一种提高商标织物生产废水生物处理效能的装置和方法与流程

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种通过污泥减量提高商标织物生产废水生物处理效能的装置和方法。

背景技术：

商标织物生产属于纺织印染行业的细分领域之一，主要生产印刷商标用涂层和未涂层商标布，商品类型包括普通的缎带、染色商标带、涂层带、聚酯带、棉带、无纺布带等，广泛应用于服饰、鞋帽、箱包、玩具、寝具、旅游用品、礼品包装以及其他需要商标的领域。商标织物生产主要包括纺丝、整经、漂染、定型、涂层、压光等过程，产生的废水中除含有常规印染废水中含有的染料、浆料等污染物，还含有涂层过程中释放的增白剂等物质，因此，商标织物生产产生的废水主要包括整理废水与涂层废水两大类。

随着生产过程节水技术及水回用技术的应用，废水中污染物的浓度较高。由于染整过程碱的使用，整理废水中的ph常在12以上，呈强碱性特征，废水中含有各种染料及增白剂，化学需氧量（cod）为3000~5500mg/l；此外，涤纶化纤布是商标织物的常用原材料，重金属锑是涤纶合成的主要催化剂，因此，整理废水存在锑污染特征。相较于传统纺织印染工艺，商标织物生产过程包含涂层工艺，该工艺环节使用大量的氯化钙、碳酸钙及甲醇，目前，甲醇在工艺环节已得到有效回收，涂层废水中含有残余甲醇、废纱、及高浓度钙离子，cod浓度一般为2000~4000mg/l，ph近中性。

目前，商标织物生产废水一般经企业预处理，达到间接排放标准后排至集中污水处理厂进行处理。由于废水中有机物浓度高且含有难降解有机物，目前一般采用混凝沉淀及高级氧化等化学法处理为主，具有药剂用量大，污泥产量高，污水处理成本高的问题。生物处理具有成本低，水质适用范围广的特点，是污水处理的主流工艺，但在处理难降解有机废水时，存在处理效率较低，难以满足排放标准的问题；此外，由于整理废水碱度高，长须投加大量的酸以中和碱度，废水ph的调节需要消耗大量的药剂。因此，构建适用于商标织物生产废水水质特性的处理方法具有较大的现实意义和实践价值。此外，污水生物处理过程中会产生剩余污泥，污泥的处理处置成本占污水处理总成本的1/3-2/3，污泥减量对降低污水处理成本亦有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的之一是提供一种通过污泥减量提高商标织物生产废水生物处理效能的装置，在提高废水生化处理效能的同时降低能耗。

本发明的目的之二是提供一种通过污泥减量提高商标织物生产废水生物处理效能的方法，在提高废水生化处理效能的同时降低能耗。

本发明的上述第一技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种提高商标织物生产废水生物处理效能的装置，包括并列连接的涂层废水处理系统和整理废水处理系统，涂层废水处理系统的出口与整理废水处理系统的出口分别连接有好氧池的入口，好氧池的出口与2级沉淀池的入口连接。

本发明基于整理废水与涂层废水不同的水质特征，将涂层水与整理水分质预处理，近中性的涂层水与整理废水分别经两套的涂层废水处理系统和整理废水处理系统组成的预处理系统，预处理之后将两类废水混合排入好氧池进行处理。

作为优选，涂层废水处理系统包括接收涂层废水的第一调节池、与第一调节池的出口相连接的第一兼氧池、与第一兼氧池的出口相连接的第一1级沉淀池；整理废水处理系统包括接收整理废水的第二调节池、与第二调节池的出口相连接的第二兼氧池、与第二兼氧池的出口相连接的第二1级沉淀池。

本发明把近中性的涂层水与整理废水分别经两套调节池—兼氧池—1级沉淀池的预处理工艺，预处理之后将两类废水混合排入好氧池进行处理。

作为优选，2级沉淀池连接有污泥浓缩池的入口，2级沉淀池还与好氧池的入口和第一调节池的入口连接。

作为优选，第一1级沉淀池分别与第一调节池的入口和第一兼氧池的入口连接；第二1级沉淀池分别与第二调节池的入口和第二兼氧池的入口连接。

作为优选，所述第一1级沉淀池、第二1级沉淀池、2级沉淀池分别与污泥浓缩池的入口连接。

本发明预处理系统通过调整污泥回流方式实现高效生物处理及污泥减量的目的，将1级沉淀池中的污泥部分回流至调节池，部分回流至兼氧池，仅少部分排放至污泥浓缩池进行脱水处理。

更优选地，污泥浓缩池的出口连接有污泥脱水池。

本发明的上述第二技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种提高商标织物生产废水生物处理效能的方法，其包括如下步骤：

