气浮+接触氧化工艺处理喷水织机废水
太湖流域某镇是喷水织机集中区，有喷水织机近10万台，喷水织机废水日排放量近30万吨/日。目前，该镇喷水织机废水一般采用化学絮凝-气浮处理，处理后的水CODCr约为50 ~ 100 mg/L，但随着《太湖地区城镇主要水污染物排放限值污水处理工厂和重点工业行业》的实施，气浮工艺明显达不到要求，该镇也积极寻求处理方法，如“气浮+砂滤”、“气浮+活性炭过滤+超滤”等技术措施，但并不是因为处理效果
目前，太湖某镇共有32座喷织废水处理站，其中6座准备扩建改造，大部分喷织废水将升级改造，采用气浮+接触氧化处理。目前，一座规模为4000吨/日的喷水织机废水处理站已投入运行，效果良好。
1.废水量和水质
1.1设计规模
废水量为4000吨/天。
1.2进出口设计水质
根据该镇水处理公司的资料和我公司的实测，喷水织机废水的进出水质如下表1所示:
2.工艺流程和设计参数
2.1工艺流程
喷水织机废水的主要污染物有废纱头、化学浆料(丙烯酸酯)、润滑油等。每台喷水织机每天排放废水约4m3，为中度污染水质。
由于废水中含有废纱头和润滑油，且废水表面覆盖着油花，所以采用气浮工艺。经过气浮处理后，废纱头和润滑油几乎全部被去除，剩下的化学浆液是主要污染物。根据实践经验，这类废水夏季效果较好，出水50 ~ 70 mg/L，冬季出水浮选效果较差，COD在100 mg/L左右，目前喷水织机使用的浆料多为以丙烯酸酯为主体的合成浆料。上浆时，浆料用氨水中和增稠，使丙烯酸浆料溶于水，便于上浆和上浆。在浆纱机上，湿浆纱干燥时，氨气挥发，浆膜中丙烯酸铵盐的侧链变成羧酸。这种聚合物酸的水溶性极低，浆膜在使用中不溶于水，因此能承受喷水织机引纬时水滴的侵入，浆纱的机械性能仍保持良好，仍能完美织造。
在织造中，当废水中混入一些浆料时，在气浮过程中会将pH调至碱性，使部分浆料溶解在废水中，这也是喷水织机废水气浮后COD仍为100mg/L的原因。要去除这部分可溶性浆液，超滤、砂滤等物理方法只能去除部分COD，而且截留的浆液粘度高，必然造成滤料和滤膜的污染，很难成功清洗膜。丙烯酸浆料是单链有机物，大部分容易被生物降解，所以生物法是一种有效的方法。
废水经水泵提升至调节池后，被提升至反应池。首先加入氢氧化钠调节pH值，调节后的废水流入下一级反应池，与混凝剂PAC进行混凝反应，有效去除SS和部分COD。然后在絮凝池中加入PAM后，搅拌形成浓稠的矾花，再进入溶气气浮池，用气泡将废水中的悬浮物浮起。废水经刮渣器去除废纱头、润滑油和胶体物质后，进入接触氧化池进行好氧微生物降解。由于进入接触氧化池的废水有机物浓度低，不利于活性污泥的生成，所以在池内安装了三维弹性填料。弹性填料有助于微生物在填料上的附着，使接触氧化池中微生物和原生动物的生长提高了污泥浓度，更好地去除废水中的有机物。废水通过重力流入二沉池，出水达到排放标准。
气浮池和接触氧化池的污泥排入污泥池，污泥由污泥泵进入厢式压滤机压滤，泥饼外运处置。压滤后的污水进入集水井进一步处理。工艺流程如图1所示:
2.2流程特征
作为处理喷水织机废水的有效工艺，该工艺具有以下特点:
(1)气浮工艺是喷水织机废水较好的预处理方法。气浮池去除废水中的悬浮物、油类、废纱头和部分聚丙烯酸酯浆料，降低了后续处理的难度。气浮是处理喷气织造废水的必要预处理工艺，因为其悬浮物、油和废纱头轻，比重低。
(2)气浮+接触氧化工艺替代国内常用的气浮+活性炭过滤、砂滤、超滤工艺。由于喷气织造工艺中使用的浆料主要是聚丙烯酸酯浆料，在碱性条件下可以溶解，在酸性条件下形成，浆料膜中丙烯酸铵盐的侧链变成羧酸，水溶性极低，在浆料膜中不溶于水。根据浆液的这一特性，浆液部分溶解在喷织废水中，溶解的有机物不能被砂滤很好地截留，活性炭吸附容易饱和，超滤容易造成膜污染，而采用接触氧化法可以较好地去除溶解的有机物。
