缫丝生产废水处理工艺技术探究

黄予奕

（广西福达环保科技有限公司，南宁 530028）

随着“东蚕西移”的不断深入，广西的缫丝工业得到飞速发展，连续三年稳居全国首位。在缫丝产业快速发展的背景下，缫丝厂排放的工业废水不断增加，直接排放的废水对河道产生了很大污染。同时，缫丝生产大量使用自来水，生产成本也随之增加，废水循环利用率不高。对此，本文针对缫丝生产废水处理工艺进行研究阐述。

1 缫丝生产工艺流程及产污环节

缫丝属于桑蚕业中十分重要的内容，一般丝绸公司包括缫丝生产工艺及丝绸制造工艺。缫丝生产工艺将原料茧经剥茧机去除茧衣，经选茧机将不合格的下脚茧和次茧选出，选出的优质茧通过真空渗透煮茧机蒸煮后经自动缫丝机抽丝，长丝经湿度平衡后绕在筒子上，经复摇机后再编丝、绞丝后打包。缫丝生产工艺的主要副产品为条吐、蛹衬，条吐、蛹衬等副产品可冷冻暂存后定期外运作为绢纺或丝绵生产原料。缫丝生产工艺的主要工艺流程如下。

1.1 混剥茧

混茧属于将两个或者两个以上的庄口茧以均匀的形态混合以后，使茧批的数量增加，使原料茧的质量得以平衡，通过成熟的工艺与操作，使生丝的质量与产量均得到有效的提高。剥茧主要是指将茧衣去除，并且剥去蚕茧外层较为松动的丝缕。由于丝缕纤维较细、且脆，丝胶含量较多，不能缫丝，因此在缫丝之前需要将茧衣去除，这样做不但能够为选茧、煮茧、缫丝提供便利，而且能够使生丝的质量得到显著提高。剥茧一般是在剥茧机上进行的，该工序主要污染物是茧衣。

1.2 选茧

将原料茧当中无法缫丝的部分去除，也就是下脚茧，包括薄皮茧、黄班茧、穿虫茧等，然后通过筛茧机进行再次分选。

1.3 煮茧

煮茧能够使蚕茧中的丝胶得到适当的溶解与膨润，使丝缕之间的胶着力增加，进而增强茧丝强力，使其连续性增强。在煮茧的过程中，应加强对蒸汽压力、温度等工艺的重视程度，因为这将与缫丝质量、产量、缫折等产生紧密的关联。煮茧一般是在真空渗透煮茧机中进行，煮茧时不添加煮茧剂，该工序主要污染物是煮茧废水。

1.4 缫丝

缫丝主要是指以生丝的规格为参考，将大量煮熟茧的茧丝抽离以后，在丝胶的作用下黏合起来，将原本长度、细度均不够单个茧丝变成粗细均匀、强韧有力、连续不断的生丝。该工序主要污染物是缫丝废水。

1.5 复摇

将小簦丝片纺成合格的大簦丝片与筒装丝。复摇时先将小籆丝片的回潮率进行平衡，再进行给湿，使丝条外围的丝胶适当变软，顺利退解，并使丝片成形良好。该工序主要污染物是复摇废水。

1.6 整理

在整理过程中，保障丝片的外形得当，为运输与存储提供便利，同时有利于丝织生产[1]。

2 缫丝废水的组成及主要特点

缫丝厂生产废水从工艺流程来分，主要由煮茧、缫丝、复摇和汰头（副产品加工）四个工序的废水组成，其中煮茧、缫丝、复摇废水为连续性排放，由于汰头生产操作的间断性，汰头废水为间断排放。从排放量来看，煮茧废水占7%～10%，缫丝废水占60%～65%，复摇废水占1%～2%，汰头废水占7%～15%，其余9%～10%为锅炉用水。

缫丝厂生产废水中主要的污染物为丝胶蛋白质、蛹体蛋白质及脂肪酸等有机物质，同时废水中氮、磷含量较高，是一种无毒的有机废水，可生化性较好。其中，缫丝废水中主要含有丝胶、丝素等高分子蛋白有机物；煮茧废水有机物浓度较高；复摇废水水量小，有机物浓度也低；汰头废水水量不大，但有机物浓度最高，是污染影响最为严重的废水。

3 缫丝工业废水的处理工艺

缫丝工业废水一般包括生产废水（缫丝、煮茧、复摇生产废水，汰头废水混入或另行单独处理）以及职工生活废水等。废水中的主要污染物为COD、BOD5、NH3-H、TN、SS等。自20世纪80年代开始对制丝废水的治理进行研究以来，随着科技的进步与经济的发展，人们在缫丝废水处理与利用上探索出一些技术可靠、经济性高的处理工艺。

3.1 物化处理技术

物化技术是指主要采用活性套吸附、化学氧化、化学沉淀、电渗析等多种方式。V Ravindran等人曾经利用生物活性炭进行试验，力求在活性炭上培养出生物膜，以此来达到有机物降解的目标。试验研究表明，生物活性炭在处理有机废水方面颇有功效，同时TOC的去除与生物增长曲线之间存在较大联系。对此，景汉青等人利用不同的混凝剂对汰头废水进行处理，当进水COD为5 880mg/L时，采用硫酸对pH值进行调节；出水COD为980mg/L，汰头的去除率为83%；利用硫酸铝进行试验，去除率为77%；利用黄金锈作为混凝剂对缫丝废水进行处理，得出最佳药量为0.5mg/L，COD的去除率可达到72%[2]。

采用物化处理技术的主要优势在于，出水水质较为稳定，但缺陷在于投入的成本费用较大，能耗量较大，容易产生二次污染。因此，在实际应用的过程中，通常在需要深度处理时才会采用物化方法。

