制衣废水处理工程实例.docx
- 文档编号:23571085
- 上传时间:2023-05-18
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:55.67KB
制衣废水处理工程实例.docx
《制衣废水处理工程实例.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《制衣废水处理工程实例.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
制衣废水处理工程实例
制衣废水处理工程实例
江苏省康博集团波司登制衣股份有限公司是国内最大的羽绒服生产企业之一。
成衣水洗主要是通过物理、化学药剂改进衣服的形态、质感、光泽等外观,提高其穿着性能,废水主要含有纤维屑、颜料、少量的桨料,水洗工艺为利用5槽水洗机,第1槽为水磨石打磨槽,将服装表面打磨,提高其质感,第2、第3槽为洗涤槽,在洗液中加入一定量的洗剂如洗涤剂、柔软剂,第4、第5槽为清水洗涤槽。
该工程已正式通过验收,各项指标均优于设计标准。
1水质与水量
该企业水洗车间排放废水具有以下特点:
①色度较深;②废水的m(BOD5)/m(CODcr)低,在0.18左右,可生化性差;③水质、水量随各槽排放周期、洗涤衣物品种的不同而波动较大。
设计水量360m3/d,废水水质见表1:
表1废水水质
项目
变化范围
平均值
ρ(CODcr)/(mg·L-1)
302-420
370
ρ(BOD5)/(mg·L-1)
45.6-87.5
70.8
ρ(SS)/(mg·L-1)
109-126
118
pH值
6.50-6.93
6.80
色度/倍
160
160
处理后出水水质要求达到CB8978-96一级排放标准:
pH=6-9,ρ(CODcr)=100mg/L,ρ(BOD5)=20mg/L,ρ(SS)=70mg/L,色度=40倍。
2工艺流程
针对本废水可生化性差色度深的难点,首先考虑如何提高废水的可生化性。
近年来,水解酸化—接触氧化工艺已经成为了一种主流生化工艺。
水解酸化将难降解的大分子有机物断环、断链分解为简单的、小分子有机物,提高废水的可生化性。
采用这种工艺比单独采用好氧处理方法的除污能力强,效果好。
物化方法主要是混凝沉淀和气浮。
成衣水洗废水中的细小纤维、胶体、悬浮固体以及染料发色基团通过凝聚和絮凝沉淀作用而完成有机物、色度的去除。
物化放在生化后可以减少药剂用量。
在试验中发现,废水经过生化—物化处理后,CODcr的质量浓度可降低到110mg/L左右。
将CODcr的质量浓度和色度分别控制在100mg/L和40倍以下,
有一定的困难。
因此,需要进行深度处理。
生物活性炭工艺是近年来发展起来的废水深度处理工艺。
它可以解决生物处理难以去除的有机物及色度,微生物附着于活性炭表面,可使得活性炭的吸附能力得到再生。
活性炭的吸附作用和微生物的生化作用相辅相成有机结合。
活性炭的存在对生物生长有很强的辅助作用:
活性炭表面对氧的选择性吸附和对有机物的富集作用,形成有利于微生物的环境;生物胞外酶进入活性炭的微孔,可以与活性炭表面的某些官能团生成络合酶,从而使酶保持相对稳定,加快了有机物的分解速度,微生物或其酶与有机物较长时间地存在于活性炭表面,延长了微生物和有机物的接触时间,有利于较难分解的有机物氧化分解。
经过充分论证,采用的工艺流程如图1所示。
3主要构筑物设计
3.1调节池
钢筋结构,地下式,1座,尺寸:
8.5m×6.0m×4.9m,有效容积90m3,水力停留时间6h,废水由车间的格栅井进入调节池布水槽。
池中设有3台潜水泵(2用1备),以提升废水至调节池,水力搅拌均质。
3.2水解池
钢筋结构,1座,尺寸:
