印染廢水處理節(jié)能降耗路徑探索范文

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高陽印染工業(yè)園區(qū)污水處理的物化系統(tǒng)主要消耗物料為混凝劑硫酸鋁、有機高分子絮凝劑PAM、工業(yè)用水等，占處理總費用的30%。水質(zhì)調(diào)理之后的各項指標變化見圖1。由圖1可見，污水經(jīng)調(diào)理后，CODCr平均降低了306mg/L，BOD5平均降低了19.5mg/L。B/C比由原來0.26提高到0.34。由圖2可見，經(jīng)過水質(zhì)調(diào)理后，NH3-N平均值由14.86mg/L上升至15.57mg/L，經(jīng)分析由于部分硝基化合物或其它含氮雜環(huán)化合物被還原或轉(zhuǎn)化成胺類物質(zhì)，因此有一定幅度的升高。磷則會出現(xiàn)較大幅度的下降，TP平均值由3.11mg/L下降至2.17mg/L。隨加藥量的增加，水色從原來的深黑色變淡黃色，具有較好的透明度，污水中的有色物質(zhì)（主要是印染染料）被分步去除，較好的降低污水色度。系統(tǒng)的產(chǎn)泥主要來源有兩方面。一是生化處理系統(tǒng)，這部分的絕干污泥產(chǎn)率為3.5tDS/萬m3污水；另外是由于投加化學(xué)混凝劑而產(chǎn)生的化學(xué)污泥，產(chǎn)泥率為1.5tDS/萬m3污水，折合含水率80%的濕污泥為25m3/萬m3污水，調(diào)理后污泥產(chǎn)量約為原來的88%，處理成本將降低至1150元/萬m3，節(jié)約157元/萬m3。污泥處理系統(tǒng)的物料消耗主要為PAM藥劑，全年平均消耗指標為5.75kg/tDS。水質(zhì)調(diào)理后，節(jié)能降耗效果顯著。污水水質(zhì)調(diào)理有可能代替后續(xù)的物化處理環(huán)節(jié)。這種強化“源頭治理”的理念，從總體上可實現(xiàn)降低能耗及物耗的目標。采取污水調(diào)理后，單位運行成本下降0.20元/m3，規(guī)模效應(yīng)極大。

一、厭氧水解反應(yīng)器節(jié)能降耗研究

高陽印染工業(yè)園區(qū)綜合印染廢水具有堿度高、色度高、難生化處理的物質(zhì)含量高等特點。研究表明升流式厭氧水解反應(yīng)器對高陽印染工業(yè)園區(qū)污水均有較好的處理效果，研究人員在EGSB、折板厭氧反應(yīng)器、水解酸化池基礎(chǔ)上綜合開發(fā)出對角升流式厭氧水解系統(tǒng)，有機CODCr總削減量平均達258mg/L，在確保甚至提高最終出水水質(zhì)的前提下盡量削減CODCr，以降低好氧生物處理的負荷和電耗，從而降低生產(chǎn)總成本。采用對角升流式厭氧反應(yīng)器運轉(zhuǎn)時，池內(nèi)攪拌器運行模式為交替運行，反應(yīng)器設(shè)計簡單方便，進行簡單分格，幾乎不產(chǎn)氣，不需氣體收集頂蓋。隨著運行時間的增加，反應(yīng)器內(nèi)的污泥量也在增加，后設(shè)中沉池保證厭氧反應(yīng)器截留污泥的功能。根據(jù)項目運行中研究發(fā)現(xiàn)：厭氧削減的CODCr主要表現(xiàn)為對硫酸鹽還原作用以及對于SS的去除。高陽印染工業(yè)園區(qū)綜合廢水的高SO42-/CODCr(g/g)決定了厭氧時硫酸鹽還原菌（SRB）基本抑制了產(chǎn)甲烷菌（MPB）的生長。NH3-N、TN、TP、水溫等指標影響較小，從圖3中可以看出，CODCr削減趨勢與硫酸鹽以及SS的變化趨勢基本一致。采用對角升流式厭氧水解反應(yīng)器，可以獲得較高的經(jīng)濟效益，具體包括四部分：CODCr削減減少后續(xù)好氧供氧費用的收益、剩余污泥減量的收益、扣除工程改造投入和厭氧工藝運行所需費用等。各項費用合計，每年總收益在1000萬元以上，或折算成單位處理成本將下降0.15元/m3。

