服饰生产废水处理工程设计方案分析
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服饰生产废水处理工程设计方案分析
文/徐鑫
0 引言
某服饰生产废水处理工程利用废水处理系统,采用“物化+生化”工艺,将生产废水和生活污水等废水处理达标排放且部分回用,利用回用水处理系统将回用水深度处理后,回用于漂洗工序。
本文介绍了该项目的处理工艺,分析主要构筑物的运行成本等,为同类工程设计提供借鉴。
1 工程概况
1.1 建设规模
某服饰生产水处理工程项目的处理规模如下:
(1)废水处理工程总规模为16000m³/d,分两期建设,每期8000m³/d;
(2)回用水处理工程总规模(产品水)为5600m³/d,分两期建设,每期产水能力2800m³/d。
1.2 设计进出水水质
(1)废水处理工程
废水处理系统的进水来自于织造、印染、后整理、印花、清洗、服装加工等工序,以及厂区生活污水,综合水质参照国家《纺织染整工业废水治理工程技术(HJ471—2009)》中的相关指标及同行业的排水参数,废水经处理达到《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)》中Ⅰ级标准,主要控制指标见表1。
表1 某服饰生产废水处理工程的进出水设计标准
序号项目单位设计进水标准设计出水标准1pH无量纲8~116~9
2COD Cr mg/L600≤100
3BOD5mg/L250≤25
4NH3-N mg/L12≤15
5SS mg/L300≤70
6色度倍500≤50
7硫化物mg/L 1.5≤1.0
(2)回用水处理工程
回用水处理系统的进水为达标排放的废水,经过深度处理后,回用于漂洗工序。
根据《纺织染整工业废水治理工程技术规范(HJ471—2009)》,
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回用于漂洗工序的回水质要求见表2。
表2 回用水处理系统的进出水设计标准
序号项 目单位设计进水标准
设计出水标准
1pH 无量纲6~96~92COD Cr mg/L 100≤503BOD 5mg/L 25≤104NH 3-N mg/L 15≤55SS mg/L 70≤106色度倍50≤107
硫化物
mg/L
1.0
-
1.3 工艺流程说明
(1)废水处理系统工艺流程
废水处理系统以“水解酸化+ 接触氧化+混凝沉淀”为核心工艺对所收集废水进行处理,达到《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287—92)》中Ⅰ级标准排放且部分回用。
厂区生产废水和生活污水先进入集水池,通过加酸中和pH 值。
随后,使用圆网机去除大的固体颗粒、塑料袋等杂物,进入调节池调解水量。
经过调节池调节水质水量后,进入高效沉淀池,加药搅拌混合,形成大量较易沉淀的矾花,沉淀下来的污泥由泵送至污泥浓缩池。
高效沉淀池的出水自流进入水解酸化池顶部的脉冲布水器,由脉冲布水器进行脉冲布水,在水解和产酸菌的作用下,将废水中的大分子有机
物分解成小分子有机物,显著提高溶解性有机物的含量,在短时间内和相对较高的负荷下获得较高的悬浮物去除率,改善和提高废水的可生化性,利于后续处理单元的进一步降解。
水解酸化池出水自流进入好氧池,沿池呈推流式前进,在此过程中,利用好氧菌吸附、氧化、分解废水中的有机物,使废水中的污染物质大部分被降解。
生化系统需要的氧气由鼓风机供给。
好氧池出水进入二沉池进行泥水分离,部分污泥回流到生化系统,剩余污泥输送到污泥浓缩池。
二沉池出水一组自流入回用水调节池,另一组达标排放。
进入污泥浓缩池的污泥经浓缩后泵入压滤机压滤脱水,脱水后干污泥外运,浓缩池上清液及污泥脱水时的出水均在滤液池收集返回调节池再处理。
具体工艺流程如图1。
图1 废水处理系统工艺流程
(2)回用水处理系统工艺流程
工程一期设计进水4680m³/d ,产水能力(产品水)2800m³/d 。
处理后达标排放的废水先收集在回用水系统调节池进行均质均量的调节,然后经过臭氧及活性碳生物滤池后泵入活性碳过滤器、袋式过滤器,去除大粒径的杂质颗粒、胶体和悬浮物,使出水浊度小于5 NTU,为后处理创造有利条件。
袋式过滤器出水至超滤(UF )装置,在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒经过透膜的分离过程,他通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3×104~1×104的物质。
当水通过超滤膜后,
