江苏联发纺织股份有限公司污水方案(最终).doc
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华南理工大学环境科学研究所
江苏联发纺织股份有限公司
废水处理工程方案
华南理工大学
香港科技大学
立信集团
江苏南通环境工程设计院
二OO九年三月
35
目录
一工程项目概况…………………………………….
2
二设计依据………………………………………….
6
三设计思想及工艺选择…………………………….
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四工程方案设计…………………………………….
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五工艺理论分析…………………………………….
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六工程概算………………………………………….
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七劳动定员…………………………….…………
20
八安全环保和节能…………………………………
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九投资与运行费用核算…………………………….
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十工期……………………………………………….
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十一图纸目录………………….………………......
24
十二技术与服务承诺……………………………….
24
工程业绩及其他附件
第一章工程项目概况
1.1项目概况
江苏联发纺织股份有限公司是一家集纺纱、染色织造、整理、制衣于一体的大型外向型企业。
主要生产为纱线、色织布、衬衣三大系列。
拥有染色11000t，色织布6000万m，色织布后整理能力6000万m，衬衫500万件生产能力。
产品具有质量好、档次高、技术含量大、花样品种多、绿色环保等特色。
产品销往全国20多个省市，出口日本、美国、英国、意大利等36个国家和地区。
“双钱”色织布连续在1999年、2002年、2005年、2007年被江苏省质量技术监督局认定为“江苏名牌”产品，并获得国家技术监督检验免疫总局的《出口免验证书》。
公司固定资产10亿元，2008年实现销售17.9亿元，出口创汇1.6亿美元，利润1.28亿元，上缴税收4800万元。
公司已连续十一年主要经济指标列“全国色织行业十强”，跻身中国纺织工业500前第75位。
2006-2007年度中国纺织服装行业出口百强第38位，江苏色织行业第1位，是江苏优秀民营企业，江苏省出口一类企业、江苏省质量管理先进单位、美国杜邦莱卡全球“最佳合作工厂”。
企业生产过程主要采用棉纱，活性、分散、酸性等染料，丙烯酸类（PVA）、淀粉类等浆料，烧碱、纯碱、元明粉等化学助剂。
这些染料与助剂一部分被吸收，其余进入废水中，构成废水较高的COD、BOD、色度和悬浮物浓度，并且污染物具有毒性。
公司现有一座日处理10000t的废水处理设施，随着企业的发展，生产能力和规模不断扩大，拟新上5000万m/a的印染项目，为保护环境，根据“三同时”要求，需再扩建一套10000t/d的废水处理设施。
结合华南理工大学在印染废水处理方面多年的成功经验以及国内外环保技术发展现状，针对企业排放废水的水质特点，采用分流与合流处理相结合的废水处理策略。
高浓度废水先经过混凝-厌氧-好氧处理降低污染负荷，然后再与低浓度废水混合，进一步采用具有国际先进水平的H/O/O生物流化床组合工艺和混凝吸附、臭氧活性炭深度工艺进行处理。
处理后出水水质达到COD≤80mg/L，BOD5≤20mg/L，NH4+-N≤10mg/L，色度≤32倍的要求，出水水质优于江苏省环保部门提出的《纺织染整工业水污染物排放标准》（DB32/670-2004）的要求。
1.2水质特征分析