二、閉環(huán)智能供氧系統(tǒng)節(jié)能降耗研究

污水處理好氧工藝段是污水處理廠消減污染物最主要的工藝單元，其能耗占全廠總能耗的60%～80%，是實現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本項目開發(fā)的閉環(huán)智能供氧控制系統(tǒng)包括溶解氧控制環(huán)和壓力控制單元。流量控制環(huán)，根據(jù)流量計算回路所確定的流量值，通過調(diào)節(jié)空氣管路上的節(jié)流裝置菱型電動調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)進入曝氣池的空氣流量，使空氣流量趨于穩(wěn)定，并在各系統(tǒng)間達到動態(tài)平衡。氣量的調(diào)節(jié)最終應(yīng)歸于鼓風(fēng)機的控制，通過選用可調(diào)風(fēng)量的鼓風(fēng)機，確保節(jié)能效果；閉環(huán)智能供氧系統(tǒng)的壓力控制單元，綜合所有控制回路的實際氣體流量信號及閥位信號，通過精確計算，給出一個最低所需的壓力設(shè)定，傳給鼓風(fēng)機管理系統(tǒng)來重新調(diào)整鼓風(fēng)機的操作壓力（調(diào)節(jié)出口導(dǎo)葉），適時調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機的鼓風(fēng)量，以滿足按實際所需供應(yīng)氣體的要求，同時達到節(jié)能的目的。高陽印染工業(yè)園區(qū)閉環(huán)智能供氧試驗系統(tǒng)安裝在生化池上，將DO設(shè)定2.5mg/L。試驗期間的日DO平均值變化曲線見圖4，從圖可看出安裝了閉環(huán)智能供氧系統(tǒng)系統(tǒng)控制目標值2.5mg/L和3.0mg/L上下有規(guī)律地波動。安裝閉環(huán)智能供氧系統(tǒng)后曝氣池在2h內(nèi)達到了溶解氧的穩(wěn)定，供氧系統(tǒng)波動明顯減小。高陽印染工業(yè)園區(qū)污水處理工程按總處理水量為19萬m3/d，其中供氧系統(tǒng)電耗占總電耗的57%，費用為0.39元/t水（按每度電0.55元計）。鼓風(fēng)機耗電量與供氣量基本呈線性變化，因此供氣量的節(jié)省可視為電量的節(jié)省。采用閉環(huán)智能供氧方案進行按15%的節(jié)能比例計算，一年估計可節(jié)省電費405萬元。

三、結(jié)論

通過研究，要實現(xiàn)印染工業(yè)園廢水處理必須理好以下幾個關(guān)鍵點：（1）原水水質(zhì)中起始惰性溶解性有機物可達110mg/L，必須強化預(yù)處理段的水質(zhì)調(diào)理，降低進入生化系統(tǒng)的SI和毒性物質(zhì)含量，提高B/C比，降低堿度和pH值，利于后續(xù)生化處理；（2）厭氧反應(yīng)以水解和硫酸鹽還原為主，甲烷氣基本上不產(chǎn)生。主要的污染物對苯二甲酸（占總CODCr的30%以上）。采用對角升流式厭氧水解反應(yīng)器，厭氧對CODCr的平均去除量可達258mg/L，節(jié)能效果明顯。厭氧強化工藝使單位處理成本將下降0.15元/m3。（3）好氧工藝段的供氧工藝操作能耗巨大，閉環(huán)智能供氧系統(tǒng)可以在較短時間內(nèi)實現(xiàn)溶解氧穩(wěn)定控制、合理布氣和節(jié)省電耗的目標。安裝了閉環(huán)智能供氧控制的系統(tǒng)達到穩(wěn)定的時間約2h，大大優(yōu)于人工控制；可將溶解氧控制在目標設(shè)定值±0.31mg/L，節(jié)省電耗15%，供氧成本可以比現(xiàn)在節(jié)省單位處理成本將下降0.058元/m3。（4）通過對印染工業(yè)生產(chǎn)工藝用水要求及再生水綜合利用手段研究，采用UF+RO全膜法再生水回用，實現(xiàn)水資源綜合利用。對污水處理廠的廢物進行減量化、穩(wěn)定化、資源化研究，確定污泥資源化的工藝路線采用污泥干化焚燒內(nèi)循環(huán)，污泥減容80%，降低了運行及填埋成本。（本文作者：孫宇單位：樂亭縣環(huán)境保護局）