1、前言

　　繅絲工業(yè)在我國(guó)歷史悠久，隨著近代工業(yè)化發(fā)展，繅絲企業(yè)遍布我國(guó)各大省市。我國(guó)是蠶絲生產(chǎn)大國(guó)，每年生絲產(chǎn)量約10萬t，1t生絲需消耗水資源800~1000t，這就意味著每年蠶絲生產(chǎn)就有8000~10000萬t廢水，這些廢水中含有大量的COD、BOD等污染物，如果直接排放將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。近年來，我國(guó)繅絲企業(yè)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個(gè)體私營(yíng)業(yè)居多，這些企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，技術(shù)水平參差不齊，管理水平也較低。隨著2009年中國(guó)紡織工業(yè)協(xié)會(huì)指出紡織業(yè)應(yīng)將促進(jìn)節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、綠色紡織等重點(diǎn)領(lǐng)域加快高新技術(shù)研發(fā)和利用，對(duì)繅絲行業(yè)生產(chǎn)廢水處理與資源化研究并優(yōu)化繅絲廢水處理工程設(shè)計(jì)，使其適用于中國(guó)國(guó)情，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文就根據(jù)《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度限值要求，針對(duì)某繅絲企業(yè)生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)，進(jìn)行廢水處理工程設(shè)計(jì)，為繅絲廢水處理提供借鑒和指導(dǎo)。

　　2、設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

　　2.1 繅絲工業(yè)廢水組成

　　繅絲工業(yè)廢水主要由煮繭、立繅(繅絲和復(fù)搖)和副產(chǎn)品加工(汰頭)三部分廢水組成，其主要成分為絲膠、絲素、粗蛋白和破碎的蛹體等。其中煮繭和立繅廢水為連續(xù)性排放，水量大，但濃度不高;汰頭廢水為間歇性排放，水量較小，但有機(jī)物濃度最高，是污染影響最為嚴(yán)重的廢水。

　　煮繭廢水一般占繅絲廢水的7%~10%，立繅廢水占60%~65%，汰頭廢水占7%~15%。煮繭和立繅廢水混合后的廢水CODcr一般為150~250mg/L，BOD5為60~100mg/L，pH在6.8~8.5;汰頭廢水污染物濃度高，CODcr一般為7000~15000mg/L，BOD5為3500~4000mg/L，pH為10~11.5，呈堿性。

　　2.2 本工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

　　本工程廢水具有繅絲工業(yè)廢水的典型特點(diǎn)，考慮企業(yè)今后發(fā)展，經(jīng)與該公司溝通后，廢水處理工程設(shè)計(jì)處理水量為580m3/d，其中煮繭和繅絲廢水500m3/d，汰頭廢水為60m3/d，生活廢水20m3/d。經(jīng)過初期檢測(cè)，企業(yè)煮繭和繅絲廢水CODcr為150~289mg/L，汰頭廢水CODcr為9800~11000mg/L，生活污水CODcr小于300mg/L，故設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示：

　　3、處理工藝

　　3.1 工藝確定

　　目前繅絲企業(yè)廢水的處理主要采用以下兩種方案：一是將各類生產(chǎn)廢水直接混合處理;二是先將副產(chǎn)品廢水單獨(dú)處理后再與其他生產(chǎn)廢水混合進(jìn)行處理。

　　其中方案一基本能夠達(dá)標(biāo)排放，但沒有進(jìn)行清濁分流，增加了廢水治理的難度，也不利于廢水中絲膠蛋白的分類提取和廢水的深度處理。方案二通過清濁分流將高濃度的汰頭廢水與其它低濃度煮繭廢水、繅絲廢水、復(fù)搖廢水等分開，汰頭廢水經(jīng)過厭氧處理后再與其它廢水混合采用好氧處理。該方法既能達(dá)標(biāo)排放，又有利于廢水中絲膠蛋白的分類提取和吸收，是目前比較趨向的繅絲廢水處理方法。該方案在嘉興和內(nèi)江等地繅絲企業(yè)采取了應(yīng)用，取得了良好的實(shí)際效果。

　　UASB(上流式厭氧污泥床反應(yīng)器)具有污泥濃度高，有機(jī)負(fù)荷高，適用于高濃度有機(jī)廢水處理。SBR法具有工藝簡(jiǎn)單、基建運(yùn)行費(fèi)用低、處理能力強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷、運(yùn)行方式靈活、不易污泥膨脹和占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，是處理中小水量廢水，特別是間歇排放廢水的理想工藝，并在繅絲廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。

　　綜合以上分析，本工程設(shè)計(jì)借鑒同類繅絲生產(chǎn)企業(yè)項(xiàng)目廢水處理設(shè)計(jì)實(shí)例，采用“氣浮-水解酸化-UASB-SBR”為主體的處理工藝，具體的工藝流程圖見圖1所示：

