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某工业园牛仔服装洗水废水集中处理工程实例 王满 1 罗建中 1 潭广添 2 林伟成 2 1. 广东工业大学环境科学与工程学院， 广州 510006; 2. 佛山市顺德区港汇环保污水处理有限公司， 佛山 528329 摘要 广东佛山市某工业园内污水处理厂采用混凝 /生物接触氧化工艺对牛仔服装洗水废水进行集中处理， 进水水量 30 000 m3/d，水质 ρ COD 411 mg/L、 ρ BOD5 147 mg/L、 ρ SS 313 mg/L、 色度为 239 倍、 pH 7 ～ 9， 出水相应 指标分别为 ρ COD 53 mg/L、 ρ BOD5 16 mg/L、 ρ SS 32 mg/L、 色度为 8 倍、 pH 为 7． 5，达到广东省地方标准 DB 44 /262001 水污染物排放限制 第二时段中的一级标准。此工艺具有工程投资少、 运行稳定、 处理效果好、 成本 低等优点。 关键词 混凝; 生物接触氧化; 牛仔服装洗水废水 PROJECT CASE OF CENTRALLY TREATING JEANS- RINSING WASTEWATER IN AN INDUSTRIAL PARK Wang Man1Luo Jianzhong1Tan Guangtian2Lin Weicheng2 1. School of Environmental Science and Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，China; 2. Ganghui Sewage Treatment Co. ， Ltd of Shunde District of Foshan City， Foshan 528329， China AbstractIn an industrial park of Guangdong Foshan，the sewage treatment plant uses coagulation-bio-contact oxidation process to treat jeans-rinsing wastewater centrally，quantity of incoming water is 30 000 m3/d，COD concentration of water quality is 411 mg/L，BOD5 147 mg/L，SS 313 mg/L，chroma 239 times and pH 7 ～ 9;the effluent corresponding inds are COD 53 mg/L，BOD5 16 mg/L，SS 32 mg/L，chroma 8 times and pH 7． 5，which are up to the first- order at the second time interval of Guangdong Province “Water Pollutant Emission Limit” DB 44 /262001 ．It has advantages of less engineering investment，stable operation，good treatment effect and low cost，etc． Keywordscoagulation; bio-contact oxidation; jeans-rinsing wastewater 洗水是牛仔服装生产中一个关键工序， 通过不同 的洗水工艺达到不同的效果。采用的洗水工艺有 普 洗、 酵洗、 扎洗、 石磨、 轻磨、 石染、 普染、 酵染、 轻酵、 重 酵和双酵等 ［1- 2］。工艺废水中的主要污染物为浮石 渣、 短纤， 以及从牛仔服饰上洗下的染料、 浆料和助剂 等， 具有水量大、 成分复杂、 色度高、 悬浮物浓度高等 特点 ［3- 6］。 