安吉竹制品生产废水处理工艺研究--以逢春污水处理厂为例

2024年3月12日发(作者：)

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摘要

安吉县各竹制品企业生产废水基本上是简单处理后外排，处

理效果较低，对周围环境造成很大程度污染，一直以来是安吉县

竹制品行业最大的环境问题。竹制品废水具有有机物浓度高、pH

值低、带有一定色度等特点。本文对竹制品废水处理进行了实验

室小试实验，在此基础上，基于安吉县竹制品废水的特点，提出

了可行的处理工艺。

针对化学需氧量（COD

）26000mg/L、生化需要量（BOD）

2000mg/L、悬浮物（SS）300mg/l，色度 2000，pH 3.5 的竹制

品蒸煮废水，分别通过静态厌氧处理试验、动态厌氧处理试验、

好氧处理试验，发现试验该污水生化性较好，可采用生化法进行

处理，主体工艺宜采用“厌氧－好氧生化”工艺。

在实验室小试研究工艺路线基础上，设计了竹加工废水处理

工程方案，采用“酸化-厌氧-加药-两级生化好氧-二沉-砂滤-活

性炭吸附”的工艺流程处理后，出水水质为 COD

20-60 mg/L、

-N 9-14 mg/L、pH 6~9。

本论文研究结果表明，竹加工废水经“厌氧－好氧－吸附”

处理后，能达到GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准。

关键词：竹制品废水，有机物，污染，安吉县

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Treatment of wastewater from Production

of bamboo wares in Anji County, Zhejiang,

In case study of the Fengchun sewage

treatment plant

ABSTRACT

The bamboo industry wastewater is directly

discharged after simple treatment in Anji county. It

causes much pollution to the environment. It has been

largest environmental problems of the bamboo products

industry's in Anji. The bamboo industry wastewater has

characteristics with high concentration of organic

matters, low pH value, and a certain chromaticity, etc.

The work investigated treatment of the bamboo industry

wastewater by the laboratory experiment. The feasible

treatment process was recommended according to the

study results and , based on the characteristics of

bamboo production wastewater in Anji county.

For the bamboo cooking wastewater with the

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characteristics of chemical oxygen demand (COD

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) 26000 mg/L, biochemical oxygen demand (BOD) 200

0mg/L, suspended solids (SS) 300 mg/l, chroma 2000, pH

3.5, it was observed that the static anaerobic

treatment, dynamic anaerobic treatment, aerobic

treatment had obvious effect on the removal of

those pollutants. The results indicated that

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the

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sewage had characteristics of easy biodegradability and

can be treated by biochemical processing. The

‘anaerobic - aerobic biological’ processes can be

adopted as the core of treatment process.

According to the laboratory study results, it was

designed that the engineering and processes of bamboo

industry wastewater treatment. The processes of

‘acidification – anaerobic treatment - aerobic

treatment with two stages - secondary sedimentation -

sand filter - activated carbon adsorption’ were used

to deal with bamboo industry wastewater. The treated

water quality were as follows, COD

20-60 mg / L, NH

-N

9-14 mg / L, pH 6 ~ 9.

The results of the work showed that quality of the

treated bamboo industry wastewater met the requirement

of first grade of GB8978-1996 (Integrated Wastewater

Discharge Standard).

KEY WORDS: bamboo industry wastewater (BIWW), organic

pollutants, pollution, Anji County

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目

录

第 1 章前

言.........................................................

.................................... - 1 -

1.1 选题背

景................................................................

................................ - 1 -

1.2 课题研究内容及研究意

义................................................................

.... - 2 -

1.2.1 研究内

容..............................................................

............................ - 2 -

1.2.2 研究意

义..............................................................

.............................. - 2 -

第 2 章文献综

述.................................................................

............................ - 3 -

2.1 竹制品企业在安吉的分

布................................................................

.... - 3 -

2.1.1 天荒坪

区..............................................................

............................ - 3 -

2.1.2 报福-孝丰镇

区..............................................................

.....................- 3 -

2.1.3 昆铜

区..............................................................

................................ - 4 -

2.1.4 递铺

区..............................................................

................................ - 4 -

2.1.5 杭垓

区..............................................................

.................................. - 4 -

2.2 目前竹制品生产工艺及产污分析

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........................................................ - 4 -

2.2.1 产污分析方

法..............................................................

................... - 4 -

2.2.2 一般工艺流

程..............................................................

................... - 5 -

2.2.3 竹地板生产工艺及产污分

析.......................................................... - 5

2.2.4 拉丝生产工艺及产污分

析..............................................................

.. - 5 -

2.2.5 竹浆生产工艺及产污分

析..............................................................

- 6 -

2.3 竹制品废水的来源及水质特

性............................................................ - 6

2.4 高浓度有机废水处理方

法................................................................

.... - 7 -

2.4.1 萃取用于高浓度有机废水处

理..................................................... - 7 -

2.4.2 膜技术用于高浓度有机废水处

理................................................. - 8 -

2.4.3 吸附用于高浓度有机废水处

理..................................................... - 9 -

2.4.4 离子交换用于高浓度有机废水处

理............................................... - 9 -

2.4.5 生物法用于高浓度有机废水处

理................................................. - 9 -

2.4.6 超临界氧化技术用于高浓度有机废水处

理................................. - 10 -

2.4.7 Fenton-生物处理联用技术用于高浓度有机废水处

理.................. - 11 -

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2.5 竹制品加工企业废水处理方法的研究进

展.......................................- 11 -

第 3 章竹制品废水处理工艺实

验............................................................... -

14 -

3.1 试验方

法...............................................................

............................... - 14 -

3.1.1 废水来源及其采样方

法.............................................................

... - 14 -

3.1.2 厌氧试验

段.............................................................

....................... - 14 -

3.1.3 好氧试验

段.............................................................

....................... - 14 -

3.1.4 污泥接

种.............................................................

........................... - 15 -

3.2 采

样...............................................................

....................................... - 15 -

3.2.1 静态厌氧试

验.............................................................

..................... - 15 -

3.2.2 动态厌氧试

验.............................................................

..................... - 15 -

3.3 分

析...............................................................

......................................... - 16 -

3.3.1 主要分析项目目的及分析参

数......................................................- 16 -

3.3.2 分析方

法.............................................................

............................. - 16 -

3.4 结果与讨论

............................................................

.................... - 16 -

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3.4.1 静态厌氧试

验.............................................................

..................... - 16 -

3.4.2 动态厌氧试

验.............................................................

..................... - 19 -

3.4.3 好氧试

验.............................................................

............................ - 28 -

3.4.4 加药试

验.............................................................

