牛仔洗水废水处理工艺设计探讨

2022-10-08张同舟谭剑聪

广州化工 2022年17期

项娇，龚波，张同舟，谭剑聪

(广东溢丰环保集团股份有限公司，广东东莞 523129)

凭借其简洁、多用及耐穿的特点，牛仔布在时尚界一直受全球各年龄层喜爱。牛仔成衣能够发展100多年历久不衰，原因不在其款式设计和生产工艺处理上的变化，而是在千变万化、求新求异的后整理工艺上[1]。洗水作为成衣后整理加工的重要环节，在纺织业中占据举足轻重地位。洗水一般分普洗、石洗、酵素洗、砂洗、化学洗、漂洗、雪花洗、猫须洗、马骝洗等[2]。洗水废水具有水量大、浮石砂含量大、纤维及绒毛量大，同时该类废水还具有色度深、pH呈弱碱性、较好的可生化性等特点[3]。

在污水处理工艺达标的基础上，选择合适的设计参数和废水处理和回用工艺，研究污染物去除原理，从而降低废水处理成本，提高废水的资源化利用率。

1 洗水废水污染物来源

洗水废水污染物成分根据洗水工艺不同其污染物成本不一样，普洗主要工艺添加成分为洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为COD、表面活性剂和TP；石洗主要工艺添加成分为浮石、洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为砂、SS、COD、表面活性剂和TP；酵素洗主要工艺添加成分为纯碱、浮石、酵素生物酶、玉米淀粉、洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为砂、SS、COD、pH、表面活性剂和TP；砂洗主要工艺添加成分为纯碱、浮石、氧化性助剂、洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为砂、SS、COD、pH、表面活性剂和TP；化学洗主要工艺添加成分为纯碱、浮石、NaSiO3、洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为砂、SS、COD、pH、表面活性剂和TP；漂洗主要工艺添加成分为漂白剂、Na2CO3、NaHCO3、浮石、洗涤剂、荧光增白剂(二苯乙烯联苯二磺酸钠)、双氧水/次氯酸钠、Na2S2O3.5H2O，其表观污染物为砂、SS、pH、COD、氨氮、总氮、表面活性剂和总磷；雪花洗主要工艺添加成分为高锰酸钾、草酸、洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为砂、SS、COD、锰、pH、表面活性剂和总磷。猫须洗主要工艺添加成分为树脂、天那水、高锰酸钾、洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为SS、锰、难降解有机物、COD、表面活性剂和总磷；马骝洗主要工艺添加成分为高锰酸钾、洗涤剂和柔顺剂，其表观污染物为SS、锰、COD、表面活性剂和总磷。

洗水废水由于其工艺特点造成水量波动系数大，瞬时排水量大，对下游污水处理设施冲击较大，同时浮石量大容易造成下游污水厂调节池调蓄容积减小[4]，纤维及绒毛量容易堵塞水泵及管网，废水色度较深，为了保证废水稳定达标及稳定运行，保障中水回用水质，降低废水处理成本，必须选择合适的废水处理工艺和设计参数。

2 设计水量及进出水水质

某园区洗水废水处理厂设计规模为20000 m3/d,出水需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002标准中一级A标准，设计进、出水水质详如表1所示。

表1 园区设计进出水水质一览表

3 设计处理及回用工艺

根据废水特点、出水标准和国内成熟工艺，本项目工艺路线以前物化+生化+后物化处理工艺为主，前物化根据上游水质特点选择性投加药剂(在初沉池截留细砂和悬浮物)，生化处理工艺为水解酸化+好氧工艺，主要去除废水中的有机物、氨氮、总氮和总磷。后物化主要除锰(避免影响废水回用)，同时进一步去除废水中的有机物。工艺流程如图1所示。

图1 项目工艺流程图

4 主要工艺单元功能及原理

4.1 企业端无动力圆网机

园区企业二楼以上通过重力自流进入圆网机，通过水流冲击带动圆网机旋转，废水中砂石、纤维及绒毛经过2 mm过滤网进行截留，一楼的废水通过排水沟内的格栅网进行截留。

4.2 污水处理厂集水池及圆网机

本项目废水通过重力自流进入污水处理厂，需在前端设置集水池，通过提升泵将废水泵至圆网机进行进一步截留浮石、纤维及绒毛。本项目重力自流存在浮石沉积在集水池底部，导致提升泵进水管堵塞，建议废水收集管网采用压力流，提升泵采用无污堵泵。

4.3 沉砂调节池

对于圆网机无法隔出的细小浮石，调节池设置成带前端沉淀的折流式池型或设置成带泥斗的调节池，便于细小浮石进行沉淀，避免堵塞后续水泵。由于洗水排放瞬时水量大，调节池以前的所有构筑物及设备建议考虑波动系数。

4.4 前物化反应沉淀池

前物化反应沉淀池主要由混凝池、絮凝池和初沉池组成，主要去除调节池提升上来的泥沙和残留的纤维及绒毛，单纯洗水可不用加药；由于园区企业复杂性，当废水中存在印花和染色废水排入时，可在前物化投加药剂，降低后续处理系统的处理负荷。

4.5 水解酸化+好氧生化系统

本系统由水解酸化池、好氧池和生化沉淀池组成，水解酸化主要将牛仔服装洗下来的染料、浆料和助剂以及残余的纤维及绒毛进行分解和降解，提高废水可生化性[5]，脱除40%～70%的色度，同时通过好氧混合回流和生化沉淀污泥回流在水解酸化池内进行脱氮。好氧池主要降低废水中COD和氨氮，在好氧条件下进行合成细胞增殖和自身的新陈代谢，降低废水中的有机物；通过控制合适的泥龄进行硝化反应，降低废水中的氨氮；最后在生化沉淀池进行泥水分离，通过污泥回流和剩余污泥排放保证整个生化系统污泥平衡和维持系统脱氮除碳所需的污泥浓度。

4.6 后物化反应沉淀系统

4.7 回用水工艺

本项目出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，通过砂滤+碳滤工艺进一步降低废水中的SS和有机物，出水水质即可满足上游牛仔洗水企业回用要求(一般牛仔洗水深色前3道使用回用，最后一道使用自来水)，园区总回用水率可达到60%。

5 工艺设计参数

本项目具体设计参数详见表2所示。

表2 主要工艺参数

续表2

6 各单元处理效率

出水水质能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准(出水COD平均值为36 mg/L，NH3平均值为0.71 mg/L，TN平均值为12.8 mg/L，TP平均值为0.33 mg/L)。各单元去除率分析详见表3所示。

7 投资及运行成本分析

根据项目投资结算报告，本项目吨水投资为7500元，直接运行成本为4.013元/吨，其中药剂费为0.82元/吨，污泥费为0.36元/吨，电费为0.75元/吨，自来水费为0.013元/吨，检测及第三方运维费为0.12元/吨，劳保及维修费为0.05元/吨，管理费为0.1元/吨，回用水系统吨水运行成本为1.8元/吨。