退漿廢水處理工程設計實例

葛 鵬，楊 堯

（南京大學環境規劃設計研究院集團股份公司，江蘇 南京 210093）

紡織染整行業的污染主要來源于水污染、廢氣污染、噪音、固體廢棄物等，其中，水污染主要來自于退漿、煮煉、漂白、染色等工序產生的廢水。在廢水中，退漿造成的污染物濃度占總水污染物的比重相當大，而造成退漿水重污染的根源是漿紗過程中經常使用的漿料。目前，市場上主要使用的漿料有淀粉及其衍生品、聚乙烯醇（PVA）、丙烯酸類粘合劑、聚酯類粘合劑等。針對不同種類的漿料處理難易程度不同，其對應的處理工藝也截然不同，本項目所用的漿料主要成分為聚丙烯酸酯，是屬于難生物降解的漿料。

總體來看，聚丙烯酸酯漿料[1]屬于熱塑性高分子化合物，且相對分子質量和側鏈上所帶的官能團結構決定著其主要性能。由于聚丙烯酸酯漿料是今后生物可降解性漿料發展的重要方向之一，因此，本文通過具體的工程實例，主要是采用物化與生化結合的處理方式來探究這種漿料在廢水處理工程中的可行性。

1 工程概況

以某企業為例，該企業職工人數定員約為1000人，兩班制，年工作300 d，每天24 h，年運行7200 h，其生活污水主要來自于生產員工衛生間的排水。

生產廢水主要來自于面料退漿工序。在實際生產過程中，將堿液、洗滌劑、軟水由送料系統依配比指令自動配置經泵輸入至退漿機漂洗槽中，溶液中含有約為1%～2%的燒堿、1%的洗滌劑，面料在通過事先配制好的含有燒堿和洗滌劑的軟水中通過蒸汽間接加熱連續洗滌，而面料上污垢和聚丙烯酸酯漿料等會被洗入水中。其廢水主要含有洗滌劑以及大量難生物降解的聚丙烯酸酯漿料和一些助劑，廢水的B/C比小于0.1，可生化性差，車間出水溫度在80 ℃以上，pH呈堿性。

本項目主要是為處理生產用水與生活污水，這些污水在經本設計的污水處理設施處理后可滿足國家相應的排放標準。其中回用水由業主委托專業廠家提供處理方案，故不在本項目內。

2 工藝設計

2.1 廢水處理工藝設計依據

該企業廢水主要為退漿的生產廢水和員工的生活污水，在設計處理后水質要達到《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB4287-2012）中表2、《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）表4三級排放標準，其具體設計進、出水水質詳見表1。

表1 設計進、出水水質

2.2 工藝特點

該企業的生產廢水中主要含有聚丙烯酸酯漿料和少量助劑，屬于難生物降解類水質。而生活污水屬于易生物降解類水質，但業主提供的參考資料顯示，該企業生活污水的化學需氧量（COD）、總氮、總磷等指標均不滿足直排標準，故應經過處理后再間接排放。

根據該企業的廢水特點[2]，對該類難生物降解的生產廢水和易生物降解的生活污水進行分類收集、預處理。生產廢水考慮到含有大量難生物降解的有機物，前端采用預處理工藝以大幅度降低水中的懸浮物、COD等，并調節水質pH等，而生活污水可生化性較好，可作為生產廢水處理的優質碳源直接進入生化系統。

2.3 工藝流程

在處理過程中，退漿廢水通過明管泵入廢水調節池1#后經過閉式冷卻器將生產廢水冷卻至35 ℃左右，經冷卻的廢水再通過高效DAF裝置預處理后與生活污水在調節池2#混合后，再進入生化處理系統及末端混凝沉淀物化系統。該工藝整個處理工藝流程采用調節池1#—冷卻器—DAF裝置—調節池2#—水解酸化池—接觸氧化池1#—接觸氧化池2#—二沉池—混凝沉淀池—放流池的組合工藝[3]，在處理達標后排放。該廢水處理工藝流程如圖1所示。