(3)采用弹性立体包装。庞浩然等人对喷水织机废水的研究[2]表明，喷水织机废水不经气浮预处理，直接进入曝气生物滤池，出水可达到《污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准。与处理喷水织机的曝气生物滤池相比，本项目采用弹性立体填料，不易堵塞废水，无需反冲洗装置，操作维护简单，经气浮预处理后进入接触氧化池，出水效果更好。
(4)混凝土框架用作填充框架。本工程中，弹性三维填充框架不采用普通槽钢钢筋作为框架材料，而是采用混凝土梁、柱作为土建设计施工中的填充支撑体系，安装简单，使用寿命长，不怕钢筋腐蚀。当在维护过程中清空水池时，填料会将槽钢和钢筋框架分开。
2.3工艺参数
(1)调节池(有益于老池)采用钢筋混凝土结构，有效池容量1500m3，水力停留时间9.0h附属设备:2台进水泵(1用1备)、2台调节池风机(1用1备)、1台电磁流量计、3台液位计；
(2)反应池(前者益于老)采用钢结构，与气浮池配套；设备:搅拌机4台，PAC计量泵2台，液碱计量泵2台，PAM自动浸药机1台，PH在线监测仪1台；
(3)气浮池(原益旧)，钢结构，成套设备，处理能力200 m3/h；
(4)接触氧化池，钢筋混凝土结构，尺寸:6.0×12×5.5m/座，共4座；有效容积:1440m3停留时间:8.6h设备:2台风机，1用1备，风量15m3/min，风压0.06MPa，功率N=30kW，曝气软管600m弹性填料1000m3
(5)立式沉淀池，钢筋混凝土结构，尺寸:6.0×6.0×6.9m/座，共4座，表面负荷:1.2m 3/m2 . h；
(6)污泥池(前者有利于老)，钢筋混凝土结构，结构尺寸:15×15×2.0m；配套设备:2台1.5英寸气动隔膜泵；
(7)污泥脱水机棚，建筑数量:1；材料:60m2板框压滤机，功率3.0Kw，含污泥加药装置1台；
(8)加药及风机室，数量:1个(分为三个房间)；平面尺寸:6.0×6.0m
3.处理效应
3.1污泥驯化
将全部污泥放入生物接触池。污泥来自当地印染污水处理厂的生化池污泥。打开风扇培养污泥。添加营养素(糖、尿素、磷酸二氢钾等。)每天定时定量放入水解池进行闷曝。
综上所述，通过这一阶段的工作，生化池中微生物的接种、培养和驯化已经完成，污水处理站已经完全达到设计出水水质要求。
3.2治疗效果
经过调试，系统运行良好，设备运行正常，系统运行稳定，CODCr、氨氮、总氮、总磷均能达到排放标准要求。具体数值见表2。
4.主要经济指标
项目占地面积约1000m2，项目运行费用如下:
电，耗电量约为1200 kw·h/d，折合处理成本约为0.225元/m3；
药剂成本:工业液碱用量约200kg/d，PAC用量约800kg/d，PAM用量约8kg/d，相当于处理成本约0.6元/m3；
人工成本，安排4名操作工，人均月薪3000元，折合处理成本约0.1元/m3。
总运行费用约为0.925元/m3；年运营成本130万元；而增加的接触氧化池只有风机和水泵的电费，不加药剂。接触氧化池的运行费用为0.16元，但废水的COD由100毫克/升左右降至40 ~ 50毫克/升；
处理后的出水只有通过增加一定的深度处理措施才能回用。目前已有企业通过陶粒过滤器过滤，然后回用于喷水织机。
5.结论
(1)根据喷水织机废水的特点，气浮+生物接触氧化工艺可以达到较好的处理效果，且相对稳定；
(2)根据初步估算，该工艺的处理成本约为0.925元/m3；
(3)采用该工艺后，便于进行后续的深度处理。
(来源:上海海洋大学海洋科学学院上海环保有限公司)
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