牛仔洗水廢水處理工藝設計探討

項 嬌，龔 波，張同舟，譚劍聰

(廣東溢豐環保集團股份有限公司，廣東 東莞 523129)

憑借其簡潔、多用及耐穿的特點，牛仔布在時尚界一直受全球各年齡層喜愛。牛仔成衣能夠發展100多年歷久不衰，原因不在其款式設計和生產工藝處理上的變化，而是在千變萬化、求新求異的后整理工藝上[1]。洗水作為成衣后整理加工的重要環節，在紡織業中占據舉足輕重地位。洗水一般分普洗、石洗、酵素洗、砂洗、化學洗、漂洗、雪花洗、貓須洗、馬騮洗等[2]。洗水廢水具有水量大、浮石砂含量大、纖維及絨毛量大，同時該類廢水還具有色度深、pH呈弱堿性、較好的可生化性等特點[3]。

在污水處理工藝達標的基礎上，選擇合適的設計參數和廢水處理和回用工藝，研究污染物去除原理，從而降低廢水處理成本，提高廢水的資源化利用率。

1 洗水廢水污染物來源

洗水廢水污染物成分根據洗水工藝不同其污染物成本不一樣，普洗主要工藝添加成分為洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為COD、表面活性劑和TP；石洗主要工藝添加成分為浮石、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、表面活性劑和TP；酵素洗主要工藝添加成分為純堿、浮石、酵素生物酶、玉米淀粉、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、pH、表面活性劑和TP；砂洗主要工藝添加成分為純堿、浮石、氧化性助劑、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、pH、表面活性劑和TP；化學洗主要工藝添加成分為純堿、浮石、NaSiO3、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、pH、表面活性劑和TP；漂洗主要工藝添加成分為漂白劑、Na2CO3、NaHCO3、浮石、洗滌劑、熒光增白劑(二苯乙烯聯苯二磺酸鈉)、雙氧水/次氯酸鈉、Na2S2O3.5H2O，其表觀污染物為砂、SS、pH、COD、氨氮、總氮、表面活性劑和總磷；雪花洗主要工藝添加成分為高錳酸鉀、草酸、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為砂、SS、COD、錳、pH、表面活性劑和總磷。貓須洗主要工藝添加成分為樹脂、天那水、高錳酸鉀、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為SS、錳、難降解有機物、COD、表面活性劑和總磷；馬騮洗主要工藝添加成分為高錳酸鉀、洗滌劑和柔順劑，其表觀污染物為SS、錳、COD、表面活性劑和總磷。

洗水廢水由于其工藝特點造成水量波動系數大，瞬時排水量大，對下游污水處理設施沖擊較大，同時浮石量大容易造成下游污水廠調節池調蓄容積減小[4]，纖維及絨毛量容易堵塞水泵及管網，廢水色度較深，為了保證廢水穩定達標及穩定運行，保障中水回用水質，降低廢水處理成本，必須選擇合適的廢水處理工藝和設計參數。

2 設計水量及進出水水質

某園區洗水廢水處理廠設計規模為20000 m3/d,出水需達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002標準中一級A標準，設計進、出水水質詳如表1所示。

表1 園區設計進出水水質一覽表

3 設計處理及回用工藝

根據廢水特點、出水標準和國內成熟工藝，本項目工藝路線以前物化+生化+后物化處理工藝為主，前物化根據上游水質特點選擇性投加藥劑(在初沉池截留細砂和懸浮物)，生化處理工藝為水解酸化+好氧工藝，主要去除廢水中的有機物、氨氮、總氮和總磷。后物化主要除錳(避免影響廢水回用)，同時進一步去除廢水中的有機物。工藝流程如圖1所示。

圖1 項目工藝流程圖

4 主要工藝單元功能及原理

4.1 企業端無動力圓網機

園區企業二樓以上通過重力自流進入圓網機，通過水流沖擊帶動圓網機旋轉，廢水中砂石、纖維及絨毛經過2 mm過濾網進行截留，一樓的廢水通過排水溝內的格柵網進行截留。

4.2 污水處理廠集水池及圓網機

本項目廢水通過重力自流進入污水處理廠，需在前端設置集水池，通過提升泵將廢水泵至圓網機進行進一步截留浮石、纖維及絨毛。本項目重力自流存在浮石沉積在集水池底部，導致提升泵進水管堵塞，建議廢水收集管網采用壓力流，提升泵采用無污堵泵。

4.3 沉砂調節池

對于圓網機無法隔出的細小浮石，調節池設置成帶前端沉淀的折流式池型或設置成帶泥斗的調節池，便于細小浮石進行沉淀，避免堵塞后續水泵。由于洗水排放瞬時水量大，調節池以前的所有構筑物及設備建議考慮波動系數。

4.4 前物化反應沉淀池

前物化反應沉淀池主要由混凝池、絮凝池和初沉池組成，主要去除調節池提升上來的泥沙和殘留的纖維及絨毛，單純洗水可不用加藥；由于園區企業復雜性，當廢水中存在印花和染色廢水排入時，可在前物化投加藥劑，降低后續處理系統的處理負荷。

4.5 水解酸化+好氧生化系統

本系統由水解酸化池、好氧池和生化沉淀池組成，水解酸化主要將牛仔服裝洗下來的染料、漿料和助劑以及殘余的纖維及絨毛進行分解和降解，提高廢水可生化性[5]，脫除40%～70%的色度，同時通過好氧混合回流和生化沉淀污泥回流在水解酸化池內進行脫氮。好氧池主要降低廢水中COD和氨氮，在好氧條件下進行合成細胞增殖和自身的新陳代謝，降低廢水中的有機物；通過控制合適的泥齡進行硝化反應，降低廢水中的氨氮；最后在生化沉淀池進行泥水分離，通過污泥回流和剩余污泥排放保證整個生化系統污泥平衡和維持系統脫氮除碳所需的污泥濃度。

4.6 后物化反應沉淀系統

4.7 回用水工藝

本項目出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準，通過砂濾+碳濾工藝進一步降低廢水中的SS和有機物，出水水質即可滿足上游牛仔洗水企業回用要求(一般牛仔洗水深色前3道使用回用，最后一道使用自來水)，園區總回用水率可達到60%。

5 工藝設計參數

本項目具體設計參數詳見表2所示。

表2 主要工藝參數

續表2

6 各單元處理效率

出水水質能夠穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準(出水COD平均值為36 mg/L，NH3平均值為0.71 mg/L，TN平均值為12.8 mg/L，TP平均值為0.33 mg/L)。各單元去除率分析詳見表3所示。

7 投資及運行成本分析

根據項目投資結算報告，本項目噸水投資為7500元，直接運行成本為4.013元/噸，其中藥劑費為0.82元/噸，污泥費為0.36元/噸，電費為0.75元/噸，自來水費為0.013元/噸，檢測及第三方運維費為0.12元/噸，勞保及維修費為0.05元/噸，管理費為0.1元/噸，回用水系統噸水運行成本為1.8元/噸。

表3 各單元去除率分析

8 結 論

(1)本工程采用成熟工藝“圓網機+前物化反應沉淀+水解酸化+好氧生化沉淀+后物化反應沉淀”，應對園區復雜的水質，根據實際設計案例和運營數據，為其他項目提供理論依據。

(2)針對牛仔洗水園區，采用砂濾+碳濾工藝完全可以用于上游洗水企業，回用率可以做到60%，運行成本低。

(3)本工藝噸水投資為7500元，噸水直接運行成本為3.013元(含回用水部分)，經濟效益較好。