Pamuklu Dokuma ve Tekstil Atıksularının Arıtılması

Shenzhen'deki birkaç baskı ve boyama fabrikası eskiden Shenzhen Çevre Koruma Bürosu'nun odak noktasıydı. Bunların hepsi yerel hükümet tarafından tanıtılan yabancı finansmanlı projelerdi. Fabrikalar inşa edildiklerinde kanalizasyon arıtma tesisleri ile donatılmışlardı. Ancak geri teknoloji, eskiyen tesisler, kötü yönetim ve üretimin artması nedeniyle kanalizasyon deşarjı standardı aşarak Mipeng Körfezi'nin sularını ciddi şekilde kirletti. Shenzhen Belediyesi Çevre Koruma Bürosu, tekstil fabrikalarından birini arıtma için erken öneri olarak seçti. Arıtma projesi 1996'dan 1997'nin sonuna kadar bir yıldan fazla sürdü. 1998'deki sürekli operasyondan bu yana, atık suyun kalitesi istikrarlı ve standartlara uygun olmuştur. Shenzhen Belediyesi Çevre Koruma Bürosu bunu örnek bir proje olarak tavsiye etmiştir.

Tekstil fabrikası Hong Kong'da büyük ölçekli, tamamına sahip olunan bir kuruluştur. Toplam 200 milyon Hong Kong doları yatırımla 1991 yılında Hong Kong'dan taşınmıştır. Eğirme, boyama ve dokumayı entegre eder. Ürün denimdir. Atık su esas olarak boyama fabrikasından gelir ve ana bileşenleri indigo tozu (kireç, boyarmadde ve manyok unu dahil) ile NaOH ve düşük sodyum sülfattır. Atıksu hacmi yaklaşık 1000m3/gün'dür. Normal koşullar altında atık su kalitesi Tablo 1'de gösterilmektedir.

Tablo 1 Atık su kalitesi

Bu prosesin tasarım arıtma kapasitesi 1000m3/gün'dür ve ilk üretime geçtiğinde su hacmi 300m3/gün'dü ve daha sonra kademeli olarak 1000m3/gün'e çıkarıldı, ancak atık su kalitesi giderek kötüleşti ve kroma ve CODCr standardı ciddi şekilde aştı. Bunun ana nedenleri aşağıdaki gibidir:

1) Tasarım sırasında ham su kalitesi düşük tahmin edilmiştir. Ham suyun CODCr değeri başlangıçta 700-1 300 mg/L olarak tasarlanmıştı, ancak şu anda ham suyun CODCr değeri 1000-2000 mg/L'dir.

2) Her ikisi de 13 m çapında ve 2,5 m yüksekliğinde olan iki dairesel biyolojik filtre, merkezi bir su dağıtım sistemi ile donatılmıştır. Bu filtreler 10 cm büyüklüğünde taşlarla doludur ve tabanlarında doğal oksijenlenme için havalandırma delikleri vardır. Ancak, anaerobik hidroliz tankının düşük oksijen seviyeleri ve yüksek atık su konsantrasyonu nedeniyle, biyofiltrenin içi anaerobik hale gelir. Bu da anaerobik çamurun taşlar arasındaki boşlukları tıkamasına ve su akışının bozulmasına neden olur. Sonuç olarak, aerobik biyofiltrenin verimliliği düşer ve ikincil biyofiltre yalnızca 30% ila 40% organik maddeyi ayrıştırır.

Daha vasıflı yönetim personeline ihtiyaç vardır ve işletme çalışanlarının kalitesi daha iyi olabilir.

Jiede Tekstil Fabrikası reform yaparken üretim yöntemini benimsemiştir. İkincil biyofiltredeki organik madde bozunma oranı sadece 30% ila 40% olduğundan ve sivrisinek ve sinek ürettiğinden, ikincil biyofiltrenin kaldırılması ve yerine biyolojik temaslı oksidasyon havuzunun konulması için mevcut anaerobik hidroliz havuzunun kullanılmasına karar verilmiştir. Ancak, anaerobik hidroliz tankının KOİ giderim oranı sadece 10% ila 20%'dir ve sonraki arıtma yapılarına büyük bir yük getirilecektir. Biyokimyasal dönüşüm sırasında kirliliği azaltmak için, yükü azaltmak amacıyla anaerobik hidroliz tankının önüne bir dizi fiziksel ve kimyasal arıtma ekipmanı (yani kimyasal pıhtılaşma ve çökeltme) eklenir.