5.5m×5.5m×6.0m,有效容积150m3,水力停留时间10h,池中设有穿孔大阻力配水管,管下部两侧与垂线呈45°处开孔,交错布置,孔口直径20mm,流速0.8m/s;池中距池底1.30m以上设有2.0m高的弹性立体填料。
3.3接触氧化池
钢筋结构,1座,尺寸:
10.0m×4.2m×4.8m,有效容积150m3,水力停留时间10h,池中设有弹性立体填料,分3层,每层高1.2m;池底设有穿孔布气管,设鼓风机2台(1用1备),气水比16:
1。
3.4气浮池
钢筋结构,1座,尺寸:
4.3m×2.0m×2.9m,水力停留时间54min,接触区:
上升流速10mm/s,设有TV-I型溶气释放器5个;分离区上升流速1.0mm/8,回流溶气水30%,池底设有2根大阻力穿孔集水管,孔口直径15mm,进水孔流速2.40m/s。
3.5反应池
钢筋结构,1座,尺寸:
1.0m×l.0m×2.5m,水力停留时间10min,池中设有LJF—800型立轴式机械絮凝搅拌机1台,搅拌速度3.2r/min。
在气浮池进人反应池的管道上设有管道混合器。
3.6沉淀池
钢筋结构,1座,竖流式,尺寸:
5.5m×5.5m×6.9m,沉淀区高2.0m,泥斗高4.3m,水力停留时间4.0h,依靠静压排泥,污泥排至污泥浓缩池浓缩。
3.7生物碳池
钢筋结构,1座,尺寸:
2.5m×2.5m×4.5m,水力停留时间1.25h,池中活性炭层高2m,炭层下设有承托层,池底设有大阻力配水集水管以及穿孔曝气管,气水比为5:
1,反冲洗强度5L/(m2·s),反冲洗历时15min。
3.8清水池
钢筋结构,共1座,尺寸:
3.0m×3.0m×2.8m,池中设有潜水污水泵1台,为生物炭池提供反冲洗水。
3.9污泥浓缩池
钢筋结构,1座,尺寸:
1.5m×l.5m×5.6m,其中泥斗部分高1.0m。
4处理效果
2000年8月24日、25日,对该废水处理工程进行了连续检测。
为了掌握设施分段处理效果,分别对水解池进、出水,气浮池出水,生物炭池出水进行了检测。
结果见表2。
表2 处理工艺各检测处理构筑物进、出水水质
项目
水解池进水
水解池出水
气浮池出水
生物炭池出水
范围
平均
范围
平均
范围
平均
范围
平均
ρ(CODcr)/(mg·L-1)
302-420
370
226-315
277
75-125
102
56-90
74
ρ(BOD5)/(mg·L-1)
45.6-87.5
70.8
54-103
84
15-27.3
21.3
6.1-18.2
13.9
ρ(SS)/(mg·L-1)
109-126
118
97-113
106
56-65
60
41-51
46
pH值
6.50-6.93
6.80
6.20-6.70
6.50
6.38-6.52
6.42
6.49-7.32
6.98
色度/倍
160
160
80
80
32
32
16
16
由表2可以看出,水解池进水为:
pH=6.80,ρ(CODcr)=370mg/L,ρ(BOD5)=70.8mg/L,ρ(SS)=118mg/L,色度=160倍。
m(BOD5)/m(CODcr)比仅为0.18。
经过水解酸化,水质有所好转,CODcr去除率在25%左右,BOD5有所上升,m(BOD5)/m(CODcr)比达0.3,废水的可生化性得到提高,pH值有所下降;特别是色度变化明显,从160倍降到80倍,下降了50%,出水为灰黑色。
水解池出水进接触氧化池进行好氧处理,再经气浮固液分离,从表2可以看出,CODcr去除率在63%,BOD5去除率在75%,色度去除率在60%。
气浮池出水加药后,经过管道混合器混合,进行絮凝反应和沉淀,所加药剂为液态碱式氯化铝(有效成分10%),投加量为0.1%,沉淀池出水进入生物活性炭池,处理后水质见表2。
