1 设计参数
废水处理站的设计能力为15m3/h。设计废水水质及排放要求见表1。
|
水质 |
pH |
CODcr/ |
BOD5/ |
S2-/ |
色度/倍 |
SS/ |
|
设计水质 |
10～12 |
2000 |
600 |
110 |
100 |
2000 |
|
排放水质 |
6～9 |
100 |
30 |
1 |
20 |
30 |
2 处理原理
2.1 中和沉淀回收染料
靛蓝染纱使用单一染料，利于回收利用。靛蓝染料细菌降解速率很慢，不宜直接采用生物处理，须在进入生化塔前将其大部分除去。故将废水中和到pH6～7，利用染料在中性或酸性条件下难溶的特点，使染料自行析出，再用离心过滤或沉淀的方法，将大部分染料除去并回收利用，大大降低了后续生化处理负荷。
2.2 催化氧化（曝气）除低价硫
在中性或弱酸性条件下，加入少量催化剂（CoCl2），曝气，S2-迅速被氧化生成SO42-。采用加入0.2mg/L CoCl2，曝气3h，废水中S2-可降至3mg/L以下，剩余S2-由后续生化处理进一步处理可至达标。
2.3 二段生物接触氧化
曝气除S2-的废水，进入两段生物接触氧化处理，并采用人工选育的高效优势混合菌群挂膜。第一段选用煤渣（粒度50～100mm）作填料，煤渣表面粗糙，具有很多大小不等的孔洞，表面积大，吸附能力较强，易挂膜，且充氧能力强，氧利用率高，微生物活性强，污泥量少。第二段以焦炭和活性炭为填料，氧化塔内放二层焦炭（粒度30～40mm）、一层粒状活性炭，由于其吸附作用更强，单位体积填料表面生物量更多，使较难降解的有机物进一步分解完全。
接触氧化水力停留时间3h，气水比12～15:1，pH=6～7，处理后CODcr＜100mg/L，BOD5＜30mg/L，S2-＜lmg/L，色度＜20倍。
靛蓝染纱使用单一染料，利于回收利用。靛蓝染料细菌降解速率很慢，不宜直接采用生物处理，须在进入生化塔前将其大部分除去。故将废水中和到pH6～7，利用染料在中性或酸性条件下难溶的特点，使染料自行析出，再用离心过滤或沉淀的方法，将大部分染料除去并回收利用，大大降低了后续生化处理负荷。
2.2 催化氧化（曝气）除低价硫
在中性或弱酸性条件下，加入少量催化剂（CoCl2），曝气，S2-迅速被氧化生成SO42-。采用加入0.2mg/L CoCl2，曝气3h，废水中S2-可降至3mg/L以下，剩余S2-由后续生化处理进一步处理可至达标。
2.3 二段生物接触氧化
曝气除S2-的废水，进入两段生物接触氧化处理，并采用人工选育的高效优势混合菌群挂膜。第一段选用煤渣（粒度50～100mm）作填料，煤渣表面粗糙，具有很多大小不等的孔洞，表面积大，吸附能力较强，易挂膜，且充氧能力强，氧利用率高，微生物活性强，污泥量少。第二段以焦炭和活性炭为填料，氧化塔内放二层焦炭（粒度30～40mm）、一层粒状活性炭，由于其吸附作用更强，单位体积填料表面生物量更多，使较难降解的有机物进一步分解完全。
接触氧化水力停留时间3h，气水比12～15:1，pH=6～7，处理后CODcr＜100mg/L，BOD5＜30mg/L，S2-＜lmg/L，色度＜20倍。
3 处理工艺
工艺流程示意见图1。
浆染车间排出的废水经明沟分两路送至处理站，不含染料的废水直接进入调节池，其他的进入集水池。通过耐酸污水泵提升至中和池，加盐酸为泵前投加方式，保持pH值在6～7的范围。
经中和的废水重力流入曝气池除S2-。空气通过管路及多孔管分别送至集水池、中和池（予曝气并起搅动作用）、曝气池，相邻气管的孔眼交叉且斜45°朝下，避免布气不均匀和孔眼堵塞。除S2-后的废水经耐酸污水泵加压送至过滤机房，通过微滤机将靛蓝染料分离。微滤机采用PE管式过滤机，分离后的废水进入调节池。
经过滤的废水及浆漂废水进入调节池，再次经多孔管预曝气后提升至生物接触氧化池。生物接触氧化池由四段组成：一氧化池、一沉淀池、二氧化池、二沉淀池。废水经三角堰均匀布水自下而上：一氧化经过3层（每层1m）煤渣填料（粒度50～100mm），下部采用SB-600曝气器（4只）充分曝气。一沉淀池经过一层约0.6m厚的砾石与砂接触层，反粒度排列（砾石粒径50～20mm，砂粒径3～4mm），下布多孔气管，接触层中布多孔水管反冲洗用。二氧化池的填料为焦炭（粒度30～80mm），3层，每层0.9m ；二沉淀池布置同一沉淀池。生物接触氧化池进出水水头差1.20m，反冲洗水回流至调节池，池底部设排污阀。
为使维修或运行不正常时不影响生产，特设事故污水储池，体积600m3，可供3～4d生产污水储放，待后可慢慢抽回处理（备污水污泥泵1台）；另设靛蓝回收渣池，容积25m3；污泥收集池，容积35m3，并配活动立式泥浆泵2台（一用一备）。