广东省佛山市某工业园内建有二十多家牛仔服 装加工厂， 工厂加工工艺有浆染、 丝光、 印花和洗漂 等， 且以洗水工艺为主， 园区内配套建有一家污水处 理厂对各工厂的废水进行集中处理。污水厂采用混 凝 /生物接触氧化工艺， 设计规模为 60 000 m3/d，其 中一 期 工 程 规 模 30 000 m3/d，二 期 工 程 规 模 48 000 m3/d。 多年的运行结果表明， 该工艺对 COD、 BOD5、 SS 及色度等均有很好的处理效果， 出水水质 达广东省地方标准 DB 44 /262001水污染物排放 限制 第二时段中的一级标准。 1废水水质和水量 该工程实际处理废水量为 30 000 m3/d， 废水水 质和排放标准见表 1。 表 1废水水质和排放标准 项目 ρ COD / mg L － 1 ρ BOD5 / mg L － 1 色度 / 倍 ρ SS / mg L － 1 pH 洗水废水≤500≤200≤500≤5007 ～ 9 排放标准902040606 ～ 9 2工艺流程及特点 2． 1工艺流程 根据废水的特点， 及出水水质需满足 DB 44 / 262001 第二时段中的一级标准， 确定混凝 /生物接 触氧化为主体处理工艺。首先对废水进行混凝处理， 91 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 以快速沉降废水中部分 COD、 SS 和色度。第二阶段 采用生物接触氧化， 在生物膜与悬浮污泥共同作用 下， 去除混凝沉淀出水中的大部分 COD 和色度， 使污 水达到排放标准。工艺流程如图 1 所示。 图 1废水处理工艺流程 废水排入污水厂后， 首先经过粗格栅， 去除其中 含有的大量浮石、 胶球等粒径较大的悬浮物和漂浮 物， 再进入筛网滤池， 滤除原水中含有的布毛、 短纤、 塑料袋等杂物， 然后投加石灰或废酸调节 pH。经过 预处理的废水进入调节池，然后由泵切入混凝沉淀 池， 投加混凝药剂对有机物和色度进行初步沉降， 减 轻对后续生化处理的冲击负荷。混凝池出水自流进 入生物接触氧化池， 通过好氧微生物的新陈代谢作用 消化吸收废水中的有机污染物， 达到降解污染物的目 的。生化后的污水在后续的二沉池中进行泥水分离， 二沉池选用斜管沉淀池， 污泥部分回流到好氧池， 剩 余污泥则进入污泥浓缩池进行浓缩处理， 从二沉池排 出的废水进入清水池后即可达标排放。 2． 2工艺特点 预处理采用投加石灰或废酸的方法， 调节废水的 pH 值， 然后经过格栅去除浮石和胶球等较大的颗粒物; 混凝工艺采用混凝剂 PAC 和助凝剂 PAM 按一定比例投 加， 可去除进水中挟带的大部分悬浮物质， 利用混凝絮 体可吸附部分溶解性有机物质， 同时可高效脱色。 生物接触氧化池内放置的半弹性填料可防止生 物膜脱落而影响生物膜的形成， 可大大增加单位容积 的生物膜面积。当废水通过填料层时， SS 被截留， 水 中的有机物被粘附在填料上的微生物降解 ［7- 8］。池内 供气采用鼓风曝气， 并采用推流式生物膜法， 废水由 一端进入好氧池后， 沿池呈活塞流向前推进， 在此过 程中， 废水中的污染物被浮着于池内填料上的好氧微 生物降解。由于废水中的污染物浓度沿着池长逐渐 递减， 池内各处生长的微生物种群和数量将对应于该 处的废水水质而自然优化， 从而提高了处理效果和出 水水质， 可以避免常规活性污泥法用于印染废水处理 时经常发生的污泥膨胀现象。此工艺具有容积负荷 高、 抗冲击能力强、 运行稳定、 无污泥膨胀、 节省能耗、 操作简单、 管理方便等特点 ［9- 10］。 3主要构筑物及设备 3． 1集水池 集水池接纳输送进污水厂的废水， 去除废水中较 大的漂浮物及颗粒， 提供一次提升泵吸水所需的容 积。钢筋混凝土结构， 地下式， 一座， 尺寸为 32 m 6． 0 m 6． 2 m。池内安装一次提升用潜水泵 8 台， 4 台 30 kW， 4 台 45 kW， 6 用 2 备。 3． 