可将水中含有的大部分胶体硅除去,同时可去除大量的非溶解性有机物等。
超滤出水进入超滤产水池贮存,贮存的超滤水一方面用于超滤的冲洗水,另一方面供水至反渗透(RO )系统,继续后处理流程。
通过RO 增压泵将超滤产水池的水泵至精密过滤器后进入RO 系统,通过RO 系统能较好地去除水中污染物质及盐类物质,最后出水经二氧化氯消毒后达标后回用。
经袋式过滤器、UF 系统的冲洗水排至废水处理系统的调节池内,RO 浓水就近排入厂区下水道最终汇集至工业园区的废水处理厂处理。
具体工艺流程见图 2。
图2 回用水处理系统工艺流程
2 主要构筑物及设备设计参数
2.1 废水处理系统设计
系统设计按两期规划,本文以一期工程规划为例,其处理水量为8000m³/d ,分两组设计。
处理系统运行时间按24小时设计。
公共构筑物集水池、鼓风机房、配电间、加药间、污泥脱水间、污泥棚、中控室、化验室、办公室等为一二期共用,土建一次建成,设备按一期选型设计。
(1)集水池、1#提升泵房。
设置集水池、1#提升泵房各一座,泵房建在调节池上。
集水池尺寸为12.0m ×8.0m ×4.7m ,一期停留时间为22min ,二期停留时间为11min ,有效水深为2.0m ;提升泵房外形尺寸为6.0m ×5.0m 。
集水池收集生产废水和生活污水并提升至圆网机,提升泵房放置水泵的控制阀门和电控柜等,集水池设2小格用于加酸中和废水。
(2)高效沉淀池。
设置高效沉淀池2座:反应段单池尺寸为4.5m ×4.5m ×4.8m ,反应时间为30min ,有效水深为4.3m ;沉淀段单池尺寸为10.5m ×9.0m
×4.8m ,表面负荷为2.1m 3/m 2·h ,有效水深为4.2m 。
通过有选择性地投加混凝剂及助凝剂,与原水充分混合、反应,形成絮凝体,将絮凝体从水中分离出去,
具有处理效率高、停留时间短、占地面积少的优点。
(3)水解酸化池。
设置水解酸化池1座,外形尺寸为35.0m ×32.0m ×6.5m ,
分两组,有效水深为6.0m ,有效容积为6720m 3,有效停留时间为20.2h 。
对废水进行酸化水解处理,将难降解的复杂有机污染物分解为易降解的简单有机物,降低废水中SS 含量。
水解酸化池设置脉冲布水器,底部采用穿孔布水管,布水均匀,并可使泥水充分混合,提高水解酸化效率。
(4)好氧池。
设置好氧池1座,尺寸为35.0m ×23.0m ×5.5m ,分两组,有效水深5.0m ,有效容积4025m 3,有效停留时间为12.1h ,污泥回流比100%,气水比为12:1。
好氧微生物在氧气充足的条件下,利用自身的新陈代谢将有机物分解为二氧化碳和水,降解有机污染物并进行自身增殖,维持系统中高浓度的
生物群体。
(5)二沉池。
设置二沉池2座,外形尺寸为Φ1
6.0m ×4.5m ,表面负荷为0.90m 3/m 2·h 。
通过沉淀过程,
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实现泥水分离,使出水澄清。
(6)混凝沉淀池。
设置混凝沉淀池1座,外形
尺寸为35.0m×10.0m×5.0m,分两组,表面负荷为1.3 m3/m2·h。
对二沉池出水加入混凝剂与废水充分混合进行反应,通过沉淀,进一步去除悬浮物和降低
有机物。
(7)鼓风机房、配电间。
设置鼓风机房、配电
间各1座:鼓风机房外形尺寸为20.0m×8.0m;配电
间外形尺寸为8.0m×10.0m。
鼓风机房存放鼓风机、
曝气风机和反冲洗风机;配电间存放高低压电柜。
(8)污泥脱水间、污泥棚。
设置污泥脱水间、
污泥棚各1座:污泥脱水车间外形尺寸为20.0m×8.0m;污泥棚外形尺寸为8.0m×4.0m;功能特点是污泥脱水车间放置处理污泥的相关设备;污泥棚堆放
压滤后干污泥。
(9)污泥浓缩池。
设置污泥浓缩池1座,外形
尺寸为Φ8.0m×4.5m。
该池用于储存浓缩剩余污泥。
(10)加药间、二氧化氯间。
设置加药间、二
氧化氯间各1座:加药间外形尺寸为8.0m×10.0m;
二氧化氯间外形尺寸为8.0m×6.0m。
加药间储存药
剂、放置配制药剂设备,并负责输送至用药点;二氧
化氯间放置配制二氧化氯药剂及设备,并负责输送至
混凝沉淀池反应段。
(11)中控室、化验室、值班室。
设置中控室、
化验室、值班室各1座:中控室外形尺寸为6.0m×8.0m,化验室外形尺寸为6.0m×8.0m,值班室外形尺寸为6.0m×8.0m;这三座室是污水厂内中央控制、
化验和办公等场所。
2.2 回用水处理系统设计
回用水处理工程一期规模(产品水)为2800m3/ d。
