印染废水分质处理和分质回用工程设计

陈东明

摘  要：某印染厂生产过程中主要分氨纶布和经编布2种不同的印染对象，氨纶印染车间的废水和经编印染车间的废水分类收集，分质处理。氨纶废水2 000 m 3/d，经编废水2 000 m3/d，合计设计废水处理量为4 000 m3/d。 氨纶车间废水采用加药混凝沉淀/好氧活性污泥/曝气生物滤池（BAF）组合工艺，回用水采用超滤和反渗透双膜工艺，浓水直接排放。经编车间废水采用加药混凝沉淀/水解酸化/接触氧化/曝气生物滤池（BAF）组合工艺，产水直接回用于经编车间漂洗工段，部分直接排放。实际运行排放废水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）的表2新建企业间接排放标准，回用中水达到 《纺织染整工业回用水水质》（FZ/T01107—2011）中回用水标准。企业的中水回用率达到70%。该分质处理，分质回用工程运行成本低，回用率比较高，可为同类型印染废水分质处理和分质回用提供经验。

关键词：印染废水;分质处理;分质回用;曝气生物滤池（BAF）;双膜法

中图分类号：X701          文献标志码：A

印染企业针对不同的布料采用不同的染色工艺和不同的染料，通常最终产生的废水差异较大。主要特点是COD高、色度高、盐分高，生化性差。因此，针对不同的染色废水采用不同的处理方法，分质处理，且根据生产需求采用分质回用[1] 。

1 项目概况

2015年1月该企业新建了废水处理和中水回用项目。企业对于废水处理和中水回用的要求：氨纶废水处理量2 000 m3/d，经编废水处理量2 000 m3/d，中水回用量3 000 m3/d，废水排放量1 000 m3/d。由于2種产品染色工艺不同，对于用水的要求不同。染色产品使用的染料不同，废水的特性不同，所以该项目提出了废水分质处理，分质回用的设计理念。其中经编染色采用分散染料，废水色度低，且生产用水对色度、浊度和电导率等参数要求均较低;氨纶染色采用酸性、阳离子、分散染料，产生的废水色度高，污染物浓度高，生产用水对色度和硬度的要求高[2] 。

企业排放执行《纺织染整工业水污染物排放标准》 （GB4287—2012）的新建企业间接排放标准。设计废水处理进出水水质标准，见表1。回用水执行《纺织染整工业回用水水质》（FZ/T01107—2011）要求，同时满足业主染色生产工艺对于用水的需求。中水水质标准见表1 。

2 工艺设计

2.1 氨纶废水处理工艺

氨纶废水CODcr、SS、色度均比较高，采用物化和生化结合处理工艺（如图1所示）。废水通过粗格栅进入调节池收集，通过提升水泵，进入反应池，选择硫酸亚铁作为混凝药剂，可以有较好的脱色效果，通过沉淀池沉淀，生化部分选择活性污泥法，BAF作为深度处理工艺，同时作为双膜工艺的预处理。

2.2 经编废水处理工艺

经编废水色度低，生产工段用水要求较低，采用物化和生化结合的处理工艺（图2），BAF作为深度处理工艺，出水直接回用。将经编废水单独分质处理，是避免了高色度的氨纶废水对回用水色度的影响。废水通过粗格栅进入调节池收集，通过提升水泵，进入反应池，因原水锑含量高，选择聚合硫酸铁作为混凝药剂，通过沉淀池沉淀，生化部分选择水解和活性污泥法，出水沉淀分离后进入BAF，出水直接回用，每天排放10%水量，以平衡系统盐分，防止盐分累积过高[3] 。

2.3 氨纶废水回用处理工艺

BAF产水通过水泵提升至自清洗过滤器后进入超滤系统，超滤产水通过高压泵经精密过滤器后，进入反渗透，产水回用于氨纶车间生产和经编车间染色，浓水通过臭氧脱色后外排。工艺流程如图3所示。

2.4 经编废水回用处理工艺

经编废水经过废水处理和BAF深度处理后，已满足经编布生产用水要求，直接回用于经编布漂洗。回用于漂洗工段，可以避免废水中盐分在高温高压的染色工艺中对于染色机缸金属材质的腐蚀影响。

3 主要构筑物和设备参数设计

3.1 氨纶废水处理工艺主要构筑物和设备设计

3.1.1 粗格栅和调节池

调节池采用室外地下构筑物形式，设计有效容积2 000 m3，水力停留时间24 h。进水口设置500 mm宽度进水渠，安装70°倾角的粗格栅一部，选择粗格栅间隙8 mm，配套电机功率0.55 kW。调节池内设置有4台低速推流器作为搅拌用防止悬浮物沉淀，叶轮直径1 400 mm，转速47 rpm，电机功率4 kW。调节池设置2台提升泵（1用1备），单台流量100 m3/h，水泵扬程14 m，功率5.5 kW[4] 。

3.1.2 混凝沉淀池

采用三级混凝沉淀，分别为调节pH，混凝池和絮凝池，停留时间分别为5 min，5 min，20 min，分别安装竖轴式搅拌机，转速分别为47 rpm，47 rpm，25 rpm，功率分别为1.1 kW，1.1 kW，2.2 kW。初沉池直径11 m，中心有效水深5 m，总容积为451 m3，水力停留时间为5.4 h，表面负荷为0.88m3/m2·h，配置11m中心传动刮泥机1 台，水下部分采用304不锈钢材质，功率1.1 kW，采用重力排泥。