2沉砂调节池 接纳集水池流出的废水去除废水中细小砂粒， 提 供足够的调节容量以满足水质水量的调节需要， 保证 废水提升系统的正常运行。调节池为地上式钢筋混 凝土结构， 1 座， 尺寸为 24． 0 m 32． 0 m 4． 5 m。池 内设二次提升泵 6 台， 4 用 2 备。其中， 一期工程 2 台， 功率 22 kW， 1 用 1 备; 二期工程 4 台， 45 kW 和 55 kW的提升泵各 2 台， 3 用 1 备。 在调 节 池 前 端 设 两 座 沉 砂 池， 尺 寸 4． 0 m 4． 0 m 4． 5 m。沉砂池安装 5． 5 kW 排砂泵 3 台， 2 用 1 备。 3． 3混凝沉淀池 使混凝反应池中所形成的絮体沉淀下来， 并将污 泥排入污泥浓缩池中， 上清液自流入接触氧化池。混 凝沉淀池为地上式钢筋混凝土结构， 共 5 座， 一期工 程建有 2 座竖流沉淀池， 尺寸为 10. 4 m 7. 5 m; 二 期工程建有 4 座， 1 座为斜板沉淀池， 尺寸 20 m 20 m 8 m， 另 3 座为竖流沉淀池， 尺寸 16． 8 m 7． 5 m， 水力停留时间为 2． 5 h。 3． 4生物接触氧化池 利用好氧菌群将废水中有机物质深度降解以达 到水质净化的目的。地上式钢筋混凝土结构， 共 8 座， 每座分 ABC 3 格， 挂弹性填料， 填料高度为 2 m。 每座尺寸为 12． 0 m 38． 0 m 5． 8 m， 有效容积 2 280 m3， 有效水深 5 m， 池中设穿孔管曝气系统， 配 备罗茨风机 6 台。 3． 5二沉池 二沉池是将从接触氧化池出来的混合液泥水分 离， 并将污泥排入污泥浓缩池或回流到接触氧化池。 钢筋混凝土结构， 斜板沉淀池形式， 共 8 座， 每座尺寸 12． 0 m 12． 0 m 5． 4 m。 3． 6清水池 清水池功能是收集二沉池出来的清水后达标排放。 02 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 钢筋混凝土结构， 一、 二期工程各 1 座， 一期尺寸3. 0 m 12. 0 m 5. 4 m， 二期尺寸 5. 0 m 12. 0 m 5. 4 m。 清水池设立明渠设计堰对总排水量进行计量， 与 清水池合建， 平面尺寸 0. 9 m 12 m 1. 0 m。 3. 7鼓风机房 鼓风机房尺寸 7. 0 m 10 m 4. 5 m， 采用封闭 式建筑， 以减少对外界的干扰。内设三叶罗茨鼓风机 6 台， 4 用 2 备。机房内设吸引吊顶， 吸引墙板。每台 风机设有消声器， 车间内的管道采取消音包扎处理。 管道与风机连接处设补偿器减震。 3． 8污泥处理工艺 3． 8． 1污泥浓缩池 采用连续重力浓缩池， 将污泥浓缩至含水率为 95 ～ 97 ， 便于后续脱水处理。浓缩池池型为竖流 式， 采 用 钢 筋 混 凝 土 结 构， 共 6 座， 每 座 尺 寸 为 4． 0 m 4． 0 m 5． 0 m。浓 缩 池 出 泥 含 固 率 大 于 4 ， 固体负荷约为 55． 0 kg/ m2h 。 3． 8． 2脱水机房 经过浓缩的污泥含水率可降低至 96 左右， 含 水率仍然较高， 必须进行污泥脱水。脱水机房框架结 构， 尺寸为 20m 12m。内设带式压滤机 3 台， 加药 装置 1 台， 计量泵 1 台。 4处理效果 4． 1运行效果 污水厂一期工程和二期工程分别在 2006 年 6 月 和 2009 年 3 月通过当地环保部门验收， 经过几年的 稳定运行， 出水可达标排放。表 2 是 2011 年 5 月的 现场水质监测数据。由监测结果可以看出 COD、 BOD5、 SS、 色度的总去除率分别为 88 、 89 、 90 、 97 ， 各项指标均优于排放要求。 表 2废水水质及各工序处理后水质情况 项目 进水 范围平均 混凝沉淀池出水 范围平均 接触氧化池出水 范围平均 ρ COD/ mg L － 1 221 ～ 489 411127 ～ 24619832 ～ 6553 ρ BOD/ mg L － 1 103 ～ 218 14763 ～ 1368312 ～ 1816 ρ SS / mg L － 1 232 ～ 50231374 ～ 14910523 ～ 4032 色度 /倍128 ～ 25623921 ～ 67324 ～ 168 4． 