............................ - 29 -

3.5 小

结.............................................................

....................................... - 29 -

第 4 章污染治理工程研

究.................................................................

.......... - 30 -

4.1 工程依

据...............................................................

................................. - 30 -

4.1.1 法规与标

准.............................................................

......................... - 30 -

4.1.2 污水水质与水

量.............................................................

................. - 30 -

4.1.3 设计出水水质要

求.............................................................

............. - 30 -

4.2 内容和范

围...............................................................

............................. - 31 -

4.3 工程估算原

则...............................................................

......................... - 31 -

4.4 污水处理工

艺...............................................................

......................... - 32 -

4.4.1 工艺流

程.............................................................

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............................. - 32 -

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4.4.2 工艺说

明.............................................................

............................. - 32 -

4.4.3 工艺预期处理效

果.............................................................

............. - 33 -

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4.5 主要构筑物及设

备..............................................................

............... - 34 -

4.6 总平面与污水处理站区布

置..............................................................

- 37 -

4.6.1 污水处理站占地面

积..............................................................

........ - 37 -

4.6.2 污水处理道路和管道布

置..............................................................

- 37 -

4.7 建筑与结

构...............................................................

........................... - 37 -

4.7.1 设计依

据..............................................................

............................ - 37 -

4.7.2 结构设

计.............................................................

............................ - 37 -

4.7.3 建筑材料和施工条

件..............................................................

........ - 38 -

4.8 供配

电...............................................................

................................... - 38 -

4.9 污水处理站投资估

算...............................................................

........... - 38 -

4.9.1 土建部

分..............................................................

............................ - 38 -

4.9.2 设备器材及安装部

分..............................................................

........ - 39 -

4.9.3 污水处理厂工程投资费

用..............................................................

- 41 -

4.10 竹制品废水处理具体措施

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..................................................................

- 42 -

4.10.1 竹制品废水运

输..............................................................

.............. - 42 -

4.10.2 建立污水收集

池..............................................................

.............. - 42 -

4.10.3 污水处理厂设置配水

池..............................................................

.. - 43 -

4.10.4 污水处理费

用..............................................................

.................. - 43 -

4.11 工程运行数据分

析................................................................

............ - 44 -

第 5 章治理方案及其实

施.................................................................

.......... - 46 -

5.1 治理方案实

施...............................................................

....................... - 46 -

5.1.1 镇政府职

责..............................................................

......................... - 46-

5.1.2 各部门职

责..............................................................

........................ - 46 -

5.2 治理主要措

施...............................................................

....................... - 47 -

5.3 治理费

用...............................................................

............................... - 48 -

5.3.1 生态补偿机制的成

效.............................................................

........ - 48 -

5.3.2 污水处理费用收

取.............................................................

............ - 48 -

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5.4 治理方案的主要措

施...............................................................

........... - 48 -

5.5 事故风险防范对

策................................................................

.............. - 49 -

第 6 章结

论.................................................................

.................................. - 50 -

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参考文

献.............................................................

.................................. - 51 -

致

谢...........................................................

................................................ - 56 -

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第 1 章前言

1.1 选题背景

苏东坡曾说过“宁可食无肉，不可居无竹”，竹乃雅贤之士共同的喜好。竹子

制作的工艺品和竹笋加工食品已经渗透到居民的日常生活。安吉县是著名的“竹乡”，

是国家命名的“中国毛竹之乡”和“中国竹子之乡”。安吉县是全国最大的竹产地，

竹类生产与加工产值居全国之首。该县位于浙江省西北部，是长江三角洲经济区迅

速崛起的一个对外开放地区，北靠天目ft，面向沪、宁、杭。竹子是其最大的特产，

毛竹蓄积量和商品竹均名列全国第一。丰富的竹资源不仅给安吉人民带来了经济的

发展，同时也给安吉县创造了一个良好的生态环境，使安吉县成为远近闻名的“全

国生态示范县”。近年来，安吉县的竹制品加工业发展迅速，成为安吉县的重要经

济支柱。由于竹加工企业，特别是粗加工企业，其投资成本低、操作简单、管理方

便，因此，竹加工企业在安吉县形成了星罗棋布的格局，全县分布有数百家大大小

小的竹加工企业，为当地农民致富起到了重要作用。

目前安吉县有部分企业仅对竹材进行切削、编织等机械加工，不产生废水。但

是竹地板业、拉丝业、白竹蒸煮与染色等企业产生的废水浓度高、污染大。蒸煮废

水、碱浸废水（包括竹浆废水）、清洗废水和染色废水等四大主要的竹制品废水都

必需经处理达标后才能排放。目前，安吉县各竹制品企业生产废水基本上是简单处

理后外排，处理效果较低，对周围环境造成很大程度污染，一直以来是安吉县竹制

品行业最大的环境问题。近年来，安吉县确立了“生态立县”的发展战略，提出了

“打造生态经济强县、生态文化大县、生态人居名县、建设现代化生态县”的战略，

治理竹产业所产生的污染也成为安吉县环保工作的重点之一。但对于竹制品废水的

产生、分布、特性等了解不多，因此，有必要对竹产业的发展、产污情况、废水特

点等进行调查了解，并通过实验研究，为该类废水的处理工艺、管理模式等提供基

础资料。

1.2 课题的研究内容及研究意义

1.2.1 研究内容

（1）竹加工企业污染源调查

对竹制品生产过程中污染产生情况进行调查，掌握安吉县竹制品加工废水产生

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的环节、废水水质特性等具体信息，为废水的工程化处理提供相应的技术参数。