对项目使用的主、辅原材料用量进行调查，发现不少是化学危险品，包括活性染料、分散染料、酸性染料、PVA、元明粉、工业盐、纯碱、烧碱、双氧水、硅油、固皂油、柔软剂等，且用量比扩建前有大幅增加。
该类废水具有以下特点：
（1）水中有机物浓度高，难降解、降解慢的有机物比重大。
印染废水主要污染物来源可分为两大类：
一类是加工过程中使用的染整药剂及各种助剂，主要包括染料（染色过程中约10％－20％染料进入废水中）、浆料（PVA和淀粉类）、助剂、漂白剂、表面活性剂、酸、碱等；另一类是在对织物纤维进行处理的过程中，从纤维上脱除下来的物质，包括纤维杂质、含氮化合物、蜡状物质、天然色素，其中多数是天然有机物，可生化性较好。
此类废水中含有的蒽醌类有机物、苯系类有机物、偶氮化合物、PVA等对微生物有一定的抑制作用，造成废水可生化性较差，直接好氧处理去除率低，单靠延长反应时间处理效果也难以令人满意。
（2）废水色度高，脱色难度大。
该类印染废水对不同的产品，不同的纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法，且由于染料的上染性能、染液浓度、染色设备和规模不同，因此染色废水的变化十分频繁，污浊度差异很大。
其中退浆废水为碱性有机废水，废水中含有大量淀粉；煮炼废水的碱性很强，色深，呈褐色，每升水中COD含量也可达到数千mg/L。
且印染厂的大部分废水是在染色工序中产生的，其中含有染料、染色助剂等有毒物质，给生化处理带来较大困难。
（3）该种印染废水的pH值高，最高可达到13。
（4）废水进水COD浓度波动较大，低浓度废水COD变化范围为250mg/L~1640mg/L，高浓度废水COD变化范围4800mg/L~26000mg/L。
废水进水COD浓度的变化大，相应地需要生物反应器有较强的缓冲能力。
（5）本项目废水中含有较高浓度的PVA浆料成分。
PVA（聚乙烯醇）是一种高分子合成浆料，分子结构为[-CH2-CH（OH）-]n，分子间和分子内的羟基之间存在着很强的氢键，明显地阻碍PVA在水中的溶解。
聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯酯经皂化而成的高分子化合物，皂化度低的可溶于冷水，皂化高的则需加热到90℃才能溶解。
其溶解度与醇解度（DS）的高低有很大的相关性，醇解度在89－97％的产品无论冷水热水都能很快溶解。
印染用PVA大多用于涤/棉混纺织物等人造纤维的生产，该高浓度浆料只能溶于高温热水中，在用常规的生化法处理时随温度降低，又呈胶状物析出；PVA本身对微生物无毒，但其容易将微生物包裹，使得该类废水的生化降解难以进行，BOD5/CODCr<0.15；文献中虽可见驯化筛选降解PVA的优势菌种，但研究结果是建立在实验室纯培养的基础上的，经过驯化的降解PVA的微生物活性又受到实际退浆废水中表面活性剂、漂白剂等退浆助剂的抑制，同时也不能长期在自然条件下处于优势地位。
含较高浓度PVA废水在搅拌状态下易产生泡沫，抑制微生物对溶解氧的利用从而降低活性。
1.3处理方法/技术评述
根据上述废水的特点，我们查阅了大量的国内外印染废水、含PVA废水处理方法的文献，从权威的三大检索（EI、SCI、ISTP）资料检索中发现，印染废水及含PVA废水属于非常难处理的废水，相关文献有200余篇，且其中半数以上为我国学者撰写，一方面说明印染废水现在集中于我国，另一方面也说明真正有效的处理方法并不多。
对于该类废水的处理不外乎生物、物理、化学方法及各种方法的组合：
（1）生物法
浙江大学官宝红等采用好氧活性污泥法处理高pH（9.10~12.59）的印染废水，进水pH≤10.5不会对活性污泥性能产生明显抑制；进水pH≥11.1、水力停留时间（HRT）<16h时，活性污泥性能受到抑制；进水pH>11.6,即使HRT达到24h，也不能消除抑制；通过调节进水pH、增大HRT等措施,控制混合液的pH小于9.4，则可避免因pH过高而导致的活性污泥抑制。
徐金兰等对厌氧折流板反应器（ABR）处理难降解聚乙烯醇（PVA）有机废水进行了试验研究，结果表明，ABR反应器污泥经过30d的驯化培养后,微生物对PVA具有一定的适应性，在连续运行阶段各隔室PVA、COD浓度呈逐级降低趋势，PVA、COD去除率均达到80%左右。
