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罗达天：缫丝废水污染治理方案介绍

来源：茧丝交易网 | 作者：佚名 | 发布日期： 2013-04-26 | 阅读次数：938次

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国海洋环境保护法》、《国务院关于加强环境保护重点工作的意见》等法律、法规和《国务院关于编制全国主体功能区规划的意见》，保护环境，防治污染，促进缫丝工业生产工艺和污染治理的技术进步，环境保护部科技标准司组织中国纺织经济研究中心、浙江凯喜雅国际股份有限公司、中国丝绸协会、环境保护部环境标准研究所、山东泰安百川水业科技有限公司起草制订了《缫丝工业水污染物排放标准（GB28936—2012）》（以下简称《标准》）。《标准》已于2012年9月11日由环境保护部批准，2012年10月19日，环境保护部、国家质量检验检疫总局正式发布，2013年1月1日起实施。

《标准》对现有桑蚕丝缫丝企业、现有柞蚕丝缫丝企业，分别提出了自2003年1月1日起至2014年12月31日止、自2015年1月1日起水污染排放的限值；自2015年1月1日起现有桑蚕丝缫丝企业水污染排放的限值；自2013年1月1日起新建企业的水污染排放的限值。

《标准》规定：在任何情况下，企业均应遵守本标准的污染物排放控制要求，采取必要措施保证污染防治设施正常运行。

本文拟对三种桑蚕丝缫丝企业水污染的治理方案做一简要介绍，供业界在实施缫丝废水治理时参考。

1 厌氧水解酸化和新型接触氧化组合治理方案（方案一）

根据某缫丝厂所提供的废水水质化验资料，以及在其制丝废水总排放口实际取样的测定结果，制丝废水CODcr为491mg/l，BOD5约为200mg/l，BOD5与CODcr的比值约为0.41，pH为7～8，色度约为50倍。因此，制丝废水具有有机物浓度较低、色度不高，而且可生化性较强的特征，属于较易生化处理的废水。

1．1 工艺流程

此治理方案工艺流程见图1：

图1 厌氧水解酸化和新型接触氧化组合处理工艺流程图

从缫丝厂各工序排出的制丝废水，经集水及过滤工段——水解酸化调节工段——氧化工段——沉淀及过滤工段——回用或排放。

1．1．1 集水及过滤工段

由各道工序排出的废水，经排水渠内的多级粗格栅除去除较大的杂质后，自流进入集水池。然后，通过集水池水泵提升至水解酸化调节池池顶60～80目的斜网过滤装置,以去除细小的茧丝纤维、尘屑等杂质,再自流进入水解酸化调节池。

1．1．2 水解酸化调节工段

厌氧水解酸化工艺，是20世纪80年代发展起来，并日益得到广泛应用的新型污水处理工艺。

在水解酸化调节池中设置了软性纤维填料和立体弹性填料，厌氧微生物在填料中挂膜，使填料层形成良好的微生物滤床。制丝废水经过填料层时，生物降解、生物絮凝、吸附过滤同时发生，其所含的有机物迅速发生水解、酸化和断链反应：长链的有机物质变成短链的小分子化学物质，溶解性有机物比例显著增加，BOD5 /CODcr值提高，BOD5降解速率加快，从而更有利于难降解有机物的去除。采用此方案，制丝废水在厌氧水解酸化调节池中的停留时间约为9小时。

1．1．3 氧化工段

经由水解酸化调节池处理后的出水，自流进入接触氧化池。接触氧化池采用了对流交换—顺流混合的全接触式氧化新工艺，进入氧化池的废水和空气中的氧，在水力剪切和搅拌的作用下得到充分混合，使氧化反应更加完全，氧的利用率大大提高。制丝废水中经过厌氧断链后的绝大多数有机物，在氧化池中很容易被好氧微生物氧化分解成水和二氧化碳等物质并予释放，其中一部分有机物还会被好氧微生物作为营养源吸收，从而达到有效去除有机物的目的。在氧化池中，同样设有小环软性纤维填料和立体弹性填料，为好氧微生物提供大面积的充分活动范围，使微生物增长速率更快。而且，与水解酸化调节池填料层的作用相同，在氧化池的填料层中，生物降解、生物絮凝、吸咐过滤等作用同样同时发生，致使氧化处理效率大大提高。在接触氧化池中，好氧微生物进行氧化活动所需要的空气，由复叶节能曝气机或罗茨鼓风机连续供给。

