàn)泥水分離，防止生化污泥隨著水流帶出生化池，影響出水水質(zhì)。再通過(guò)污泥回流泵將二沉池底部污泥大部分回流至生化池，用于補(bǔ)充生化池污泥，提高污泥濃度，小部分剩余污泥排至污泥池。

（7）混凝氣浮池。在氣浮池混凝區(qū)中依次加入大量PAC，PAM 藥劑，使廢水中的懸浮物形成較大的絮體，再通過(guò)加壓溶氣方式形成高度分散的微小氣泡，黏附廢水中疏水基的固體或液體顆粒，形成水—?dú)狻w粒三相混合體系，顆粒黏附氣泡后，形成表觀密度小于水的絮體而上浮到水面，進(jìn)行固液分離［4］，浮泥通過(guò)上部刮泥機(jī)刮除，排入污泥池。

（8）排放水池。陽(yáng)光排放口，排放水池設(shè)置在線流量計(jì)、在線COD 檢測(cè)儀、在線氨氮檢測(cè)儀、在線pH 計(jì)等。

（9）污泥處理系統(tǒng)。各處理工藝產(chǎn)生的污泥排至污泥濃縮池，通過(guò)污泥泵打至疊螺脫水機(jī)，采用物理擠壓脫水原理進(jìn)行機(jī)械脫水。脫水污泥委托外運(yùn)，濾液自流至調(diào)節(jié)池進(jìn)行再處理［5］。

3.4 工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）格柵。利用原有構(gòu)筑物，廢水收集溝內(nèi)設(shè)置2 道格柵網(wǎng)。粗格柵網(wǎng)過(guò)濾孔隙5 mm，細(xì)格柵網(wǎng)過(guò)濾孔隙3 mm，材質(zhì)均為SUS304。

（2）調(diào)節(jié)池。利用原有構(gòu)筑物，材質(zhì)為混凝土，尺寸為11.0 m×5.0 m×2.5 m，有效容積為90.8 m3。池內(nèi)設(shè)置曝氣攪拌裝置，材質(zhì)為ABS。

（3）水解沉淀池。新建構(gòu)筑物，材質(zhì)為混凝土，尺寸為3.5 m×3.5 m×7.0 m，有效容積為40.6 m3；水力停留時(shí)間為4.9 h；上升流速為1.5 m/h。運(yùn)行方式為底部進(jìn)水、頂部出水。

（4）缺氧池。原有構(gòu)筑物改造，材質(zhì)為混凝土，尺寸為11.0 m×5.0 m×6.0 m，有效容積為241.3 m3；水力停留時(shí)間為28.9 h；反硝化污泥負(fù)荷0.08 kg NO3-N/（kgMLVSS·d）；BOD 污泥負(fù)荷0.3 kg BOD/（kgMLVSS·d）。池內(nèi)配備2 臺(tái)1.5 kW 潛水?dāng)嚢杵鳌?68 m3高比表面積生物載體填料。

（5）好氧池。新建構(gòu)筑物，材質(zhì)為混凝土，尺寸為11.0 m×7.5 m×6.0 m，有效容積為403.1 m3；水力停留時(shí)間為48.5 h；污泥負(fù)荷0.06 kg BOD/（kgMLVSS·d）；硝化負(fù)荷0.05 kg NH3-N/（kgMLVSS·d）。池內(nèi)配備2臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)、2 臺(tái)混合液回流泵、282 m3高比表面積生物載體填料；曝氣裝置采用高分子材料微孔曝氣器，220 套。

（6）二沉池。新建構(gòu)筑物，材質(zhì)為混凝土，尺寸為3.5 m×3.5 m×6.0 m；水力停留時(shí)間為2.6 h，表面水力負(fù)荷為1.0 m3/（m2·h）。配有2 臺(tái)污泥回流泵、1 套中心導(dǎo)流筒。

（7）混凝氣浮池。新建設(shè)備，混凝氣浮池采用一體化鋼制成套設(shè)備，主體結(jié)構(gòu)分為混凝攪拌區(qū)、固液分離區(qū)和清水區(qū)，最大處理能力為15 m3/h。配有1臺(tái)刮泥機(jī)、1 臺(tái)高壓泵、1 臺(tái)溶氣罐、1 臺(tái)空壓機(jī)、2 臺(tái)攪拌器、3 臺(tái)加藥泵、6 套釋放器。

（8）排放水池。利用原有構(gòu)筑物，設(shè)有1 臺(tái)在線流量計(jì)、1 臺(tái)在線COD 檢測(cè)儀、1 臺(tái)在線氨氮檢測(cè)儀、1 臺(tái)在線pH 計(jì)。

（9）污泥處理系統(tǒng)。污泥池利用原有構(gòu)筑物，設(shè)有1 臺(tái)301 型疊螺脫水機(jī)、1 套自動(dòng)加藥裝置、1 臺(tái)污泥泵。

4 工程運(yùn)行結(jié)果

調(diào)試正常后，經(jīng)過(guò)1 周時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行取樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。從表2 可以看出，其出水CODCr，BOD5，NH3-N，TN，TP 的濃度分別達(dá)到137，37，14.3，22.5，1.2 mg/L，出水水質(zhì)均達(dá)到GB 4287—2012《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

表2 廢水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果mg/L

提升改造后，新系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行安全、可靠，設(shè)備故障率低，出水穩(wěn)定，CODCr去除率可達(dá)95.9%，BOD5去除率可達(dá)97.9%，NH3-N 去除率可達(dá)94.6%，TN去除率可達(dá)93.0%，TP 去除率可達(dá)95.5%。

5 經(jīng)濟(jì)分析

（1）改造項(xiàng)目工程總投資約166.3 萬(wàn)元，其中，設(shè)備與材料費(fèi)68.3 萬(wàn)元，安裝費(fèi)10.2 萬(wàn)元，設(shè)計(jì)與調(diào)試費(fèi)7.8 萬(wàn)元，土建費(fèi)約80 萬(wàn)元（建設(shè)方自行承擔(dān)）。

（2）污水站總功率45.2 kW，電費(fèi)按0.7 元/（kW·h）計(jì)，功率因素取0.75，則處理廢水所消耗的電費(fèi)為2.85 元/m3。

（3）本項(xiàng)目需在混凝氣浮池投加除磷劑、PAC、PAM，疊螺脫水機(jī)投加藥劑PAM，初步統(tǒng)計(jì)每月藥劑費(fèi)用約為0.95 萬(wàn)元，則處理廢水所消耗的藥劑費(fèi)約為1.75 元/m3。

（4）提升改造后，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中污泥產(chǎn)生量大幅減少，降低了固廢處置費(fèi)用。

6 結(jié)論

（1）運(yùn)用“水解沉淀＋AN/O＋二沉池＋混凝氣浮”處理工藝處理絹紡廢絲下腳料加工廢水，對(duì)污染物CODCr，BOD5，NH3-N，TN，TP 的去除率分別達(dá)到了95.9%，97.9%，94.6%，93.0%，95.5%，出水各污染物指標(biāo)滿足GB 4287—2012《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，證明該工藝是可行的。

（2）水解沉淀池能夠較好地改善廢水的可生化性，同時(shí)降低了污泥的產(chǎn)生量。

（3）本提升改造工程處理廢水量為200 m3/d，總投資約為166.3 萬(wàn)元，處理費(fèi)用約4.6 元/m3。

（4）該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單，便于管理維護(hù)。