好氧活性污泥法处理涤纶人造丝印染废水时B/C>0.1，COD的去除为0级反应；B/C≤0.1，COD的去除为1级反应。
该类废水的生物降解性好于传统纺织废水，但COD去除率低于造纸、啤酒、含酚废水。
出水水质与非降解性COD有关而不是与总COD有关。
印染废水中对苯二酸占总COD的40-78％，对苯二酸易生物降解，在好氧条件下去除率为96.5％，而在缺氧条件下仅为10％，在厌氧条件下去除率为31.4％-56.0％。
对苯二酸也是废水中BOD的主要来源。
Rigoni-Stern等处理漂洗废水希望回用。
原水含高浓度氨氮（尿素、硫酸铵、酒石酸铵）。
BOD/COD比值高，可用硝化-反硝化法脱氮，需另加碳源。
外加制药厂废水使BOD/N＝3.5，出水COD<120mg/L,BOD5<25mg/L,NH4+-N<10mg/L,NO3--N<12mg/L,NO2--N<0.3mg/L。
经石英过滤+紫外消毒可使30％-40％回用。
若回用水用于染色，还需先用臭氧脱色。
过滤前加入20mg/L臭氧可脱色，还可消除非离子表面活性剂，可节约60－70％的水消耗。
Minke等采用AFRB处理脱浆过程的高有机负荷废水以及染色过程的高色度废水，COD去除率很高且色度基本完全去除。
至于进一步的好氧去除AFBR出水中的剩余有机负荷，发现染色过程废水COD去除率的降低可由短水力停留时间的BOD去除来补偿。
Padamavathy等从三个不同类型工厂取回污泥分离到微生物进行脱色研究，其中10%-15%的染料在生产和使用过程排放到环境中，用微生物好氧分解多种偶氮染料获得成功。
上述研究工作表明，生物法不仅对常见印染废水的处理有效，而且日益被应用于高浓度、高色度的特种印染工艺废水的处理。
（2）高级氧化法
Hu等用湿式空气氧化印染废水，结论是有机物降解率与温度无关，使用催化剂可提高降解率。
Lei等用催化湿式空气氧化法处理印染废水，采用2L高压反应器，以金属盐、金属氧化物、多孔氧化铝支撑金属为催化剂。
催化剂可转化废水中的有机物，缩短反应时间，降低反应温度。
多孔氧化铝支撑催化剂效果较好，易于过滤分离回用。
Lei等发现铜盐催化剂对COD和TOC的去除最有效，催化剂的效能为硝酸铜>硫酸铜，复盐>单盐。
Hu等用不同种类的铜附着于多孔活性炭做载体提高印染废水中有机污染物的氧化率。
Chen等用2L反应器湿式空气氧化法处理人造纤维废水，2MPa30min时COD去除率15%-65%（温度在150－250℃）；处理时间为120min时COD去除率为90％。
比反应速率常数符合Arrhenius常数。
PVA直接氧化为CO2和水是反应的限速步骤，中间产物可能不是乙酸而是较易氧化的PVA短链。
Chu等采用253.7nm的紫外光处理各种不同的混合染料（发色基团）发现，水溶性染料易脱色，水不溶性染料难脱色，UV脱色速率常数与pH有关，pH高，脱色速率快，对于不同的染料脱色速率为：
不溶性蒽醌染料<可溶性蒽醌染料<重氮叠氮染料<多氮染料<单偶氮染料。
Chen等采用纳米TiO2结合电-光催化法处理染料0.5h，COD、BOD、VSS、氨氮去除率分别达到93.9%、87.6%、99.9%、67.5%。
综合上述，湿式氧化和光催化氧化法能够高效分解印染废水，借助于催化剂和光能的作用使过程得到加强，但还存在催化剂的失活和回收、光效率低、单元反应器的处理量小、运行费用及工程造价高昂的问题。
高级氧化技术尚需经历实际工程应用的考验。
（3）物化法
Li等采用粉煤灰过滤吸附+气体洗涤吸收处理纺织印染废水。
Zobir等用经过500℃煅烧的Mg-Al-碳酸盐作为吸附材料用于合成织物废水的脱色。
16-32mg染料/g吸附剂，符合Langmuir吸附等温线。
Walker等用球形活性炭固定床吸附酸性染料，发现染料COD占TOD的14%。
Tan等用MgCl2作絮凝剂，当pH＝11，MgCl2用量为4g/L时，色度去除率为90%；MgCl2对染料的脱色性能好于明矾和聚铝，可去除88%的COD和95%的SS。
常用的PFS、PAC对印染废水的处理均表现出很好的效果。
上述文献表明物化法仍然是印染废水
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