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1、1上海新风色织厂污水处理工程的设计摘要：上海新风色织厂总污水量 500m3/d，废水中染料含量较高，不易处理。在污水处理工程设计中通过浓淡水分流、曝气、气浮、超滤等，将部分染料回收、回用，使出水水质大大低于国家排放标准，取得较好的社会和经济效益。 关键词：印染废水 染料回收 曝气池 气浮 超滤 Industrial Wastewater Treatment Design of Xinfeng Dyed Fabric Mill in ShanghaiAbstract: Due to the high level dyestuff content the wastewater discharged
2、 from the Xinfeng Dyed Fabric Mill in Shanghai with flowrate of 500 m3/d is not easy to be treated. In the design stage a great deal of measures including the split-flow to separate the concentrated and diluted liquids, aerobic blasting, air flotation and ultra-filtration etc were taken into conside
3、ration to recovery and reuse parts of the lost dyestuff. Therefore, the quality of the effluent of the wastewater treatment is much better than the requirement of the national wastewater discharge standard. Best social and economical benefits have been obtained. 1 工程背景上海新风色织厂主要生产靛蓝纯棉防缩强固呢(俗称“牛仔布”)，产
4、品全部外销。为扩大出口创汇，利用外贷资金引进新型剑杆织机和浆染联合机，进行技术改造，形成年产 804.69 万 m 牛仔布的新企业，同时建造日处理废水 500m3 的污水处理设施。于 1991 年 9 月起进行培菌和试运转。1992 年 10 月经上海市环境监测中心监测，所有样品 100%全部达到或优于上海市工业“废水”排放标准，验收合格投入正常使用。1.1 生产工艺(1)全厂生产工艺：白纱整经浆染织造烧毛预缩检验打包出厂(2)染色车间生产工艺：白纱盘头煮炼染色水洗烘干上浆烘干卷绕送织造车间21.2 染色过程中主要使用的染料及助剂染料：还原性靛蓝染料助剂：烧碱、保险粉、渗透剂等1.3 污废水来
5、源及特点1.3.1 生产废水主要来源于染色车间中浆染机的煮炼和水洗工段，其中染缸下脚以及第一道水洗槽排水浓度较大，含有较多的染料，应浓淡废水分别处理。既利于回收染料，降低生产成本，又便于提高废水处理的质量，减少处理费用。1.3.2 生活污废水主要来源于厕所、食堂、浴室等，性质同普通生活污水。1.4 总处理水量按 500m3/d 设计，其中生产废水 450m3/d，生活污废水 50m3/d。1.5 处理前水质指标及分析根据市纺织局化纤公司环境监测站和上海纺织工业环保监测中心室 1988 年1 月 25 日31 日连续一周同时对该厂进行的水质测定，两单位所得数据还是比较接近的。因此以两单位所测数据
6、的平均值作为处理前的水质指标(见表 1)，并以此进行工艺设计。表 1 原水水质样品CODCr3/mg/L BOD5 /mg/L SS /mg/L NH3N /mg/L pH BOD5 /CODCr1# 2 284.67 1 035 721.5 2.195 10.04 0.4532# 1 046.33 194.25 95.0 1.375 9.76 0.1883# 903.4 204.8 116.0 1.155 9.47 0.2274# 1 350.91 466.83 224.5 1.485 9.77 0.3465#4690.35 237.13 52.5 1.24 8.92 0.4026# 1 0
7、55.80 458.63 114.0 1.72 9.50 0.4347# 1 243.70 498.38 123.5 1.64 9.58 0.401其中 1#水样是大扫除时所取水样，浓度偏高。因本工程拟采用染料回收装置，经回收后废水浓度会有较大改善，所以 1#水样的水质不予考虑。从 2#7#水样分析资料来看：(1)多数水样 BOD5/CODCr 比值为 0.350.43 之间，最不利值为 0.188(2#水样)。因此一般来说该废水可生化性还是比较好的，采用以生化为主，辅以气浮的工艺流程是可行的。(2)2#7#水样 BOD5 值均500mg/L，因此采用好氧工艺是较合理的。(3)若使出水 BOD
8、530mg/L,BOD5 去除率需达到 93.2%，因此采用延时曝气生化法较合适。5(4)只有当 CODCr 去除率高达 92%时，出水 CODCr 才能达到上海市的排放标准 CODCr100mg/L。在整个印染行业这是有一定难度的。1.6 处理后水质指标及分析根据市环境监测中心 1992 年 10 月 15 日 1000 至 10 月 16 日 1000 一昼夜的监测采样，各生产工段设备均处于正常运行状态，生产负荷达到规定要求，以此作为污水处理后的水质指标(见表 2)。 表 2 处理后水质排放口 pH CODCr /mg/L BOD5 /mg/L SS /mg/L 色度 /倍 S2- /mg
