窗簾制藝廢水兩級氣浮+生化處理工藝應用研究

摘要：以某市化工產業園內窗簾布生產項目配套新建廢水處理站為對象，通過進行契合窗簾制藝廢水特征的污水處理工藝研究，并綜合考慮出水排放去向，廢水處理最終采用兩級氣浮+A/O處理工藝，出水達到《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB 4287-2012）間接排放標準要求，同時滿足園區集中污水處理廠接管標準。處理工藝系統建成并調試運行后，出水COD可達到100mg/L，出水NH3-N可達到15mg/L，優于設計出水指標。但研究過程中也發現，窗簾制藝廢水含有較多難降解的有機污染物，系統運行過程中，COD去除率存在較大波動，當來水可生化性變差時，兩級氣浮+A/O處理工藝難以進行有效處理。因此，后續應根據實際運行情況，增加膜過濾、高級氧化等深度處理工藝單元進一步保障出水效果及尾水車間回用。

關鍵詞：污水處理；窗簾制藝廢水；氣浮；A/O

引言

紡織印染行業是我國傳統優勢產業，也是高污染產業之一。據統計，印染廢水不僅具有產生量大、有機污染物濃度高、可生化性差等特點[1]，而且隨著印染技術的開發，各種高分子染料及助劑的使用，也加大了印染廢水得處理難度，使得該類廢水成為難降解的廢水之一[2]。本文以江西省德興市化工產業園內窗簾布生產項目配套新建廢水處理站為對象，進行契合窗簾制藝廢水特征的污水處理工藝研究，以期為同類廢水處理提供工藝參考。

1項目概況

德興市某化工產業園內床簾布生產項目設計產能為印花生產線（含漂洗工藝）4條，規模16萬m/d；涂層發泡生產線1條，規模1萬m/d；涂層涂銀生產線1條，規模1.3萬m/d；涂層上漿生產線2條，規模1萬m/d；竹窗簾生產線1條，規模6300m/d。經前期初步調查，窗簾制藝生產廢水主要有漂白廢水、噴水織機廢水和涂層廢水3股來源，進水流量比為1∶5∶1，近期廢水量為300m3/d，遠期為600m3/d。

根據前期調查，漂白廢水是由氧化劑去除纖維中色度過程中產生的廢水，而進入設計污水處理站的廢水為漂洗廢水原水。噴水織機是采用噴射水柱牽引緯紗穿越梭口的無梭織機，主要作用是對緯紗進行定位，噴水織機廢水的主要污染物為懸浮顆粒、膠體顆粒、密度小的纖維類、油類、微生物等污染物，進入設計污水處理站的廢水為噴水織機廢水原水。窗簾涂層主要是起到裝飾、隔熱、遮光等作用，涂層過程中將涂層噴涂至織布機上，無廢水產生，但是涂層原料桶清洗過程中會產生廢水，因此廠內設有涂層及其廢水預處理設施，進入設計污水處理站的廢水為現有涂層廢水預處理設施的出水。根據各類廢水比例，采用加權平均計算廢水綜合水質，如表1所示。

2設計出水水質

某化工產業園內床簾布生產項目配套新建廢水處理站的廢水處理量為300m3/d，廢水污染物排放執行《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB 4287-2012）間接排放標準要求，同時滿足園區污水處理廠接管標準。接管標準參照《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）表4中的三級標準，其中TOC排放參照上海市《污水綜合排放標準》（DB 31/199-2018）表2中的一級標準。園區集中污水處理廠尾水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級B標準后，最終排入周邊自然河體。新建廢水處理站設計出水水質如表2所示。

3主體處理工藝路線

國內類似廢水處理項目一般采用“預處理－常規生化處理－深度處理”組合工藝[3][4]。根據確定的進出水指標，需要去除的污染物主要有BOD5、CODCr、SS、P、N和動植物油類等。

本研究印染廢水以噴水織機廢水為主，含有較多難降解有機物，出水CODCr達到要求的200mg/L以下存在一定難度。由于采用常規生物處理BOD5，其去除率最高可達95%，本工程設計出水BOD5指標為≤50mg/L，對應的去除率為≥94.62%。因此，SS、NH3-N濃度較低，生物除磷輔助化學除磷可滿出水水質要求，動植物油采用氣浮法可去除，所以SS、NH3-N、P、動植物油不是研究的重點，而BOD5和CODCr達標是本工藝應用研究的重點。

3.1預處理工藝選擇

考慮到窗簾生產線排水的不規律性及不確定性，處理工藝路線設置調節池，對廢水進行均質均量調節。

對廢水中石油類和動植物油污染物采用預處理將其去除。去除方法主要包含隔油池、氣浮池等，其中隔油池利用油和水的比重不同，當水流較慢相對較穩定的時候水中的離散油能較快浮于水面，起到分離的效果，成本低，但占地大、隔油效果一般；氣浮池利用特定設備產品的微小氣泡作為載體、粘附水中的雜質顆粒，使其密度小于水，然后上浮至水面與水分離，其處理效果顯著。因此，某化工產業園內床簾布生產項目配套新建廢水處理站預處理主體工藝采用氣浮池，工藝系統選擇處理效果好的溶氣氣浮機。

3.2生化處理工藝選擇

污水生物處理是以污水中所含污染物作為營養源，利用微生物的代謝作用使污染物被降解，讓污水得以凈化的一種最經濟實用及首選的污水處理工藝。

某化工產業園內床簾布生產項目的窗簾制藝印染廢水進水水質BOD5≤930mg/L、CODCr≤2670mg/L，BOD5/CODCr值為0.35，可生化性較好。由于生物反硝化過程必須在碳源足夠的條件下才能進行，因而進水TN≤26mg/L，BOD5/TN為35.77，宜采用生物脫氮。

