退浆废水处理工程设计实例

葛 鹏，杨 尧

（南京大学环境规划设计研究院集团股份公司，江苏 南京 210093）

纺织染整行业的污染主要来源于水污染、废气污染、噪音、固体废弃物等，其中，水污染主要来自于退浆、煮炼、漂白、染色等工序产生的废水。在废水中，退浆造成的污染物浓度占总水污染物的比重相当大，而造成退浆水重污染的根源是浆纱过程中经常使用的浆料。目前，市场上主要使用的浆料有淀粉及其衍生品、聚乙烯醇（PVA）、丙烯酸类粘合剂、聚酯类粘合剂等。针对不同种类的浆料处理难易程度不同，其对应的处理工艺也截然不同，本项目所用的浆料主要成分为聚丙烯酸酯，是属于难生物降解的浆料。

总体来看，聚丙烯酸酯浆料[1]属于热塑性高分子化合物，且相对分子质量和侧链上所带的官能团结构决定着其主要性能。由于聚丙烯酸酯浆料是今后生物可降解性浆料发展的重要方向之一，因此，本文通过具体的工程实例，主要是采用物化与生化结合的处理方式来探究这种浆料在废水处理工程中的可行性。

1 工程概况

以某企业为例，该企业职工人数定员约为1000人，两班制，年工作300 d，每天24 h，年运行7200 h，其生活污水主要来自于生产员工卫生间的排水。

生产废水主要来自于面料退浆工序。在实际生产过程中，将碱液、洗涤剂、软水由送料系统依配比指令自动配置经泵输入至退浆机漂洗槽中，溶液中含有约为1%～2%的烧碱、1%的洗涤剂，面料在通过事先配制好的含有烧碱和洗涤剂的软水中通过蒸汽间接加热连续洗涤，而面料上污垢和聚丙烯酸酯浆料等会被洗入水中。其废水主要含有洗涤剂以及大量难生物降解的聚丙烯酸酯浆料和一些助剂，废水的B/C比小于0.1，可生化性差，车间出水温度在80 ℃以上，pH呈碱性。

本项目主要是为处理生产用水与生活污水，这些污水在经本设计的污水处理设施处理后可满足国家相应的排放标准。其中回用水由业主委托专业厂家提供处理方案，故不在本项目内。

2 工艺设计

2.1 废水处理工艺设计依据

该企业废水主要为退浆的生产废水和员工的生活污水，在设计处理后水质要达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）中表2、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4三级排放标准，其具体设计进、出水水质详见表1。

表1 设计进、出水水质

2.2 工艺特点

该企业的生产废水中主要含有聚丙烯酸酯浆料和少量助剂，属于难生物降解类水质。而生活污水属于易生物降解类水质，但业主提供的参考资料显示，该企业生活污水的化学需氧量（COD）、总氮、总磷等指标均不满足直排标准，故应经过处理后再间接排放。

根据该企业的废水特点[2]，对该类难生物降解的生产废水和易生物降解的生活污水进行分类收集、预处理。生产废水考虑到含有大量难生物降解的有机物，前端采用预处理工艺以大幅度降低水中的悬浮物、COD等，并调节水质pH等，而生活污水可生化性较好，可作为生产废水处理的优质碳源直接进入生化系统。

2.3 工艺流程

在处理过程中，退浆废水通过明管泵入废水调节池1#后经过闭式冷却器将生产废水冷却至35 ℃左右，经冷却的废水再通过高效DAF装置预处理后与生活污水在调节池2#混合后，再进入生化处理系统及末端混凝沉淀物化系统。该工艺整个处理工艺流程采用调节池1#—冷却器—DAF装置—调节池2#—水解酸化池—接触氧化池1#—接触氧化池2#—二沉池—混凝沉淀池—放流池的组合工艺[3]，在处理达标后排放。该废水处理工艺流程如图1所示。

图1 废水处理工艺流程

2.4 工艺设计说明

（1）当退浆废水温度高达80 ℃以上时，为了降低废水温度同时也为了满足后续的工艺要求，该废水先经闭式冷却器降温，将生产废水降低到35 ℃左右后，经高效DAF装置预处理后与生活污水在调节池2#混合，经混合的废水经过水解酸化池、接触氧化池、混凝沉淀池后最后流入放流池。因生产废水中含有大量难生化处理的成分聚丙烯酸酯浆料，为了提高生化系统稳定处理效果，该废水要先经过物化DAF装置去除大部分的聚丙烯酸酯浆料，以此降低废水的难生化性。

（2）DAF装置通过在线pH计自动加药调节pH，可对生产废水进行破乳并投加适量的聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）等药剂，使大部分溶解性浆料形成大量悬浮物和胶体等难溶解物质，从而被有效去除。

（3）经预处理的生产废水与可生化性好的生活污水混合后进入生化系统，其中，水解酸化池能将生产废水中难生物降解的大分子物质水解成能生物降解的小分子物质，且可相应提高废水中BOD5/COD的值，从而改善废水的可生化性。而接触氧化池通过微生物菌群对能生化的污水进行代谢，主要是去除溶解性有机物质，从而达到去除化学需氧量（COD）、氨氮（NH3-N）等的目的。

（4）废水在经过前端DAF装置预处理与生化处理后，水中大部分溶解性物质被有效去除，同时仍存在不少难去除的有机物及无机盐，故在处理工艺末端设置混凝沉淀池，以此用来增强去除废水中的磷、悬浮物、胶体等物质。