（2）提出可行的处理工艺，并进行比较论证。

（3）基于实验室小试研究，提出切实可行的处理方案。

（4）以安吉县逢春污水处理厂为例，对处理方案工程运行数据进行分析。

1.2.2 研究意义

通过讨论目前各种工艺对竹制品废水进行处理的效果，在此基础上，通过实验

室小试，基于安吉县竹制品废水的特点，提出可行的处理工艺流程，并且设计可行

的工程方案，为今后竹制品废水工程化处理提供科学的指导依据。

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第 2 章文献综述

2.1 竹制品企业在安吉的分布

由于安吉县竹林面积大、产量高，催生的竹加工企业也非常多。几乎每个行政

村都有数家竹制品企业，形成了规模不一的企业群。企业的分布与竹子的地理分布

有密切关系。企业主要分布在天荒坪、报福、孝丰、昆铜、递铺、杭垓几个大区域

内，不同区域其产业特色不同，形成了安吉县各具特色的竹产业区块（详见附图 1）。

2.1.1 天荒坪区

该区域包括天荒坪镇及ft川、港口，是安吉县竹加工企业最为密集的区域，仅

该镇区就有七十余家加工企业。这一区域竹加工以拉丝为主，所有企业都有蒸煮工

段，主要废水为H

蒸煮废水。由于拉丝企业投资少、见效快，企业数量众多，但

规

模通常较小。其次为竹半成品的染色工段，这些企业数量不多，但产生的废水中污

染物具有毒性，主要染色剂为硫酸铜和各类分散染料。目前该地区的生产废水直接

渗入地下。由于企业密集、排污量大，天荒坪镇区地下水已被严重污染，导致整个

镇区地下水已无法使用，甚至出现饮用水水荒等问题。竹胶板、地板业也是该区域

的特色产业。这些企业数量不多但都是规模较大的企业，资金力量在竹加工企业中

是最雄厚的。这类企业产生的废水主要来自于制胶车间，污染物为酚等有机物为主。

由于这些企业资金力量强、企业规模大，其废水为企业自建污水处理系统处理。

2.1.2 报福-孝丰镇区

这一区域有各类竹加工企业近百家。报福一带的企业类型主要是拉丝，与天荒

坪相似，但规模没有天荒坪大，主要以小型拉丝企业为主，但有较多的染色企业。

由于企业规模小，无能力处理这类废水，同时该地区无竹制品废水处理站，生产废

水都渗入地下，对地下水已造成严重污染。孝丰的竹加工企业主要集中在孝丰镇工

业园区，大部分企业加工原材料来自小型企业生产的半成品，污水产量相对较少。

该工业园区的污水进入管网排入安吉县污水处理厂处理，对周边环境污染影响较小。

2.1.3 昆铜区

该区域包括昆铜乡、晓墅及溪龙一带，该地区生态环境极好，水质清澈，是梅

溪镇乐平水厂的取水水源，该水厂提供梅溪、晓墅、溪龙三地生活与生产用水。该

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区域现有竹加工企业百余家。昆铜乡盛产小竹，竹品种极多，有“百竹之乡”之称。

这一区域竹产业特色以白竹加工为主，产品主要出口日本。该区域竹加工企业规模

大小不一。有小至家庭作坊式的加工厂，也有投资千万的加工企业。加工过程中的

蒸煮段有高浓度有机废水产生。目前该区域没有处理措施，废水直接排入河道。其

下游即为乐平水厂取水口，对该地区的饮用水是一个重大威胁。

2.1.4 递铺区

该区域有大量竹加工企业，但大部分近镇区的加工企业为购入半成品再加工企

业，不产生生产废水。只有在离镇较远的三官、安城等地有拉丝、染色企业，产生

蒸煮废水与染色水，该废水尚未加以处理。塘埔工业园区也有一定数量的竹加

工企业，但无废水产生。

2.1.5 杭垓区

杭垓区为安吉县饮用水水源保护区，该地区盛产毛竹。这一区域内有五十家竹

制品厂，以拉线为主，少量染色，但这一区域内有大量笋干加工企业，数量达八十

多家。笋干生产产生的污水也属高浓度有机废水，而且其中含有大量盐分。杭垓镇

处于饮用水水源保护区，其废水直接排入赋石水库，对水源水质影响较大。

2.2 目前竹制品生产工艺及产污分析

2.2.1 一般工艺流程

未经处理的原竹→原料室外堆放（按不同直径和竹种分类堆放）→断料→粗磨

（磨去竹青→清洗→蒸煮→浸泡→自然风干至含水率30%~40%）→初成形→粗烘（至

含水率约20% ）→定型加工→第一次精烘（含水率约15%）→精细加工→第二次精

烘（含水率约12%）→质检→第三次精烘（含水率约10%）→存放→清洁→油漆→质

检→包装→出货

[1]

。

2.2.2 产污分析方法

（1）污染源的调查方法

根据安吉县竹制品企业的生产情况，选取典型代表，调查其竹制品生产工艺、

企业排污特点和水量水质。然后在此基础上，总结出竹制品生产废水的企业类别。

并且选取企业数量多而集中、生产流程或工艺具有典型性的乡镇作为具体调查研究

对象，如昆桐、天荒坪等乡镇。再进入竹制品生产加工企业，现场了解不同竹制品

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加工工艺及其产污情况，同时取样实验分析得到具体水质情况。