2经验和教训 1 污水厂对各排污企业废水量原采用超声波流 量计监控， 在实际运营中发现超声波流量计存在较大 的误差， 现已改装为更为精确的电磁流量计。 2 随着排污企业的增多和排污量的增加， 调节 池容积太小， 不能满足水质水量的调节需要。为了应 对这种情况， 污水厂新建一座混凝沉淀池， 在集水池 新增 4 台提升泵， 将污水直接泵入该池进行加药混凝 处理。新混凝沉淀池先利用隔板混合法达到混凝效 果， 再采用竖流沉淀池使絮粒沉降， 效果较好。 3 个别企业排放的浆染和丝光废水的 pH、 色度 和 COD 较高， 对工艺冲击力极大， 常造成接触氧化池 微生物大量死亡。为了避免此类难处理废水通过集 水池直接泵入混凝池， 污水厂将该企业排污管改建为 直通沉砂调节池， 通过大量洗水废水的冲稀作用和加 药处理以使难处理废水变得易于工艺处理， 从而保障 工艺良好运行。 4 针对接触氧化池出现营养比失调的问题， 需 不定期在接触氧化池投加一定量的面粉和尿素进行 营养调节。针对混凝沉淀池与二沉池冒泥情况， 需提 高排泥频次， 加大排泥量， 定期对沉淀池进行清理。 5 压泥车间原来用板框压滤机， 压泥效率低， 不 能满足工厂日益增大的污泥处理量。目前， 工厂增加 3 台带式压滤机， 2 用 1 备， 大大提高了压泥效率。另 外， 在节能方面， 压泥配药水和滤带冲洗水采用工艺 回用水， 有效节省了水资源和运营成本。 5技术经济分析 该工程总投资为 4 000 万元， 其中土建费用为 1 933． 28 万元、 设备费用为 2 066． 72 万元; 运行费用 为 0． 68 元 /m3 包括药剂费、 电费和人工费， 不计折 旧费 。 该项目实施后， 可消减 COD 排放量 3 780 t/a。 同时， 对该工业园废水进行集中处理， 可有效资源配 置， 避免资源浪费。 6结论 该工业园采用混凝 /生物接触氧化工艺对 20 多 家牛仔洗水厂的废水进行集中处理， 可大大提高废水 处理效率， 出水水质完全满足广东省地方标准 DB 44 /262001 第二时段中的一级标准， 且回用水为企 业带来显著的经济效益。 参考文献 ［1］赵文斌． 牛仔服常用水洗整理工艺［J］． 印染， 2008 7 34- 36． ［2］林丽霞， 刘干民． 牛仔产品加工技术［M］． 上海 东华大学出版 社， 2009． ［3］刘启东． 牛仔服装清洗废水的处理［J］． 工业水处理，2007， 27 2 66- 68． 下转第 37 页 12 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期 由图 6 对比可知， 在液膜萃取反应前后， 草甘膦 的结构未发生任何变化。 2． 3实际工业废水试验验证 2． 3． 1废水水质分析 废水取自南通某草甘膦生产企业， 水质情况见 表 4。 表 4草甘膦废水水质分析 监测项目外观pH 值 ρ TP mg L － 1 测定值无色2 ～ 31098 2． 3． 2工艺路线 草甘膦废水液膜萃取回收草甘膦的工艺流程见 图 7。 图 7液膜萃取处理草甘膦废水工艺流程 2． 3． 3试验效果 试验条件 载体体积分数为 4 ， 内水相 NaOH 质量分数为 10 ， 油内比 Roi 为 2∶ 1， 乳水比 Rew 为 1∶ 5， 外水相 pH 值为 2 ～ 3， 表面活性剂质量分数为 3 。试验效果见表 5。 表 5实际工业草甘膦废水去除效果 处理前 ρ TP / mg L － 1 处理后 ρ TP / mg L － 1 回收率 / 回收相 ρ TP / mg L － 1 109816385． 1931 109815286． 1929 109812688． 5976 109815685． 