印染廢水處理工程實例及環境污染第三方治理可行性研究

黃銀春，梁時軍，王素華，謝怡卿

(1.南充市環境工程評估中心，四川 南充 637000;2.南充市環境監測中心站，四川 南充 637000)

1 引言

南充是中國西部地區唯一被中國絲綢協會授予“中國綢都”稱號的城市，是中國四大蠶繭絲綢生產基地之一。2016年5月，中國絲綢協會授予的“絲綢源點”落戶南充。南充目前的綢緞生產銷售量、絲綢制成品銷售量、絲綢出口創匯為西部地區第一名，共有南充嘉美印染有限公司、四川依格爾紡織品有限公司、四川南充六合(集團)有限責任公司等10余家印染企業，但由于印染廢水成份復雜、色度深、水量等因素，嚴重制約了絲綢企業的發展。南充市的絲綢企業位于工業園區的均自建污水處理廠處理達《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB 4287-2012)間接排放標準后進入園區污水處理廠處理，位于園區外的印染企業如六合(集團)、京華絲綢、宏興絲綢等只能自行處理印染廢水達到《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB 4287-2012)直接排放標準后排入區域地表水[1]，由于企業廢水建設和運行成本高，且不能保證長期穩定達標排放,上述企業在嘉陵江設置排污口未能取得排污口設置批復，存在諸多不利影響。隨著國家對節能減排的重視以及污染物排放標準的日趨嚴格，印染企業越來越重視清潔生產和環境保護，印染廢水回用率的提升也間接提升了污水處理的難度和費用[2～4]。本文以南充嘉美印染有限公司污水處理站為例，介紹了印染廢水處理工程的可行性和印染廢水委托第三方治理的可行性。

2 項目概況

南充嘉美印染有限公司位于南充市高坪區，企業產品為蠟印染印花布，包括高支高密織物和中厚織物，全部為純棉，生產中產生了大量的印染廢水。現有一套印染廢水處理系統，處理水量10000 m3/d，污水接納范圍為本項目廢水、園區企業廢水及南充地區委托嘉美處理的印染廢水等，處理工藝流程為“調節池+氣浮+高效厭氧池+缺氧池+好氧池+二沉池+Fenton+氣浮+過濾”組合工藝，經工藝處理后出水CODCr為50 mg/L 以下、SS 為10 mg/L 以下、色度為30倍以下、TN在15 mg/L 以下、TP在0.5 mg/L 以下，實現出水各項指標穩定達標，排放水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A標標準限值[1]，出水優于《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB 4287-2012)直接排放標準,并于2019年3月順利通過建設項目竣工環境保護驗收。

3 實驗設計

3.1 廢水水量水質和處理要求

廢水主要為生產過程中產生的漿紗水、漂染水等，其具有有機物含量高，色度大，可生化性差，水質、水量變化大等特點。嘉美印染公司印染廢水水量為5 000 m3/d，接納園區工業廢水、第三方委托印染廢水等水量約4000 m3/d，合計進水量約9000 m3/d。處理后出水水質要求達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A標，污水處理站的進水水質和排放要求如表 1 所示。

印染廢水進水一般分為前端濃水和后端整理廢水兩種，前端水質濃度較高，主要排水由退漿廢水、煮練廢水等組成、廢水量約占全部排放量的20%～25%，后端較低濃度廢水一般為染色、印花、整理廢水等組成。前端濃水產生量約1800～2250 m3/d，濃水CODcr約15000 mg/L 、NH3-N約80.00 mg/L、色度約500倍；后端印染廢水產生量約6750～7200 m3/d，濃水CODcr約4500 mg/L 、NH3-N約45 mg/L、色度約1000倍。一般有條件可分段預處理后再進行綜合處理，因項目還接納了園區工業廢水，對印染廢水有稀釋作用和增加廢水可生化性的作用，故未考慮分段預處理。

表1 設計進水及出水水質

3.2 工藝設計

3.2.1 工藝流程

印染廢水需重點考慮其難降解污染物分解、懸浮物處理和高效脫色等措施[5]，結合南充印染廢水處理設計及運行管理經驗，同時考慮工藝系統運行穩定性好、投資少和運行費用少等因素進行綜合選擇[6]，嘉美印染污水處理站主要采用A2O+Fenton組合工藝[7]，廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

3.2.2 主要處理單元

調節池：規模1.0萬m3/d，1座，尺寸：A×H=1996 m2×6.0 m，有效水深：5.5 m，停留時間：13 h。

一級淺層氣浮池：規模1.0萬m3/d，2座，尺寸：D×H =Φ14.0×2.0 m，有效水深：1.2 m；停留時間0.44 h。

A2/O生化池：規模1.0萬m3/d。高效厭氧池：L×W×H=39.0×33.0×9.5 m，有效水深：9.0 m，2座，分2格，停留時間26.2 h；容積負荷(4.00 kg COD/(m3·d))；缺氧池：L×W×H=39.0×11.0×6.0 m，有效水深5.6 m，2座，停留時間5.1 h；好氧池：L×W×H=39.0×53.0×6.0 m，有效水深5.5 m，2座，好氧池停留時間：26.1 h。