3.2 厌氧生物处理技术

该技术的优势众多，动力消耗较小，剩余污泥量较少，能够降解一些不易降解的有机物。现阶段，采用该技术对有机物进行处理的方式为上流式厌氧污泥床、厌氧生物滤池等。在试验处理中，主要采用气浮—厌氧—好氧处理—物化处理废水的处理流程。汰头废水经过气浮、厌氧之后，COD由12 000 mg/L降低到1 800 mg/L，然后与煮茧废水、立缫废水混合，混合废水COD降低到130 mg/L，最后通过物化处理，出水时的COD降低到89 mg/L。利用厌氧生物发酵处理技术，对缫丝企业中的废水进行处理，为了保障池内沼气发酵细菌的温度始终在30～40℃，在硝化池中安装PVC管束，并且在后方设置了排烟锅炉，当池内的换热温度超过100℃以后，烟气将会自动从阀门处排出，从试验结果看来，进水COD浓度为2 500 mg/L，去除率达到79%。

3.3 SBR生化处理

SBR生化处理主要分为五个去除阶段：进水→反应→沉淀→排水→闲置。进水阶段：污水被输送到反应池以后，水下搅拌器启动，使污水与池内活性污泥相接触，这时污泥中的菌胶团便吸附水中有机物对污染物开始降解；反应阶段：在曝气作用下，水中的BOD在氧化作用下分解，同时开始硝化反应，聚磷菌好氧吸收磷，此时去除率约40%～50%，沉淀阶段，在曝气停止以后，便开始沉淀，剩下的BOD将与污泥一同被输送到反应器底部，由于水中溶解氧不断减少，系统开始从好氧进入厌氧、无氧状态，进行脱氮反应，去除率约77%；排水阶段，滗水开始，继续沉淀，这时的系统基本上处于厌氧状态，活性污泥、反硝化细菌继续发挥作用，进行反硝化脱氮，去除率约86%；闲置阶段，停止滗水，将其中剩余的污泥排除，反应器中的活性污泥依旧接着反硝化，力求使缫丝废水的去除率达到更高。

3.4 BAF生化处理

缫丝废水在经过第一级BAF-C/N滤池，大部分BOD与COD在此得到有效降解，部分氨氮在好氧状态下进行硝化反应，污水在被传输到第二级BAF-N滤池中后，使其中的氨氮被大部分硝化，BOD中的磷被进一步降解去除。当一二级BAF底部供氧滤池使用一段时间以后，需要对池底进行多次冲洗。在冲洗时，使用气水联合法。在反冲洗过程中，反冲后的污水通过排水缓冲池进入水解酸化池中，与先前污水混合再进入处理系统。

有试验对曝气生物滤池（BAF）去除色度、COD、BOD5、氨氮、SS（悬浮物）的效果及其影响因素进行了研究，研究结果表明，影响BAF池工作性能的主要因素有填料层高度、气水比、水力负荷等。气水比为3:1时，COD和氨氮的去除效率最高；水力负荷条件为0.23～0.6 m3/（m2·h），BAF池对悬浮物具有较好的去除能力，水力负荷在0.18～0.6 m3/（m2·h）的范围内，反应器对有机物去除能力基本不受影响；填料层总高度为2 m的上向流式BAF池，大部分COD在距底部40～60 cm填料处降解；大部分氨氮在距低部80～90 cm填料处去除；大部分悬浮物在距底部30～50 cm处被去除。但是，曝气生物滤池（BAF工艺）不能实现生物除磷的功能，只能和化学除磷结合实现除磷。

4 处理后水质指标及运行成本

按照上述方式对缫丝废水进行处理以后，出水污染物的检测结果能符合国家相关排放标准的要求。对比处理前废水中各项污染物指标来看，大部分污染物降低了至少90%，使工业废水中污染物含量极大降低，使生态环境得到切实保障。

运行成本方面，有研究结果表明，按照每日处理缫丝废水2 000 m3计算，吨水的电耗成本约0.312元，人工费用、药剂费用等约0.158 7元/吨水。在实际项目中，处理深度直接影响设备、药剂的投入，从而影响吨水处理成本。物化处理技术的成本相对较高，生化处理技术相对经济性比较好。

5 缫丝废水处理工程实例

以广西桂合科技有限公司丝绸项目为例，该项目废水处理装置规模为200 m3/d，主要处理生产废水（由缫丝过程中煮茧、缫丝、复摇及丝绸生产过程中的泡丝废水、锅炉排水组成）及生活污水。从2018年上半年的运行情况来看，生产废水经污水资源化无害净化处理系统处理后，出水水质达到《缫丝工业水污染物排放标准》（GB28936-2012）表2标准。处理工艺主要流程为，缫丝废水→格栅池→集水池→强化SBR池（两座）→生物接触滤池→射流气水混合器→生化反应塔→生物砂、碳组合塔→脱气再生水塔→冷水塔→清水池，清水池出水回用于制丝生产线。生化反应塔、生物砂与碳组合塔设计有内循环系统，脱气再生水塔设置反冲洗系统。现阶段运营期间，生产废水经处理后全部回用，尚无生产废水外排。

为防止回用水沉积物过多，远期计划将约10 m3/d（生产废水的5%）经处理后与经化粪池处理的生活污水混合外排，排入五象污水处理厂处理，最终排入八尺江。

6 结论

“绿色增长、资源节约、环境友好”的绿色经济生产方式已经成为当今社会的普遍共识，缫丝工业在快速发展的同时应利用生产新技术从生产源头上节能减排，采用以废水回用为核心的清洁生产模式以及具有高附加值的资源化处理方式，探索低能耗、少污染、投入小、高产出的可持续绿色生产方式，提高缫丝行业的清洁生产水平，适应新时期国家绿色经济发展方针的要求。