（2）采样及样品分析方法

收集范围为天荒坪70余家竹制品企业废水。样品采集后，按照国标法测定

CODcr、BOD、SS、TOC、色度及氨氮。

2.2.3 竹地板生产工艺及产污分析

安吉县目前有竹地板生产企业约20家，生产的竹地板主要是出口国外。竹地板

产品种类很多，主要有复合竹胶地板、碳化竹地板、本色竹地板、平压竹地板、侧

压竹地板、复木竹地板、地热竹地板等。产品平整、光滑、不蛀不变形。产品色泽

高雅、纹理清爽悦目，适用于高档住宅、办公室、卧室、宾馆饭店、体育场所和室

外休闲、娱乐、体育等场所。是安吉县重要的竹制产品，为安吉县的经济发展做出

了重要贡献。该产品的生产工艺见图2-1。

图 2-1 竹地板生产工艺流程图

该工艺产生的固废可以全部利用，但在蒸煮工段产生的有机废水是这一产业的

主要污染源。该工艺的蒸煮水可以在一定程度上重复使用，多次重复使用后产生一

定量废水。不同规模企业废水量不同，平均废水水量约在4~5t/d。该废水为高浓度

有机废水，其CODcr值约为10000~30000mg/L。

2.2.4 拉丝生产工艺及产污分析

在竹制品拉丝厂，通常先用切割机将毛竹成段处理并剖成片后,送入拉丝机进行

拉丝，拉丝结束后，进行H

煮消毒漂白。该产品的生产工艺见图2-2。

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图 2-2 拉丝生产工艺流程图

该工艺产生的固废用作加热燃料，不产生固废污染。但在 H

蒸

煮段和

产品

染色段

产生废水。蒸煮过程，废水有机物浓度高，CODcr 一般在 10000~30000mg/L。染色过

程产生的废水主要是染色后竹丝冲洗水，废水性质与所用染料有关。主要染料为硫

酸铜及分散染料等有机染料。染色废水污染物主要是含铜和有机活性染料的废水。染

色过程中，含铜水重复使用率比较高，产生的废水水量平均约为 1.5~2.0t/d。经过

化学沉淀预处理后，可以除去大部分铜离子，处理过的水可以与蒸煮废水混合处理。

2.2.5 竹浆生产工艺及产污分析

造纸原料的不足制约了我国造纸业的发展，我国每年要花大量外汇进口纸、纸

浆及纸板。因此，以竹代木，发展具有中国特色的造纸工业具有十分重要的意义。

安吉县造纸企业利用竹制品下脚料（废竹丝）为原料造纸，充分利用了竹制品固废

资源。其工艺路线和产污环节如下：

图 2-3 竹浆生产工艺流程图

废竹丝加碱浸泡，碱液可重复使用，但重复多次后，废水仍要排放，即：废水I。

这段工艺产生的污水平均约在5t/d，废水为碱性，CODcr浓度约为80000~120000mg/L。

造纸过程中产生一定量的废水，即：废水II。这类废水水质与普通造纸废水相似，平

均水量为50t/d，CODcr约为1500~3000mg/L。

2.3 竹制品废水的来源及水质特性

在上述竹制品生产工艺过程中，竹产业加工产生的废水以有机物为主，虽然不

同的竹制品加工工艺不同，但是竹制品加工企业废水因原材料的相同，产生的废水

有其共性。主要特性如下：

（1）有机物浓度高。

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从采样调查可知，CODcr最高浓度可达数万甚至十万以上。因此，这类废水如

不加处理，对水体的污染是相当严重的。H

蒸煮类废水通过水质分析表明，不同

区域、不同竹制品企业竹制品蒸煮过程中所产生的蒸煮废水的水质没有太大差异，

其CODcr浓度变化在10000~30000mg/L之间，平均浓度为20000mg/L。

（2）可生化性好

对于H

蒸煮废水，属酸性废水，pH为3~3.5左右。分析竹蒸煮过程及竹组织结

构

来看，污水中的有机物主要来源为竹细胞内含物，其主要成份为细胞浆液类物质，糖

为其主要成份，有机酸以乙酸为主，包括一些草酸类物质，除此以外还有一些氨基

酸、竹叶黄酮类、单宁类和植物色素类物质。化学成份主要为糖与有机酸，其含糖

量约为16g/L，有机酸含量约为14g/L，总氮0.05mg/L，总磷0.5mg/l。从其化学成份

上来看，该废水生化性很好，适合采用生化处理工艺。对于加碱后蒸煮废水，除以

上成份外，还含有木质素。

对于竹浆废水，其主要污染物为有机物，除含有糖等可溶性有机物外，还含有

大量的木质素，木质素含量可高达50g/L，此类废水极难处理。

染色废水主要污染物为染料，废水色度大约在2000左右。

从以上分析可见，这类废水除含木质素废水外，其它废水生化性极好，完全可

以采用生化处理工艺。

（3）水量差异大

不同类型废水排水量差异很大。对于H

蒸煮废水，企业一般每天外排1次，日

排放量0.5~2吨，水量的多少因蒸煮槽数量而异，每槽（企业称“组”）排水量约

为

0.5~0.6m

/d，平均每个企业约为2~3组。

2.4 高浓度有机废水处理方法

竹制品废水属于高浓度有机废水范畴。所谓高浓度有机废水，一般指CODcr

在2000mg/L以上的废水

[2]

。竹制品生产过程中蒸煮工艺产生的废水COD高达几万甚

至十几万，是一类高浓度有机废水。高浓度有机废水如果不进行处理而直接排放，

将严重污染纳污水体，最终危害水体生态健康。另外，根据在安吉的调查结果，企

业排污口及其排水沟附近恶臭严重并进一步渗入地下水，地下水发臭，最终导致地

下水无法正常饮用。因此当地居民反应强烈，上访不断。

目前，高浓度有机废水处理方法主要有常规物化处理技术、厌氧生物处理等生

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物处理技术等。物化处理技术是指废水中的污染物在处理过程中通过相转移的变化

而达到去除目的的处理技术，常用的单元操作有萃取、吸附、膜技术、离子交换等。

生物处理是一般有机废水常用的处理技术，其原理是利用微生物，主要是细菌的代

谢作用来氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转

化为无害的稳定物质从而使水质得到净化的技术。常见的生物法有膜生物反应器

（MBR）、氧化沟工艺、A

/O 处理工艺

[3]

。下文对常见的物化处理技术和生物处理

技术应用作简单介绍。

2.4.1 萃取用于高浓度有机废水处理

高锋

[4]

等在采取络合萃取法回收高浓度含酚废水中的酚类化合物实验中，对

硫酸中和后的含酚废碱液，采用溶质质量分数为 20％～30％的 TBP-环己烷溶液萃取

脱酚，萃取除酚效果效果很好。在合适条件下，废水中酚的萃取率可达 98％。进一

步用 10％的 NaOH 水溶液做反萃取剂时，反萃取效果可以达到 90%左右。

于亮

[5]

等在连续络合萃取处理 DSD 酸废水的研究中，用三辛烷基叔胺作为萃取

剂，正辛醇作为助溶剂，煤油作为稀释剂，对 DSD 酸综合废水进行了连续络合萃取

处理的中试研究。研究表明，萃取处理可以取得 87.64%的 COD 去除率，脱色效果

显著。

李晓艳

[6]

等在用络合萃取法处理高浓度 CLT 酸废水的研究中，采用 73 01-正

辛

醇-H

-NaOH 化学萃取-反萃取体系对 CLT 酸废水进行了络合萃取处理试验，

取

得了良好的萃取处理效果。

2.4.2 膜技术用于高浓度有机废水处理

膜分离技术是利用膜的选择性（孔径大小），以膜两侧存在的能量差作为推动

力（如浓度差、压力差或电位差等），因溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现

分离的一种过滤技术。膜法分离技术包括扩散渗析、电渗析、微滤、砂滤、纳滤、

反渗透、液膜分离、生物膜分离等技术。目前，在废水处理中，膜处理因其常温条

件下操作可行、能耗较低、占地面积少等优点，在高浓度有机废水处理中逐渐受到

重视。尤其是电渗析、膜蒸馏、砂滤和反渗透等方法己在多个领域中得到应用。

谢林

[7]

等采用膜蒸馏技术对工厂高含盐含酚等物质的有机废水进行处理。当

含盐有机废水在常压、进料温度 30~80℃、进料流速为 0.2～0.7 m/s、下游真空

度为

0.04~0.095MPa 下循环处理时，试验取得了良好的 COD 去除率和产水脱盐率。

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Yang

[8]

等人研究发现，膜生物反应器（简称 MBR）已成功应用于处理食品、制药、

造纸和纸浆、垃圾填埋场

[14]

、纺织和肉类行业等高浓度废水的一些工程案例中。

Martinez-Sosa

[9]

等研究了厌氧-膜生物反应系统（AnMBR），利用砂滤（UF）膜与连

续搅拌反应器（CSTR）耦合处理市政污水，处理后排放水可用于农田灌溉。

Grundestam 和 Hellstrom

[10]