1．1．4 沉淀及过滤工段

经接触氧化池处理后的出水，自流进入沉淀池。经过好氧生物处理后的废水，具有良好的生物絮凝效果，可通过沉淀池的自然作用进行泥水分离：上清液从沉淀池出水堰自流至过滤池；沉于底部的污泥，定期排至污泥池，并通过污泥回流泵回流至氧化池或水解酸化调节池，作为厌氧微生物和好氧微生物的营养源。

1．1．5 回用或排放

经过滤后的废水，自流进入清水池并通过清水池回用或排放

1．2 工艺特点

1．2．1 水解酸化调节过程的特点

水解酸化调节过程中，厌氧反应大体可以分为三个阶段，即：水解酸化阶段——产乙酸阶段——甲烷化阶段。与传统的厌氧生物处理技术以产生甲烷气体为最终目的不同，此方案在厌氧反应中，仅利用了厌氧反应的初期阶段——水解酸化和产乙酸阶段，而摒弃了甲烷化阶段。根据制丝废水品种、水质不同，经过严格计算，控制不同的有机负荷和停留时间，致使废水处理装置占地面积小，建设投资不大。而且，由于制丝废水在水解酸化调节池中停留时间短，无甲烷气体产生，因此不会因有强烈的异味而污染周围环境。

1．2．2 氧化过程的特点

下列2－1和2－2示意图为采用复叶曝气机和罗茨鼓风机的氧化池工作原理图。在氧化处理过程中，由于采用了如图所示的对流交换—顺流混合的全接触式氧化新工艺，空气从氧化池底部向上运动而废水自上而下流动，使废水与空气中的氧接触更加完全。而在顺流混合段中，废水与空气同一方向运动，使废水与空气进一步混合。如此反复，废水中的有机物由于氧的充分混合和好氧细菌的作用，被有效的分解为二氧化碳和水，从而使废水中的有机物得以降解。

图2－1 采用复叶曝气机空气对流交换—顺流混合的全接触式氧化新工艺示意图

图2－2 采用罗茨鼓风机的氧化池工作原理图

此方案还采用了先进的微生物固定化技术。在接触氧化池中，装有小环好氧填料和立体弹性填料。好氧微生物在填料上可形成良好的生物膜，不仅使氧化池中的微生物菌量大大增加，而且还能有效防止系统的微生物流失，使系统有机污泥的泥龄由传统的几天增加到十几天甚至几十天，从而有效地提高系统的生化处理能力和抗冲击性能。同时，填料层在氧化池中又形成一种微生物过滤层，当废水经过填料层时，生物降解、生物吸附过滤、生物絮凝在填料层同时发生。

此方案在系统投入运行初期的培菌阶段，除了传统的以活性污泥为接种物之外，还采用了特殊的微生物种群作为接种的菌种，以使系统的微生物具有特殊的耐毒性、抗负荷冲击性和对环境的良好适应能力，确保处理效果。该微生物菌种经特殊的驯化和培养，自身繁殖迅速，对有机物分解速率快，为系统的正常运行奠定了良好的基础。同时，该菌种可以大大加快系统初期投运的培菌速度，传统的生化处理方法的培菌周期通常为3个月；而采用特殊菌种后，培菌一般只需1—2个月就可使处理出水“达标”。

1．2．3 污泥处置的特点

包括制丝废水在内的工业废水污染治理，无论采用化学处理或是生物处理，都面临一个难以解决的问题——污泥排放或处理问题。此方案采用微生物自身消化式的内循环处理新技术,有效地解决了因大量有机污泥排放而造成的“第二公害”问题。根据微生物在生命活动中的分解代谢和合成代谢特点，将氧化过程中产生的污泥再回流到氧化池或水解酸化调节池中，使有机污泥中存在的大量微生物成为氧化池中好氧微生物或水解酸化调节池中厌氧微生物的补充营养源，从而促进了厌氧菌或好氧菌的生长繁殖。因此，在整个废水处理过程中不会造成二次污染。

