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包裝行業(yè)潤(rùn)版及洗膠廢水處理技術(shù)

包裝行業(yè)潤(rùn)版及洗膠廢水處理技術(shù)

2023-08-10 17:01:11 7

近年來,網(wǎng)上購(gòu)物越來越便捷、物流行業(yè)高速發(fā)展,產(chǎn)品包裝行業(yè)也隨之迅速發(fā)展,印刷制版、潤(rùn)版、印刷及清洗過程中,會(huì)產(chǎn)生油墨廢水、高濃度的沖刷沖板水及乳白色的膠漿廢水等不同類型的廢水。此種類型廢水水量小,COD濃度高、色度高、B/C比低、難生物降解,并伴有刺激性氣味,同時(shí)廢水隨著生產(chǎn)間歇性排放,水質(zhì)、水量變化較大。此類廢水需得到有效處理后排放,若直接排放,對(duì)環(huán)境有著較大的影響。針對(duì)常州市某包裝企業(yè)原污水處理系統(tǒng)出現(xiàn)的問題,進(jìn)行水質(zhì)分析、實(shí)驗(yàn)、工程改造設(shè)計(jì)、調(diào)試及運(yùn)營(yíng)工作,闡述此類污水處理采用的工藝、處理效果及調(diào)試運(yùn)行基本參數(shù),為類似廢水處理提供參考。

1、工程概況

1.1 廢水水質(zhì)水量分析

本項(xiàng)目企業(yè)僅生產(chǎn)單一品種的彩盒,印刷過程中,印刷機(jī)自帶油墨盒組、膠輥均無需進(jìn)行清洗或擦拭。上光過程中,印刷機(jī)自帶水性光油盒及上光過程膠輥也無需進(jìn)行清洗或擦拭。本項(xiàng)目污水站處理廢水主要為潤(rùn)版廢水,覆膜工段自動(dòng)覆膜機(jī)、貼擊凸卡工段貼卡機(jī)、裱卡工段半自動(dòng)裱卡機(jī)及組裝過程中的膠輥、抹布、膠水盒的清洗廢水及拖地廢水。其中膠輥約每天清洗一次,設(shè)備自帶膠水盒約半個(gè)月清洗一次。廢水產(chǎn)生總量為4000t/a。污水站處理設(shè)計(jì)量為20t/d,廢水主要來源于清洗過程中的膠漿廢水,主要污染物為膠水顆粒。廢水中還含有一部分的異丙醇、潤(rùn)版液等。企業(yè)廢水水質(zhì)如表1可知。

污水處理設(shè)備__全康環(huán)保QKEP

1.2 廢水出水要求

本項(xiàng)目污水經(jīng)污水站處理后接管進(jìn)入當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S進(jìn)行處理,污水執(zhí)行《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962-2015)B等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《油墨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T25463-2010),標(biāo)準(zhǔn)值見下表:

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1.3 改造前污水處理工藝

改造前污水處理站進(jìn)水經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水量和水質(zhì)后,進(jìn)入生化系統(tǒng)。生化系統(tǒng)為傳統(tǒng)的A2/O工藝,包括兩段式厭氧、缺氧和兩級(jí)好氧。生化處理后出水經(jīng)混凝沉淀處理?;炷恋硭巹閭鹘y(tǒng)的PACPAM藥劑。污水經(jīng)處理后出水接管,污泥和混凝沉淀物則進(jìn)入污泥濃縮池,濃縮后的沉淀物經(jīng)板框壓濾后脫水。脫水清液進(jìn)入調(diào)節(jié)池,污泥作為危廢外運(yùn)處置。

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改造前主要污水處理裝置大小見表1。厭氧池為敞口池,攪拌污泥。厭氧池容積為12m3,有效容積在10m3左右,廢水設(shè)計(jì)停留時(shí)間為12h,設(shè)計(jì)進(jìn)水COD濃度為3000mg/L,實(shí)際進(jìn)水COD6000mg/L計(jì)算,厭氧COD容積負(fù)荷為由5kgCOD/m3*d上升至10kgCOD/m3*d。實(shí)際運(yùn)行過程中,厭氧系統(tǒng)COD負(fù)荷高于設(shè)計(jì)。

