靛蓝染纱废水处理工艺设计

巫 凌¹，张 统²
（1.南通市建筑设计院，江苏 南通 226006；2.北京总装备部工程设计研究总院 北京 100028）

　　摘要：采用中和沉淀-催化氧化-二段生物接触氧化工艺处理靛蓝生产废水，工程运行结果表明，在废水CODcr、BOD₅、SS^2-分别为2000mg/L、600mg/L、110mg/L的条件下，排出水的CODcr、BOD₅、SS^2-分别为100mg/L、30mg/L、1mg/L，符合排放要求。
　　关键词：靛蓝；废水处理；处理工艺；工程设计
　　中图分类号：X788
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2001)05-0045-02

　　江苏如东气流纺厂与台商合资在如东经济技术开发区投资兴建南通华达染织有限公司，主要生产靛蓝牛仔布。靛蓝染纱工艺一般采用烧碱-保险粉还原的稳定体染色法进行多次染色，常用浆染联合机进行生产，浆染联合机每台每天排放废水约100m³，废水主要成分既合无机原料（如烧碱、保险粉），又合大量有机染料、浆水、渗透剂、柔软剂等，水质特点为pH值高、CODcr高、低价硫浓度高。设计采用中和沉淀回收染料-催化氧化除S^2--二段生物接触氧化法的工艺对靛蓝废水进行处理。

1 设计参数

　　废水处理站的设计能力为15m³/h。设计废水水质及排放要求见表1。

表1 设计废水水质及排放要求 水质 pH CODcr/
（mg·L^-1） BOD₅/
（mg·L^-1） S^2-/
（mg·L^-1） 色度/倍 SS/
（mg·L^-1） 设计水质 10～12 2000 600 110 100 2000 排放水质 6～9 100 30 1 20 30

2 处理原理

2.1 中和沉淀回收染料
　　靛蓝染纱使用单一染料，利于回收利用。靛蓝染料细菌降解速率很慢，不宜直接采用生物处理，须在进入生化塔前将其大部分除去。故将废水中和到pH6～7，利用染料在中性或酸性条件下难溶的特点，使染料自行析出，再用离心过滤或沉淀的方法，将大部分染料除去并回收利用，大大降低了后续生化处理负荷。
2.2 催化氧化（曝气）除低价硫
　　在中性或弱酸性条件下，加入少量催化剂（CoCl₂），曝气，S^2-迅速被氧化生成SO₄^2-。采用加入0.2mg/L CoCl₂，曝气3h，废水中S^2-可降至3mg/L以下，剩余S^2-由后续生化处理进一步处理可至达标。
2.3 二段生物接触氧化
　　曝气除S^2-的废水，进入两段生物接触氧化处理，并采用人工选育的高效优势混合菌群挂膜。第一段选用煤渣（粒度50～100mm）作填料，煤渣表面粗糙，具有很多大小不等的孔洞，表面积大，吸附能力较强，易挂膜，且充氧能力强，氧利用率高，微生物活性强，污泥量少。第二段以焦炭和活性炭为填料，氧化塔内放二层焦炭（粒度30～40mm）、一层粒状活性炭，由于其吸附作用更强，单位体积填料表面生物量更多，使较难降解的有机物进一步分解完全。
　　接触氧化水力停留时间3h，气水比12～15:1，pH=6～7，处理后CODcr＜100mg/L，BOD₅＜30mg/L，S^2-＜lmg/L，色度＜20倍。

3 处理工艺

　　工艺流程示意见图1。

　　浆染车间排出的废水经明沟分两路送至处理站，不含染料的废水直接进入调节池，其他的进入集水池。通过耐酸污水泵提升至中和池，加盐酸为泵前投加方式，保持pH值在6～7的范围。
　　经中和的废水重力流入曝气池除S^2-。空气通过管路及多孔管分别送至集水池、中和池（予曝气并起搅动作用）、曝气池，相邻气管的孔眼交叉且斜45°朝下，避免布气不均匀和孔眼堵塞。除S^2-后的废水经耐酸污水泵加压送至过滤机房，通过微滤机将靛蓝染料分离。微滤机采用PE管式过滤机，分离后的废水进入调节池。
　　经过滤的废水及浆漂废水进入调节池，再次经多孔管预曝气后提升至生物接触氧化池。生物接触氧化池由四段组成：一氧化池、一沉淀池、二氧化池、二沉淀池。废水经三角堰均匀布水自下而上：一氧化经过3层（每层1m）煤渣填料（粒度50～100mm），下部采用SB-600曝气器（4只）充分曝气。一沉淀池经过一层约0.6m厚的砾石与砂接触层，反粒度排列（砾石粒径50～20mm，砂粒径3～4mm），下布多孔气管，接触层中布多孔水管反冲洗用。二氧化池的填料为焦炭（粒度30～80mm），3层，每层0.9m ；二沉淀池布置同一沉淀池。生物接触氧化池进出水水头差1.20m，反冲洗水回流至调节池，池底部设排污阀。
　　为使维修或运行不正常时不影响生产，特设事故污水储池，体积600m³，可供3～4d生产污水储放，待后可慢慢抽回处理（备污水污泥泵1台）；另设靛蓝回收渣池，容积25m³；污泥收集池，容积35m³，并配活动立式泥浆泵2台（一用一备）。

4 处理结果

　　生产性试运行半年多，出水水质监测每月平均结果数据见表2。
　　运行结果表明，出水符合排放水质。

表2 每月试验平均结果 水样
序号 CODcr/(mg·L^-1) BOD₅/(mg·L^-1) SS/(mg·L^-1) 硫化物/(mg·L^-1) 色度/倍 进水 出水 去除率
/％ 进水 出水 去除率
/％ 进水 出水 去除率/％ 进水 出水 去除率
/％ 进水 出水 去除率
/％ 1 1762 62 96.5 356 20 94.4 1105 8 99.3 138 0.3 99.8 116 9 92.2 2 1405 53 96.2 310 16 94.8 1415 11 99.2 106 0.23 99.8 85 7 91.8 3 1530 55 96.4 384 21 94.5 1216 8.5 99.3 110 0.24 99.7 98 8 91.8 4 1624 60 96.3 366 20 94.5 630 7.5 98.8 102 0.26 99.7 90 8 91.1 5 1843 76 95.9 344 18 94.7 864 8 99.1 98 0.18 99.8 82 7 91.5 6 1385 58 95.8 324 16 95.1 1326 9.5 99.3 97 0.14 99.9 104 8 92.3

5 主要经济指标

　　该工程日处理360m³废水，占地面积约500m²，总投资58万元。运行费用分析：
　　①折旧费：折旧期限按15a考虑，则每立方米废水折旧费为0.30元；
　　②人工费：共4人，平均每人每月按800元计，则每立方米废水人工费为0.30元；
　　③电费：每小时耗电约24kWh，按0.80元kWh计，每立方米废水电费为1.20元。
　　④药剂费：酸及钴盐合计每立方米废水花费约为1.50元；
　　⑤靛蓝回收：每立方米回收约20g靛蓝，按每吨靛蓝8万元计，每立方米废水回收成本为1.60元。
　　⑥总运行费用每立方米废水处理需1.70元。

6 结语

　　靛蓝染纱废水处理工艺：染料回收-氧化除硫-生物处理有机物，该工艺具有投资省、运行费用低、管理方便、占地面积小、处理效率高、出水水质好的特点，具有较好的应用价值。

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作者简介：巫凌（1966～），男，汉族，工程师，联系电话：(0513)5512371。