羅達天
為貫徹《中華 人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》、《國務院關于加強環(huán)境保護重點工作的意見》等法律、法規(guī)和 《國務院關于編制全國主體功能區(qū)規(guī)劃的意見》，保護環(huán)境，防治污染，促進繅絲工業(yè)生產工藝和污染治理的技術進步，環(huán)境保護部科技標準司組織中國紡織經濟研 究中心、浙江凱喜雅國際股份有限公司、中國絲綢協(xié)會、環(huán)境保護部環(huán)境標準研究所、山東泰安百川水業(yè)科技有限公司起草制訂了《繅絲工業(yè)水污染物排放標準 （GB28936—2012）》（以下簡稱《標準》）�！稑藴省芬延�2012年9月11日由環(huán)境保護部批準，2012年10月19日，環(huán)境保護部、國家質 量檢驗檢疫總局正式發(fā)布，2013年1月1日起實施。
《標準》對現(xiàn) 有桑蠶絲繅絲企業(yè)、現(xiàn)有柞蠶絲繅絲企業(yè)，分別提出了自2003年1月1日起至2014年12月31日止、自2015年1月1日起水污染排放的限值；自 2015年1月1日起現(xiàn)有桑蠶絲繅絲企業(yè)水污染排放的限值；自2013年1月1日起新建企業(yè)的水污染排放的限值。
《標準》規(guī)定：在任何情況下，企業(yè)均應遵守本標準的污染物排放控制要求，采取必要措施保證污染防治設施正常運行。
本文擬對三種桑蠶絲繅絲企業(yè)水污染的治理方案做一簡要介紹，供業(yè)界在實施繅絲廢水治理時參考。
1 厭氧水解酸化和新型接觸氧化組合治理方案（方案一）
根據(jù)某繅絲廠 所提供的廢水水質化驗資料，以及在其制絲廢水總排放口實際取樣的測定結果，制絲廢水CODcr為491mg/l，BOD5約為200mg/l，BOD5與 CODcr的比值約為0.41，pH為7～8，色度約為50倍。因此，制絲廢水具有有機物濃度較低、色度不高，而且可生化性較強的特征，屬于較易生化處理 的廢水。
1．1 工藝流程
此治理方案工藝流程見圖1：
圖1 厭氧水解酸化和新型接觸氧化組合處理工藝流程圖
從繅絲廠各工序排出的制絲廢水，經集水及過濾工段——水解酸化調節(jié)工段——氧化工段——沉淀及過濾工段——回用或排放。
1．1．1 集水及過濾工段
由各道工序排出的廢水，經排水渠內的多級粗格柵除去除較大的雜質后，自流進入集水池。然后，通過集水池水泵提升至水解酸化調節(jié)池池頂60～80目的斜網(wǎng)過濾裝置,以去除細小的繭絲纖維、塵屑等雜質,再自流進入水解酸化調節(jié)池。
1．1．2 水解酸化調節(jié)工段
厭氧水解酸化工藝，是20世紀80年代發(fā)展起來，并日益得到廣泛應用的新型污水處理工藝。
在水解酸化調 節(jié)池中設置了軟性纖維填料和立體彈性填料，厭氧微生物在填料中掛膜，使填料層形成良好的微生物濾床。制絲廢水經過填料層時，生物降解、生物絮凝、吸附過濾 同時發(fā)生，其所含的有機物迅速發(fā)生水解、酸化和斷鏈反應：長鏈的有機物質變成短鏈的小分子化學物質，溶解性有機物比例顯著增加，BOD5 /CODcr值提高，BOD5降解速率加快，從而更有利于難降解有機物的去除。采用此方案，制絲廢水在厭氧水解酸化調節(jié)池中的停留時間約為9小時。
1．1．3 氧化工段
經由水解酸化 調節(jié)池處理后的出水，自流進入接觸氧化池。接觸氧化池采用了對流交換—順流混合的全接觸式氧化新工藝，進入氧化池的廢水和空氣中的氧，在水力剪切和攪拌的 作用下得到充分混合，使氧化反應更加完全，氧的利用率大大提高。制絲廢水中經過厭氧斷鏈后的絕大多數(shù)有機物，在氧化池中很容易被好氧微生物氧化分解成水和 二氧化碳等物質并予釋放，其中一部分有機物還會被好氧微生物作為營養(yǎng)源吸收，從而達到有效去除有機物的目的。在氧化池中，同樣設有小環(huán)軟性纖維填料和立體 彈性填料，為好氧微生物提供大面積的充分活動范圍，使微生物增長速率更快。而且，與水解酸化調節(jié)池填料層的作用相同，在氧化池的填料層中，生物降解、生物 絮凝、吸咐過濾等作用同樣同時發(fā)生，致使氧化處理效率大大提高。在接觸氧化池中，好氧微生物進行氧化活動所需要的空氣，由復葉節(jié)能曝氣機或羅茨鼓風機連續(xù) 供給。
1．1．4 沉淀及過濾工段
經接觸氧化池 處理后的出水，自流進入沉淀池。經過好氧生物處理后的廢水，具有良好的生物絮凝效果，可通過沉淀池的自然作用進行泥水分離：上清液從沉淀池出水堰自流至過 濾池；沉于底部的污泥，定期排至污泥池，并通過污泥回流泵回流至氧化池或水解酸化調節(jié)池，作為厭氧微生物和好氧微生物的營養(yǎng)源。
1．1．5 回用或排放
經過濾后的廢水，自流進入清水池并通過清水池回用或排放.