经中和的废水重力流入曝气池除S2-。空气通过管路及多孔管分别送至集水池、中和池（予曝气并起搅动作用）、曝气池，相邻气管的孔眼交叉且斜45°朝下，避免布气不均匀和孔眼堵塞。除S2-后的废水经耐酸污水泵加压送至过滤机房，通过微滤机将靛蓝染料分离。微滤机采用PE管式过滤机，分离后的废水进入调节池。
经过滤的废水及浆漂废水进入调节池，再次经多孔管预曝气后提升至生物接触氧化池。生物接触氧化池由四段组成：一氧化池、一沉淀池、二氧化池、二沉淀池。废水经三角堰均匀布水自下而上：一氧化经过3层（每层1m）煤渣填料（粒度50～100mm），下部采用SB-600曝气器（4只）充分曝气。一沉淀池经过一层约0.6m厚的砾石与砂接触层，反粒度排列（砾石粒径50～20mm，砂粒径3～4mm），下布多孔气管，接触层中布多孔水管反冲洗用。二氧化池的填料为焦炭（粒度30～80mm），3层，每层0.9m ；二沉淀池布置同一沉淀池。生物接触氧化池进出水水头差1.20m，反冲洗水回流至调节池，池底部设排污阀。
为使维修或运行不正常时不影响生产，特设事故污水储池，体积600m3，可供3～4d生产污水储放，待后可慢慢抽回处理（备污水污泥泵1台）；另设靛蓝回收渣池，容积25m3；污泥收集池，容积35m3，并配活动立式泥浆泵2台（一用一备）。
4 处理结果
生产性试运行半年多，出水水质监测每月平均结果数据见表2。
运行结果表明，出水符合排放水质。
运行结果表明，出水符合排放水质。
|
水样 |
CODcr/(mg·L-1) |
BOD5/(mg·L-1) |
SS/(mg·L-1) |
硫化物/(mg·L-1) |
色度/倍 | ||||||||||
|
进水 |
出水 |
去除率 |
进水 |
出水 |
去除率 |
进水 |
出水 |
去除率/％ |
进水 |
出水 |
去除率 |
进水 |
出水 |
去除率 | |
|
1 |
1762 |
62 |
96.5 |
356 |
20 |
94.4 |
1105 |
8 |
99.3 |
138 |
0.3 |
99.8 |
116 |
9 |
92.2 |
|
2 |
1405 |
53 |
96.2 |
310 |
16 |
94.8 |
1415 |
11 |
99.2 |
106 |
0.23 |
99.8 |
85 |
7 |
91.8 |
|
3 |
1530 |
55 |
96.4 |
384 |
21 |
94.5 |
1216 |
8.5 |
99.3 |
110 |
0.24 |
99.7 |
98 |
8 |
91.8 |
|
4 |
1624 |
60 |
96.3 |
366 |
20 |
94.5 |
630 |
7.5 |
98.8 |
102 |
0.26 |
99.7 |
90 |
8 |
91.1 |
|
5 |
1843 |
76 |
95.9 |
344 |
18 |
94.7 |
864 |
8 |
99.1 |
98 |
0.18 |
99.8 |
82 |
7 |
91.5 |
|
6 |
1385 |
58 |
95.8 |
324 |
16 |
95.1 |
1326 |
9.5 |
99.3 |
97 |
0.14 |
99.9 |
104 |
8 |
92.3 |
5 主要经济指标
该工程日处理360m3废水，占地面积约500m2，总投资58万元。运行费用分析：
①折旧费：折旧期限按15a考虑，则每立方米废水折旧费为0.30元；
②人工费：共4人，平均每人每月按800元计，则每立方米废水人工费为0.30元；
③电费：每小时耗电约24kWh，按0.80元kWh计，每立方米废水电费为1.20元。
④药剂费：酸及钴盐合计每立方米废水花费约为1.50元；
⑤靛蓝回收：每立方米回收约20g靛蓝，按每吨靛蓝8万元计，每立方米废水回收成本为1.60元。
⑥总运行费用每立方米废水处理需1.70元。
①折旧费：折旧期限按15a考虑，则每立方米废水折旧费为0.30元；
②人工费：共4人，平均每人每月按800元计，则每立方米废水人工费为0.30元；
③电费：每小时耗电约24kWh，按0.80元kWh计，每立方米废水电费为1.20元。
④药剂费：酸及钴盐合计每立方米废水花费约为1.50元；
⑤靛蓝回收：每立方米回收约20g靛蓝，按每吨靛蓝8万元计，每立方米废水回收成本为1.60元。
⑥总运行费用每立方米废水处理需1.70元。
6 结语
靛蓝染纱废水处理工艺：染料回收-氧化除硫-生物处理有机物，该工艺具有投资省、运行费用低、管理方便、占地面积小、处理效率高、出水水质好的特点，具有较好的应用价值。