Bu dönüşüm projesinin güçlü uygulanabilirliği nedeniyle, aslında üretim, araştırma ve planların formüle edilmesini içeren bir dönüşüm sürecidir. Fiziksel ve kimyasal arıtma süreci belirlenirken öncelikle çok sayıda kimyasal koagülasyon ve renk giderme testleri yapılmıştır. Demir sülfat, su arıtma maddesi, poli alüminyum ve demir klorür için geleneksel yöntem kullanılarak ana hedef kroma ve KOİ'yi gidermektir. Küçük testlerle, demir sülfatın fabrikamızın renk giderme etkisi ve KOİ giderimi için uygun olduğu belirlenmiştir. Dozaj 800-1000mg/L ve pH aralığı 9.5-11 arasındadır.

Fiziksel ve kimyasal arıtma sürecinin çeşitli parametreleri: tasarım debisi Q 1000m3/gün; her biri 80m3/saat Q′ değerine sahip iki kaldırma pompası; her biri 800mm L ve 250mm D dış boyutlarına sahip iki statik karıştırıcı; 20 dakika tasarım kalma süresine sahip 1.5m×1.5m×4m boyutlarında iki mekanik reaksiyon tankı; 5m×5m-galvanizli boru alanına sahip bir eğimli tüp çökeltme tankı.

Fiziksel ve kimyasal arıtmadan sonra, ortalama kroma giderim oranı 60%'ye ulaştı ve ortalama KOİ giderim oranı 40%'den fazla oldu ve bu da hedefe ulaştı. Demir sülfat eklendikten sonra çamur üretimi büyük ölçüde artmıştır. Mevcut çamur depolama tankı yalnızca hava flotasyon tankının kazıma ve çamur tahliyesini karşılayabilir, bu da eğimli tüp çökeltme tankında biriken çamurun zamanında tahliye edilememesine neden olur. Bu fiili duruma göre, fabrika başka bir plaka ve çerçeve filtre presi satın aldı.

Fiziksel ve kimyasal arıtmadan sonra çıkış suyu stabildir. Dozaj ve pH kontrolü koşulları altında, çıkış suyu KOİ'si 600 ila 900 mg/L arasındadır. Biyokimyasal dönüşüm sırasında, standart deşarjı aşan bir işlemdir.

Dönüştürülecek ana yapılar ve ekipmanlar:

1) Düzenleme havuzu. Ham su düzenleme havuzunun etkin kalma süresi 8 saat olacak şekilde tasarlanmıştır ve tüm düzenleme havuzunun boyutu 20m×10m×2.5m'dir ve içinde altı ızgara bulunur. Ayarlama tankına ulaşmadan önce ham su, pH seviyesini 7-9 arasında tutmak için demir sülfatın eklendiği dar bir kanaldan akar. Atık su, ayar tankında ön çökeltme işlemine tabi tutulur. Her yıl, Bahar Bayramı tatili sırasında, tekstil fabrikası tankın dibinde biriken çamuru çıkarır ve taşır.

2) Anaerobik hidroliz tankı. Dikdörtgen şeklinde, 10m×7.5m×5m boyutlarında ve 10 saat etkin kalma süresine sahiptir. İki sete bölünmüştür ve her birinde hidroliz tankında aralıklı su dağıtımından sorumlu bir darbeli su dağıtıcısı vardır. Bu sistem aynı zamanda anaerobik tankın çalkalanmasına ve durulanmasına da hizmet eder. Anaerobik tank içinde atık su üç katmana ayrılır: çamur, yapışkan ve temiz su. Çalkalama işlemi suyun durgunlaşmamasını ve akışın kesilmemesini sağlarken, durulama işlemi yapışkan tabakada tıkanmayı önlemeye yardımcı olur. Anaerobik tankta eğik plakalı bir yapışkan katman bulunur ve anaerobik hidroliz tankında su dağıtımı için delikli bir tank kullanılır.