應用于污水處理的生化除磷脫氮工藝，按照構筑物的組成形式、運行性能及運行操作方式的不同，可分為活性污泥法和生物膜法2大類。其中，活性污泥法污水處理工藝主要有氧化溝系列、A/O系列、序批式反應器（SBR）系列；生物膜法工藝主要包括生物濾池、生物接觸氧化等。考慮到某化工產業園內床簾布生產項目產生的窗簾制藝廢水產量較少，實際工藝適合采用占地面積小、成本低的工藝。借鑒同類項目[5][6]，研究采用A/O工藝作為生化處理主體工藝，并輔以化學除磷。鑒于窗簾制藝廢水具有污染物濃度高、水流不穩定的特點，A/O工藝采用接觸氧化形式，兼具活性污泥法和生物膜法的優點，耐沖擊負荷和有機負荷高，且實際應用時可集約為一體化設備，節省占地面積和建設成本。

3.3總工藝路線

本研究對某化工產業園內窗簾布生產項目產生的窗簾制藝廢水處理主要采用兩級氣浮+生化處理工藝，即采用兩級氣浮+A/O處理工藝，如圖1所示。混合廢水先經格柵去除較粗大的漂浮物后進入調節池調節水質水量，之后廢水經兩級氣浮池去除微小的懸浮物和油脂，進入中間水池，然后進入A/O生化池進行生物處理，去除有機物并完成脫氮，后經二沉池泥水分離后，出水排入園區集中污水廠。二沉池一部分污泥回流至缺氧池保持生物量；氣浮池浮渣、二沉池剩余污泥進入儲泥池后經脫水機脫水后外運處置。

4主要工藝構筑物及設備配置

4.1 格柵井

鋼筋混凝土結構，平面尺寸2.2m×7m，泵坑深3.34m；配套回轉式格柵除污機2套，近遠期各1套，柵隙寬b=5mm，安裝角度α=75°，柵條斷面寬s=10mm。

4.2調節池、事故池綜合體

鋼筋混凝土結構，平面尺寸11.1m×12.6m，

有效水深2.5m；配備潛污泵2臺，Q=12.5m3/h，H=5m，N=0.55kW；潛水攪拌器5臺，葉輪直徑360mm，N=0.55kW。

4.3兩級氣浮池

一體化成套設備，平面尺寸3.35m×12.15m，

處理能力12.5m³/h；配套絮凝攪拌機2臺，功率0.25kW，混凝攪拌機2臺，功率0.37kW。含二級攪拌反應區、接觸區、浮選區、清水集水回用區、污泥儲存區、加藥裝置等。

4.4生化池、二沉池、應急沉淀池綜合體

鋼筋混凝土結構，平面尺寸10.3m×19.4m；

生化區有效水深5m，安裝立體懸掛彈性生物填料，體積333m3，配套功率為0.75kW的潛水攪拌機2臺，內回流泵4臺（Q=12.5m3/h，H=8m，N=0.75kW）；二沉區采取豎式沉淀池（2格，方形，邊長3.5m），配套中心筒2套（直徑600mm）；應急沉淀池2格（邊長3.5m，有效水深2.1m），配套攪拌機2臺（葉輪直徑1200mm，功率4kW）。

5 調試運行效果

5.1 COD去除效果

如圖2所示，處理系統在調試運行一段時間后，COD去除率趨于穩定，COD去除率約為90.5%，出水COD濃度滿足設計出水濃度200mg/L要求。為了驗證本系統的抗沖擊能力，第38天起，將進水COD濃度升高至1100mg/L左右，可以看到進水COD濃度升高后，系統出水COD濃度迅速升高，COD去除率下降，但在數天適應期后，COD去除效果又逐漸上升，COD去除率約為91.47%。

5.2 NH3-N去除效果

如圖3所示，處理系統NH3-N去除效果良好，系統穩定后，去除率可高于70%，出水指標可低于15mg/L設計要求。

結語

通過對某特定窗簾制藝廢水處理工藝應用的研究發現，窗簾制藝廢水含有較多難降解的有機污染物，系統運行過程中，COD去除率存在較大波動，當來水可生化性變差時，兩級氣浮+A/O處理工藝難以進行有效處理時，可考慮增加深度處理，如活性炭吸附、芬頓氧化、微濾或納濾、電催化氧化等工藝單元進一步保障出水效果。窗簾制藝廢水成分復雜，不同印染工藝產生的廢水可生化程度相差巨大，其他類似項目選擇處理工藝時有條件的可先進行實驗室小試，再根據小試情況確定具體的處理工藝組合。

參考文獻

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[2]杜梅梅.印染廢水及其處理技術應用現狀概述[J].廣東化工，2022，49（15）：155-157.

[3]楊署軍.印染工業園區廢水處理與回用工程實例[J].工業用水與廢水，2023，54（3）：70-74.

[4]林添明.印染廢水處理及回用工程實例[J].化學工程與裝備，2022（7）：266-269.

[5]白俊躍，曹愷，仲曉蘭，等.集中式印染廢水處理廠提標改造[J].印染，2023，49（9）：79-81，96.

[6]崔文一，潘謙謙，阮忠強，等.兩級AO工藝強化處理印染廢水[J].給水排水，2022，58（S1）：268-271.

作者簡介

劉湘偉（1991—），男，漢族，湖南邵陽人，工程師，碩士，研究方向為環保設施建設運營。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-05-11