废水经处理后CODcr,BOD5,SS,色度的去除率分别达到80%,80.4%,90%,61%,水质明显好转,低于GB8978-96一级排放标准。
5主要技术经济指标
5.1占地面积
废水处理站总占地300m2,利用系数0.86;绿化面积40m2,绿化系数0.14。
5.2工作制度及人员编制
废水处理站实行三班三运转,每班操作工2人,化验员1人,为常日班,共计7人。
5.3工程投资及运行费用
废水处理站总投资48.2万元,折合吨水造价为1338元/(m3·d);运行费用包括电费、·管理费(年维修费、人员工资)、药剂费、不含折旧费,为1.28元/m3。
6经验总结
6.1调节池的搅拌
调节池的搅拌方式运用增加提升泵打回流与间歇短时提升泵全部打回流相结合,通过流量15m3/h的水泵打回流水力搅拌(在调节池的底部侧边设置的4根交错布置25mm的消防喷嘴,喷嘴水流速度2.2m/s)是可行的。
该工程运行以来,未发现调节池积泥现象;同时这种搅拌方式避免了调节池水位的波动所带来的液下搅拌机的工作不稳定以及预曝气溶解氧对水解池运行不利的弊端。
6.2水解池的布水
水解池的进水方式为穿孔管布水。
通过脉冲进水器形成瞬时大流量以及与多点进水相结合,可以在水解池的底部形成悬浮的污泥层,同时又使得水解池废水中污染物与悬浮污泥层充分的接触和混合,利于整个池容的有效利用,充分发挥作用,节约搅拌设施投资及其动力消耗的运行费用。
6.3污泥减量化措施
气浮池生物污泥回流到调节池进水槽,与进水充分混合,一起进入水解池,既节省了回流污泥泵,也在水解池底部形成了悬浮污泥层,在吸附、截留以及生物降解的共同作用下使得水解池的功能得以充分发挥,同时,污泥在其中进一步消化,大大减少了污泥量。
该工程运行两年来,从未排泥,处理站所产生的泥量仅为沉淀池产生的化学污泥。
6.4填料的选择
水解池、接触氧化池所用填料为弹性立体填料,该填料的生物黏附性较差,调试周期较长,不如组合填料;同时,由于长时间的运行,使得部分填料脱落,随回流污泥进入调节池、水解池、导致水解池部分进水穿孔管的堵塞。
宜采用组合填料及污泥回流至较小缝隙的格栅井。
6.5沉淀池存在的问题
在工艺的选择上,考虑到气浮池在每次开机时往往不稳定(这一过程大约持续30min),为了延长生物炭的寿命,在气浮池后设置混凝沉淀池,而且沉淀池水力停留时间较长,但是由于在气浮池工况不稳定时,进入沉淀池的污泥上已经附有微小气泡,即使停留时间达4h,沉淀效果也不甚理想。
总体而言,本工艺设计尽管进水的可生化性很差,但是由于水解酸化池的功能得以充分发挥,为后续的好氧生物处理奠定了基础。
两年来,该工程设施运行稳定,取得了较好的社会效益和环境效益,设计和运行是成功的。
中空膜生物床处理生活污水的中试研究
膜生物反应器是将膜分离技术和生物处理技术直接相结合,几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中,这使反应器中的生物污泥浓度极高,理论上污泥泥龄可以无限长,使出水的有机污染物含量降到最低,极有效地去除氨氮,对难降解的工业废水也非常有效。
膜过滤作用使出水清澈透明,无悬浮物,可直接回用。
尤其是将中空纤维膜直接淹没在生物反应器水下而构成的淹没式中空膜生物床,能耗较低、体积较小、构造简单、运行方便。
一体化的中空膜生物床可取代混凝、沉淀、过滤、吸附、消毒等多项处理工艺,同样获得高质量出水水质,因此它的研究更受重视。
膜生物反应器的开发除了涉及生物处理理论和膜过滤理论问题外,真正能开发成产品的关键是如何克服膜的污染和堵塞,使膜能长时间维持较大的通量,即在保持正常通量的情况下,尽量能延长膜的寿命;同时要降低曝气量,以减少工艺的电力消耗[1]。