圖1 廢水處理工藝流程

2.4 工藝設計說明

（1）當退漿廢水溫度高達80 ℃以上時，為了降低廢水溫度同時也為了滿足后續的工藝要求，該廢水先經閉式冷卻器降溫，將生產廢水降低到35 ℃左右后，經高效DAF裝置預處理后與生活污水在調節池2#混合，經混合的廢水經過水解酸化池、接觸氧化池、混凝沉淀池后最后流入放流池。因生產廢水中含有大量難生化處理的成分聚丙烯酸酯漿料，為了提高生化系統穩定處理效果，該廢水要先經過物化DAF裝置去除大部分的聚丙烯酸酯漿料，以此降低廢水的難生化性。

（2）DAF裝置通過在線pH計自動加藥調節pH，可對生產廢水進行破乳并投加適量的聚合氯化鋁（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）等藥劑，使大部分溶解性漿料形成大量懸浮物和膠體等難溶解物質，從而被有效去除。

（3）經預處理的生產廢水與可生化性好的生活污水混合后進入生化系統，其中，水解酸化池能將生產廢水中難生物降解的大分子物質水解成能生物降解的小分子物質，且可相應提高廢水中BOD5/COD的值，從而改善廢水的可生化性。而接觸氧化池通過微生物菌群對能生化的污水進行代謝，主要是去除溶解性有機物質，從而達到去除化學需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）等的目的。

（4）廢水在經過前端DAF裝置預處理與生化處理后，水中大部分溶解性物質被有效去除，同時仍存在不少難去除的有機物及無機鹽，故在處理工藝末端設置混凝沉淀池，以此用來增強去除廢水中的磷、懸浮物、膠體等物質。

（5）綜上，廢水前期先經預處理和生化系統處理可降解水中大部分有機物、氨氮和總氮等物質，經二沉池泥水分離，其出水再經混凝沉淀池處理水體中的懸浮物、膠體和總磷等物質，經本工藝處理的廢水并最終外排至園區污水處理廠。

3 主要處理單元

本項目廢水各主要處理單元如下[4]。

（1）調節池1#：是用來收集車間退漿廢水，用于調節水質、水量，為后處理的正常穩定運行提供保障。調節池內設有高、中、低液位反饋信號，并通過連鎖提升泵自動運行。池內設潛水攪拌器1臺、提升泵2臺、流量計1套。池體尺寸：4.5 m×6 m×5 m、鋼筋混凝土結構。

（2）冷卻器：是為了降低車間廢水溫度，滿足后續工藝處理要求。采用閉式冷卻器一座，設計出水水溫在35～40 ℃。

（3）DAF裝置：是為了去除退漿廢水中聚丙烯酸酯漿料，降低廢水的難生化性。設置一套高效全自動化DAF裝置用于去除廢水中的懸浮物、膠體、總磷等物質。DAF裝置尺寸：9.4 m×2 m×2.2 m。碳鋼，內壁五油三布玻璃鋼防腐；配套1個不銹鋼溶氣罐、1臺溶氣泵、1臺空壓機、1套刮渣機、1套流量計、管道混合器、2套pH測定儀、1套快混攪拌機、3套慢混攪拌機、曝氣攪拌系統及加藥系統等。

（4）調節池2#：是用來收集經預處理的車間退漿廢水和生活污水，且均衡二者水質，保障后續生化處理系統進水的穩定性。調節池內設有高、中、低液位反饋信號，提升泵連鎖運行。池內設1臺潛水攪拌器、2臺提升泵、1套流量計。池體尺寸：5.5 m×6 m×5 m，鋼筋混凝土結構。