（5）综上，废水前期先经预处理和生化系统处理可降解水中大部分有机物、氨氮和总氮等物质，经二沉池泥水分离，其出水再经混凝沉淀池处理水体中的悬浮物、胶体和总磷等物质，经本工艺处理的废水并最终外排至园区污水处理厂。

3 主要处理单元

本项目废水各主要处理单元如下[4]。

（1）调节池1#：是用来收集车间退浆废水，用于调节水质、水量，为后处理的正常稳定运行提供保障。调节池内设有高、中、低液位反馈信号，并通过连锁提升泵自动运行。池内设潜水搅拌器1台、提升泵2台、流量计1套。池体尺寸：4.5 m×6 m×5 m、钢筋混凝土结构。

（2）冷却器：是为了降低车间废水温度，满足后续工艺处理要求。采用闭式冷却器一座，设计出水水温在35～40 ℃。

（3）DAF装置：是为了去除退浆废水中聚丙烯酸酯浆料，降低废水的难生化性。设置一套高效全自动化DAF装置用于去除废水中的悬浮物、胶体、总磷等物质。DAF装置尺寸：9.4 m×2 m×2.2 m。碳钢，内壁五油三布玻璃钢防腐；配套1个不锈钢溶气罐、1台溶气泵、1台空压机、1套刮渣机、1套流量计、管道混合器、2套pH测定仪、1套快混搅拌机、3套慢混搅拌机、曝气搅拌系统及加药系统等。

（4）调节池2#：是用来收集经预处理的车间退浆废水和生活污水，且均衡二者水质，保障后续生化处理系统进水的稳定性。调节池内设有高、中、低液位反馈信号，提升泵连锁运行。池内设1台潜水搅拌器、2台提升泵、1套流量计。池体尺寸：5.5 m×6 m×5 m，钢筋混凝土结构。

（5）水解酸化池：主要是起到将难生物降解的大分子有机物分解成小分子易生物降解的有机物，提高废水BOD5/COD的值，同时，在通过废水部分回流达到反硝化去除硝态氮的作用。池内设3台搅拌机、聚丙烯组合填料、在线溶氧仪等。池体尺寸：4.0 m×6.0 m×5.0 m，钢筋混凝土结构。

（6）接触氧化池：经水解酸化池处理的废水自流进入接触氧化池1#、2#进行好氧生化处理，采用微孔曝气器作为供氧设施，选用比重略小于水的聚丙烯组合填料，该种填料比普通的生物填料比表面积大3倍以上，同时，该填料本身就是一个集合的微生物环境，具有外部生长好氧菌，内部生长缺氧菌或兼性菌，以此通过微生物菌群将废水中的BOD、NH3-N等溶解性污染物进行分解，使出水水质有效改善。该池配有变频罗茨鼓风机3台（2用1备）、溶解氧1套等。池体尺寸：8.0 m×6.0×m5.0 m，钢筋混凝土结构。

（7）二沉池：生化处理后的废水利用二沉池沉淀处理后，使泥水分离，而废水中的各类大小颗粒杂物、污泥等被沉淀和去除，以此降低废水中的悬浮物等物质。本项目二沉池采用竖流式沉淀池，表面水力负荷q=0.9 m3/（m2·h）。池体设有污泥回流泵2台，池体尺寸：4.0 m×6.0 m×5.0 m，钢筋混凝土结构。

（8）混凝沉淀池：为了进一步提高悬浮物、胶体、总磷的去除效果，在工艺末端设置混凝沉淀池，池体尺寸：7.20 m×3.00 m×5.00 m，δ：8 mm，碳钢，环氧煤沥青防腐，配套中心筒，出水堰，PP斜管，快混搅拌机1台，慢混搅拌机1台，排泥泵2台，提升泵2台等。PAC、PAM全自动一体化加药装置各1套。

（9）放流池：分流池配套COD、氨氮、总氮等在线监测仪各1套，放流泵2台。池体尺寸：2.0 m×6.0 m×5.0 m，钢筋混凝土结构。通过在线检测仪定时对放流池中的水体进行检测，并通过检测数值设置预警、启闭放流泵等措施，确保合格水外排，不合格水回流池调节池重新处理。

（10）污泥浓缩池：是将二沉池、混凝沉淀池产生的污泥打入污泥浓缩池进行浓缩，通过重力作用使其中的水与污泥分离，污泥池经浓缩后的上清液排到调节池2#中进行处理。而浓缩后的污泥通过加入絮凝剂后进入压滤机压滤，压滤后的泥饼外运妥善处置，滤液则回流至调节池2#中继续处理。污泥浓缩池配套曝气搅拌系统、1套中心筒、2台污泥泵等设施。

（11）其他：配套污泥脱水用房1间，内设1套叠螺压滤机、1套自动加药装置，房间尺寸：6 m×5 m×5 m；鼓风机房1间，内设变频罗茨鼓风机3台（2用1备），尺寸：6 m×5 m×5 m；污泥堆场1座，10 m×5 m×3 m；实验室1间等配套用房。

4 正常运行效果及结论

4.1 运行效果

经过近2个月的调试运行，各项出水水质指标均达到预期效果，其中COD的综合平均去除率约为97%。本项目废水处理系统各单位的预处理效果详见表2。

4.2 结论

难生化的退浆废水经过DAF装置预处理后与生活污水混合进入后续生化系统，采用调节池1#—冷却器—DAF装置—调节池2#—水解酸化池—接触氧化池1#—接触氧化池2#—二沉池—混凝沉淀池—放流池的组合工艺处理，经该工艺处理后的出水COD、氨氮、总氮、总磷等各项指标均满足《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）中表2、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中的三级排放标准。

表2 项目废水处理系统各单位预处理效果