　　汰頭廢水首先進(jìn)入初沉調(diào)節(jié)池，其中絲膠、絲素、粗蛋白和破碎的蛹體等將大部分被沉淀去除，并調(diào)節(jié)pH至7~9之間，初沉調(diào)節(jié)池出水經(jīng)加壓水泵打入壓力溶氣罐，隨回流澄清液加壓打入氣浮池，并加入PAC和PAM作為混凝劑，達(dá)到進(jìn)一步去除懸浮物和油脂類的目的。氣浮池出水流入水解酸化池，通過兼氧微生物的水解、酸化作用將廢水中的大分子、難生物降解的有機(jī)物水解轉(zhuǎn)化成小分子、易生物降解的溶解性有機(jī)物，提高廢水的可生化性，同時(shí)去除部分COD、BOD，并在一定程度上起到均化水質(zhì)的作用。水解酸化池出水經(jīng)泵提升至UASB厭氧反應(yīng)器，通過厭氧顆粒污泥的降解和轉(zhuǎn)化，將廢水中的大部分有機(jī)質(zhì)降解為CH4、CO2、H2O或轉(zhuǎn)化為細(xì)胞體，有效降低廢水的COD和BOD指標(biāo)。UASB出水自流至調(diào)節(jié)池內(nèi)。

　　繅絲廢水、煮繭廢水和生活廢水一起進(jìn)入到格柵井，經(jīng)過格柵攔截去除廢水中的大顆粒物質(zhì)及漂浮物后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中和UASB出水混合均化水質(zhì)后，進(jìn)入SBR池，在進(jìn)水階段，廢水進(jìn)入反應(yīng)池通過攪拌器與活性污泥充分混合，活性污泥中的微生物開始吸附廢水中的有機(jī)物;通過曝氣，活性污泥開始降解廢水中有機(jī)物，同時(shí)硝化反應(yīng)開始，將廢水中氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，廢水COD、BOD和氨氮等指標(biāo)降低;曝氣停止后開始沉淀，隨著溶解氧的不斷消耗，系統(tǒng)逐漸由好氧階段轉(zhuǎn)入缺氧階段，最后到厭氧階段，反硝化脫氮開始。最后SBR上清液通過潷水器達(dá)到《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度要求后排出。

　　初沉調(diào)節(jié)池中沉渣主要為絲膠、絲素、粗蛋白和破碎的蛹體等，經(jīng)過處理可分類提取;氣浮池浮渣和UASB及SBR剩余污泥在污泥濃縮池內(nèi)經(jīng)過重力濃縮后，由污泥泵送入污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，產(chǎn)生的泥餅外運(yùn)處置。污泥濃縮池的上清液和污泥脫水機(jī)脫出的污水回流至前端水解酸化池與汰頭廢水混合后再處理，避免產(chǎn)生二次污染。

　　本工程將汰頭廢水和煮繭廢水、繅絲廢水以及生活廢水分開處理，使廢水中的絲膠蛋白得以分類提取，減少污染物排放的同時(shí)產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益;利用水解酸化池較好的抗沖擊負(fù)荷能力以及UASB的高有機(jī)負(fù)荷，有效應(yīng)對(duì)汰頭廢水的處理。SBR池工藝流程簡(jiǎn)單，處理效果好，運(yùn)行方式靈活，污泥性質(zhì)穩(wěn)定易分離，無需二沉池和污泥回流設(shè)備，基建費(fèi)用低，占地面積少。

　　3.2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

　　3.2.1 初沉調(diào)節(jié)池

　　設(shè)兩池，兩池合建，分別用于汰頭廢水的沉淀和pH值調(diào)節(jié)，汰頭廢水設(shè)計(jì)流量為60m3/d，按2.5m3/h計(jì)，沉淀和調(diào)節(jié)時(shí)間均為6小時(shí)，初沉調(diào)節(jié)池尺寸為4.0m×2.5m×4.0m，超高1.0m，有效水深3.0m，有效容積30.0m3;

　　3.2.2 氣浮池

　　采用加壓溶氣氣浮方式，氣浮池處理能力3m3/h，并配置加壓溶氣罐1個(gè)，空壓機(jī)2臺(tái)(1用1備)，PAC、PAM加藥泵各1臺(tái)。

　　3.2.3 水解酸化池

　　設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為12h，有效容積30.0m3，尺寸3.0m×2.5m×4.5m，有效水深4.0m，超高0.5m。底部設(shè)布水器和生物填料，水流由下向上流方式。

　　3.2.4 UASB厭氧反應(yīng)器

　　采用碳鋼罐體，尺寸為Φ4.2m×7.0m，有效容積83m3，水力停留時(shí)間30h，有效水深6.0m，COD容積負(fù)荷為6kgCOD/(m3?d)，內(nèi)設(shè)三相分離器，外置循環(huán)泵。

　　3.2.5 調(diào)節(jié)池

　　繅絲廢水、煮繭廢水和生活污水和UASB出水合計(jì)580m3/d，按25m3/h計(jì)，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間6h，尺寸為10.0m×5.0m×4.0m，超高1.0m，有效容積150m3;在池底設(shè)集水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑，集水坑內(nèi)設(shè)2臺(tái)自動(dòng)攪勻潛污泵，一用一備，型號(hào)為WQ50-27-15-2.2，水泵基本參數(shù)為：流量Q=27m3/h，揚(yáng)程H=15m，功率為N=2.2kw。