一起提出了将振动膜耦合到 CSTR 的新型工艺，用

于市政污水处理，取得了高达 92%的总有机碳（TOC）去除率。 Gimenez

[11]

等测试

了中空纤维膜在 AnMBR 系统中的性能，在膜通量为 10L/m

/h 的条件下，取得了

90%的

COD 去除率。

目前，虽然厌氧膜生物反应器（简称 AnMBR）或者厌氧/好氧膜生物反应器（简

称 A/O-MBR）

[16]

有很多优点，但是在进行高浓度有机废水处理时，均存在膜污染严

重的问题。这大大影响膜的使用寿命。另外低通量，高投资成本和运行成本也很大

程度上也限制了厌氧膜生物反应器的应用

[12, 13, 15]

。

2.4.3 吸附用于高浓度有机废水处理

吸附属于一种传质过程。当流体与多孔固体接触时，流体中某一组分或多个组

分在物质表面（主要指固体表面）处产生积蓄，此现象称为吸附。一般，它可分为

物理吸附和化学吸附两类。吸附被 EPA 认为是最有效的水处理方法之一，可以很好

地去除水中的无机和有机物质。最常见的吸附剂有活性炭和树脂。活性炭在这吸附

方面的价值在于其表面的化学特性和结构特性，包括：大的表面积，发达的内部微

孔结构，以及宽泛的表面官能团的光谱

[17]

，然而活性炭吸附存在脱附再生困难的

缺点。树脂吸附具有适用范围广，不受废水中无机盐的影响，有吸附选择性、脱附

再生容易、可长期循环使用等特点。因而在高浓度有机废水综合处理中，采用树脂

吸附剂作为后续处理，可以取得良好的处理效果。王国平

[18]

等在碱性高浓度有机

废水综合处理及工程应用中，采用环氧树脂吸附柱用于吸附去除废水中有机污染物。

在吸附流速为 0.5BV/h，解析剂为质量分数 95％的甲醇，解析流速为 0.5BV/h 的

条件下，树脂吸附处理废水可以取得良好的 COD 去除率。

2.4.4 离子交换用于处理高浓度有机废水处理

废水离子交换处理法是指借助于离子交换剂中的交换离子同废水中的离子进行

交换而除去废水中有害离子的方法。近年来，离子交换技术在工业、农业、医药以

及科学研究上的应用日益广泛，被广泛用于水的软化、高纯水的制备、环境废水的

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净化等。王金梅

[19]

等利用离子交换法从制药废水中回收土霉素，在实验最佳工艺条

件下，采用 001×3 型树脂，转换成铵型树脂进行离子交换，再用稀氨水解吸，土霉

素回收率达到 8l%，总有机污染物去除率可达 23.4％，降低了后续生物处理的负荷。

方华

[15]

等初步探讨了离子交换树脂在高浓度有机废水处理中的应用，发现强碱性阴

离子树脂对高浓度有机废水有很好的 COD 去除效果，COD 去除率大于 80%。

2.4.5 生物法用于高浓度有机废水处理

按水处理过程中微生物对氧的需求情况，生物法可分为好氧生物法、厌氧生物

法与介于两者之间的兼性厌氧法

[20]

。由于生物法处理成本低廉、无二次污染，而

且对于大多数有机废水，微生物显示出较强的适应性，因此生物法被广泛应用于处

理含有机物的废水。在 UASB 反应器的基础上，20 世纪 80 年代后期荷兰

Wageningen农业大学环境系提出了膨胀颗粒污泥床（Expanded Granular Sludge

Bed，简称 EGSB的新型厌氧反应器）

[21]

。

但是生物法处理废水一般要求有机污染物浓度处于中低水平（COD 在 1000～

10000mg/L 范围内）。对于高浓度有机废水，仅采用单一的厌氧或好氧处理很难达

到排放标准。因此通常采用物理化学生物

、

kq2

与

01601

处

理相互耦合的方法和厌氧-好氧联合

处理的方法。韩卫清等

[22]

采用微电解、A/O 和膜生物反应器组合工艺对农药废水进

行处理。在进水 COD 高达 8000 mg/L，BOD

/COD 仅 0.03 的条件下，工程运行良好，

出水各项指标达到接管排放标准。

朱昱

[23]

等采用高温/中温两级厌氧消化工艺处理酒精生产高浓度有机废水。两

级厌氧处理可以对原水 COD、SS 的去除率分别可达 92％和 81％，厌氧消化产气指

标达 0.5Nm

沼气/kgCOD，可产生 30 万～35 万 Nm

/d 的沼气可以资源化应用，同

时实现了好氧处理的水质达标排放。

张海斌

[24]

在处理 1，4 -丁二醇（BDO）生产废水时，采用隔油/气浮/厌氧工艺

对其进行处理，最后通过厌氧生物处理，可以去除 BDO 废水中大部分悬浮物、油及

有机物。处理后的废水可纳管进入化工废水处理厂。

张绍青

[25]

等采用厌氧序批式活性污泥法（ASBR）处理高浓度有机废水，通过接

种下水道厌氧污泥和城市污水厂好氧污泥，成功地实现了反应器的启动。反应器对

废水 COD 的平均去除率达到了 94.79％，并且总氮（TN）的平均去除率可达到 64.52

％。

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管堂珍

[26]

等采用 MEM 菌生物强化厌氧-接触氧化工艺处理高浓度天然橡胶废

水。在水力停留时间（HRT）为 168 h、MEM 菌投加比例为 1:700、曝气配比为 2:1、

气水比为 80:1 的最优工艺条件下，废水的 BOD

、COD、SS、NH-N 去除率分别达

到

了 99％、97.9％、93％、98.6％。最终出水水质达到了《污水综合排放标准》

(GB8987-1996)的一级排放标准要求。

另外，也有一些学者利用高级氧化技术（Advanced Oxidation Processes，

AOPs

技术）处理高浓度有机废水，包括超临界水氧化技术

[27, 28, 29]

、光催化氧化技术

[30,

31,

32]

、臭氧氧化技术

[33, 34, 35]

和 Fenton 氧化法

[36, 37, 38]

等。还有一些学者

[39, 40,41,42]

研究高

级氧化法与生物法耦合进行处理高浓度有机废水。

2.4.6 超临界氧化技术用于高浓度有机废水处理

超临界氧化技术（supercritical water oxidation，简称 SCWO），是二十世

纪八十年代第一次由美国科学家Modell

[43]

