1、前言

　　缫丝工业在我国历史悠久，随着近代工业化发展，缫丝企业遍布我国各大省市。我国是蚕丝生产大国，每年生丝产量约10万t，1t生丝需消耗水资源800~1000t，这就意味着每年蚕丝生产就有8000~10000万t废水，这些废水中含有大量的COD、BOD等污染物，如果直接排放将对环境造成严重污染。近年来，我国缫丝企业以乡镇企业和个体私营业居多，这些企业生产规模小，技术水平参差不齐，管理水平也较低。随着2009年中国纺织工业协会指出纺织业应将促进节能减排、清洁生产、绿色纺织等重点领域加快高新技术研发和利用，对缫丝行业生产废水处理与资源化研究并优化缫丝废水处理工程设计，使其适用于中国国情，有着重要的现实意义。本文就根据《缫丝工业水污染物排放标准》(GB28936-2012)表1排放浓度限值要求，针对某缫丝企业生产废水的特点，进行废水处理工程设计，为缫丝废水处理提供借鉴和指导。

　　2、设计进出水水质

　　2.1 缫丝工业废水组成

　　缫丝工业废水主要由煮茧、立缫(缫丝和复摇)和副产品加工(汰头)三部分废水组成，其主要成分为丝胶、丝素、粗蛋白和破碎的蛹体等。其中煮茧和立缫废水为连续性排放，水量大，但浓度不高;汰头废水为间歇性排放，水量较小，但有机物浓度最高，是污染影响最为严重的废水。

　　煮茧废水一般占缫丝废水的7%~10%，立缫废水占60%~65%，汰头废水占7%~15%。煮茧和立缫废水混合后的废水CODcr一般为150~250mg/L，BOD5为60~100mg/L，pH在6.8~8.5;汰头废水污染物浓度高，CODcr一般为7000~15000mg/L，BOD5为3500~4000mg/L，pH为10~11.5，呈碱性。

　　2.2 本工程设计进出水水质

　　本工程废水具有缫丝工业废水的典型特点，考虑企业今后发展，经与该公司沟通后，废水处理工程设计处理水量为580m3/d，其中煮茧和缫丝废水500m3/d，汰头废水为60m3/d，生活废水20m3/d。经过初期检测，企业煮茧和缫丝废水CODcr为150~289mg/L，汰头废水CODcr为9800~11000mg/L，生活污水CODcr小于300mg/L，故设计进出水水质如表1所示：

　　3、处理工艺

　　3.1 工艺确定

　　目前缫丝企业废水的处理主要采用以下两种方案：一是将各类生产废水直接混合处理;二是先将副产品废水单独处理后再与其他生产废水混合进行处理。

　　其中方案一基本能够达标排放，但没有进行清浊分流，增加了废水治理的难度，也不利于废水中丝胶蛋白的分类提取和废水的深度处理。方案二通过清浊分流将高浓度的汰头废水与其它低浓度煮茧废水、缫丝废水、复摇废水等分开，汰头废水经过厌氧处理后再与其它废水混合采用好氧处理。该方法既能达标排放，又有利于废水中丝胶蛋白的分类提取和吸收，是目前比较趋向的缫丝废水处理方法。该方案在嘉兴和内江等地缫丝企业采取了应用，取得了良好的实际效果。

　　UASB(上流式厌氧污泥床反应器)具有污泥浓度高，有机负荷高，适用于高浓度有机废水处理。SBR法具有工艺简单、基建运行费用低、处理能力强、耐冲击负荷、运行方式灵活、不易污泥膨胀和占地面积少等优点，是处理中小水量废水，特别是间歇排放废水的理想工艺，并在缫丝废水处理中得到了广泛的应用。

