洗毛废水的处理
洗毛是羊毛制成品的一个中间环节。由于羊毛在原产地收集时杂质较多，制成品时必须经过一个洗涤过程，产生洗涤废水。其生产工艺如图1所示。
河北省某公司下属的洗毛厂年加工能力为 4 000t，日排放洗毛废水500 m3。经现场监测p(CODcr)=5200mg/L，ρ(BOD5)=3000mg/L，ρ(SS)=2 200 mg/L。1999年公司筹集 110万元对废水进行治理，治理后达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)中的二级标准。
1 设计处理水质、水量
根据该公司提供的原始数据，以及对该公司水质化验的结果，确定本工程的处理水质、水量如下：
设计处理水量：5003/d。
设计处理水质：ρ(CODcr)≤5200mg/L，ρ(BOD5)≤3000mg/L，ρ(SS)≤2200mg/L;
设计处理后水质：ρ(CODcr)≤200mg/L，ρ(BOD5)≤60mg/L，ρ(SS)≤200mg/L。
2 废水处理工艺设计
2.1 工艺的确定
洗毛废水是洗毛生产工艺排出的高浓度有机废水，其中含有泥沙、羊毛脂、羊粪，还含有少量洗涤剂和羊毛纤维。经化验分析证明：废水中羊毛脂多已乳化，以O/W(水包油)形式存在，是组成废水中BOD5，CODcr的主要成分。其色淡黄、味臭、粘稠、pH值为8.5～9.5，m(BOD5)/m(CODcr)为0.6左右。
根据以上废水特点，采用厌氧、好氧加混凝沉淀的处理工艺。由于废水中高浓度的CODcr，BOD5主要是由羊毛脂引起(该厂废水中羊毛脂含量少，回收价值不大)，羊毛脂的化学成分为脂肪酸和高级一元醇化合而成的脂。故先采用厌氧降解高分子物质，而后再用好氧生化，利用好氧微生物的新陈代谢作用去除水中的色度。气味、粘稠物质等。考虑该公司管理水平，采用投资省、运行费用低。运行稳定的 UASB+二级生物接触氧化法处理该废水。
2.1 工艺流程
2.2.1 废水处理工艺流程见图2。
2.2.2 污泥处理工艺流程见图3。
2.3 工艺流程简述
废水由水渠进入调节沉淀池，调节水质、水量均匀并预沉部分较大颗粒的悬浮物后进入UASB反应器。通过厌氧微生物的作用去除大部分的有机物。出水进入一级生物接触氧化池进行好氧生化处理，然后进入中间沉淀池进行泥水分离再进入二级生物接触氧化池进行好氧生化处理。出水加入混凝剂PAC和絮凝剂PAM进行混凝沉淀。二沉池出水达标排放或回用。
此工艺中UASB消化大量污泥。只有调节池。中间沉淀池、二沉池中产生污泥，且量不大疏水性好。故采用污泥通过管道进入贮泥池，然后由泵打入压滤机房，通过压滤机压滤后脱水，泥饼外运填埋或作农肥处理。贮泥池上清液和压滤机房滤液回流至调节沉淀池进行处理。
3 主要构筑物及技术参数
3.1 调节沉淀池
停留时间 t=4 h，V=84 m3。
3.2 UASB反应器
UASB设三相分离器收集沼气。沼气产率0.4L[CH4]/g[CODcr]，沼气量800 m3/d，反应温度30-35 t，有机负荷2.8 kg[CODcr]/(m3·d)，设计停留时间 t=14.4h，V=400 m3。
3.3 一级氧化池
生物接触氧化池是本工艺流程中的主要处理构筑物。池内采用由全性聚乙烯塑料制成的半软性填料。这种填料生物附着力强，比表面积大，空隙率大，具有较强的重新布水、布气能力，对有机物去除率高，耐腐蚀，不易堵塞，安装灵活方便。
该工程综合考虑，确定曝气装置采用KBB-215型微孔曝气器。这种曝气器具有动力效率高，氧气利用率高，耐腐蚀，不堵塞，安装方便等特点。设计停留时间 t=17.5 h，V=412 m3。
3.4 中间沉淀池
废水中的少量悬浮物和脱落的生物膜在该单元完成沉淀分离，沉淀池采用独特的布水及出水方式，大大提高了沉淀池的表面负荷及处理效果。减少占地面积。表和负荷 q=1.1m3/(m2·h)，设计停留时间 t=2h，V=61m3。
3.5 二级氧化池