本研究拟检验国产膜的可应用性,同时省去传统的出水抽吸泵[2],采用位差驱动出水,省去复杂的气或水反冲洗设备,低水头间断工作,尽量降低曝气量和动力消耗,以使开发的设备尽快投入实际应用。
1试验方法和材料
1.1中试设备
设备如图1所示。
反应器为聚氯乙烯塑料制造,矩形截面柱体(截面积为0.3m2),有效水深H=3.6~3.9m,有效容积V=1.08~1.17m3(浮球阀液位控制器控制反应器的最高和最低水位,高低水位差为0.3m),反应器内置6只中空纤维膜膜组件。
膜出水靠水位差驱动,集水管统一收集出水,出水流量由流量计调节控制。
1.2中空纤维膜组件和装置的运行
试验中采用的中空纤维膜组件及其特性如表1所示。
表1 试验中采用的中空纤维膜组件
膜材质
膜孔直径(μm)
组件表面积(m2)
制造商
聚偏氟乙烯(PVDF)
0.22
2.0
天津纺织工学院
中空膜生物床处理生活污水试验在1998年6月至1998年11月期间共采集数据约150d。
设计出水流量200L/h,采用间歇运行方式,运行期间无反洗,无人工及化学药剂清洗。
原水采用人工配制模拟生活污水(见表2)。
表2人工配水的组成mg/L
成分
C
CO(NH3)
KH2PO4
CaCl2
MgCl2
CuSO4
浓度
300
22.5
7.32
0.8
1.0
0.002
试验装置运行的其他条件:
①曝气紊流:
运行出水期间曝气气水比35∶1。
②低压出水:
出水流量采用阀门、流量计控制恒定,人为降低了出水水头。
③间歇运行:
7min出水,3min停止出水空曝。
1.3水质分析方法
COD分析采用重铬酸钾法,氨氮分析采用纳氏试剂比色法,溶解氧分析采用JPB-607便携式溶解氧分析仪,pH值分析采用PHS-2C精密级酸度计,浊度分析采用GDS-3B光电浊度计,细菌分析采用平板计数法。
2试验结果与讨论
2.1中空纤维膜的透水特性
为了解国产膜的透水特性,用清水研究了出水水位差与膜出水量间的关系。
在清水试验中,出水水位差与膜通量间呈直线关系,直线的斜率称为膜的比通量,即单位水位差、单位面积、单位时间的出水量。
国产膜与国外膜的比通量比较见表3。
从表中可见,该膜比通量较大,但机械强度较低,易于折断。
表3不同来源膜组件的清水试验
膜来源
国产聚偏氟乙烯膜
加拿大膜
日本膜
膜比通量[L/(h.m2.m)]
27.28
15.36
12.79
2.2COD的降解和反应器中的MLSS变化
运行期间进水COD的平均值为366.4mg/L,最大值为780.9mg/L,最小值为228.0mg/L。
出水COD的平均值为13.1mg/L,最大值为25.2mg/L,最小值为4.4mg/L,COD的平均去除率为96.0%;冲击负荷对出水COD去除没有影响,这说明系统的稳定性和可靠性。
试验结果如图2所示。
从运行结果看,国产膜分离性能良好,运行过程中无剩余污泥排放,MLSS变化如图3所示。
2.3出水细菌总数
平板记数法检测出水细菌总数共三次(前期、中期、后期),细菌总数均<10个/mL,见表4.试验结果表明,采用膜生物反应器后,出水不需消毒,可直接回用。
表4不同运行时间的细菌分析结果
运行时间(d)
2
51
106
出水细菌总数(个/mL)
8
0
3
2.4出水浊度
出水浊度的分布如表5所示。
95%的出水浊度<1.0NTU。
试验中浊度>1.0NTU的情况都与装置调整有关:
重新启动真空系统或调整浮球阀等。
表5出水浊度分布
浊度范围(NTU)
0
0-1
1-2
>2
频率(%)
69
26
2
3
2.5膜通量变化与COD冲击负荷
在正常运转的情况下,采用出水控制阀控制出水流量衡定,此时出水流量为200L/h,折合膜通量16.7L/(m2·h)。
在出水控制阀全开的情况下,出水流量可以达到350L/h,折合膜通量29.2L/(m2·h)。
