低能耗印染廢水處理工藝及運(yùn)行條件

時間:2022-12-04 08:30:53

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低能耗印染廢水處理工藝及運(yùn)行條件

1廢水水量、水質(zhì)

該污水處理廠,其廢水主要由針織印染廢水組成,少部分為化工、電子等工廠產(chǎn)生的污水以及生活污水。初始設(shè)計水量為5000m3/d,其中印染廢水占80%,其他廢水占總設(shè)計水量的20%。混合后廢水水質(zhì)指標(biāo)如下:COD=800~1200mg/L,BOD5=250~320mg/L,SS=500~600mg/L,pH=7~11,S2-=15~20mg/L,色度500~600倍。

2廢水處理流程

2.1主體工藝選擇

處理的混合廢水,其主要部分為印染廢水,可生化性較差,色度大。綜合考慮,采用厭氧+好氧+物化的處理方法對混合后廢水進(jìn)行處理?;旌衔鬯冗M(jìn)入調(diào)節(jié)池,進(jìn)行均質(zhì)均量后,進(jìn)入到水解酸化反應(yīng)器中,去除一部分色度,提高污水的可生化性,為后續(xù)的好氧處理創(chuàng)造條件,而好氧生物處理工藝對BOD5的去除效果明顯,采用三段好氧式對水解酸化后出水進(jìn)行處理,其中A段,B段為活性污泥,且AB段通過曝氣分別實(shí)現(xiàn)各段的污泥自回流,以保證AB反應(yīng)器生物量的穩(wěn)定;C段采用接觸氧化,避免污泥膨脹現(xiàn)象。

2.2工藝特點(diǎn)

為了節(jié)省占地,調(diào)節(jié)池采用地下式,內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流墻。生化沉淀池中的污泥回流到調(diào)節(jié)池的后端,與調(diào)節(jié)后的污水混合,通過提升泵提升至水解酸化池。水解酸化池采用的是UASB水解酸化反應(yīng)器,混合后廢水中的大分子有機(jī)物在缺氧或者厭氧的調(diào)節(jié)下被降解,且回流的剩余污泥也能夠被降解。好氧處理段設(shè)置為A/B/C段好氧池,控制各段的運(yùn)行工況,以便各個反應(yīng)器能夠形成其獨(dú)特的微生物,有利于廢水中污染物的去除。另外A,B段好氧段,在沉淀區(qū)對面布置曝氣管,通過環(huán)流實(shí)現(xiàn)污泥的回流,也能夠保證其反應(yīng)器內(nèi)微生物量的穩(wěn)定;混凝沉淀反應(yīng)段,設(shè)有加氯裝備,以保證出水的色度能夠達(dá)到最終出水要求,但實(shí)際運(yùn)行中,該裝置從未啟動。

3主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

3.1格柵井/中和池

采用FH08自動格柵機(jī)1臺,柵寬為800mm;柵條間隙10mm;調(diào)節(jié)池尺寸為:16000×2500×6500mm,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),此設(shè)施的主要作用是調(diào)節(jié)廢水的pH值,以滿足后序生化處理的條件。在進(jìn)水端通過計量泵計量投加稀硫酸以降低廢水pH值,保證出水端pH值在9左右。

3.2粗沉池

外形尺寸:7000×20000×6500mm,有效水深3m,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)計停留時間1h,采用平流、多斗式布置,泥斗內(nèi)穿孔管排泥。三角堰出水,不設(shè)置出水擋板。

3.3調(diào)節(jié)池

外形尺寸:38000×20000×6500mm,有效水深4.2m,鋼筋混領(lǐng)土結(jié)構(gòu),水力停留時間8h,此設(shè)施的主要作用進(jìn)行均質(zhì)、均量。主要設(shè)備有潛污泵2臺,并通過浮球開關(guān)進(jìn)行高中低液位控制。