除了厭氧系統(tǒng)外,生化系統(tǒng)缺氧池利用穿管曝氣,容積為7.5m3。好氧池采用穿管曝氣,容積大小為25m3。厭氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷為70%,生化缺氧和厭氧池的COD容積負(fù)荷分別為4.8kgCOD/m3*d1.44kgCOD/m3*d?;炷恋硐到y(tǒng),PAC池及PAM池容積分別為2.5m3,設(shè)計(jì)停留時(shí)間為2.5h。混凝后沉淀池表面積為3m2,設(shè)計(jì)表面負(fù)荷為0.5m3/m2*h

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1.4 改造前污水處理問題

本項(xiàng)目污水主要污染指標(biāo)為COD。調(diào)試運(yùn)行初期,出水達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)。隨著進(jìn)水總量的增加,出水COD濃度升高,同時(shí),生化處理系統(tǒng)污泥吸附大量的膠漿顆粒,泥水混合物為逐漸變成乳白色。污水處理構(gòu)筑物池壁產(chǎn)生膠漿聚合固體,黏性很強(qiáng)。污水站生化處理系統(tǒng)隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng),處理效果不斷下降。說明改造前污水站處理流程無法滿足廢水處理要求,本項(xiàng)目污水抑制生化系統(tǒng)活性污泥活性,影響生化系統(tǒng)處理效果。根據(jù)初期污水處理系統(tǒng)效果。說明生化系統(tǒng)可對(duì)污水中有機(jī)物有降解作用,本項(xiàng)目污水需經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入生化系統(tǒng)。

實(shí)際廢水處理過程中,進(jìn)水COD濃度高于設(shè)計(jì)值,系統(tǒng)厭氧池和缺氧池的COD負(fù)荷較高,較難達(dá)到設(shè)計(jì)處理效果,出水無法達(dá)到出水要求。污水站處理流程及建構(gòu)筑物大小均需進(jìn)行改造,污水處理的運(yùn)行參數(shù)還需進(jìn)一步確定。

系統(tǒng)生化處理系統(tǒng),缺少污泥沉淀池,泥水混合物直接進(jìn)入混凝沉淀池,加藥后沉淀后清液排放,導(dǎo)致部分活性污泥在沉淀過程中,失去活性,污泥大量流失,從而生化處理效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2、廢水混凝沉淀實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了降低廢水中膠漿顆粒對(duì)污水處理站生化的影響,根據(jù)孫琳等的研究結(jié)果,進(jìn)行混凝沉淀預(yù)處理試驗(yàn)。混凝劑為三氯化鐵,助凝劑采用PAM,通過投加堿,保證混凝反應(yīng)池廢水pH條件。研究不同三氯化鐵投加量對(duì)混凝效果的影響。表4為不同混凝劑投加膠漿顆粒的沉淀效果及原水COD的去除效果。

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本項(xiàng)目進(jìn)水COD濃度為7130mg/L,混凝沉淀對(duì)廢水中COD去除效果達(dá)到70%?;炷齽┩都恿吭?/span>0.5%左右。經(jīng)過混凝沉淀后,廢水中的膠漿顆粒達(dá)到去除的效果,不會(huì)影響后續(xù)污水生化處理效果。

3、污水站改造方案

3.1 污水處理流程改造

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根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,增設(shè)混凝沉淀系統(tǒng)作為廢水預(yù)處理系統(tǒng),避免廢水中的膠漿顆粒對(duì)生化污泥有影響,同時(shí),結(jié)合系統(tǒng)原有生化系統(tǒng),廢水的處理流程見圖2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,將系統(tǒng)原有的生化處理系統(tǒng)后的混凝沉淀池作為污泥沉淀池,此部分污泥回流至厭氧池。達(dá)到污泥回流,提高氮磷的去除率的效果,同時(shí),避免污泥局部堆積和流失的現(xiàn)象。

3.2 污水處理設(shè)備改造

由于本項(xiàng)目系統(tǒng)進(jìn)水COD高于設(shè)計(jì)值,生化系統(tǒng)負(fù)荷較高。但是經(jīng)過預(yù)處理后,生化進(jìn)水COD濃度降低,本項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,生化進(jìn)水COD濃度為2500mg/L。但是本項(xiàng)目廢水水質(zhì)變化幅度,進(jìn)水COD最高可達(dá)到15000mg/L,為避免廢水COD濃度變化對(duì)生化系統(tǒng)有一定的影響,生化系統(tǒng)進(jìn)水COD設(shè)計(jì)濃度為6000mg/L。