1．2．4 低噪声、低嗅味的特点

此方案传动设备较少,只有水泵和复叶节能曝气机。这些传动设备，均可实现露天安装布置（如采用罗茨鼓风机则仅需建一小鼓风机房）,噪声指标远低于国家相关标准要求。同时，还能实现处理工程低嗅味,在人能接受的阈值之内。

2 废水分流，分别实施加药过滤处理后直接回用、厌氧水解酸化和新型接触氧化的组合工艺处理后直接排放方案（方案二）

缫丝厂各道工序所排放的废水，如果按其CODcr、BOD5、SS含量高低，大体可归结为两类，即除副产品加工工序外其他各道工序所排放的废水为一类，副产品加工工序所排放的废水为一类。前者与后者比较，其CODcr、BOD5、SS含量远低于后者。此方案的治理思路，

正是从这一实际出发，采用两大类废水分流归集，对CODcr、BOD5、SS含量低的除副产品加工序外的缫丝废水加药过滤处理后直接回用，对CODcr、BOD5、SS含量高的副产品加工序废水进行厌氧水解酸化和新型接触氧化的组合工艺处理后直接排放。

2．1 工艺流程

此方案工艺流程如图3所示。

3 制丝废水分流、分别治理工艺流程图

2．1．1 低浓度缫丝废水处理工艺流程

除副产品加工工序外的其他制丝工序废水，通过排水渠格栅去除大颗粒杂质后进入集水池，经泵提升至加药反应槽，与槽内的干聚合铝和聚丙烯酰氨发生化学絮凝反应，然后进入絮凝沉淀池。在絮凝沉淀池中，废水中经化学絮凝反应的悬浮物及有色物质絮凝，形成大颗粒悬浮物，通过沉淀作用进行泥水分离，清透的水自流进入过滤池，经过滤后进入回用水池，再通过回用水泵送入生产车间。沉淀下来的污泥定期排放至污泥干化池，经自然干化后人工清理。

2．1．2 高浓度副产品废水处理工艺流程

2．1．2．1 集水及过滤工段

副产品加工工序排出的废水,经排水渠多级粗格栅除去较大杂质后,自流进入集水池。然后，通过集水池水泵提升至调节池顶上60～80目的斜网过滤装置,去除细小的茧丝、尘屑等等杂质后，自流进入调节池。

2．1．2．2 调节工段

废水在调节池中，经过一定时间混合，使水质、水量趋于均匀，同时进行预酸化和水解。然后，通过调节池提升泵送入厌氧工段。

2．1．2．3 厌氧工段

废水由调节池水泵送入厌氧池顶部的脉冲布水器，并通过其底部的布水管进入厌氧池底部。由于脉冲的作用，具有一定压力的废水在厌氧池底部间断冲击，从而使厌氧池底部的污泥变得活跃。同时，使废水在厌氧池中分布得更加均匀而不致于产生死角。

在厌氧池中，由于厌氧水解酸化菌的作用，废水中长链的有机物质变成短链的有机物质，从而使废水发生本质变化，颜色也发生根本改变，以有利于下一步处理。厌氧池内设有软性纤维填料和立体弹性填料，可以为厌氧微生物提供大面积的活动范围，其增长速率更快。而且，在厌氧池的填料层中，由于生物降解、生物絮凝、吸附过滤等作用的同时发生，使得厌氧生物降解的效率大大提高。废水经厌氧水解酸化工艺后，溶解性有机物比例显著增加、BOD5/CODcr值提高、BOD5降解速率加快，更有利于难降解有机物的去除。经由厌氧工段的出水，自流进入接触氧化池。

2．1．2．4 氧化工段

接触氧化池采用了对流交换-顺流混合的全接触式氧化新工艺，氧化池中的废水和空气中的氧在水力剪切和搅拌的作用下得到充分混合，使氧化反应更加完全，氧的利用率大大提高。废水中经过厌氧断链后的绝大多数有机物在氧化池中很容易被好氧微生物氧化分解成水和二氧化碳等物质并释放，其中一部分有机物被好氧微生物作为营养源吸收，从而达到去除有机物的目的。在氧化池中同样设有小环软性好氧填料和立体弹性填料，为好氧微生物提供了大面积的活动范围，微生物增长速率更快。同样地，在接触氧化池的填料层中，由于生物降解、生物絮凝、吸附过滤等作用同时发生，使氧化处理的效率大大提高。在接触氧化池中，好氧微生物进行氧化活动所需要的空气由罗茨鼓风机连续供给。