　　综合以上分析，本工程设计借鉴同类缫丝生产企业项目废水处理设计实例，采用“气浮-水解酸化-UASB-SBR”为主体的处理工艺，具体的工艺流程图见图1所示：

　　汰头废水首先进入初沉调节池，其中丝胶、丝素、粗蛋白和破碎的蛹体等将大部分被沉淀去除，并调节pH至7~9之间，初沉调节池出水经加压水泵打入压力溶气罐，随回流澄清液加压打入气浮池，并加入PAC和PAM作为混凝剂，达到进一步去除悬浮物和油脂类的目的。气浮池出水流入水解酸化池，通过兼氧微生物的水解、酸化作用将废水中的大分子、难生物降解的有机物水解转化成小分子、易生物降解的溶解性有机物，提高废水的可生化性，同时去除部分COD、BOD，并在一定程度上起到均化水质的作用。水解酸化池出水经泵提升至UASB厌氧反应器，通过厌氧颗粒污泥的降解和转化，将废水中的大部分有机质降解为CH4、CO2、H2O或转化为细胞体，有效降低废水的COD和BOD指标。UASB出水自流至调节池内。

　　缫丝废水、煮茧废水和生活废水一起进入到格栅井，经过格栅拦截去除废水中的大颗粒物质及漂浮物后进入调节池，在调节池中和UASB出水混合均化水质后，进入SBR池，在进水阶段，废水进入反应池通过搅拌器与活性污泥充分混合，活性污泥中的微生物开始吸附废水中的有机物;通过曝气，活性污泥开始降解废水中有机物，同时硝化反应开始，将废水中氨氮转化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，废水COD、BOD和氨氮等指标降低;曝气停止后开始沉淀，随着溶解氧的不断消耗，系统逐渐由好氧阶段转入缺氧阶段，最后到厌氧阶段，反硝化脱氮开始。最后SBR上清液通过滗水器达到《缫丝工业水污染物排放标准》(GB28936-2012)表1排放浓度要求后排出。

　　初沉调节池中沉渣主要为丝胶、丝素、粗蛋白和破碎的蛹体等，经过处理可分类提取;气浮池浮渣和UASB及SBR剩余污泥在污泥浓缩池内经过重力浓缩后，由污泥泵送入污泥脱水机进行脱水，产生的泥饼外运处置。污泥浓缩池的上清液和污泥脱水机脱出的污水回流至前端水解酸化池与汰头废水混合后再处理，避免产生二次污染。

　　本工程将汰头废水和煮茧废水、缫丝废水以及生活废水分开处理，使废水中的丝胶蛋白得以分类提取，减少污染物排放的同时产生了一定的经济效益;利用水解酸化池较好的抗冲击负荷能力以及UASB的高有机负荷，有效应对汰头废水的处理。SBR池工艺流程简单，处理效果好，运行方式灵活，污泥性质稳定易分离，无需二沉池和污泥回流设备，基建费用低，占地面积少。

　　3.2 主要构筑物及设计参数

　　3.2.1 初沉调节池

　　设两池，两池合建，分别用于汰头废水的沉淀和pH值调节，汰头废水设计流量为60m3/d，按2.5m3/h计，沉淀和调节时间均为6小时，初沉调节池尺寸为4.0m×2.5m×4.0m，超高1.0m，有效水深3.0m，有效容积30.0m3;

　　3.2.2 气浮池

　　采用加压溶气气浮方式，气浮池处理能力3m3/h，并配置加压溶气罐1个，空压机2台(1用1备)，PAC、PAM加药泵各1台。

　　3.2.3 水解酸化池

　　设计水力停留时间为12h，有效容积30.0m3，尺寸3.0m×2.5m×4.5m，有效水深4.0m，超高0.5m。底部设布水器和生物填料，水流由下向上流方式。

　　3.2.4 UASB厌氧反应器

　　采用碳钢罐体，尺寸为Φ4.2m×7.0m，有效容积83m3，水力停留时间30h，有效水深6.0m，COD容积负荷为6kgCOD/(m3·d)，内设三相分离器，外置循环泵。