在設(shè)備改造方面,增設(shè)1臺(tái)厭氧罐,碳鋼+防腐的結(jié)構(gòu),大小為Φ4*5m,有效容積60m3,厭氧系統(tǒng)COD負(fù)荷為2kgCOD/m3*d。同時(shí)將現(xiàn)有厭氧池作為缺氧池使用,缺氧池的COD容積負(fù)荷為0.6kgCOD/m3*d,好氧池的COD容積負(fù)荷為0.25kgCOD/m3*d。

3.3 污水處理儀表改造

(1)進(jìn)水系統(tǒng)增設(shè)電磁流量計(jì),確定進(jìn)水流量;增設(shè)管道過濾器,避免廢水中的膠漿顆粒結(jié)塊,對(duì)水泵運(yùn)行影響。

(2)混凝沉淀系統(tǒng)設(shè)置pH計(jì),調(diào)節(jié)混凝沉淀系統(tǒng)廢水酸堿性,不僅保證廢水混凝沉淀效果,同時(shí)還需控制pH值,避免對(duì)厭氧系統(tǒng)的影響。

(3)在好氧池增設(shè)DOpH在線監(jiān)測(cè)儀,通過曝氣閥門控制好氧系統(tǒng)的溶解氧,通過污泥回流量控制好氧系統(tǒng)的pH值,控制硝化菌的生長(zhǎng)環(huán)境,達(dá)到生化系統(tǒng)穩(wěn)定的效果。

4、污水站調(diào)試方案

4.1 接種菌(活性污泥)準(zhǔn)備

從城市污水廠采購(gòu)脫水生化污泥0.6噸,厭氧罐、缺氧池、好氧池內(nèi)各投加0.2噸,池內(nèi)如有隔倉(cāng),需要均勻投加。污泥投加前,先將系統(tǒng)內(nèi)注入半滿高度清水,啟動(dòng)攪拌機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)。污泥需要經(jīng)過網(wǎng)篩過濾,防止大顆粒雜質(zhì)和柔軟雜質(zhì)堵塞管道、纏繞設(shè)備。投加結(jié)束,用清水將系統(tǒng)液位補(bǔ)滿。為了盡量少排不合格廢水,生化后的混凝沉淀池液位可只補(bǔ)至1/3高度。

4.2 啟動(dòng)污水調(diào)試

開啟加藥泵,PAC的加藥量為水量為0.5%,PAM的加藥量為水量的0.01%,控制混凝沉淀系統(tǒng)廢水加堿量,使pH穩(wěn)定在7~8。先按照0.5m3/h的進(jìn)水流量運(yùn)行進(jìn)水泵,好氧池內(nèi)鼓風(fēng)曝氣,需要控制溶解氧濃度為2~4mg/L。控制污泥回流量,好氧系統(tǒng)的pH至在7左右。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的情況下,后續(xù)逐步提高進(jìn)水流量,過程中每天測(cè)試一次厭氧好氧各池的污泥沉降比SV30,生化池內(nèi)投加磷酸二氫鉀,硫酸銨作為微生物營(yíng)養(yǎng),以后需要檢測(cè)分析后再?zèng)Q定投加量。

5、污水站處理效果及運(yùn)行參數(shù)

污水處理站自2020513日進(jìn)生活污泥。進(jìn)水量為設(shè)計(jì)處理規(guī)模為20m3/d。目前,污水處理站運(yùn)行穩(wěn)定,出水COD、總磷、氨氮和總氮指標(biāo)達(dá)到出水水質(zhì)要求。系統(tǒng)運(yùn)行過程中,每周分別在緩沖池、混凝沉淀池、厭氧池、好氧沉淀池取水。取樣時(shí)間及水質(zhì)變化情況如下可知:

5.1 COD去除情況

由圖3可知,系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行期間,系統(tǒng)進(jìn)水COD濃度范圍為3000~5150mg/L,經(jīng)混凝沉淀后,COD的去除率均在70%左右,混凝沉淀出水COD1000mg/L左右。之后廢水進(jìn)入生化系統(tǒng),調(diào)試初期,厭氧池廢水COD濃度為631mg/L,系統(tǒng)穩(wěn)定后,厭氧的COD去除率達(dá)到了65%以上。出水COD基本達(dá)到了200mg/L左右,達(dá)到了系統(tǒng)的排放要求。