考虑到工作水头,国产膜的性质与加拿大Zenon膜类似,而劣于日本Kubota板式膜[3]。
研究COD冲击负荷时,短时间全开阀门,以观察最大流量的变化,从而了解膜阻力的变化,如图4所示。
在正常负荷条件下,最大出水量非常缓慢地下降。
从装置开始运行到第83d,每天平均降低幅度约为0.6L/d;而当冲击负荷出现后,最大出水量呈现下降趋势,大约2d之后,出现大幅度下降,每天平均降低幅度高达7L/d;当进水负荷正常之后,最大出水量逐步回升。
图5中给出冲击负荷出现之后反应器内MLSS的变化情况。
反应器内MLSS的变化规律与最大出水量的降低有类似之处,2d之后开始大幅度增加。
当进水负荷正常之后,MLSS又恢复正常值。
关于膜通量降低的原因可分析如下:
COD冲击负荷使反应器内活性污泥浓度迅速增加,微生物进入生命活动旺盛的对数增长期,细胞繁殖速度加快,MLSS迅速增大说明了这一点。
污泥浓度的提高增加了混合液的粘度,从而使液—固分离困难;同时处于对数增长期的污泥活性高、有大量细胞外聚合物存在[4],增加了膜过滤阻力,也是膜最大出水量降低的原因。
2.6氨氮的去除
在膜生物反应器中,由于污泥泥龄长,而且溶解氧充足,有利于硝化菌生长,因此氨氮去除良好。
试验期间内,进水氨氮浓度为10~20mg/L,其平均值为16mg/L,出水氨氮浓度<1mg/L,氨氮去除率在97%以上。
3膜生物反应器的经济分析
膜生物反应器技术具有出水水质良好、运行管理简单、占地面积小等优点,是污水回用的适用技术。
本研究对一个规模为806m3/d居住区污水回用工程分别采用厌氧→好氧→絮凝→沉淀→过滤→消毒工艺(以下简称工艺1)和中空膜生物床工艺(以下简称工艺2)进行了初步设计,同时进行了经济分析和比较。
经济分析和比较依照有关手册进行[5]。
就出水水质而言,工艺2出水的浊度、SS、COD和NH3-N优于工艺1,但是出水中的NO3--N会劣于工艺1。
经济分析比较的主要结论见表6。
表6两种污水处理工艺的经济比较
比较项目
工艺1
工艺2
主要构筑物的基建投资(万元)
110.68
39.72
主要设备、材料的基建投资(万元)
76.60
7.30
总基建投资(万元)
187.28
47.02
单位处理水量的基建投资[元/(m3.d)]
2325
583
单位处理水量的电力消耗(kW.h/m3)
0.631
0.988
单位处理水量的运行费用(元/m3)
1.08
1.50
注*膜的费用计入运行费用。
根据以上分析可以看出,工艺1的总基建投资是工艺2的2.78倍。
由于目前国产膜组件的成本较高且工作寿命较低,更换膜组件的费用占了运行费用的约50%,如果膜组件的费用可以减低20%,工艺2的运行费用与工艺1的基本持平。
由于工艺2的基建费用低,它的企业内部收益率高于工艺1。
4结论
①中空膜生物床处理技术与传统的处理工艺比较,取代了二次沉淀池和三级处理工艺,设备体积小,运行管理简单,膜生物反应器出水悬浮物、浊度为零,细菌总数优于饮用水标准,COD和氨氮的去除率高达95%以上,出水可以直接回用。
②国产PVDF膜透水性能良好,能够有效地截留悬浮物以及细菌,运转150d后未见通量显著降低。
在膜生物反应器中透水通量与加拿大的Zenon膜类似,但低于日本Kubota板式膜,此外膜的机械强度仍需要改进。
③采用位差驱动出水和低水头间断工作,可省去复杂的气或水反冲洗设备,运行可靠,维护简单。
④中空膜生物床处理工艺的基建投资低于传统工艺。
但由于膜的造价较高,需要的曝气量较大,目前运行费用仍较高。
在本试验中,单位处理水量的电力消耗约为1.0kW·h/m3,进一步研究是必要的。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 制衣 废水处理 工程 实例