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蜡防印花生产废水处理工程扩改设计 ＊ 柳荣展 张 玮 青岛大学化工学院, 山东 266071 朱术军 解晓敏 孙树旺 沂水县环保局, 山东 276400 摘要 对蜡防印花生产废水处理工程进行扩改设计, 实际结果表明 机械洗蜡废水分流后经双级气浮处理, 蜡回收率 和处理水回用率可达 90以上; 皂化脱蜡废水分流后采用酸化-气浮处理, 蜡回收率可达 95以上, 出水与印花水洗 废水经微电解脱色, 脱色率可达 85以上; 混合废水经混凝气浮-生物接触氧化-沉淀-过滤组合工艺处理, 出水达标排 放。 该处理工艺效率高, 效果稳定, 经济效益和环境效益高。 关键词 蜡防印花 废水处理 蜡回收 混凝气浮 生物接触氧化 过滤 ＊青岛市科委资助项目 03-2 -NS -10 0 引言 青岛某蜡防印花生产企业原有废水处理系统采 用混凝气浮-生物接触氧化处理技术, 设计出水水质 达行业二级排放标准 ,但实际处理过程中并未真正实 现达标排放。由于该企业废水排放去向为一类海域, 近期根据环保部门的要求 ,该企业生产废水应达到一 级排放标准。在对蜡防印花生产工艺和废水污染特 性进行综合分析的基础上, 本着清污分流 、 分段处理 和集中处理相结合的原则, 对该企业2 000 m 3 d废水 处理工程的扩改进行了设计, 使处理水达到了排放标 准要求。 1 生产工艺与废水水质 蜡防印花生产工序主要包括前处理 、 打底 、 上蜡、 甩蜡纹、染色 、机械洗蜡、皂化脱蜡 、 印花 、 水洗 、 后整 理等加工过程。其生产废水主要由前处理废水、 机械 洗蜡废水 、 皂化脱蜡废水和印花后水洗废水 4 部分组 成。各部分废水 ,有各自的特点, 含有不同的有机污 染物 。水质成分较复杂。 2 工程扩改处理工艺流程 以该公司生产废水为处理对象 ,其扩改后综合处 理工艺流程详见图 1。 机械洗蜡废水主要含松香蜡和少量未固色染料, 浓度高但组分相对单一, 主要污染物疏水性强 ,分流 后采用部分回流加压溶气双级气浮工艺处理 ,可分离 出绝大部分松香蜡, 气浮后出水经回用水池可回用于 洗蜡车间, 实现了封闭循环 。该部分废水单独处理 后,可基本实现无废水排放 ,减少了集中处理的负担 该段废水蜡回收及处理水回用系统原已建有 ,仅增 设一新型污泥脱水机 。 图 1 生产废水处理工程扩改工艺流程图 皂化脱蜡废水分流后经酸化破乳可使大量松香 皂转变为疏水性松香 ,经气浮分离可予以回收并经吸 附作用分离出绝大部分疏水性染料 ,气浮后出水与印 花水洗废水混合 , 用以调节印花废水的 pH 值 , 反应 后经斜板沉淀去除大部分印花糊料 ,再进行微电解预 脱色处理。皂化脱蜡废水回收松香蜡经脱水机脱水 后,也可部分送化蜡车间高温化蜡后供上蜡工序重复 使用 。 上述各工段废水分别经蜡回收和脱色预处理后, 污染负荷已大为降低 ,连同其它废水进入调节池进行 水质水量调节, 利用原有混凝气浮池进行混凝气浮处 理,上浮污泥刮入污泥池 ,分离后出水自流进入生物 接触氧化池进行生化处理 ,出水再经斜板沉淀池固液 分离并过滤后直接排放 。斜板沉淀池产生的污泥经 压力排泥至污泥浓缩池, 连同混凝气浮污泥及印花废 水沉淀污泥经脱水后外运处理 。 3 扩改后新增构筑物及处理设备 工程扩改处理工艺设计充分利用了原有处理设 施,原有调节池及生物接触氧化处理系统充分利用, 利用场内空地增设了皂化脱蜡废水蜡回收、 印花废水 91 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 预脱色处理系统及混合废水二沉池出水过滤系统 ,扩 改后新增设的构筑物及主要处理设备见表 1。 表 1 新增构筑物及主要处理设备 项目数量有效容积 m3技术参数 集水池150HRT 2 h 反应沉淀池1100沉淀时间1. 5 h 微电解脱色池160HRT 20 min 气浮机120分离时间30 min 污水泵3Q 30 m3 h Q50m3 h 2 台 滤池180Q100 m3 h 污泥脱水机2 Q5 m3 h 4 扩改后处理效果与效益分析 4. 1 处理效果分析 扩改后各段废水分别经预处理 ,回收绝大部分松 香蜡和预脱色后, 集中处理出水达到了一级排放标 准,且每年可回收约 350 t 风干松香蜡, 改造后其综合 出水检测结果见表 2。 表 2 综合废水水质监测结果 日期 月-日 项目pH CODCr mgL- 1 BOD5 mgL- 1 SS mgL- 1 色度 倍 06-10 混合池 出 水 8. 8 7. 6 1 392. 5 48. 8 64. 60 14. 1 932. 2 27 . 6 440 12 06-17 混合池 出 水 9. 7 7. 8 1 474. 0 55. 9 703 . 5 15. 5 982. 4 32 . 5 280 20 06-24 混合池 出 水 9. 2 7. 6 1 433. 9 52. 7 681 . 2 13. 8 941. 0 29 . 0 240 10 排放标准6～ 9100207050 注 监测结果为 2005年 6 月份连续检测3 周, 每天检测 2次, 每周 14 次, 结果平均值。 