根据设计计算,超滤系统产水率为92%,反渗透系统产水率为65%,整个回用水系统产水率为60%,
则回用水系统进水量需要满足4680m3/d;设计回用水系统每小时进水量4680m3/d,系统每日排放至污水处理系统的冲洗水为375m3/d、浓水1505m3/d,合计为1880m3/d。
(1)回用水处理系统设备间。
设置回用水处理
系统设备间1座,土建按一、二期两期设计,设备则
按一期规模设计;外形尺寸为35.0m×22.0m×7.0m。
该设备间用于放置回用水处理系统相关设施及设备。
(2)回用水处理系统调节池。
设置回用水处
理系统调节池1座,一期按每小时进水量4680m3/d 考虑,兼顾二期,外形尺寸为20.0m×7.0m×6.5m,
有效容积为840m3,设计有效水深为6.0m,有效停
留时间为4.3h。
该调节池主要用于收集废水处理系统
处理合格后的排水,作为回用水处理系统的进水,池
壁作防冻保温处理,池体内采用防硫酸盐防水涂料,
池内分为两格,其中一格投加臭氧。
(3)臭氧-生物活性碳滤池、滤池储水池。
设
置生物活性碳滤池3座,单座尺寸为6.0m×5.0m×5.5m,停留时间为3.4h,滤料总容积为300m3,活性碳高度为1.8m,水力负荷为1.6m3/m2·h,水气比为1:3~1:5,反冲洗周期为3~5d,气水联合反冲洗时
间为5~10min。
设置滤池储水池1座,外形尺寸为6.0m×5.0m×5.5m,有效容积135m3,设计有效水深为4.5m,有效停留时间0.7h。
通过这4座水池,进
一步去除水中的有机污染物质,保障后续深度处理
设施。
(4)活性碳过滤器。
设备按一期设计,预留二
期位置,设置活性碳过滤器2套,Q=4680m3/d,滤速为11.5m/h,设计尺寸为φ3.2×4.5m。
(5)活性碳过滤器产水池。
设置活性碳过滤器
产水池1座;外形尺寸为20.0m×4.5m×5.5m,有效
容积为450m3,设计有效水深为5.0m,有效停留时
间为2.3h。
该池主要用于储存活性碳过滤器出水,用
于活性碳过滤器的反冲洗及超滤系统的供水。
(6)袋式过滤器(2套):Q=185m3/h;φ550×810×3袋。
(7)超滤系统设备。
主要设备包括:UF膜(80
支);膜支架(2套);空压机(1台);化学清洗系
统(1项);电动阀门及计量系统(1项)。
(8)超滤产水池。
设置超滤产水池1座;外形
尺寸20.0m×7.0m×5.5m;有效水深5.0m;有效容积700m3;有效停留时间3.70h。
该池主要作为超滤储水、UF冲洗供水和RO系统地原水箱。
(9)反渗透系统设备。
主要设备包括:精密过
滤器;RO高压泵;RO膜;化学清洗系统;冲洗系
统;自控阀门及计量系统;压力容器。
(10)反渗透产水池。
设置反渗透产水池1座,外形尺寸为20.0m×5.5m×5.5m,有效水深为5.0m,有效容积为550m3,停留时间为4.7h。
该池主要用于对回用水消毒杀菌,对RO系统冲洗供水,储存回用水。
设计产水量为2800m3/d。
3 运行成本分析
该服饰生产水处理工程的运行成本主要包括以下两部分运行费用:
(1)废水处理工程运行费用。
项目平均水量为8000m3/d,日耗电量为4759kw.h,电费为0.7元/kw.h,功率因子为0.75则折合平均每天的电费为2498.48元,水费为500元,人工费为600元,药剂费为14640元,每吨水动力费用为(2498.48+500+600+14640)/8000=2.280元/m3。
(2)回用水处理工程运行费用。
项目平均水量为2800m3/d,日耗电量为5826.50kw.h,电费为0.7元/kw.h,功率因子为0.75,则折合每天电费为3058.91元,水费为100元,人工费为200元,药剂费为2016元,每吨水动力费用为(3058.91+100+200+2016)/2800=1.92元/m3。
4 结语
本文研究的某服饰生产废水处理工程,利用废水处理系统,将生产废水和生活污水处理后达到《纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287—92)》的Ⅰ级标准,排放且部分回用;利用回用水处理系统将回用水深度处理后达到《纺织染整工业废水治理工程技术规范(HJ471—2009)》回用水质要求,回用于漂洗工序。
该工程设计方案不仅解决了服装行业用水量大的问题,降低生产成本,提高经济效益,还在一定程度上降低环境污染,同时可为其他服装行业废水处理提供参考。
【作者简介】
徐鑫(1986—),女,硕士,工程师,任职于广州市环境保护工程设计院有限公司,主要研究方向为市政及工业污水处理。