　　3.2.6 SBR池

　　設(shè)計(jì)流量為580m3/d，尺寸為16.0m×8.0m×6.0m，有效水深5.0m，超高1.0m，有效容積610m3，分成4格，每日運(yùn)行周期數(shù)為3，設(shè)置潷水器4臺(tái)，鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備)，池底采用微孔曝氣盤曝氣。

　　3.2.7 污泥濃縮池

　　污泥濃縮池設(shè)置2座，單池尺寸為5.0m×2.5m×5.5m，超高1.0m，配套G40-1污泥輸送泵2臺(tái)，流量5m3/h，揚(yáng)程為30m，功率1.5kw。

　　4、運(yùn)行結(jié)果及分析

　　4.1 系統(tǒng)運(yùn)行

　　本工程經(jīng)調(diào)試完成，投入運(yùn)行3個(gè)月后，該處理系統(tǒng)出水基本穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。此時(shí)對(duì)整個(gè)處理系統(tǒng)各處理段出水水質(zhì)進(jìn)行取樣檢測(cè)，主要分析該系統(tǒng)對(duì)CODcr、BOD5及NH3-N處理情況，CODcr、BOD5和NH3-N出水濃度如圖2-圖4所示：

　　從圖2~4中可以看出，經(jīng)過連續(xù)7d對(duì)各處理段出水取樣分析，在汰頭廢水進(jìn)水CODcr、BOD5和NH3-N平均濃度為11200mg/L、5172mg/L和139mg/L的情況下，經(jīng)過氣浮+水解酸化+UASB工藝處理后，出水CODcr、BOD5和NH3-N平均質(zhì)量濃度為為2065mg/L、861mg/L和84mg/L，UASB出水經(jīng)過與繅絲、煮繭和生活廢水混合調(diào)節(jié)后，經(jīng)過SBR處理后，出水CODcr、BOD5和NH3-N平均濃度為為84mg/L、31mg/L和14mg/L，穩(wěn)定達(dá)到《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度限值要求。

　　另外，UASB池和SBR池對(duì)CODcr、BOD5均有較高的去除率，UASB對(duì)CODcr去除率達(dá)到74%左右，對(duì)BOD5去除率達(dá)到80%左右;SBR對(duì)CODcr去除率達(dá)到76%左右，對(duì)BOD5去除率達(dá)到80%左右。并且整個(gè)處理系統(tǒng)具有一定的抗沖擊負(fù)荷能力，運(yùn)行穩(wěn)定。

　　4.2 運(yùn)行費(fèi)用

　　本廢水處理設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用主要包括藥劑費(fèi)、電費(fèi)、污泥處理費(fèi)、設(shè)備檢維修費(fèi)和人工費(fèi)用等。

　　(1)藥劑費(fèi)：藥劑費(fèi)主要是PAC、PAM和酸液的費(fèi)用，根據(jù)實(shí)際使用情況，費(fèi)用約為0.33元/m3。

　　(2)電費(fèi)：本工藝系統(tǒng)使用功率總數(shù)為52.6kW，每日使用電量為1262.4kW?h，平均電價(jià)0.8元kW?h，處理每m3廢水電費(fèi)為：1262.4×0.8÷580=1.74元/m3。

　　(3)污泥處理費(fèi)：根據(jù)實(shí)際情況，費(fèi)用為0.30元/m3。

　　(4)檢維修費(fèi)：每年對(duì)水泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用按照3.5萬元考慮，維護(hù)費(fèi)用為0.24元/m3。

　　(5)人工費(fèi)：主要是操作分析人員的工資部分，定員3人，工資以3000元/月計(jì)，折合人工費(fèi)為0.74元/m3。

　　(6)總費(fèi)用：該廢水處理設(shè)施日常處理費(fèi)用為：0.33+1.74+0.30+0.24+0.74=3.35元/m3。

　　5、結(jié)論

　　(1)采用“氣浮+水解酸化+UASB+SBR”工藝對(duì)繅絲生產(chǎn)廢水具有較好的處理效果，通過將高濃度汰頭廢水與其它低濃度煮繭廢水、繅絲廢水、生活廢水等分開處理，可以利于廢水中絲膠蛋白的分類提取和吸收，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，出水穩(wěn)定達(dá)到《繅絲工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB28936-2012)表1排放濃度限值要求。

　　(2)在繅絲企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，汰頭廢水水質(zhì)有一定的波動(dòng)，前段采用水解酸化+UASB有效解決的了該問題，對(duì)廢水沖擊負(fù)荷有一定的緩沖能力。

　　(3)UASB出水進(jìn)入調(diào)節(jié)池通過與繅絲、煮繭廢水和生活廢水。(來源：中檢集團(tuán)理化檢測(cè)有限公司)