1．2 工藝特點
1．2．1 水解酸化調節(jié)過程的特點
水解酸化調節(jié) 過程中，厭氧反應大體可以分為三個階段，即：水解酸化階段——產乙酸階段——甲烷化階段。與傳統(tǒng)的厭氧生物處理技術以產生甲烷氣體為最終目的不同，此方案 在厭氧反應中，僅利用了厭氧反應的初期階段——水解酸化和產乙酸階段，而摒棄了甲烷化階段。根據(jù)制絲廢水品種、水質不同，經過嚴格計算，控制不同的有機負 荷和停留時間，致使廢水處理裝置占地面積小，建設投資不大。而且，由于制絲廢水在水解酸化調節(jié)池中停留時間短，無甲烷氣體產生，因此不會因有強烈的異味而 污染周圍環(huán)境。
1．2．2 氧化過程的特點
下列2－1和 2－2示意圖為采用復葉曝氣機和羅茨鼓風機的氧化池工作原理圖。在氧化處理過程中，由于采用了如圖所示的對流交換—順流混合的全接觸式氧化新工藝，空氣從 氧化池底部向上運動而廢水自上而下流動，使廢水與空氣中的氧接觸更加完全。而在順流混合段中，廢水與空氣同一方向運動，使廢水與空氣進一步混合。如此反 復，廢水中的有機物由于氧的充分混合和好氧細菌的作用，被有效的分解為二氧化碳和水，從而使廢水中的有機物得以降解。
圖2－1 采用復葉曝氣機空氣對流交換—順流混合的全接觸式氧化新工藝示意圖
圖2－2 采用羅茨鼓風機的氧化池工作原理圖
此方案還采用 了先進的微生物固定化技術。在接觸氧化池中，裝有小環(huán)好氧填料和立體彈性填料。好氧微生物在填料上可形成良好的生物膜，不僅使氧化池中的微生物菌量大大增 加，而且還能有效防止系統(tǒng)的微生物流失，使系統(tǒng)有機污泥的泥齡由傳統(tǒng)的幾天增加到十幾天甚至幾十天，從而有效地提高系統(tǒng)的生化處理能力和抗沖擊性能。同 時，填料層在氧化池中又形成一種微生物過濾層，當廢水經過填料層時，生物降解、生物吸附過濾、生物絮凝在填料層同時發(fā)生。
此方案在系統(tǒng) 投入運行初期的培菌階段，除了傳統(tǒng)的以活性污泥為接種物之外，還采用了特殊的微生物種群作為接種的菌種，以使系統(tǒng)的微生物具有特殊的耐毒性、抗負荷沖擊性 和對環(huán)境的良好適應能力，確保處理效果。該微生物菌種經特殊的馴化和培養(yǎng)，自身繁殖迅速，對有機物分解速率快，為系統(tǒng)的正常運行奠定了良好的基礎。同時， 該菌種可以大大加快系統(tǒng)初期投運的培菌速度，傳統(tǒng)的生化處理方法的培菌周期通常為3個月；而采用特殊菌種后，培菌一般只需1—2個月就可使處理出水“達 標”。
1．2．3 污泥處置的特點
包括制絲廢水 在內的工業(yè)廢水污染治理，無論采用化學處理或是生物處理，都面臨一個難以解決的問題——污泥排放或處理問題。此方案采用微生物自身消化式的內循環(huán)處理新技 術,有效地解決了因大量有機污泥排放而造成的“第二公害”問題。根據(jù)微生物在生命活動中的分解代謝和合成代謝特點，將氧化過程中產生的污泥再回流到氧化池 或水解酸化調節(jié)池中，使有機污泥中存在的大量微生物成為氧化池中好氧微生物或水解酸化調節(jié)池中厭氧微生物的補充營養(yǎng)源，從而促進了厭氧菌或好氧菌的生長繁 殖。因此，在整個廢水處理過程中不會造成二次污染。
1．2．4 低噪聲、低嗅味的特點
此方案傳動設備較少,只有水泵和復葉節(jié)能曝氣機。這些傳動設備，均可實現(xiàn)露天安裝布置（如采用羅茨鼓風機則僅需建一小鼓風機房）,噪聲指標遠低于國家相關標準要求。同時，還能實現(xiàn)處理工程低嗅味,在人能接受的閾值之內。
2 廢水分流，分別實施加藥過濾處理后直接回用、厭氧水解酸化和新型接觸氧化的組合工藝處理后直接排放方案（方案二）