3.4UASB水解酸化反應(yīng)器

外形尺寸:16000×16000×14000mm,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),共2座,有效水深8.5m,三相分離區(qū)3m,布水區(qū)1.5m,超高0.5m;水力停留時間為8h,設(shè)計容積負(fù)荷為:2.5kgCOD/(m3•d)。另外,整個系統(tǒng)采用小阻力布水系統(tǒng),在單個池體內(nèi)均勻布水,每個反應(yīng)區(qū)設(shè)置喇叭型出水口。

3.5A/B/C段好氧反應(yīng)器

外形尺寸:45000×18000×7000mm,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),共1座。該整個反應(yīng)器分為活性污泥A段、B段和接觸氧化C段。其設(shè)計容積負(fù)荷分別為1.0、0.8和0.7kgCOD/(m3•d)。A活性段采用自截留好氧反應(yīng)器,即在反應(yīng)器內(nèi)就能夠完成污泥的自回流,保證A段的污泥濃度。B段的布置形式與A段相同,兩反應(yīng)器的水力停留時間均為5.5h,沉淀區(qū)的水力停留時間為0.5h;C段即接觸氧化段,采用軟性纖維填料為生物膜附著體,采用軟管曝氣,水力停留時間為10h,有效水深5.8m。此處理設(shè)施作用是好氧菌提供適宜的生長、繁殖的條件,微生物吸附、吞噬廢水中可生物降解的污染因子。從而降低廢水的污染物濃度,實(shí)現(xiàn)廢水的達(dá)標(biāo)排放。主要設(shè)備:HA65-6.5型曝氣軟管900m,ZV-150-100型組合纖維填料1300m3。

3.6二沉池

外形尺寸:=16000×5000mm,共1座,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),局部用素混凝土填充。采用輔流式沉淀池,其有效水深為4.0m,水力停留時間為3.0h。

3.7混凝反應(yīng)沉淀池

外形尺寸:18000×9000×5000mm,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),共1座?;炷磻?yīng)沉淀池由混合池、混凝反應(yīng)池及斜管沉淀池組成。混合池中先后加入氯、堿式氯化鋁,通過機(jī)械攪拌充分混合,而后廢水進(jìn)入旋流反應(yīng)器發(fā)生絮凝反應(yīng),形成顆粒較大、沉降性能較好的絮體,在斜板沉淀池中進(jìn)行泥水分離?;旌铣?,有溶積為18m3,水力停留時間6min。絮凝反應(yīng)池水力停留時間30min,斜板沉淀池有效水深2.5m,水力停留時間1.0h。

4運(yùn)行處理效果

混合廢水經(jīng)過水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工藝流程處理后的結(jié)果見表1(表中的排放標(biāo)準(zhǔn)是指《GB4287-2012》中直接排放標(biāo)準(zhǔn)。水解酸化+活性污泥法處理+物化處理印染廢水的工藝可以較好地解決PVA、染料的處理問題。由表1可知,以印染廢水為主的綜合廢水經(jīng)過該工藝處理后,其COD、BOD5、色度、S2-和SS的去除率分別達(dá)到95%、97%、94%、98%和88%。水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。

5電耗對比及分析

5.1電耗

廢水處理運(yùn)行費(fèi)用主要由人工費(fèi)、電費(fèi)、污泥處理費(fèi)、藥劑費(fèi)構(gòu)成,該系統(tǒng)每處理一頓污水的總運(yùn)行費(fèi)用為0.86元,其中運(yùn)行電費(fèi)為0.36元。而盧徐節(jié)等采用水解酸化/接觸氧化/生物濾池工藝處理印染廢水,其每處理一頓污水的電耗為0.86元。與之相比,本系統(tǒng)具有較低的能耗。

