印染廢水分質處理和分質回用工程設計

陳東明

摘? 要：某印染廠生產過程中主要分氨綸布和經編布2種不同的印染對象，氨綸印染車間的廢水和經編印染車間的廢水分類收集，分質處理。氨綸廢水2 000 m 3/d，經編廢水2 000 m3/d，合計設計廢水處理量為4 000 m3/d。 氨綸車間廢水采用加藥混凝沉淀/好氧活性污泥/曝氣生物濾池（BAF）組合工藝，回用水采用超濾和反滲透雙膜工藝，濃水直接排放。經編車間廢水采用加藥混凝沉淀/水解酸化/接觸氧化/曝氣生物濾池（BAF）組合工藝，產水直接回用于經編車間漂洗工段，部分直接排放。實際運行排放廢水水質達到《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB 4287—2012）的表2新建企業間接排放標準，回用中水達到 《紡織染整工業回用水水質》（FZ/T01107—2011）中回用水標準。企業的中水回用率達到70%。該分質處理，分質回用工程運行成本低，回用率比較高，可為同類型印染廢水分質處理和分質回用提供經驗。

關鍵詞：印染廢水;分質處理;分質回用;曝氣生物濾池（BAF）;雙膜法

中圖分類號：X701? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

印染企業針對不同的布料采用不同的染色工藝和不同的染料，通常最終產生的廢水差異較大。主要特點是COD高、色度高、鹽分高，生化性差。因此，針對不同的染色廢水采用不同的處理方法，分質處理，且根據生產需求采用分質回用[1] 。

1 項目概況

2015年1月該企業新建了廢水處理和中水回用項目。企業對于廢水處理和中水回用的要求：氨綸廢水處理量2 000 m3/d，經編廢水處理量2 000 m3/d，中水回用量3 000 m3/d，廢水排放量1 000 m3/d。由于2種產品染色工藝不同，對于用水的要求不同。染色產品使用的染料不同，廢水的特性不同，所以該項目提出了廢水分質處理，分質回用的設計理念。其中經編染色采用分散染料，廢水色度低，且生產用水對色度、濁度和電導率等參數要求均較低;氨綸染色采用酸性、陽離子、分散染料，產生的廢水色度高，污染物濃度高，生產用水對色度和硬度的要求高[2] 。

企業排放執行《紡織染整工業水污染物排放標準》 （GB4287—2012）的新建企業間接排放標準。設計廢水處理進出水水質標準，見表1。回用水執行《紡織染整工業回用水水質》（FZ/T01107—2011）要求，同時滿足業主染色生產工藝對于用水的需求。中水水質標準見表1 。

2 工藝設計

2.1 氨綸廢水處理工藝

氨綸廢水CODcr、SS、色度均比較高，采用物化和生化結合處理工藝（如圖1所示）。廢水通過粗格柵進入調節池收集，通過提升水泵，進入反應池，選擇硫酸亞鐵作為混凝藥劑，可以有較好的脫色效果，通過沉淀池沉淀，生化部分選擇活性污泥法，BAF作為深度處理工藝，同時作為雙膜工藝的預處理。

2.2 經編廢水處理工藝

經編廢水色度低，生產工段用水要求較低，采用物化和生化結合的處理工藝（圖2），BAF作為深度處理工藝，出水直接回用。將經編廢水單獨分質處理，是避免了高色度的氨綸廢水對回用水色度的影響。廢水通過粗格柵進入調節池收集，通過提升水泵，進入反應池，因原水銻含量高，選擇聚合硫酸鐵作為混凝藥劑，通過沉淀池沉淀，生化部分選擇水解和活性污泥法，出水沉淀分離后進入BAF，出水直接回用，每天排放10%水量，以平衡系統鹽分，防止鹽分累積過高[3] 。