2．1．2．5 沉淀工段

接触氧化池的出水，自流进入沉淀池。经好氧生物处理后的废水，具有良好的生物絮凝效果，通过沉淀池的自然作用进行泥水分离：上清液从沉淀池出水堰自流直接排放；沉于底部的污泥定期排至污泥池，并通过污泥回流泵回流至接触氧化池或调节池，再进入厌氧池，作为厌氧微生物和好氧微生物的营养源。

2．2 工艺特点

鉴于低浓度缫丝废水系采用化学加药处理，处理原理及工艺流程较为简单，这里仅对高浓度副产品加工工序废水的生化处理工艺特点做一简述。

2．2．1 厌氧过程的特点

使用了如图4所示的香港华特科技（集团）四川分公司于2005年1月获得国家实用新型专利（专利号：ZL 03 2 07128.0），并被评为国家专利发明一等奖、国家科技进步二等奖的厌氧微生物固定反应器（简称厌氧池）。在厌氧反应的初级阶段——水解酸化和产乙酸阶段中，采用了特殊的微生物种群作为接种的菌种，水解酸化菌和产酸菌世代期很短；而且在厌氧条件下，仅需几十分钟至几小时即可完成水解酸化过程(此方案水力停留时间约为16小时)，使废水中的有机物尤其是复杂的高分子物质或长链的大分子高能化合物迅速断链分解，转化为简单的低分子物质或短链小分子低能化合物。同样地，此方案在厌氧反应中，仅利用了厌氧反应的初期阶段——水解酸化和产乙酸阶段，摒弃了甲烷化阶段。这使得废水处理装置占地面积小，基建费用投资不大。由于停留时间短，无甲烷气体产生，厌氧处理过程所产生的气体如二氧化碳、硫化氢等均处于密闭系统之中，因此不会因有强烈的异味而污染周围环境。

图4 厌氧微生物固定反应器示意图

2．2 氧化过程的特点

与方案一相同，此方案仍然采用了“对流交换-顺流混合”这种合理的布水布气方式、先进的微生物固定化技术和特殊的微生物菌种，因而能确保废水中的有机物被有效地分解为二氧化碳和水，有效地提高系统的生化处理能力和抗冲击性能，提高系统的微生物特殊的耐毒性、抗负荷冲击性和对环境良好适应的能力，从而达到对高浓度副产品加工工序废水较好的处理效果。

2．2．3 其他特点

其他，如污泥处置和低噪声、低嗅味等方面的特点，皆与方案一相同。

3 废水分流，高浓度副产品废水先经处理后，再回流入低浓度缫丝废水集水池，合流处理方案（方案三）

此方案实际上是方案二的优化和发展。与方案二有所不同的是：方案三为了尽可能提高废水处理回用率，先将高浓度副产品加工工序废水经过生化处理后，再回流到缫丝废水集水池，然后经絮凝沉淀处理，再回用于制丝生产。因此，方案三除了少量因排泥造成的水损失外，基本上可全部回用，实现废水处理“零排放”。

方案三的工艺流程、工艺特点与方案二基本相同，此处不再赘述。

4 三制丝废水治理方案投资及经济效益

以下以一制丝废水日排放量1000吨的缫丝工厂为例，对上述三制丝废水治理方案的投资预算及经济效益列表做一简要介绍，如表1所示。

表1 三制丝废水污染治理方案投资及经济效益比较

项目	单位	方案一	方案二	方案三
投资总额	万元	101.47	93.19	76.41
其中：土建工程	万元	40.98	40.23	35.69	32.26
设备安装	万元	40.23	35.69	32.26
设备安装	万元	3.21	1.74	1.56
工程外费用	万元	17.05	17.05	10.88
直接运行费	元/吨	0.342	0.354	0.319
回用水率	%	80	80	90
回用水年获利	万元	11.57	11.20	15.02
投资回收期	年	8.5	8.3	5.1

备注：

1、工程外费用包括设计费、技术服务费、管理费、培菌费（含购买活性污泥、三氯化铁、磷酸盐、尿素等费用）、税金；

2、本表所列费用系2006—2007年实施时费用。