4. 2 经济效益分析 本工程扩改实际投资 78 万元, 实际处理废水量 约为2 000 m 3 d ,按每年运行 360 d, 10 a 折旧计算 ,则 扩改投资费用折合仅为 0. 11 元 m 3 。 原有废水处理系统混凝气浮 PAC 投药量约为 0. 5‰～ 0. 6‰, 扩改后其用量约为 0. 3 ‰～ 0. 4‰, 比 原来减少了约 1 3 左右, 聚丙烯酰胺 PAM 及酸剂用 量基本不变。则可减少 PAC 投加费约为0. 36元 m 3 。 新 增 用 电 量 约 为 13. 9 kW h, 以 当 地 电 价 0. 67 元 kWh 计, 则新增电费折合为0. 11元 m 3 。 新增微电解脱色填料补加费用约 3. 5万元 a 左右 ,折 合为0. 05 元 m 3 新增设备维护费约 1. 5 万元 a , 折合 为0. 02 元 m 3 ,人工费增加与污泥处置费降低基本相 当。扩改后实际新增运行费用约为 0. 22 元 m 3 ,而药 剂费可降低约 0. 36 元 m 3 ,扩改后处理费反而比原来 低0. 14 元 m 3 。 此外, 原有处理系统未能实现皂化脱蜡废水的蜡 回收 ,而扩改后每天可多回收约1 t 干松香蜡 ,回用率 约为 40,按购价7 000元 t 计, 则每年可节约生产成 本100 万元左右 。 5 讨论 1 分流后部分废水的单独处理对于保证综合废 水的达标排放具有十分重要的作用 。由于该企业生 产规模相对较小 约 90 万 m 月 , 其生产过程连续性 相对较差, 因此造成混合废水水质波动较大。采用清 浊分流 、 单项处理技术 , 大大降低了混合废水的污染 负荷并使其水质均化 ,克服了原有处理系统的缺陷, 减轻了集中处理的负担。 2 两段含蜡废水的蜡回收在整个废水处理系统 中占有十分重要的地位, 由于蜡防印花生产工艺要求 蜡质纯净, 尤其是无机盐含量要低, 因此机械洗蜡废 水考虑物理分离方法 [ 1] ,该段废水企业已采用加压溶 气双级气浮技术替代了原有的沉淀-麻布过滤, 使蜡 回收率提高了 40 以上并提高了处理水的回用率。 皂化脱蜡废水中松香蜡质主要以皂化、 乳化状态 存在 ,溶解性好 ,难于直接物理分离 ,其性质类似于表 面活性剂, 若不预先去除 ,其综合废水生物曝气池中 易产生大量的泡沫 ,阻碍氧向水中的传递 ,影响生化 处理效果及环境卫生 ,采用酸化破乳的方法可使皂化 松香蜡转变为疏水性松香 [ 1] 。由于废水含碱量高 ,酸 化过程中产生了大量的无机盐 ,从而使回收蜡质含盐 量高 ,直接重复利用影响产品质量。本废水处理工程 扩改采用了新型污泥脱水机 ,对酸化破乳-加压溶气 气浮系统气浮回收的大量含蜡污泥利用物理热共聚 作用可使松香形成结构较为紧密的较大块状 ,便于处 理和利用, 且其含水率仅为 15～ 20, 从而使含盐 量大为降低 ,可直接化蜡后部分重复利用 。实际运行 过程表明, 皂化脱蜡废水采用酸化破乳-加压溶气气 浮技术处理 ,蜡回收率可高达 95以上, 既使处理水 污染负荷大为降低也有较高的经济效益 。 3 印花水洗废水主要含活性染料 , 是废水色度 的主要来源 ,而微电解法对其具有明显的脱色效果。 主要是利用了活性填料 铁 炭 形成的无数微小原电 池,发挥氧化还原、 电附集 、 吸附及微絮凝等作用对染 料实现有效脱色 [ 2] 。由于脱蜡废水出水 pH 值较低, 92 环 境 工 程 2006年 10 月第 24卷第 5 期 与印花水洗废水混合可基本满足微电解脱色进水要 求,降低了处理费用 。由于印花废水中含有大量印花 糊料, 与皂化脱蜡处理水混合后可形成凝胶 ,因此预 先经斜板沉淀分离去除, 并同时去除部分残留松香 蜡,以防止堵塞和影响填料活性 , 减少反冲次数。微 电解预脱色出水连同其它废水进入调节池混合后 ,可 利用微电解过程中产生的 Fe 2等新生态混凝剂的混 凝作用产生自凝效应, 从而可减少混凝剂的用量, 实 际运行结果表明 , 混凝剂 PAC 投加量比原来降低了 1 3左右。该工艺实现了混凝剂的制备与应用一体 化,其费用低 、效果显著 。此外微电解后综合废水的 可生化性大为提高 , 由 0. 31 提高至 0. 42 以上, 利于 后续生化处理。 6 结论 1 对蜡防印花生产废水采用单项处理与集中处 理相结合的综合治理技术 ,其处理效率高。扩改后出 水水质比原来大幅提高, 达行业一级排放标准 ,实际 处理费用低于原有处理系统。 2 两段洗蜡废水蜡回收对综合废水的达标排放 具有很大的影响 ,扩改后蜡回收率皆达 90以上, 减 轻了集中处理的负担 。采用新型污泥脱水技术脱水 使回收松香蜡质含盐量大为降低,解决了皂化脱蜡废 水回收松香不能直接利用的问题。 3 利用皂化脱蜡废水蜡回收出水与印花水洗废 水混合后共同微电解脱色, 降低了酸剂费用 ,脱色率 高达 85 以上, 且废水可生化性大为提高, 利于后续 生化处理。 参考文献 [ 1] 柳荣展, 马兆立, 刘绪利. 蜡染印花生产废水综合处理工艺. 化 工环保, 2004, 24 增刊 256-258. 