9、/L 油 /mg/L NH3N /mg/L治理设施进口最大值最小值平均值68.70 7.381 562 465 1 112 333 153 273 1 704 1 210 1 474 200 50 67 0.426 0.174 0.303治理设施出口最大值最小值平均值7.92 7.65111 81.7 92.1 9.35 1.52 2.99 53 37 45 5 5 5 0.01070.005 0.006 10.6 7.91 9.04 1.91 0.85 1.48治理效率 /%91.7 98.9 96.9 92.5 98.0出口达标率/% 100 75 100 100 100 100从数据结果
10、看，各项指标均达到或优于上海市排放标准(见表 3)，特别是CODCr 平均值100mg/L，证明这套污水处理设施大体上适合该厂的污水治理，一般运行效果较好。 表 3 上海市工业“废水”最高容许排放浓度值8序号有害物质或项目名称及单位最高容许排放浓度值1 pH 692 CODCr/mg/L 1003 BOD5/mg/L 304 SS/mg/L 2005 色度/倍 1006 S2-/mg/L 17 NH3N/mg/L 158 油/mg/L 1092 工艺流程 浓淡废水分别处理，浓废水经超滤回收靛蓝染料后，有机物浓度降低，减轻后续处理构筑物负荷，提高出水水质。其中浓废水经超滤后的滤后水排入淡废水调节
11、池；竖流式沉淀池中的泥用泵提升至真空过滤机，注入混凝剂，泥水分离，分离后的泥用车送往厂区煤渣堆场，分离出来的水流回淡废水调节池；竖流式沉淀池中的剩余污泥用泵提升，回流至延时曝气池；气浮池和消毒池分别注入混凝剂与消毒剂。3 主要设备选择和构筑物设计3.1 设计参数3.1.1 设计水量按厂方提供资料为 500m3/d，其中生产废水 450m3/d，生活污水 50m3/d。3.1.2 设计水质生产废水：BOD5466.83mg/L，CODCr1 350.91mg/L生活污水：BOD5200mg/L，CODCr400mg/L混合废水水质：BOD5(466.8345020050）/500440.15mg
12、/LCODCr(1 350.9145040050）5001255.82mg/L3.2 调节池调节池容量按 6h 平均时废水量计。10长宽高8.24.353.5125m3。停留时间125m3（500m3d/24h/d)6h。为提高污水处理效果，防止大颗粒在池内沉淀，在池底设穿孔布气管，采用24h 连续曝气。3.3 延时曝气池(1)每日去除 BOD5 量：(440.15mg/L-30mg/L)500m3/d205.1kg/d(2)取污泥负荷 NS0.15kgBOD5/(kgMLVSS.d)混合液污泥浓度 MLSS4g/L混合液挥发性污泥浓度 MLVSS 与混合液污泥浓度 MLSS 的比值为 0.7
13、，则混合液挥发性污泥浓度 MLVSS40.72.8g/L。容积负荷率 NV0.152.80.42kgBOD5（m3.d)曝气区容积205.10.42488.33m3取曝气池长 39.35m，宽 3.1m,深 4m则水力停留时间(39.35m3.1m4m）（500m3d24hd）23.42h(3)按每去除 1kgBOD5 耗氧 1.8kg 计算则耗氧量205.11.8369.18kgO2/d按氧利用率 5%，污水清水氧传递速率比值 0.7，空气含 O2 量 21%计算则供气量369.18/(5%0.721%2460)34.88m3/min选用 4 台 10m3/min 罗茨风机，最大负荷时全部工
14、作。采用穿孔管鼓风曝气。3.4 沉淀池采用竖流式沉淀池保证曝气池活性污泥回流的需要。取沉淀时间 1h，沉淀池表面负荷 3m3/(m2.d)，污水在沉淀区的上升流速 0.000 83m/s，中心管流速 0.3m/s。 3.5 气浮池11反应时间 10min，泥水分离时间 1h，溶气水量 10.4m3/h(50%回流)。用水力喷射器吸气以减小噪声。水在溶气罐中停留 3min。3.6 污泥脱水按 0.3kg 干泥/去除 1kg BOD5 计算：205.10.361.53kg 干污泥折合成含水 98%的污泥量：61.53/0.023 076.5L/d选用绕带式转鼓真空过滤机 2 台。3.7 超滤由中国
15、纺织大学纺化系膜分离科研组对废水进行膜分离可行性试验，并选定膜的种类。采用丙烯腈-聚氯乙烯(PAN-PVC)膜。超滤器为外压膜管式。从图 1 可以看出，随着时间的延长，废水通量的下降速度较平缓，平均通量为60L/(m2.h)，选用该膜是较好的。图 1从图 2 可以看出，对染料的截留率达 99%100%，选用该膜是合适的。图 2由图 3 可知，废水的平均通量随压力的增加而加大，另外，经试验得知操作压力对截留率几乎没有影响，即 R99%100%。实际操作压力可根据需要，在0.20.4MPa 范围内选择。12图 3由图 4 可知，在相同的操作压力下，废水的平均通量随着温度的增加而增加。因 PAN-P
16、VC 膜可耐温 6080，所以实际使用温度可自行选择。同样，经试验得知，操作温度对截留率几乎没有影响，即 R99%100%。图 44 处理成本与厂改造前后污水处理水质对比4.1 处理成本取 1992 年 79 月的数据(见表 4)。表 4 1992 年 79 月处理成本月份 7 8 9处理水量/m313426 16815 11190.6能 源13消 耗 用水量/m3 770 900 900费用/元277.2 360 360用电量/(kW.h)22980 18580 20300费用/元6894 7432 8120混凝剂费用/元2000 2000 2000试剂费用/元300 1871.98 2990设备折旧/元3700 3700143700人员工资/元1450 1450 1450处理费用/元/m31.08 0.99 1.66由于原材料涨价及一些小整改较多，使得处理成本上升，待稳定后会降低一些。同