步骤1）：整理废水与涂层废水分别经调节池、兼氧池及1级沉淀池进行分质预处理，向整理废水的调节池进水中投加适量fecl2；

步骤2）：将两条预处理工艺中1级沉淀池中的污泥分别回流至调节池与兼氧池，部分排入污泥浓缩池，经污泥脱水后外运处置；

步骤3）：将两条预处理工艺的1级沉淀池出水排入好氧池，好氧池采用曝气与静沉相结合的运行方式，出水排入2级沉淀池，经沉淀后出水排放；

步骤4）：将2级沉淀池的污泥部分回流至涂层废水与整理废水的调节池，部分回流至好氧池，部分排入污泥浓缩池，经污泥脱水后外运处置。

本发明提供一种通过污泥减量提高商标织物生产废水生物处理效能的方法，通过涂层废水与整理废水分质预处理，在整理废水的调节池进水投加fecl2，将沉淀池污泥回流至调节池实现生化效率提升并同步实现污泥减量，好氧池曝气-静沉多阶段组合实现生物处理效率提升并降低能耗。

优选地，所述步骤1）整理废水的cod为3000~5500mg/l，涂层废水的cod为2000~4000mg/l，整理废水的调节池进水中fecl2的投量为0.8~1.5kg/t废水，投加fecl2后的ph为9~11。整理废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为24-72h，36-72h，1级沉淀出水的ph为7.0~8.5。涂层废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为24-48h，24-48h。

优选地，所述步骤2）中，涂层废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥30~50%回流至调节池，20-30%回流至兼氧池，20-50%排至污泥浓缩池；整理废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥40-60%回流至调节池，20-40%回流至兼氧池，20~40%排至污泥浓缩池。两条预处理工艺的调节池与兼氧池设潜水搅拌，调节池连续搅拌运行，兼氧池采用搅拌8-12h、静置8-12h的运行方式。

优选地，所述步骤3）好氧池的总水力停留时间为36-108h，运行方式采用曝气8~12h，静置8~12h，在曝气阶段后排水至2级沉淀池。

优选地，所述步骤4）2级沉淀池的污泥10~20%回流至涂层废水调节池，10-30%回流至整理废水调节池，20~40%回流至好氧池，10-40%排至污泥浓缩池。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明基于整理废水与涂层废水不同的水质特征，将涂层水与整理水分质预处理，近中性的涂层水与整理废水分别经两套的涂层废水处理系统和整理废水处理系统组成的预处理系统，预处理之后将两类废水混合排入好氧池进行处理，有利于提高废水的生物降解效率及锑的吸附去除；

（2）整理废水调节池进水投加fecl2，实现碱性废水ph的下调，并提供活性污泥微生物生长的微量元素，提高微生物的活性及污泥絮凝沉淀性，有利于提高废水的生物降解效率及锑的吸附去除；

（3）调控沉淀池污泥的回流方式，调节池与兼氧池污泥发生水解酸化，产生的有机酸进一步中和整理废水中的碱度，污泥减量的同时实现废水碱度的调节，减少了酸的使用，降低污水及污泥的处理成本；

（4）改变好氧曝气池的运行方式，好氧曝气阶段实现有机物的分解，静沉阶段继续发生水解酸化作用提高污染物的可生化性，好氧池多阶段的曝气-静沉处理在提高废水生化处理效能的同时降低能耗。

附图说明

图1是本发明提高商标织物生产废水生物处理效能的装置工艺示意图。

具体实施方式

如图1所示，提高商标织物生产废水生物处理效能的装置，包括并列连接的涂层废水处理系统和整理废水处理系统，涂层废水处理系统的出口与整理废水处理系统的出口分别连接有好氧池的入口，好氧池的出口与2级沉淀池的入口连接。涂层废水处理系统包括接收涂层废水的第一调节池、与第一调节池的出口相连接的第一兼氧池、与第一兼氧池的出口相连接的第一1级沉淀池；整理废水处理系统包括接收整理废水的第二调节池、与第二调节池的出口相连接的第二兼氧池、与第二兼氧池的出口相连接的第二1级沉淀池。2级沉淀池连接有污泥浓缩池的入口，2级沉淀池还与好氧池的入口和第一调节池的入口连接。第一1级沉淀池分别与第一调节池的入口和第一兼氧池的入口连接；第二1级沉淀池分别与第二调节池的入口和第二兼氧池的入口连接。第一1级沉淀池、第二1级沉淀池、2级沉淀池分别与污泥浓缩池的入口连接。污泥浓缩池的出口连接有污泥脱水池。