　　3.2.5 调节池

　　缫丝废水、煮茧废水和生活污水和UASB出水合计580m3/d，按25m3/h计，设计水力停留时间6h，尺寸为10.0m×5.0m×4.0m，超高1.0m，有效容积150m3;在池底设集水坑，水池底以i=0.01的坡度坡向集水坑，集水坑内设2台自动搅匀潜污泵，一用一备，型号为WQ50-27-15-2.2，水泵基本参数为：流量Q=27m3/h，扬程H=15m，功率为N=2.2kw。

　　3.2.6 SBR池

　　设计流量为580m3/d，尺寸为16.0m×8.0m×6.0m，有效水深5.0m，超高1.0m，有效容积610m3，分成4格，每日运行周期数为3，设置滗水器4台，鼓风机3台(2用1备)，池底采用微孔曝气盘曝气。

　　3.2.7 污泥浓缩池

　　污泥浓缩池设置2座，单池尺寸为5.0m×2.5m×5.5m，超高1.0m，配套G40-1污泥输送泵2台，流量5m3/h，扬程为30m，功率1.5kw。

　　4、运行结果及分析

　　4.1 系统运行

　　本工程经调试完成，投入运行3个月后，该处理系统出水基本稳定达标。此时对整个处理系统各处理段出水水质进行取样检测，主要分析该系统对CODcr、BOD5及NH3-N处理情况，CODcr、BOD5和NH3-N出水浓度如图2-图4所示：

　　从图2~4中可以看出，经过连续7d对各处理段出水取样分析，在汰头废水进水CODcr、BOD5和NH3-N平均浓度为11200mg/L、5172mg/L和139mg/L的情况下，经过气浮+水解酸化+UASB工艺处理后，出水CODcr、BOD5和NH3-N平均质量浓度为为2065mg/L、861mg/L和84mg/L，UASB出水经过与缫丝、煮茧和生活废水混合调节后，经过SBR处理后，出水CODcr、BOD5和NH3-N平均浓度为为84mg/L、31mg/L和14mg/L，稳定达到《缫丝工业水污染物排放标准》(GB28936-2012)表1排放浓度限值要求。

　　另外，UASB池和SBR池对CODcr、BOD5均有较高的去除率，UASB对CODcr去除率达到74%左右，对BOD5去除率达到80%左右;SBR对CODcr去除率达到76%左右，对BOD5去除率达到80%左右。并且整个处理系统具有一定的抗冲击负荷能力，运行稳定。

　　4.2 运行费用

　　本废水处理设施的运行费用主要包括药剂费、电费、污泥处理费、设备检维修费和人工费用等。

　　(1)药剂费：药剂费主要是PAC、PAM和酸液的费用，根据实际使用情况，费用约为0.33元/m3。

　　(2)电费：本工艺系统使用功率总数为52.6kW，每日使用电量为1262.4kW·h，平均电价0.8元kW·h，处理每m3废水电费为：1262.4×0.8÷580=1.74元/m3。

　　(3)污泥处理费：根据实际情况，费用为0.30元/m3。

　　(4)检维修费：每年对水泵、风机等设备的维护费用按照3.5万元考虑，维护费用为0.24元/m3。

　　(5)人工费：主要是操作分析人员的工资部分，定员3人，工资以3000元/月计，折合人工费为0.74元/m3。

　　(6)总费用：该废水处理设施日常处理费用为：0.33+1.74+0.30+0.24+0.74=3.35元/m3。

　　5、结论

　　(1)采用“气浮+水解酸化+UASB+SBR”工艺对缫丝生产废水具有较好的处理效果，通过将高浓度汰头废水与其它低浓度煮茧废水、缫丝废水、生活废水等分开处理，可以利于废水中丝胶蛋白的分类提取和吸收，产生一定的经济效益的同时，出水稳定达到《缫丝工业水污染物排放标准》(GB28936-2012)表1排放浓度限值要求。

　　(2)在缫丝企业实际生产中，汰头废水水质有一定的波动，前段采用水解酸化+UASB有效解决的了该问题，对废水冲击负荷有一定的缓冲能力。

　　(3)UASB出水进入调节池通过与缫丝、煮茧废水和生活废水。(来源：中检集团理化检测有限公司)