提出的一种新型高效的有机废物处理技术。

当满足超临界条件时，即温度超过 375℃，压力超过 22MPa，有机物、空气或者氧

气

可以与水任意互溶，此时有机污染物被迅速氧化分解为CO

和 H

O 等小分子物质，

达到在较短的停留时间内很好的，其适

去

除率

201

尤

60118

用于排放标准要求高、一般方法难

以降解的工业有机废水。

在 SCWO 技术处理废水有机物时，反应机理与有机物高温燃烧氧化等过程机理

类似，以自由基氧化反应机理为主。Lixiong L 等

[44]

以 O

为氧化剂，有机物（RH）

为目标污染物，提出了如下自由基反应机理：

RH+O

→R·+HO

RH+HO

·→R·+H

+M→2HO·

（1）

（2）

（3）

M 为反应体系中的介质，当 H

作为氧化剂时，热解生成羟基自由基。羟基

自

由基具有较强的氧化性，能直接与 RH 作用。

RH+ HO·→R·+H （4）

反应式（1）、（2）、（4）中生成的自由基 R·能与 O

反应生成 ROO·，

并

进一步生成过氧化物。

R·+O

→ROO·

ROO·+RH→ROOH+ R·

（5）

（6）

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荆国林等

[45]

进行了含油污泥的SCWO 实验，研究结果表明，SCWO 可以有效去除

含油污泥中的原油，去除率高达 95%。Shin 等

[46]

对丙烯腈生产过程产生的废水进

行了 SCWO 处理，当温度在 299～552℃，压力 25 MPa 下，TOC 的起始浓度范围

0.28～2.12 mol/L，停留时间 4～31s，处理后废水的 TOC 去除率高达 97%。Cui

等

[47]

在温度 663～723K、压力 23～27MPa、停留时间 1～10 min 的条件下采用

SCWO 处理含油污水，污水中 COD 去除率高达 93%。

2.4.7 Fenton-生物处理联用技术用于高浓度有机废水处理

Ballesteros Martín 课题组研究员

[48]

采用光-Fenton 和SBR 生物反应器联合

处理农药 Vydate、Metomur、Couraze、Ditumur 和 Scala 的混合物。当农药的初始

浓度分别为200 mg/L 和500 mg/L 时，光-Fenton 前处理过程溶液的矿化率只有达到

33%和55%时，废水才可以进入生物反应器中进行生物处理；初始浓度为 500 mg/L 的

农药废水，经过光-Fenton 和 SBR 联合处理 5h 后，废水总碳 TC 去除率可以达到

90%。

Farré Maria 课题组

[49-52]

对可见光-Fenton/SBR 耦合工艺处理除草剂利谷隆

和敌草隆进行了详尽的实验研究。敌草隆和利谷隆初始浓度分别为 42mg/L 和 75mg/L

时，

当 Fe

初始浓度为 5 mg/L、H

O浓度0m/L 时，光反应 100min 后，出水可进

qzk2

为

011

行生化处理。光-Fenton 处理过程能将初始污染物完全降解，主要中间产物为

3,4-

二氯苯胺和3,4-二氯苯异氰酸酯。光-Fenton 处理后溶液再经SBR 反应器处理一天后，

废水中有机物可以被生物完全吸收去除。

2.5 竹制品加工企业废水处理方法研究进展

与水处理过程常用的物化处理法相比，生物法具有相对成本小、处理废水量大

等优点。目前，生物法或生物与物化法的组合工艺处理竹制品废水的研究日益增多。

陈智远

[53]

等采用 UASB/生化处理工艺处理安吉竹制品废水，建设了一个处理水

量为 300m

/d 的竹制品废水处理站。经过 4 个月的调试，系统运行正常。该工艺

先进行厌氧处理，产生清洁能源沼气，能够起到水解酸化池增温、厌氧罐保温、沼

气发电等作用，并且为后续生化处理创造了有利条件。

浙江大学郭庆稳

[54]

等在采用 Fenton 法处理竹制品废水联合生化处理的研究中，

分析了 Fenton 法氧化竹制品生化后的出水的可行性。实验中发现 c（Fe

）/c（H

）、

投加量、pH、反应时间、反应温度对废水中有机物浓度的去除均存在最佳值，

并确定了最佳工艺条件：t =30℃，pH = 3.5，反应时间 3h，c（H

）= 1

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665mg.L

-1

，

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c（Fe

）/c（H

）= 0. 072。

邓喜红

[55]

等将厌氧发酵与生物接触氧化工艺联合应用到竹制品蒸煮废水的处

理中，在工艺运行稳定之后，出水 COD 浓度可以低于 100mg/L，有效处理率达到 90%

以上。虽然其他出水水质指标都达到了废水综合排放国家一级排放标准，但是该处

理工艺主要运用于 COD 低于 15000mg/L 的竹制品废水。因此，在处理浓度相对较

高的竹制品废水时，此方法还不能保证出水水质一定达标。

浙江大学吴东雷

[56]

等专门针对安吉天荒坪地区的竹制品废水，制定了厌氧膨胀

颗粒污泥床反应器（EGSB）/好氧膜生物反应器（MBR）/臭氧氧化组合工艺对竹制品

废水进行处理。结果表明，厌氧处理（EGSB）阶段，废水中 90%的 COD 可以被去除。

但也存在一定缺点，EGSB 反应器时常出现跑泥现象，造成了生物质的流失。厌氧出

水的 COD 在 2000mg/L 以上，虽然增加了好氧膜生物反应器（MBR）和臭氧氧化两种

后续处理工艺，但是最终出水水质中两大指标（COD 和色度）均能够达到国家三级

排放标准（GB 18918-2002）。

王玉峰

[57]

等以丙稀酰胺（AM）和丙烯酸氧乙基三甲基氯化铵（DAC）为两种

基本原料制备得到了阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）乳液，实验室内利用 CPAM 对竹

zkq 20160118

浆废水絮凝处理。絮凝结果表明，在最佳工艺条件下，CPAM 处理竹浆废水过程可

以对 COD 去除率和油度去除率分别可以达到 80%和 95%。

马承愚

[58]

等采用超临界水氧化法（Supercritical water oxidation，简称

SCWO）对高浓度的竹制品废水（COD >60000mg/L）进行处理。结果表明，当反应温

度为

500℃，反应压强为 24MPa 条件下，该工艺能够在 90s 内达到近乎 100%的 COD

去除率。实验处理后 COD、悬浮物浓度、色度、pH 值等指标均达到了《国家废水

综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准。

潘飞强

[59]

等采用一种组合工艺流程（混凝沉淀→气浮→水解酸化→活性污泥）

对竹浆废水进行处理，处理后的废水达到了国家排放标准，其中 CODcr、BOD 的去

除率分别达到了 93.6%、84.6%。曹石林

[61]