5.2節(jié)能措施分析

(1)由于該污水處理廠有多段印染廢水和其他廢水進(jìn)入處理,因此設(shè)有調(diào)節(jié)池,對進(jìn)水進(jìn)行均質(zhì)作用。在調(diào)節(jié)池均設(shè)有推流器,攪拌器等設(shè)備,以達(dá)到均勻水質(zhì)的效果,而在調(diào)節(jié)池中設(shè)計導(dǎo)流墻可使得調(diào)節(jié)池內(nèi)的水流平穩(wěn)的運(yùn)動。工程運(yùn)行中表明,導(dǎo)流墻的設(shè)置,有利于減少水頭損失,降低推流器的功率,以達(dá)到減能的目的。(2)水解酸化作為印染廢水處理中不可缺少的一個環(huán)節(jié),采用不同的處理設(shè)備,其所配套的電力設(shè)施也不一樣,能耗也不一樣。此工藝設(shè)計中采用的是UASB水解酸化反應(yīng)器,其主要配套電力設(shè)施有4臺污水提升泵(三用一備),其功率為18.5kW。但如果采用傳統(tǒng)的填料式水解酸化反應(yīng)器,設(shè)計相同處理的反應(yīng)器所需要的配套電力設(shè)施為潛污泵2臺,每臺功率為22kW,4臺潛水?dāng)嚢铏C(jī),每臺的功率為5kW,并且采用了UASB水解酸化反應(yīng)器,其對COD的去除率能達(dá)到45%,而傳統(tǒng)的填料式水解酸化反應(yīng)器其對COD的去除率只能夠達(dá)到35%,因此,這2種反應(yīng)器每去除1kgCOD所需要的電量分別為(0.23±0.05)kWh和(0.46±0.15)kWh。將這2個相比較,可以得出UASB水解酸化反應(yīng)器的運(yùn)用降低了整個系統(tǒng)的能耗。(3)不同好氧反應(yīng)段中控制的溶解氧濃度的不同。A段、B段和C段的溶解氧分別為0.3、0.8和3.8mg/L。A段、B段維持在較低溶解氧水平。采用了低溶解氧技術(shù),低溶氧的意義是通過改進(jìn)曝氣系統(tǒng),促使供氧量與需氧量之間的富余值控制在科學(xué)經(jīng)濟(jì)的范圍內(nèi),以保證有足夠的溶解氧供給有機(jī)物氧化,氨氮的硝化。工程運(yùn)行表明,好氧A段,B段溶解氧控制在0.3mg/L和0.8mg/L左右。在這種狀態(tài)下,氧的傳遞作用是在氧虧的條件下進(jìn)行的,傳遞的效率得到了很大的提高,整個鼓風(fēng)系統(tǒng)的供氧量也隨之降低。該工程中在好氧A段、B段、C段設(shè)有高精度的溶解氧檢測儀并實(shí)現(xiàn)在線控制,如果A段中溶解氧濃度超過0.3mg/L,立刻通過變頻裝置,降低鼓風(fēng)機(jī)的輸出功率;同理,如果溶解氧監(jiān)測儀監(jiān)測出含量低于0.1mg/L,則會立即增加鼓風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)量,這種在線控制,能夠?qū)崿F(xiàn)自動化調(diào)節(jié),其操作簡便,而且節(jié)約能耗。

6結(jié)論

(1)采用UASB水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工藝能夠較好的處理以印染廢水為主的混合廢水,達(dá)標(biāo)排放。并在運(yùn)行工程中,通過導(dǎo)流墻的設(shè)置、UASB水解酸化反應(yīng)的運(yùn)用以及運(yùn)行工況的控制,使得整個污水處理系統(tǒng)能耗降低。(2)采用454高通量焦磷酸測序法鑒定系統(tǒng)中A段、B段中的優(yōu)勢菌種,證明其含有反硝化脫硫菌,進(jìn)一步從微觀上證明了該系統(tǒng)在脫氮方面需氧量較低,從而也降低了系統(tǒng)的能耗。

作者:王學(xué)華 劉峰 王浩 黃勇 單位:蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 蘇州科大環(huán)保工程有限公司