发明人把近中性的涂层水与整理废水分别经两套调节池—兼氧池—1级沉淀池的预处理工艺，预处理之后将两类废水混合排入好氧池进行处理。发明人基于整理废水与涂层废水不同的水质特征，将涂层水与整理水分质预处理，近中性的涂层水与整理废水分别经两套的涂层废水处理系统和整理废水处理系统组成的预处理系统，预处理之后将两类废水混合排入好氧池进行处理；发明人设计的预处理系统通过调整污泥回流方式实现高效生物处理及污泥减量的目的，将1级沉淀池中的污泥部分回流至调节池，部分回流至兼氧池，仅少部分排放至污泥浓缩池进行脱水处理。

实施例1

一种提高商标织物生产废水生物处理效能的方法，包括以下步骤：

（1）某商标布生产企业，生产过程中产生整理废水450t/d，cod约为4500mg/l，ph为12，产生的涂层废水为500t/d,cod约为2500mg/l,ph为7.0,总锑浓度2mg/l。如图1所示，整理废水与涂层废水分别进行调节池—兼氧池—1级沉淀池预处理。整理废水于调节池进水中投加fecl2，投量为1.1kg/t废水。涂层废水在调节池、兼氧池的水力停留时间分别为24h、24h。整理废水在调节池、兼氧池的水力停留时间分别为32h、48h，整理废水在1级沉淀池出水处的ph为8.2。

（2）涂层废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥40%回流至调节池，30%回流至兼氧池，30%排至污泥浓缩池；整理废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥50%回流至调节池，25%回流至兼氧池，25%排至污泥浓缩池。两条预处理工艺的调节池与兼氧池均设潜水搅拌，调节池连续搅拌运行，兼氧池采用搅拌8h、静置8h的运行方式。

（3）好氧池的总水力停留时间为60h，运行方式采用曝气12h，静置12h，反应结束后废水排至2级沉淀池。

（4）2级沉淀池的污泥15%回流至涂层废水调节池，30%回流至整理废水调节池，35%回流至好氧池，20%排至污泥浓缩池。

经该工艺流程，最终出水浓度为135mg/l，满足间接排放标准（cod<200mg/l），cod总去除率高达96.1%，且出水中锑浓度未检出。

实施例2

一种提高商标织物生产废水生物处理效能的方法，包括以下步骤：

某商标织物生产企业每日排放涂层废水300t，整理废水300t。如图1所示，整理废水的cod为4800mg/l，涂层废水的cod为3000mg/l，整理废水的调节池进水中fecl2的投量为1.3kg/t废水，投加fecl2后的ph为10.6。整理废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为48h，60h，1级沉淀出水的ph为8.2。涂层废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为24h，32h。涂层废水1级沉淀池的污泥35%回流至调节池，20%回流至兼氧池，45%排至污泥浓缩池；整理废水1级沉淀池的污泥55%回流至调节池，25%回流至兼氧池，20%排至污泥浓缩池。两条预处理工艺的调节池与兼氧池设潜水搅拌，调节池连续搅拌运行，兼氧池采用搅拌12h、静置12h的运行方式。好氧池的水力停留时间为50h，运行方式采用曝气10h，静置10h，在曝气阶段后排水至2级沉淀池。2级沉淀池的污泥15%回流至涂层废水调节池，25%回流至整理废水调节池，30%回流至好氧池，30%排至污泥浓缩池。通过该工艺处理后，废水出水cod为155mg/l,含水率80%的污泥产量为180t/月，污水处理成本平均为2.9元/t。

实施例3

采用如图1的处理装置进行生物处理，提高商标织物生产废水生物处理效能的方法，包括以下步骤：步骤1）：整理废水与涂层废水分别经调节池、兼氧池及1级沉淀池进行分质预处理，向整理废水的调节池进水中投加适量fecl2；步骤2）：将两条预处理工艺中1级沉淀池中的污泥分别回流至调节池与兼氧池，部分排入污泥浓缩池，经污泥脱水后外运处置；步骤3）：将两条预处理工艺的1级沉淀池出水排入好氧池，好氧池采用曝气与静沉相结合的运行方式，出水排入2级沉淀池，经沉淀后出水排放；步骤4）：将2级沉淀池的污泥部分回流至涂层废水与整理废水的调节池，部分回流至好氧池，部分排入污泥浓缩池，经污泥脱水后外运处置。

步骤1）整理废水的cod为3000mg/l，涂层废水的cod为4000mg/l，整理废水的调节池进水中fecl2的投量为0.8kg/t废水，投加fecl2后的ph为9。整理废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为24h，36h，1级沉淀出水的ph为7.0。涂层废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为24h，24h。