等在实验室内，对福建丛生小径竹进行了

模拟 EMCC 蒸煮脱除木质素的研究。分析结果表明，在实验室条件下，适宜的深度

脱木质素蒸煮废水条件是浸渍段和顺流段活性碱用量 14%（NaOH 计），蒸煮的最

高温度为 160℃，硫化度为 25%。当最佳工艺条件处理时，实验室模拟 EMCC 蒸煮废

水结果为竹浆卡伯值 12.5，细浆得率 44.8%，粘度 1031mL/g，并且比在常规蒸煮

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工艺条件下所得到的竹浆具有更好的性能。

任西茜

[60]

等采用竹片水洗、RDH 间歇蒸煮或 ITC 连续蒸煮、高浓封闭筛选、两

段氧化工艺流程，用于处理德清县筏头乡竹制品废水。试验结果表明脱木素、ECF

漂白等现代制浆工艺技术完全能够生产出高品质的漂白竹浆液，同时很大程度上减

轻了竹浆废水的污染负荷，并且废水排放量很少。

zkq 20160118

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第 3 章竹制品废水处理工艺实验

3.1 试验方法

3.1.1 废水来源及其采样方法

根据前期调查的结果，选取竹制品企业最多的安吉县天荒坪镇作为试验用废水

采集点。这一区域竹加工以拉丝为主，所有企业都有蒸煮工段，主要废水为 H

蒸

煮废水。为了使试验有代表性，选择生产稳定、规模中等、管理规范的竹制品厂为

试验供水企业。由于企业生产过程中，一天只排水一次，且为晚上下班后把废水排

出。前期采样调查的初步结果表明，晚上排放时有机物浓度最高，生产量与蒸煮时

间对废水浓度都影响比较大。因此，在每天生产结束后，安排在蒸煮槽排水口采集

废水。采集好的废水用 25L 的 PE 桶装好密封后运回实验室，存放在阴凉处待用。

每次采水贮存量为 1-2 周的用水量。采集的水样立即测定其浓度，原污水的

COD

26000mg/L、BOD2000mg/L、SS300mg/l，色度 2000，pH3.5。实验时废水先

用 0.1mol/L 的 NaOH 溶液将原水 pH 调至 6.5-7.5，置于棕色贮水槽内供实验使用。

3.1.2 接种污泥来源

zkq 20160118

试验所用厌氧污泥取自安吉县屠宰厂污水处理站厌氧污泥池；好氧污泥取自杭

州七格污水处理厂好氧污泥池，含水量为 88％。

3.1.3 分析方法

（1） COD

：采用重铬酸钾国标法测定，废水处理最主要的参数之一；

（2）

pH 及氧化还原电位（ORP）：利用氧化还原电位仪测定，了解各反应器

酸化情况（甲烷菌的影响大），也可以了解各反应器内厌氧反应阶段性与进行的程

度；

（3）挥发性脂肪酸（VFA）：采用比色法测定，了解厌氧过程；

（4）还原糖含量：采用 DNS 比色法测定，观察反应器酸化速度，观察生化进

行过程。

3.1.4 厌氧段试验

（1）静态厌氧试验

污水接种污泥后置于恒温培养箱内，温度为 30℃，培养一段时间后发现效果不

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佳。因此，通过每天逐步更换废水的方式来培养驯化菌群，培养一段时间后得到训

化污泥用于培养试验。试验时取水 4L，置于 5L 小口玻璃瓶中，接种驯化污泥后，

用数层保鲜膜密封，于 30℃培养箱内培养。培养过程中，每天采样一次，采样量为

50ml，采样时搅拌数分钟，静置 30 分钟后取上清液。

采集后的样品在分析测试前静置澄清，用普通滤纸过滤后分析。未能当天分析

的样品贮于-40℃冰箱保存，待下次分析时取出冰化开后揺匀取样分析。

（2）动态厌氧试验

厌氧反应器用聚丙烯材料制成，有效深度 1m，有效内径为 8cm，有效容积为

5L （见图 3-1）。实验废水经由 HL-2 型恒流泵进入第一个反应器底部，废水流经 5

个串联厌氧反应器后，从最后一个反应器上方出水口排出。整个实验在浙大华家池

农化所温室中进行，实验温度即为环境温度。

图 3-1 竹制品废水厌氧反应装置图

进水前对混合后的废水进行测定，并尽量保持进水浓度的一致性。开始出水后，

每次采样都在每个反应器的出水口采样，以了解每个反应器的工作情况。本研究共

进行了三次动态试验，第三次试验研究比较深入，对整个生化系统的生化过程进行

了分析。整个实验持续了 110 天，每隔 3 天采样一次。

3.1.5 好氧段试验

好氧试验在 2000ml 容器内进行，实验水样采用厌氧出水、加药絮凝处理后的

澄清液。考虑到该类废水已经过厌氧处理，为提高微生物活性，在好氧处理前加入

含有氮、磷、淀粉等营养液，内接种好氧污泥 100ml（含水量为 88%），内置小竹

球填料 15 个左右，通过气泵鼓入空气，促进细菌生长挂膜。然后，逐步加入待处

理废

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水，经过 4-5 天驯化后，再加废水正式运行。每 12 小时采样一次。好氧试验为

静态试验。

3.2 结果与讨论

3.2.1 静态厌氧试验

（1）CODcr 降解情况

静态厌氧试验废水CODcr 降解情况如图 3-3。从图中可以看出，COD 起始浓度

约为 27000mg/l 左右，厌氧处理可使废水 CODcr 降至 3000mg/l，去除效率达

89％，这一结果证实了该废水据有良好生化性的推断，但是需要近 20 天的反应时

间；同时从图中可以看出在培养 7-8 天以后 CODcr 才有一个明显的下降过程，而

在前期 COD去除并不明显。

（2）pH 变化情况

静态厌氧试验废水 pH 变化情况如图 3-4。从图中可以看出，厌氧反应的前期

废水酸化十分明显，48 小时内可使 pH 下降到 4.5 左右，反应在第三天时可使废

水 pH降到最低 4 左右。之后随时间推移，废水 pH 升高。

（3）还原糖含量变化情况

酸化主要来自于糖分，因此，试验测定了还原糖含量的变化。静态厌氧试验废

水还原糖含量变化情况如图 3-5。从图中可以看出，48 小时内，80%以上的糖分转

化成有机酸。3 天后，几乎所有糖分完全转化为有机酸，这与废水的 pH 变化规律

相一致。厌氧过程实际上是水解、酸化、甲烷化的联合过程，见图 3-2。

图 3-2 厌氧过程示意

图

（4）挥发性有机酸（VFAs）变化情况

本研究所用的废水中所包含的污染物机乎都是小分子化合物，因此，水解过程

不占主导作用。众所周知，以糖为主的小分子化合物酸化极快，有机酸的积累，尤

其是 pH 值的下降，不利于甲烷细菌的生长，使甲烷化过程受到抑制，导致厌氧过

程不能彻底进行。当有机酸缓慢消耗后，抑制效应逐步减弱消除，CODcr 才会出现

急速下降，直至 CODcr 降解去除达到明显的变化。为了解这一生化过程，我们测定

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了厌氧过程中的 FVAs 的变化。静态厌氧试验废水 VFAs 变化情况如图 3-6。从图