7953 109814786． 6937 由表 5 可知 经过 5 次重复实验， 草甘膦回收率 可稳定达 85 以上， 回收相为草甘膦钠盐溶液。 3结论 1 利用液膜萃取技术可有效回收草甘膦废水中 的草甘膦。 2 以航空煤油为溶剂， 3 表面活性剂 质量分 数 ， 4 载体 体积分数 ， 10 NaOH 内水相， 油内比 Roi为 2∶ 1乳状液膜体系， 处理初始浓度为 1 左右的 草甘膦工业废水， 在 pH 值为 2， 乳水比 Rew为 1∶ 5的 传质条件下， 草甘膦去除率可达 85 以上。 参考文献 ［1］Lee S．Continuous extraction of penicillin G by emulsion liquid membranes with optimal surfactant compositions［J］． Chem Eng J， 2000， 79 1 61- 67． ［2］吴山， 严忠， 吴子生． 用乳状液膜法分离浓缩 L-苯丙氨酸［J］． 膜科学与技术， 2000， 20 3 18- 21． ［3］李明玉， 王向德， 张秀娟， 等． N263 和 TBP 协同流动载体液膜 体系分离钐和钆的研究［J］． 高等学校化学学报， 1998， 19 1 103- 106． ［4］李邵秀， 王向德， 张秀娟． 乳状液膜法分离高钼低钨料液中钨 钼的研究［J］． 膜科学与技术， 1998， 18 1 51- 54． ［5］Kenichi A． Masahiro I，Shigeto N． Selective transport of ytterbium in the prensence of iron through liquid-membrane impregnating acidic organ phosphor mobile carrier［J］． Membr Sci，1997， 129 9- 17． ［6］Correia Pfmm，Carvalho Jmr．Recovery of 2-chlorophenol from aqueous solution by emulsion liquid membranebatch experimental studies and modeling［J］． J Membr Sci， 2000， 179 1 － 2 175- 183． ［7］沈力人， 杨品钊， 陈丽亚． 液膜法处理对硝基苯胺废水的研究 ［J］． 水处理技术， 1997， 23 1 45- 49． 作者通信处周宁110021辽宁沈阳市铁西区沈阳化工研究院 E- mailzhouning1 sinochem． com 2011 － 10 － 24 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 21 页 ［4］国家环境保护局． 纺织工业废水治理［M］． 北京 中国环境科 学出版社， 1990． ［5］包陆玖， 钱进． 漂洗废水处理及回用工程设计［J］． 工业用水及 废水， 2010， 41 2 75- 77． ［6］冯雷， 王天利． 染整废水处理工程设计［J］． 环境污染治理技术 与设备， 2002， 3 11 64- 66． ［7］邱贤华， 杨莉． 物化-接触氧化-过滤工艺处理漂洗废水工程实 例［J］． 水处理技术， 2010， 36 12 131- 133． ［8］缪红云． 混凝-生物接触氧化法在印染废水处理中的应用［D］． 江苏 江苏大学， 2006． ［9］吴晓亮． 纺织印染废水处理技术升级改造研究［D］． 上海 同济 大学， 2009． ［ 10］刘庆斌， 陈超产． 水解酸化-接触氧化-混凝处理印染废水工程 实践［J］． 工业安全与环保， 2008， 34 4 20- 21． 作者通信处王满510006广东工业大学环境科学与工程学院 E- mailpdwzs2008 126． com 2011 － 11 － 02 收稿 73 环境工程 2012 年 6 月第 30 卷第 3 期