步骤2）中，涂层废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥30%回流至调节池，20%回流至兼氧池，50%排至污泥浓缩池；整理废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥40%回流至调节池，20%回流至兼氧池，40%排至污泥浓缩池。两条预处理工艺的调节池与兼氧池设潜水搅拌，调节池连续搅拌运行，兼氧池采用搅拌8h、静置8h的运行方式。

步骤3）好氧池的总水力停留时间为36h，运行方式采用曝气8h，静置8h，在曝气阶段后排水至2级沉淀池。

步骤4）2级沉淀池的污泥10%回流至涂层废水调节池，10%回流至整理废水调节池，40%回流至好氧池，40%排至污泥浓缩池。

经该工艺流程，最终出水浓度为125mg/l，满足间接排放标准（cod<200mg/l），cod总去除率高达97.5%，且出水中锑浓度未检出。

实施例4

同实施例3，不同的是步骤1）整理废水的cod为5500mg/l，涂层废水的cod为2000mg/l，整理废水的调节池进水中fecl2的投量为1.5kg/t废水，投加fecl2后的ph为11。整理废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为72h，72h，1级沉淀出水的ph为8.5。涂层废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为48h，48h。

步骤2）中，涂层废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥50%回流至调节池，30%回流至兼氧池，20%排至污泥浓缩池；整理废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥60%回流至调节池，20%回流至兼氧池，20%排至污泥浓缩池。两条预处理工艺的调节池与兼氧池设潜水搅拌，调节池连续搅拌运行，兼氧池采用搅拌12h、静置12h的运行方式。

步骤3）好氧池的总水力停留时间为108h，运行方式采用曝气12h，静置12h，在曝气阶段后排水至2级沉淀池。

步骤4）2级沉淀池的污泥20%回流至涂层废水调节池，30%回流至整理废水调节池，20%回流至好氧池，30%排至污泥浓缩池。

经该工艺流程，最终出水浓度为120mg/l，满足间接排放标准（cod<200mg/l），cod总去除率高达97.8%，且出水中锑浓度未检出。

实施例5

同实施例3，不同的是步骤1）：整理废水与涂层废水分别经调节池、兼氧池及1级沉淀池进行分质预处理，向整理废水的调节池进水中投加适量fecl2；步骤2）：将两条预处理工艺中1级沉淀池中的污泥分别回流至调节池与兼氧池，部分排入污泥浓缩池，经污泥脱水后外运处置；步骤3）：将两条预处理工艺的1级沉淀池出水排入好氧池，好氧池采用曝气与静沉相结合的运行方式，出水排入2级沉淀池，经沉淀后出水排放；步骤4）：将2级沉淀池的污泥部分回流至涂层废水与整理废水的调节池，部分回流至好氧池，部分排入污泥浓缩池，经污泥脱水后外运处置。

步骤1）整理废水的cod为4500mg/l，涂层废水的cod为3000mg/l，整理废水的调节池进水中fecl2的投量为1.2kg/t废水，投加fecl2后的ph为10。整理废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为52h，42h，1级沉淀出水的ph为7.5。涂层废水在调节池、兼氧池中的水力停留时间分别为38h，40h。

步骤2）中，涂层废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥40%回流至调节池，25%回流至兼氧池，35%排至污泥浓缩池；整理废水预处理工艺中，1级沉淀池的污泥50%回流至调节池，25%回流至兼氧池，25%排至污泥浓缩池。两条预处理工艺的调节池与兼氧池设潜水搅拌，调节池连续搅拌运行，兼氧池采用搅拌10h、静置10h的运行方式。

步骤3）好氧池的总水力停留时间为88h，运行方式采用曝气10h，静置9h，在曝气阶段后排水至2级沉淀池。

步骤4）2级沉淀池的污泥15%回流至涂层废水调节池，20%回流至整理废水调节池，30%回流至好氧池，35%排至污泥浓缩池。

经该工艺流程，最终出水浓度为105mg/l，满足间接排放标准（cod<200mg/l），cod总去除率高达98.1%，且出水中锑浓度未检出。

对比实施例1

同实施例1，不同的是未采用如图1的处理装置进行生物处理，按照现有常规处理装置。最终出水浓度为270mg/l，不满足间接排放标准（cod<200mg/l），且出水中锑浓度检出为1.6mg/l。

对比实施例2

同实施例2，不同的是当调节池停止投加fecl2，改用盐酸及氢氧化钠调节ph，1级沉淀池与2级沉淀池的污泥停止回流至调节池，好氧池采用连续曝气方式，其他反应条件不变时，出水cod的浓度提高至410mg/l,去除效率显著下降，处理成本提高至3.8元/t，且不能满足间接排放标准。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。