（5）水解酸化池：主要是起到將難生物降解的大分子有機物分解成小分子易生物降解的有機物，提高廢水BOD5/COD的值，同時，在通過廢水部分回流達到反硝化去除硝態氮的作用。池內設3臺攪拌機、聚丙烯組合填料、在線溶氧儀等。池體尺寸：4.0 m×6.0 m×5.0 m，鋼筋混凝土結構。

（6）接觸氧化池：經水解酸化池處理的廢水自流進入接觸氧化池1#、2#進行好氧生化處理，采用微孔曝氣器作為供氧設施，選用比重略小于水的聚丙烯組合填料，該種填料比普通的生物填料比表面積大3倍以上，同時，該填料本身就是一個集合的微生物環境，具有外部生長好氧菌，內部生長缺氧菌或兼性菌，以此通過微生物菌群將廢水中的BOD、NH3-N等溶解性污染物進行分解，使出水水質有效改善。該池配有變頻羅茨鼓風機3臺（2用1備）、溶解氧1套等。池體尺寸：8.0 m×6.0×m5.0 m，鋼筋混凝土結構。

（7）二沉池：生化處理后的廢水利用二沉池沉淀處理后，使泥水分離，而廢水中的各類大小顆粒雜物、污泥等被沉淀和去除，以此降低廢水中的懸浮物等物質。本項目二沉池采用豎流式沉淀池，表面水力負荷q=0.9 m3/（m2·h）。池體設有污泥回流泵2臺，池體尺寸：4.0 m×6.0 m×5.0 m，鋼筋混凝土結構。

（8）混凝沉淀池：為了進一步提高懸浮物、膠體、總磷的去除效果，在工藝末端設置混凝沉淀池，池體尺寸：7.20 m×3.00 m×5.00 m，δ：8 mm，碳鋼，環氧煤瀝青防腐，配套中心筒，出水堰，PP斜管，快混攪拌機1臺，慢混攪拌機1臺，排泥泵2臺，提升泵2臺等。PAC、PAM全自動一體化加藥裝置各1套。

（9）放流池：分流池配套COD、氨氮、總氮等在線監測儀各1套，放流泵2臺。池體尺寸：2.0 m×6.0 m×5.0 m，鋼筋混凝土結構。通過在線檢測儀定時對放流池中的水體進行檢測，并通過檢測數值設置預警、啟閉放流泵等措施，確保合格水外排，不合格水回流池調節池重新處理。

（10）污泥濃縮池：是將二沉池、混凝沉淀池產生的污泥打入污泥濃縮池進行濃縮，通過重力作用使其中的水與污泥分離，污泥池經濃縮后的上清液排到調節池2#中進行處理。而濃縮后的污泥通過加入絮凝劑后進入壓濾機壓濾，壓濾后的泥餅外運妥善處置，濾液則回流至調節池2#中繼續處理。污泥濃縮池配套曝氣攪拌系統、1套中心筒、2臺污泥泵等設施。

（11）其他：配套污泥脫水用房1間，內設1套疊螺壓濾機、1套自動加藥裝置，房間尺寸：6 m×5 m×5 m；鼓風機房1間，內設變頻羅茨鼓風機3臺（2用1備），尺寸：6 m×5 m×5 m；污泥堆場1座，10 m×5 m×3 m；實驗室1間等配套用房。

4 正常運行效果及結論

4.1 運行效果

經過近2個月的調試運行，各項出水水質指標均達到預期效果，其中COD的綜合平均去除率約為97%。本項目廢水處理系統各單位的預處理效果詳見表2。

4.2 結論

難生化的退漿廢水經過DAF裝置預處理后與生活污水混合進入后續生化系統，采用調節池1#—冷卻器—DAF裝置—調節池2#—水解酸化池—接觸氧化池1#—接觸氧化池2#—二沉池—混凝沉淀池—放流池的組合工藝處理，經該工藝處理后的出水COD、氨氮、總氮、總磷等各項指標均滿足《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB4287-2012）中表2、《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）表4中的三級排放標準。

表2 項目廢水處理系統各單位預處理效果