3) oksidasyon havuzu ile temas. Orijinal biyolojik filtrenin yerine inşa edilmiştir, dış boyutları 20m×15m×4.5m'dir, üç koridor kullanılır, içinde yarı yumuşak dolgu maddesi (kalınlık 3m) asılıdır. Dolgu maddesi temas süresi 20 saattir, tabanı mikro gözenekli havalandırma başlığı ile donatılmıştır, hava-su oranı 15:1'dir ve tanktaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu testten sonra 3.8mg/L'dir.

4) Çökeltme tankı. Dikey akış tipinde, kare şeklinde, 6 m × 5 m × 5 m boyutlarındadır. Su, havuzun orta üst kısmından girmekte ve zikzak toplama tankından çıkmaktadır. Dikey akışlı çökeltme tankının birincil amacı, oksidasyon tankından dökülen biyofilmi çökeltmek ve etkileşime sokmaktır. Arıtılan su daha sonra koagülasyon hava flotasyon tankına gider. Tüm çökelmiş çamur, besin maddelerini yenilemek için anaerobik hidroliz tankına yönlendirilirken, çamur depolama tankına giden orijinal olarak tasarlanmış çamur tahliye borusu bozulmadan kalır.

5) Koagülasyon hava flotasyon tankı. Ayrıca, çökeltme tankında batırılarak çıkarılamayan ince parçacıkları çıkarın ve bir su arıtma maddesi ekleyin. Su arıtma maddesi, Guangdong Eyaleti, Nanhai Şehrindeki Shizhong Kimya Fabrikası tarafından sağlanan açık sarı bir sıvıdır. Hurda alüminyum, hurda demir ve konsantre sülfürik asitten yapılmıştır. Ana bileşeni, pH değeri 2,3 ila 3 olan üç değerlikli bir demir ve alüminyum tuzudur. Dozajlama işleminin ardından atık su, bölümlenmiş reaksiyon alanı üzerinden hava flotasyon bölgesine geçer. Yüzen döküntüler çamur depolama tankına yönlendirilir ve burada bir plaka ve çerçeve filtre presinden geçirilerek ihracata hazır sıkıştırılmış bir çamur keki elde edilir. Arıtılmış su daha sonra ölçülür ve doğrudan denize bırakılır.

Temaslı oksidasyon havuzundaki film olgunlaştıktan sonra fiziksel ve kimyasal arıtma ekipmanı durdurulacaktır. Shenzhen Çevre Koruma Bürosunun deşarj çıkışındaki gündüz ve gece izleme sonuçları için Tablo 2'ye bakınız.

Tablo 2 İzleme verileri

Tarih	Örnekleme noktası	Analiz Projesi
		pH	CODcr (mg/L)	SS(mg/L)	Chroma(times)	Sülfür (mg/L)
9 Eylül	toplam çıkış	7.14	105	18.3	64	0.03
12 Eylül	toplam çıkış	6.26	147	12	32	0.02
13 Eylül	toplam çıkış	6.78	41.3	5.3	32	0.01
19 Eylül	toplam çıkış	7.52	87.7	9.5	32	0.01
20 Eylül	toplam çıkış	7.03	93.3	23	32	0.01

İki yıllık sürekli işletimden sonra, izleme verileri standart işletime uygun olduğunu ve arıtma projesinin başarılı olduğunu göstermektedir. Aşağıdaki deneyimler ve sonuçlar da bundan çıkarılmıştır:

1) Biyolojik filtreler, yüksek konsantrasyonlu baskı ve boyama atık sularının aerobik olarak arıtılması için ideal değildir. Biyofiltre enerji tasarrufu ve kullanım kolaylığı gibi avantajlar sunsa da, organik maddenin yalnızca 15% ila 40%'sini ayrıştırarak verimliliğinden ödün verir. Ayrıca, sivrisinek ve sinekler için bir üreme alanı haline gelir. Aşırı yüklendiğinde, biyofiltre anaerobik hale gelir ve çamurun gözeneklerini tıkamasına ve havalandırmayı engellemesine neden olur. Tıkanmış bir filtre malzemesini temizlemek zorlu bir görev haline gelir.