二沉池：規模1.0萬m3/d，2 座，直徑31 m，有效水深4.0 m，高4.5 m。

芬頓反應塔：規模1.0萬m3/d；2座，設計尺寸：D×H=Φ4.5×14.0 m，停留時間：0.5 h。

中和反應池：規模1.0萬m3/d；1座(分2組)，尺寸：L×W×H=23.0×9.0×4.0 m，有效水深：3.5 m，停留時間：0.7 h。

二級氣浮池：規模1.0萬m3/d，2座，尺寸：D×H =Φ12.0×0.9 m，有效水深：1.2 m。

砂濾池：規模1.0萬m3/d，1座(分6格)，尺寸：L×W×H=30.0×5.0×3.5 m，有效水深：3.1 m，過濾速率46 mm/分。

清水排放池：規模1.0萬m3/d，1座，尺寸：L×W×H =21.0×13.0×4.0 m，有效水深：3.5 m，停留時間：1.0 h。

4 工程處理效果及分析

根據各處理單元污染物設計負荷及運行經驗，污水廠各處理單元的設計進出水污染濃度及去除率見表2。

嘉美印染污水處理采用A2O+Fenton處理工藝，至今穩定運行，2018年企業同步監測進、出口水質，污水處理廠實際處理效果見表3。

表2 各個處理單元的設計去除率

表3 各個處理單元的實際處理效果

由表2、表3可知，項目實際處理效果優于設計處理效果，出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A標準限值。

為了進一步驗證污水處理效果，嘉美公司委托有資質的監測機構于2018年4月2日和4月2日對污水處理站進、出口進行了監測，具體監測結果見表4。

表4 廢水進出水水質結果

根據表5分析可見，污水廠進水污染物濃度COD低于進水設計濃度，NH3-N濃度略高于設計進水濃度[8]。

表5 進水平均污染濃度及營養比平均值

污水廠進水B/C為0.26，略低于0.3，進水污染物含有較多難降解有機物，可生化性一般。進水BOD5/TN為2.14<4，生化處理進水存在碳源不足現象，運行過程中，需額外投加一定量的碳源，如淀粉、醋酸鈉、葡萄糖等，污水處理廠設置了碳源補充設施且運行正常[9]。

同時，嘉美污水處理廠2018年1～4月份出水的在線監測COD、NH3-N和TP濃度見圖2。根據在線監測值，出水水質也整體達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A標標準。

圖2 2018年1～4月污水廠出水在線監測值

5 技術經濟分析

工程總投資7000萬元，其中設計、設備、安裝、調試投資4000萬元，土建投資3000萬元。日產生含水量50%左右的污泥約15 t。處理1 m3污水需電費2元(不含污泥壓濾電耗)，人工費0.8元，藥劑費10元，污泥處置費0.7元，運行成本合計13.5元/m3。

6 三方治理的可行性

環境污染第三方治理是排污者通過繳納或按合同約定支付費用，委托環境服務公司進行污染治理的新模式，它實際上是“污染者負擔原則”內涵的延伸與拓展，實現了由“誰污染、誰治理”到“誰污染、誰付費”的轉變。國務院辦公廳以“國辦發〔2014〕69號”文印發了《關于推行環境污染第三方治理的意見》，環保部也以“環規財函〔2017〕172號”文印發了《關于推行環境污染第三方治理的實施意見》，南充市發展和改革委員會和南充市環境保護局以“南發改環資〔2015〕572號”文聯合印發了《關于同意南充嘉美環保有限公司納入第三方試點的通知》，為南充嘉美環保有限公司開展環境污染第三方治理奠定了法律基礎。

四川南充六合(集團)有限責任公司位于南充市高坪區，主要產品為生絲、綢等，廢水產生量約為1400 m3/d,企業自建了1套2000 m3/d的污水處理站，處理工藝為格柵-調節池-UASB厭氧池-調節池-生物接觸氧化池-二沉池，為了驗證項目廢水水質，六合公司位于有資質的監測公司于2018年6月25日對出水進行監測，采樣頻次為1 d，3次/d，具體監測平均值見表6。

表6 六合集團廢水出水水質

根據表6可知，六合公司廢水出水不能穩定達到《紡織染整工業水污染物排放標準》GB 4287-2012直接排放標準要求。如果需要繼續運行本項目污水處理站，需要對污水處理站進行整改，對UASB、氧化池設備進行維護和更換，同時增加芬頓或臭氧氧化等深度處理工序，土建和設備投資費用大約需要800萬元，后期污水處理運行費也是10元/t。四川南充六合(集團)有限責任公司繅絲、印染廢水的水質和嘉美印染公司水質基本一致，繅絲、印染廢水水質經調節池收集后直接進入嘉美印染公司進行環境污染第三方治理不超過嘉美印染公司設計進水水質要求，水量也不超過嘉美印染公司的剩余處理能力。為了節約成本和確保廢水穩定達標排放，六合(集團)廢水委托嘉美印染公司污水處理站進行三方治理，廢水處置費用約為12元/t，故六合、宏興絲綢、京華絲綢等公司印染廢水委托南充嘉美環保有限公司進行第三方治理從經濟、技術和法律上均可行

7 結論

(1)用A2O+Feton 組合工藝處理印染廢水，運行效果良好，出水達到設計要求，出水水質能穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A標標準限值，且具有投資省、運行穩定等優點，適合在生產工藝類似的印染廠中進行推廣。

(2)從本項目試驗數據可知，通過調整工藝參數，Feton工藝對CODCr、氨氮和色度等指標均有較好的去除效率。

(3)從系統運行成本角度出發，本工藝處理成本偏高，未來的發展方向是開發更加高效的催化劑，降低藥劑的投加量，從而降低末端處理成本。

(4)環境污染第三方治理從經濟、技術和法律上均可行，但進水水質需滿足污水處理站設計水質要求，廢水運輸盡快采用管道輸送，確實無法管道輸送的，按照危險廢物管理要求，實行轉移聯單制度進行登記管理，委托合同中約定好法律責任。