繅絲廠各道工序所排放的廢水，如果按其CODcr、BOD5、SS含量高低，大體可歸結為兩類，即除副產品加工工序外其他各道工序所排放的廢水為一類，副產品加工工序所排放的廢水為一類。前者與后者比較，其CODcr、BOD5、SS含量遠低于后者。此方案的治理思路，
正是從這一實際出發(fā)，采用兩大類廢水分流歸集，對CODcr、BOD5、SS含量低的除副產品加工序外的繅絲廢水加藥過濾處理后直接回用，對CODcr、BOD5、SS含量高的副產品加工序廢水進行厭氧水解酸化和新型接觸氧化的組合工藝處理后直接排放。
2．1 工藝流程
此方案工藝流程如圖3所示。
3 制絲廢水分流、分別治理工藝流程圖
2．1．1 低濃度繅絲廢水處理工藝流程
除副產品加工 工序外的其他制絲工序廢水，通過排水渠格柵去除大顆粒雜質后進入集水池，經泵提升至加藥反應槽，與槽內的干聚合鋁和聚丙烯酰氨發(fā)生化學絮凝反應，然后進入 絮凝沉淀池。在絮凝沉淀池中，廢水中經化學絮凝反應的懸浮物及有色物質絮凝，形成大顆粒懸浮物，通過沉淀作用進行泥水分離，清透的水自流進入過濾池，經過 濾后進入回用水池，再通過回用水泵送入生產車間。沉淀下來的污泥定期排放至污泥干化池，經自然干化后人工清理。
2．1．2 高濃度副產品廢水處理工藝流程
2．1．2．1 集水及過濾工段
副產品加工工序排出的廢水,經排水渠多級粗格柵除去較大雜質后,自流進入集水池。然后，通過集水池水泵提升至調節(jié)池頂上60～80目的斜網(wǎng)過濾裝置,去除細小的繭絲、塵屑等等雜質后，自流進入調節(jié)池。
2．1．2．2 調節(jié)工段
廢水在調節(jié)池中，經過一定時間混合，使水質、水量趨于均勻，同時進行預酸化和水解。然后，通過調節(jié)池提升泵送入?yún)捬豕ざ巍?/span>
2．1．2．3 厭氧工段
廢水由調節(jié)池水泵送入?yún)捬醭仨敳康拿}沖布水器，并通過其底部的布水管進入?yún)捬醭氐撞�。由于脈沖的作用，具有一定壓力的廢水在厭氧池底部間斷沖擊，從而使厭氧池底部的污泥變得活躍。同時，使廢水在厭氧池中分布得更加均勻而不致于產生死角。
在厭氧池 中，由于厭氧水解酸化菌的作用，廢水中長鏈的有機物質變成短鏈的有機物質，從而使廢水發(fā)生本質變化，顏色也發(fā)生根本改變，以有利于下一步處理。厭氧池內設 有軟性纖維填料和立體彈性填料，可以為厭氧微生物提供大面積的活動范圍，其增長速率更快。而且，在厭氧池的填料層中，由于生物降解、生物絮凝、吸附過濾等 作用的同時發(fā)生，使得厭氧生物降解的效率大大提高。廢水經厭氧水解酸化工藝后，溶解性有機物比例顯著增加、BOD5/CODcr值提高、BOD5降解速率 加快，更有利于難降解有機物的去除。經由厭氧工段的出水，自流進入接觸氧化池。
2．1．2．4 氧化工段
接觸氧化池采 用了對流交換-順流混合的全接觸式氧化新工藝，氧化池中的廢水和空氣中的氧在水力剪切和攪拌的作用下得到充分混合，使氧化反應更加完全，氧的利用率大大提 高。廢水中經過厭氧斷鏈后的絕大多數(shù)有機物在氧化池中很容易被好氧微生物氧化分解成水和二氧化碳等物質并釋放，其中一部分有機物被好氧微生物作為營養(yǎng)源吸 收，從而達到去除有機物的目的。在氧化池中同樣設有小環(huán)軟性好氧填料和立體彈性填料，為好氧微生物提供了大面積的活動范圍，微生物增長速率更快。同樣地， 在接觸氧化池的填料層中，由于生物降解、生物絮凝、吸附過濾等作用同時發(fā)生，使氧化處理的效率大大提高。在接觸氧化池中，好氧微生物進行氧化活動所需要的 空氣由羅茨鼓風機連續(xù)供給。
2．1．2．5 沉淀工段
接觸氧化池的 出水，自流進入沉淀池。經好氧生物處理后的廢水，具有良好的生物絮凝效果，通過沉淀池的自然作用進行泥水分離：上清液從沉淀池出水堰自流直接排放；沉于底 部的污泥定期排至污泥池，并通過污泥回流泵回流至接觸氧化池或調節(jié)池，再進入?yún)捬醭兀鳛閰捬跷⑸锖秃醚跷⑸锏臓I養(yǎng)源。