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Keywords wastewater of processing chicken claw, UASB technology and biological contact oxidation PILOT -SCALE TEST OF USING FABRIC FILLER TO RE TRADITIONAL ACTIVATED SLUDGE PROCESSLiu Hongtao Chen Guihong YeJipeng et al 84 Abstract Hydrolysis -aerobic biological treatment process based on fabric fillers is adopted to treat city sewage in the pilot test. The design features, parameter and running effect of the technology are described. The results show that the technology needs lower investment and running cost, the effect is continuously stable. When the wastewater flow is 1. 4104m3 d, the hydraulic retention time is 1. 89 h, the gas water ratio reduces to half, BOD5, CODCrand SS of the effluent meet the first-order of the national discharge standard. The removal effect of P andN by this process is greatly superior to that of the traditional activated sludge process, and the average removal efficiency of TN and TP is more than 50 and 70 respectively . The technology is suitable for reing middle or small municipal wastewater treatment plants. Keywords fabric filler, hydrolysis and acidification, aerobic biological contract oxidization, running effect and nitrogen phosphorus removal TECHNICAL RE OF DISCHARGING OIL-SMELTING COMPOSITE WASTEWATER UP TO THE STANDARDGao Jian 86 Abstract The factors influencing the quality of effluent were found out, and reing scheme was proposed for the system of adding chemicals, releaser and biochemical system, by means of all course analysis and testing of the procedures of oil -smelting composite wastewater treatment. The results after the re showed that the degradability of floatation and the biochemical system was improved, the quality of the effluent was raised remarkably ,which could be discharged up to the standard. Keywords oil-smelting wastewater, addition of chemicals, releaser and biochemical system PILOT TEST OF TREATING URBAN DOMESTIC WASTEWATER OF LOW CONCENTRATION USING UASBLuo Wensheng Zhang Qing Cai Zhenhua 89 Abstract Influence, parameters andmodel of a 1. 2 m3up -flow anaerobic sludge blanket UASBreactor was studied,whichwas operated at low operating parameters of 200mg CODCr L. The secondary start -up of granular sludge inoculation was used for the test. The reactor was operated under SLR of 0. 