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5.2 總磷去除情況

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由圖4可知,試運(yùn)行期間,系統(tǒng)進(jìn)水總磷濃度范圍為2~6mg/L,經(jīng)混凝沉淀后,總磷的去除率均在90%左右,混凝沉淀出水總磷在0.34~1.02mg/L。生化系統(tǒng)厭氧池廢水總磷濃度在2mg/L左右,經(jīng)缺氧和好氧處理后,好氧沉淀池出水總磷后期低于0.5mg/L。系統(tǒng)出水總磷滿足接管要求。本項(xiàng)目生化處理中磷濃度高于混凝沉淀池出水,主要是由于調(diào)試過程中,人工投加氮磷,作為營(yíng)養(yǎng)元素,為保證生化系統(tǒng)污泥活性。

5.3 氨氮去除情況

由圖5可知,本項(xiàng)目廢水氨氮濃度范圍為27.9~33.3mg/L,混凝沉淀系統(tǒng)對(duì)氨氮去除效果并不明顯,混凝出水氨氮在16mg/L左右。生化系統(tǒng)厭氧池廢水氨氮濃度在20mg/L左右,由于調(diào)試初期,通過人工投加硫酸銨作為營(yíng)養(yǎng)。經(jīng)缺氧和好氧處理后,好氧沉淀池出水氨氮濃度后期低于5mg/L。系統(tǒng)出水氨氮滿足接管要求。本項(xiàng)目調(diào)試初期,厭氧氨氮濃度較高,但隨著系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,厭氧氨氮濃度降低,說明本項(xiàng)目生化系統(tǒng)含硝化反硝化菌,生化系統(tǒng)對(duì)氨氮的消耗,高于進(jìn)水總量,后期還需通過投加銨鹽的方式,補(bǔ)充系統(tǒng)氮元素,作為微生物營(yíng)養(yǎng)。

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5.4 總氮去除情況

由圖6可知,系統(tǒng)進(jìn)水總氮濃度范圍為30~50mg/L,混凝沉淀可去除50%的總氮,厭氧池廢水總氮濃度范圍為11~30mg/L,出水總氮濃度范圍為4~21mg/L,其中3次取樣,出水總氮低于10mg/L。由于本項(xiàng)目系統(tǒng)污泥回流為間歇操作,厭氧池和好氧池的總氮濃度差別較小,需調(diào)整污泥回流量,提高反硝化效率。

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6、運(yùn)行成本分析

項(xiàng)目設(shè)備裝機(jī)總功率為12kw,實(shí)際運(yùn)行每天處理水量為24噸。系統(tǒng)運(yùn)行每天噸水電耗為12kwh??紤]峰谷電,工業(yè)用電平均費(fèi)用為0.7/kwh,系統(tǒng)處理噸水用電費(fèi)用為8.4元。

污水處理系統(tǒng)混凝沉淀部分,PAC的投加量為5‰,PAM的投加量為0.1‰,PAC費(fèi)用為1200/噸,PAM費(fèi)用為10000/噸。系統(tǒng)處理噸水藥劑費(fèi)用為7元。

根據(jù)項(xiàng)目運(yùn)行過程中,板框污泥產(chǎn)量150kg/d,噸污泥處理費(fèi)用為3000元。系統(tǒng)處理噸水污泥處置費(fèi)用為18.75元。

綜上所示,系統(tǒng)噸水的運(yùn)行成本為34.15元,其中污泥處置費(fèi)用最高。本項(xiàng)目混凝沉淀過程中,產(chǎn)生大量的污泥,需調(diào)整藥劑用量,在保證出水達(dá)標(biāo)接管的前提下,減少污泥產(chǎn)量,降低運(yùn)行成本。

7、結(jié)論及建議

(1)本項(xiàng)目包裝行業(yè)潤(rùn)版及洗膠廢水經(jīng)“混凝沉淀預(yù)處理+A2/O”處理流程,出水滿足《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962-2015)B等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《油墨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T25463-2010)。

(2)混凝沉淀系統(tǒng)污泥產(chǎn)量較高,需調(diào)整藥劑投加量,充分利用生化對(duì)廢水的去除效果,出水達(dá)標(biāo)接管標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),減少污泥產(chǎn)量,降低運(yùn)行成本。

(3)本項(xiàng)目生化系統(tǒng)厭氧設(shè)計(jì)負(fù)荷為2kgCOD/m3*d,缺氧池的COD容積負(fù)荷為0.6kgCOD/m3*d,好氧池的COD容積負(fù)荷為0.25kgCOD/m3*d。好氧池DO控制在3~4左右。需定期檢測(cè)系統(tǒng)氮磷濃度,保證系統(tǒng)微生物營(yíng)養(yǎng),提高污泥活性。(來源:江蘇龍環(huán)環(huán)境科技有限公司)

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