2.3 氨綸廢水回用處理工藝

BAF產水通過水泵提升至自清洗過濾器后進入超濾系統，超濾產水通過高壓泵經精密過濾器后，進入反滲透，產水回用于氨綸車間生產和經編車間染色，濃水通過臭氧脫色后外排。工藝流程如圖3所示。

2.4 經編廢水回用處理工藝

經編廢水經過廢水處理和BAF深度處理后，已滿足經編布生產用水要求，直接回用于經編布漂洗。回用于漂洗工段，可以避免廢水中鹽分在高溫高壓的染色工藝中對于染色機缸金屬材質的腐蝕影響。

3 主要構筑物和設備參數設計

3.1 氨綸廢水處理工藝主要構筑物和設備設計

3.1.1 粗格柵和調節池

調節池采用室外地下構筑物形式，設計有效容積2 000 m3，水力停留時間24 h。進水口設置500 mm寬度進水渠，安裝70°傾角的粗格柵一部，選擇粗格柵間隙8 mm，配套電機功率0.55 kW。調節池內設置有4臺低速推流器作為攪拌用防止懸浮物沉淀，葉輪直徑1 400 mm，轉速47 rpm，電機功率4 kW。調節池設置2臺提升泵（1用1備），單臺流量100 m3/h，水泵揚程14 m，功率5.5 kW[4] 。

3.1.2 混凝沉淀池

采用三級混凝沉淀，分別為調節pH，混凝池和絮凝池，停留時間分別為5 min，5 min，20 min，分別安裝豎軸式攪拌機，轉速分別為47 rpm，47 rpm，25 rpm，功率分別為1.1 kW，1.1 kW，2.2 kW。初沉池直徑11 m，中心有效水深5 m，總容積為451 m3，水力停留時間為5.4 h，表面負荷為0.88m3/m2·h，配置11m中心傳動刮泥機1 臺，水下部分采用304不銹鋼材質，功率1.1 kW，采用重力排泥。

3.1.3 延時曝氣生化池

采用延時曝氣生化池1座，采用推流式，設計池容為3 000 m3，有效水深7 m，停留時間36 h，設計污泥濃度5 000 mg/L，污泥負荷0.1 kgCOD/kg·d。選擇微孔曝氣管350 m，選擇35 m3/min，P=80 kPa，N=55 kW的空氣懸浮鼓風機1臺，選擇35 m3/min，P=80 kPa，N=75 kW的羅茨鼓風機1臺作為備用風機。

3.1.4 二沉池

二沉池直徑11 m，中心有效水深5 m，總容積為451 m3，水力停留時間為5.4 h，表面負荷為0.88 m3/? m2·h，配置11 m中心傳動刮泥機1 臺，水下部分采用304不銹鋼材質，功率1.1 kW。配置2臺污泥回流泵（1用1備），流量100 m3/h，水泵揚程8 m，功率3.7 kW。

3.1.5 BAF

設置1座BAF，分兩格處理，每格分為三級，單級尺寸4.5×4×6.5 m，有效水深6 m，總停留時間8 h。配置2臺提升泵（1用1備），流量100 m3/h，水泵揚程12 m，功率5.5 kW。和曝氣生化池共用鼓風機。采用輕質濾料，通過降低水位，增加風量的方式進行反沖洗，不單獨設置反沖洗水泵和反沖洗風機。

3.2 經編廢水處理工藝主要構筑物和設備設計

3.2.1 水解池

采用接觸法，設計池容為667 m3，有效水深6 m，停留時間8 h，安裝生物繩填料350 m3，容積負荷0.6 kgCOD/m3·d。選擇2臺攪拌機，葉輪直徑420 mm，轉速70 rpm，功率3 kW。

3.2.2 活性污泥池

設計活性污泥生化池1座，采用推流式，設計池容為2 000 m3，有效水深7 m，停留時間24 h，設計污泥濃度5 000 mg/L，污泥負荷0.1 kgCOD/kg·d。選擇微孔曝氣管250 m，選擇25 m3/min，P=80 kPa，N=37 kW的空氣懸浮鼓風機1臺，和氨綸廢水共用1臺羅茨鼓風機作為備用風機。