考虑到该废水的CODcr浓度较高，一级好氧生化处理难以达标，为提高处理效果采用二段好氧生化法。以CODcr计的有机负荷为0.5kg/(m2·d)，气水体积比5：1，供气量 1.8 m3/min，设计停留时间 t= 3.6h，V=168 m3。
3.6 二沉池
加药后的废水中形成大的絮体，在二沉池中完成泥水分离。上清液达标排放。污泥排入贮泥池。q= 1.0 m3/(m2·h)，设计停留时间 t=2 h，V=61 m3。
3.7 贮泥池
污泥产率按 Y二0.5 kg/kg[BOD5]计，1d产含水率 99.5%污泥 38 m3，故 V=18 m3。
3.8 压滤机
本设计选用 XM70/870型厢式压滤机1台作为污泥脱水设施。脱水后的泥饼运出厂外处置，滤液回流至调节沉淀池。
4 工程投资
工程投资见表1。
表1 工程投资
|
投资 |
分项名称 |
费用/万元 |
|
工程直接投资 |
土建工程 |
33.06 |
|
工艺设备 |
61.14 |
|
|
配套工程 |
6.2 |
|
|
安装工程 |
3.6 |
|
|
直接投资小计 |
104.00 |
|
|
工程间接投资 |
工程设计费 |
5.00 |
|
工程调试、技术培训费 |
5.00 |
|
|
间接投资小计 |
10.00 |
|
|
工程总投资 |
|
114.00 |
5 技术经济分析
技术经济分析见表2。
表2 技术经济分析
|
项目 |
数量 |
单价 |
费用/（元·t-1） |
|
人工费 |
4人 |
600元（月·人） |
0.16 |
|
电费 |
21.6kW |
0.6元（kW·h） |
0.51 |
|
药剂费（PAC） |
0.2kg/m3 |
1500元/t |
0.3 |
|
药剂费（PAM） |
0.006kg/m3 |
13000元/t |
0.08 |
|
维修及折旧 |
综合折旧以20a计 |
|
0.34 |
|
沼气效益 |
500/m3 |
|
0.28 |
|
节水费用 |
|
|
0.06 |
|
综合处理费用 |
|
|
1.05 |
6 运行情况
该工程于 200年 6月调试达标，并通过了当地环保部门的验收监测。监测结果见表3(为考察各单元处理效果，同时监测了UASB和生物接触氧化池出水效果)。1年多来设施运行正常，处理效果稳定。
表3 监测结果
|
测试范围 |
pH值 |
ρ（CODcr）/（mg·L-1） |
ρ（BOD5）/（mg·L-1） |
ρ（SS）/（mg·L-1） |
||||||||
|
1# |
2# |
3# |
1# |
2# |
3# |
1# |
2# |
3# |
1# |
2# |
3# |
|
|
原水 |
9 |
9.5 |
10 |
5400 |
5000 |
5100 |
2800 |
2600 |
2700 |
2400 |
2000 |
2100 |
|
调节沉淀池出水 |
9 |
9.5 |
10 |
5400 |
5000 |
5100 |
2800 |
2600 |
2700 |
2160 |
1800 |
1890 |
|
UASB出水 |
8 |
8.5 |
9 |
1080 |
1000 |
1020 |
420 |
390 |
360 |
720 |
600 |
630 |
|
生物接触氧化池出水 |
8 |
8 |
8.5 |
216 |
200 |
204 |
63 |
58.5 |
54 |
288 |
240 |
252 |
|
混凝沉淀 |
8 |
7.5 |
8 |
108 |
100 |
102 |
37.8 |
35.1 |
32.4 |
115.2 |
96 |
100.8 |
|
排放标准 |
6～9 |
|
200 |
|
|
60 |
|
|
200 |
|
||
|
总去除率/% |
|
|
|
|
98 |
|
|
98.7 |
|
|
95.2 |
|
注：验收监测历时3d，取样顺次为4h1次。表格中所列数据为每日平均值。
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