3.1.3 延时曝气生化池

采用延时曝气生化池1座，采用推流式，设计池容为3 000 m3，有效水深7 m，停留时间36 h，设计污泥浓度5 000 mg/L，污泥负荷0.1 kgCOD/kg·d。选择微孔曝气管350 m，选择35 m3/min，P=80 kPa，N=55 kW的空气悬浮鼓风机1台，选择35 m3/min，P=80 kPa，N=75 kW的罗茨鼓风机1台作为备用风机。

3.1.4 二沉池

二沉池直径11 m，中心有效水深5 m，总容积为451 m3，水力停留时间为5.4 h，表面负荷为0.88 m3/  m2·h，配置11 m中心传动刮泥机1 台，水下部分采用304不锈钢材质，功率1.1 kW。配置2台污泥回流泵（1用1备），流量100 m3/h，水泵扬程8 m，功率3.7 kW。

3.1.5 BAF

设置1座BAF，分两格处理，每格分为三级，单级尺寸4.5×4×6.5 m，有效水深6 m，总停留时间8 h。配置2台提升泵（1用1备），流量100 m3/h，水泵扬程12 m，功率5.5 kW。和曝气生化池共用鼓风机。采用轻质滤料，通过降低水位，增加风量的方式进行反冲洗，不单独设置反冲洗水泵和反冲洗风机。

3.2 经编废水处理工艺主要构筑物和设备设计

3.2.1 水解池

采用接触法，设计池容为667 m3，有效水深6 m，停留时间8 h，安装生物绳填料350 m3，容积负荷0.6 kgCOD/m3·d。选择2台搅拌机，叶轮直径420 mm，转速70 rpm，功率3 kW。

3.2.2 活性污泥池

设计活性污泥生化池1座，采用推流式，设计池容为2 000 m3，有效水深7 m，停留时间24 h，设计污泥浓度5 000 mg/L，污泥负荷0.1 kgCOD/kg·d。选择微孔曝气管250 m，选择25 m3/min，P=80 kPa，N=37 kW的空气悬浮鼓风机1台，和氨纶废水共用1台罗茨鼓风机作为备用风机。

3.3 氨纶中水处理工艺主要构筑物和设备设计

3.3.1 超滤系统

设置1套超滤系统，采用34支超滤膜，单支超滤膜面积55.7 m2，膜通量44 L//m2·h。设置1台100 m3/h 自清洗过滤器，采用316不锈钢材质滤网，过滤精度100 um，选择2台超滤原水泵（1用1备，变频运行），流量100 m3/h，扬程27 m，功率11 kW。

3.3.2 反渗透系统

设置1套反渗透系统，采用90支抗污染反渗透膜，分别安装于15支膜管中，采用两段运行，一段60支反渗透膜，二段30支反渗透膜，设计产水率70%，脱盐率97%。设置1台100 m3/h 精密过滤器，过滤精度5 um，选择2台反渗透原水泵（1用1备，变频运行），流量100 m3/h，扬程27 m，功率11 kW，选择1台反渗透高压泵，流量80 m3/h，扬程140 m，功率45 kW。

3.3.3 臭氧脱色系统

膜处理浓水色度較高，采用臭氧进行脱色处理后排放。设置臭氧接触池一座，反应时间30 min。选择0.5 kg/h空气源臭氧发生器2台（1用1备），功率7.5 kW，选择20个钛合金臭氧曝气头。

4 项目实际运行效果

工程实际运行以后对排放水质以及回用水质（见表3回用水质）进行监测。氨纶膜处理浓水水质CODcr一般为180 mg/L左右，经编排放水水质CODcr一般为60 mg/L左右，混合排放废水满足《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287-2012 的新建企业间接排放标准（见表4排放废水水质）。

5 技术经济分析

该项目土建费用为1 480万元，设备和安装费用780万元，项目占地3 500 m2。年运行费用包括：电费 140.27 万元、 药剂费用 167.9 万元、污泥处置费146万元、员工工资和福利费 64 万元， 管理和折旧费153万元， 合计年运行费用为 671.17万元。综合废水处理单位总成本为4.6元/m3。项目实际运行过程中整体中水回用率超过了70%，大大减少了排放总量，降低了取水和排放废水的成本，取得了良好的社会效益和经济效益。

6 结论

采用加药混凝沉淀/好氧活性污泥/BAF工艺处理氨纶布印染废水，并且采用双膜法进行中水处理回用于生产。采用加药混凝沉淀/水解酸化/好氧活性污泥/BAF工艺处理经编印染废水，产水直接回用于生产。根据工程项目的实际运行结果，排放废水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准 》（GB 4287—2012）表2新建企业间接排放标准，回用中水水质达到《纺织染整工业回用水水质》（FZ/T01107—2011）的要求。企业的中水回用率达到70%以上。

采用分质处理，可以使得不同性质的废水采用不同的处理工艺和回用水处理工艺，避免了不同水质相互的影响，造成处理流程复杂，投资增加，处理成本的提高。采用分质回用，可以选择相对简单的深度处理工艺对回用水进行处理，降低投资和运行成本。

参考文献

[1] 国家环境保护总局科技标准司.印染废水污染防治技术指南[M].北京：中国环境科学出版社，2002：75-90.

[2] 高廷耀， 顾国维. 水污染控制工程[M]. 北京： 高等教育出版社， 2002.

[3] 胡 涛， 汪玉详， 许 干， 等. 印染废水的治理研究[J]. 江苏：环境科技， 2005， 18（ 4） ：30-32.

[4] 付江涛， 汪荣， 王国强. 双膜法处理印染废水及其回用的工程应用[J]. 工业水处理， 2010， 30（1）：86-89.