3.3 氨綸中水處理工藝主要構筑物和設備設計

3.3.1 超濾系統

設置1套超濾系統，采用34支超濾膜，單支超濾膜面積55.7 m2，膜通量44 L//m2·h。設置1臺100 m3/h 自清洗過濾器，采用316不銹鋼材質濾網，過濾精度100 um，選擇2臺超濾原水泵（1用1備，變頻運行），流量100 m3/h，揚程27 m，功率11 kW。

3.3.2 反滲透系統

設置1套反滲透系統，采用90支抗污染反滲透膜，分別安裝于15支膜管中，采用兩段運行，一段60支反滲透膜，二段30支反滲透膜，設計產水率70%，脫鹽率97%。設置1臺100 m3/h 精密過濾器，過濾精度5 um，選擇2臺反滲透原水泵（1用1備，變頻運行），流量100 m3/h，揚程27 m，功率11 kW，選擇1臺反滲透高壓泵，流量80 m3/h，揚程140 m，功率45 kW。

3.3.3 臭氧脫色系統

膜處理濃水色度較高，采用臭氧進行脫色處理后排放。設置臭氧接觸池一座，反應時間30 min。選擇0.5 kg/h空氣源臭氧發生器2臺（1用1備），功率7.5 kW，選擇20個鈦合金臭氧曝氣頭。

4 項目實際運行效果

工程實際運行以后對排放水質以及回用水質（見表3回用水質）進行監測。氨綸膜處理濃水水質CODcr一般為180 mg/L左右，經編排放水水質CODcr一般為60 mg/L左右，混合排放廢水滿足《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB 4287-2012 的新建企業間接排放標準（見表4排放廢水水質）。

5 技術經濟分析

該項目土建費用為1 480萬元，設備和安裝費用780萬元，項目占地3 500 m2。年運行費用包括：電費 140.27 萬元、 藥劑費用 167.9 萬元、污泥處置費146萬元、員工工資和福利費 64 萬元， 管理和折舊費153萬元， 合計年運行費用為 671.17萬元。綜合廢水處理單位總成本為4.6元/m3。項目實際運行過程中整體中水回用率超過了70%，大大減少了排放總量，降低了取水和排放廢水的成本，取得了良好的社會效益和經濟效益。

6 結論

采用加藥混凝沉淀/好氧活性污泥/BAF工藝處理氨綸布印染廢水，并且采用雙膜法進行中水處理回用于生產。采用加藥混凝沉淀/水解酸化/好氧活性污泥/BAF工藝處理經編印染廢水，產水直接回用于生產。根據工程項目的實際運行結果，排放廢水水質達到《紡織染整工業水污染物排放標準 》（GB 4287—2012）表2新建企業間接排放標準，回用中水水質達到《紡織染整工業回用水水質》（FZ/T01107—2011）的要求。企業的中水回用率達到70%以上。

采用分質處理，可以使得不同性質的廢水采用不同的處理工藝和回用水處理工藝，避免了不同水質相互的影響，造成處理流程復雜，投資增加，處理成本的提高。采用分質回用，可以選擇相對簡單的深度處理工藝對回用水進行處理，降低投資和運行成本。

參考文獻

[1] 國家環境保護總局科技標準司.印染廢水污染防治技術指南[M].北京：中國環境科學出版社，2002：75-90.

[2] 高廷耀， 顧國維. 水污染控制工程[M]. 北京： 高等教育出版社， 2002.

[3] 胡 濤， 汪玉詳， 許 干， 等. 印染廢水的治理研究[J]. 江蘇：環境科技， 2005， 18（ 4） ：30-32.

[4] 付江濤， 汪榮， 王國強. 雙膜法處理印染廢水及其回用的工程應用[J]. 工業水處理， 2010， 30（1）：86-89.