2．2 工藝特點
鑒于低濃度繅絲廢水系采用化學加藥處理，處理原理及工藝流程較為簡單，這里僅對高濃度副產品加工工序廢水的生化處理工藝特點做一簡述。
2．2．1 厭氧過程的特點
使用了如圖4 所示的香港華特科技（集團）四川分公司于2005年1月獲得國家實用新型專利（專利號：ZL 03 2 07128.0），并被評為國家專利發(fā)明一等獎、國家科技進步二等獎的厭氧微生物固定反應器（簡稱厭氧池）。在厭氧反應的初級階段——水解酸化和產乙酸階 段中，采用了特殊的微生物種群作為接種的菌種，水解酸化菌和產酸菌世代期很短；而且在厭氧條件下，僅需幾十分鐘至幾小時即可完成水解酸化過程(此方案水力 停留時間約為16小時)，使廢水中的有機物尤其是復雜的高分子物質或長鏈的大分子高能化合物迅速斷鏈分解，轉化為簡單的低分子物質或短鏈小分子低能化合 物。同樣地，此方案在厭氧反應中，僅利用了厭氧反應的初期階段——水解酸化和產乙酸階段，摒棄了甲烷化階段。這使得廢水處理裝置占地面積小，基建費用投資 不大。由于停留時間短，無甲烷氣體產生，厭氧處理過程所產生的氣體如二氧化碳、硫化氫等均處于密閉系統(tǒng)之中，因此不會因有強烈的異味而污染周圍環(huán)境。
圖4 厭氧微生物固定反應器示意圖
2．2 氧化過程的特點
與方案一相 同，此方案仍然采用了“對流交換-順流混合”這種合理的布水布氣方式、先進的微生物固定化技術和特殊的微生物菌種，因而能確保廢水中的有機物被有效地分解 為二氧化碳和水，有效地提高系統(tǒng)的生化處理能力和抗沖擊性能，提高系統(tǒng)的微生物特殊的耐毒性、抗負荷沖擊性和對環(huán)境良好適應的能力，從而達到對高濃度副產 品加工工序廢水較好的處理效果。
2．2．3 其他特點
其他，如污泥處置和低噪聲、低嗅味等方面的特點，皆與方案一相同。
3 廢水分流，高濃度副產品廢水先經處理后，再回流入低濃度繅絲廢水集水池，合流處理方案（方案三）
此方案實際上 是方案二的優(yōu)化和發(fā)展。與方案二有所不同的是：方案三為了盡可能提高廢水處理回用率，先將高濃度副產品加工工序廢水經過生化處理后，再回流到繅絲廢水集水 池，然后經絮凝沉淀處理，再回用于制絲生產。因此，方案三除了少量因排泥造成的水損失外，基本上可全部回用，實現(xiàn)廢水處理“零排放”。
方案三的工藝流程、工藝特點與方案二基本相同，此處不再贅述。
4 三制絲廢水治理方案投資及經濟效益
以下以一制絲廢水日排放量1000噸的繅絲工廠為例，對上述三制絲廢水治理方案的投資預算及經濟效益列表做一簡要介紹，如表1所示。
表1 三制絲廢水污染治理方案投資及經濟效益比較
| 項 目 | 單位 | 方案一 | 方案二 | 方案三 |
| 投資總額 | 萬元 | 101.47 | 93.19 | 76.41 |
| 其中：土建工程 | 萬元 | 40.98 | 38.71 | 28.18 |
| 工藝工程 | 萬元 | 40.23 | 35.69 | 32.26 |
| 設備安裝 | 萬元 | 3.21 | 1.74 | 1.56 |
| 工程外費用 | 萬元 | 17.05 | 17.05 | 10.88 |
| 直接運行費 | 元/噸 | 0.342 | 0.354 | 0.319 |
| 回用水率 | % | 80 | 80 | 90 |
| 回用水年獲利 | 萬元 | 11.57 | 11.20 | 15.02 |
| 投資回收期 | 年 | 8.5 | 8.3 | 5.1 |
備注：
1、工程外費用包括設計費、技術服務費、管理費、培菌費（含購買活性污泥、三氯化鐵、磷酸鹽、尿素等費用）、稅金；
2、本表所列費用系2006—2007年實施時費用。