2) Biyokimyasal arıtmada hidroliz tankı çok önemli bir rol oynar. Kroma için giderim oranı genellikle 40% ila 70%'dir ve KOİ için giderim oranı sadece 10% ila 20%'dir, ancak atık suyun biyolojik olarak parçalanabilirliğini artırabilir. Temaslı oksidasyon tankı için spesifikasyonlar belirlenmeden önce, biyofiltreden gelen filtre malzemesi ve anaerobik tanktan gelen atık su kullanılarak bir laboratuvar oksijen tüketimi testi yapılmıştır. Bulgular, uzun bekleme süresi ile KOİ giderim oranının 90%'yi aşabileceğini ortaya koymuştur. Bu, anaerobik hidroliz tankından çıkan deşarjın yüksek biyolojik parçalanabilirliğe sahip olduğunu ve sonraki biyokimyasal süreçlerde optimum koşulların önünü açtığını göstermektedir.

3) Yüksek konsantrasyonlu ve güçlü alkaliniteye sahip bu tür baskı ve boyama atık suları için, biyokimyasal arıtmadan önce nötralize edilmesi gerekir. Demir sülfat bu tür baskı ve boyama atık sularını benzersiz bir şekilde etkiler. Ön arıtma, kromanın bir kısmını giderebilen ve KOİ'yi 900mg/L'nin altına düşürebilen demir sülfat ekleme yöntemini benimser.

4) Film oluşumu ile oksidasyon tankına temas ettikten sonra, dolgu üzerindeki mikroorganizmalardan oluşan besin zinciri biyofilmin dengesini koruyabilir ve çöken çamurun tamamı anaerobik hidroliz tankına geri gönderilir. Koagülasyon hava flotasyon tankı, modifikasyondan önceki 7-8m3/gün'e kıyasla sadece yaklaşık 1m3/gün çamur üretmektedir. Bu, çamur hacminde yaklaşık 87%'lik bir azalma anlamına gelir ve çamur arıtma sistemi üzerindeki yükü önemli ölçüde hafifletir.

5) Temaslı oksidasyon tankı üç koridora bölünmüştür. Daha sonraki operasyon sırasında, ilk koridorun anaerobik bir bölüm haline getirilmesi için havalandırmanın durdurulması durumunda, atık suyun CODCr'sinin sadece hafifçe yaklaşık 140mg / L'ye yükseleceği ve kroma yaklaşık 50 kat olacağı bulunmuştur. Bu şekilde, gerçek aerobik kalma süresi 14 saate düşürülerek bir yandan enerji tüketiminde tasarruf sağlanırken, diğer yandan gelecekte işleme kapasitesinin genişletilmesi için çok uygun bir koşul yaratılmaktadır.

Destekleyici inşaatta kanalizasyon arıtma yatırımı 900.000 yuan, yenileme projesi yatırımı 1,2 milyon yuan ve toplam proje yatırımı 2,1 milyon yuan'dır. 1000m3/gün su hacmi için proje yatırım maliyeti 2,100 yuan/m3'tür. İşletme maliyetleri için Tablo 3'e bakınız.

Tablo 3 İşletme maliyetleri

Seri numarası	Maliyet kalemi	Arıtılmış su hacmi (m3)	Toplam maliyet (yuan)	Açıklama
1	maaş	348956	66000	Bu tabloda amortisman dikkate alınmamıştır. Fabrika elektrik üretmek için kendi olefinlerini üretmektedir. Her vardiyada 1 kişi, laboratuvarda 1 kişi ve monitör olarak 1 kişi olmak üzere üç vardiya halinde çalışan toplam 5 operatör vardır.
2	çalışan hakları		3000
3	Sosyal Güvenlik		600
4	diğer ücretler		3000
5	hi̇zmet ücreti̇		283000
	Bunlardan: elektrik ücreti		135000
	eczane ücreti		98000
	bakım ücretleri		12000
	çamurlu kek nakli̇yesi̇		28000
	havuz taramasının ayarlanması		10000
	toplam		355600