06～ 0. 13 kg kgd, liquid upflow velocity of 1. 4～ 1. 7 m h and hydraulic retention time HRT of 3. 0～ 2. 5 h at temperature of 32～ 5 ℃, for six months. The CODCrremoval efficiency is 40～ 80. Keywords UASB and urban sewage EXTENSION DESIGN OF THE WASTEWATER TREATMENT ENGINEERING FOR WAX PRINTING PRODUCTIONLiu Rongzhan Zhang Wei Zhu Shujun et al 91 Abstract The extension design of the wastewater treatment for wax printing production has been done. The results show that when the split flow containing wax by mechanical action is treated by the double air flotation, the reuse rate of the wastewater and the recovery of the wax in the wastewater are all over 90, when the split flow containing wax by saponification is treated by acidification and the air flotation, the recovery of the wax in the wastewater is over 95. When the wastewater containing wax by saponification has been treated and printing wastewater is treated by internal electrolysis, the decoloration is over 85. The mixing wastewater is treated by the process of coagulation -air flotation-biological contact oxidation -sedimentation-filtration, the effluent quality can meet the national sewage discharge standards. This process has many advantages such as high efficiency, stable treatment effect, high economic and environmental benefits. Keywords wax printing, wastewater treatment, recovery of wax, coagulation -air flotation, biological contact oxidation and filtration Sponsor Central Research Institute of Building and Construction of MCC Group Publisher Industrial Construction Magazine Agency Editor The Editorial Department of Environmental Engineering 33, Xitucheng Road, Haidian District , Beijing 100088, China Telephone 01082227637、82227638 Fax 01082227637 Chief EditorWeng Zhongying Domestic All Local Posts DistributorChina International Book Trading Corporation P . O. Box 399, Beijing China Journalistic Code ISSN1000-8942 CN11-2097 X E -mail Addresshjgcpublic. yj . cn. net hjgc mail . yj. cn. net WWW Addresshttp www. hjgc. com. cn http www. hjgc. net. cn 6 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 24, No. 5,Oct. , 2006