中可以看出，VFAs 会在反应的前期出现大量积累，随后出现了急剧下降的过程，

与

CODcr 的变化趋势极为一致。因此，从静态试验可以得知，酸化是抑制厌氧消化的一

个重要因子。要有效地处理这类废水，消除或减少酸化过程对甲烷化的抑制效应是十

分必要的。如果不能解决这一问题，水力停留时间太长，不具有工程化意义。我们由

此开展了废水动态厌氧生化试验。考虑到该废水 C/N 比严重失调，该系统接入一定

量的生活污水以提高废水含氮量，利于微生物的生长。尽管静态厌氧试验未能给出

可靠的设计参数，但该废水的可生化性很好、厌氧处理具有很好的去除效率，这一结

论仍是可靠的。

图 3-3 竹制品废水静态厌氧消化 CODcr 降解情况

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图 3-4 竹制品废水静态厌氧消化 pH 变化情况

图 3-5 竹制品废水静态厌氧消化还原糖含量变化情况

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图 3-6 竹制品废水静态厌氧消化

VFAs

变化情况

3.2.2 动态厌氧试验

3.2.2.1 动态厌氧预试验

试验前期我们采用了单一反应器进行厌氧处理，但结果表明，即使降低CODcr

负荷，效果没有得到明显的改善。分析原因，仍是由于有机酸的抑制作用使反应器

的效率下降，单一反应器厌氧反应在同一反应器内进行，无法使酸化过程与甲烷化

过程得到有效的分隔，积累的有机酸仍对甲烷化产生抑制。考虑到这一因素，我们

采用了多反应器串联的方式进行厌氧处理。反应器的前两次运行对废水 CODcr 降解

结果如图 3-6 所示。从图中可以看出，达到 3000mg/L 出水效果，反应停留时间只

要

10 天左右，比静态厌氧消化缩短了近一半。多反应器串联可使酸化与甲烷化有效

地进行分区，减弱了有机酸对甲烷化细菌的抑制作用。因此，多反应器串联是该类

废水处理的技术关键。

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图 3-6 动态厌氧预试验 CODcr 降解情况

3.2.2.2 动态厌氧试验的生化过程研究

本实验对动态厌氧第三次试验研究比较深入，对整个生化系统的生化过程进行

了分析。整个实验持续了 110 天，每隔 3 天采样一次分析试验数据。进水

6.5-7.5。

的

COD

20000mg/L、pH 调至

（1）反应器的启动与污泥驯化

由图 3-7 可知，在保持进水负荷为 2kg (m

-3

·d

-1

)的条件下，在 25 天内完成

污泥的驯化，出水 CODcr 降至 2300mg/l，去除率高达 89%，其后分别两次将负荷

提升至

2.5 kg(m

-3

·d

-1

)和 3 kg (m

-3

·d

-1

)，CODcr 去除率虽暂时有所下降，但系统经过

10d左右的恢复，去除率又回升至 90%附近，这说明系统具有较好的抗冲击负荷能

力。经过 55 天的运行成功完成反应器的启动。

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图 3-7 启动期 CODcr 去除率和有机容积负荷变化

（2）启动期厌氧反应器 CODcr 变化情况

反应器接种并通水后，分批次增加 CODcr 负荷，系统运行达到正常后，测定

每个反应器出水口 CODcr 变化情况，实验结果如图 3-8。

由图可知，在保持进水 CODcr 浓度为 20000mg/l 条件下，在 25 天内完成污

泥的驯化，出水 COD 降至 2300mg/l，去除率高达 89%，其后分别两次将负荷提升

至

25000mg/l 和 30000mg/l，CODcr 去除率虽暂时有所下降，但系统经过 10d 左右的恢

复，去除率又回升至 90%附近，这说明本系统对该类废水具有良好的去除效率。进行

多次厌氧动态试验后，排放 CODcr 的最低浓度可以达到 1000mg/Ｌ，在温度比较高

时（环境温度高于 25 摄氏度以上），其效率可明显提高。从以上分析可以预计，

使用厌氧反应器对 CODcr 的去除效率达到 90%以上是有一定把握的。

尽管从动态厌氧试验来看，进水浓度可以高达 30000mg/Ｌ，但过高的浓度可能

会对后期生化产生次生障碍，其影响因子为钠离子。这是由于该类废水为酸性废水，

必须中和后才能进入厌氧反应器，需要加入大量氢氧化钠进行中和，由此带入大量

钠离子，对后续生化效率影响较大。本试验研究了以氢氧化钙替代氢氧化钠，从生

化的角度来看，采用氢氧化钙中和是可以避免这一问题，并能去除 10-20%的 CODcr，

提高处理效率，但易结钙，对于管道等易产生堵塞。工程上如何解决这一问题有待进

一步研究。在工程上，如采用高效的 EGSB 技术提高厌氧效率，其去除效率有可能会

再进一步提高。

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图 3-8 动态厌氧反应器进、出水 CODcr 变化情况

（3）启动期厌氧反应器 pH 及 VFAs 变化情况

启动期 pH 和 VFAs 的变化情况如图 3-9。从图中可以看出，出水 pH 在前 10

天呈酸性，pH 均在 5.6 以下，随着反应的进行，pH 逐渐上升，40 天以后一直维

持在

7.5 左右，一般正常的厌氧反应 pH 维持在 6.8-7.8 之间，因此此时可认为厌氧反应

器正常运行，产甲烷菌开始生长。有机酸（VFAs）是厌氧消化过程中另一项重要性

能指标。有资料表明，运行良好的厌氧消化反应器，其 VFAs 浓度应小于 500mgHAc/L，

最好是低于 300mgHAc/L。由图可知，VFAs 由试验初期时 600mg/l 下降至 100mg/l

左右，期间经两次负荷提升 VFAs 虽有所上升，但始终在正常范围内。结果再次证

实了有机酸是这类废水处理的控制关键，也证实了该类废水具有良好的生化性，采

用生化处理的技术路线是正确的。

图 3-9 出水 pH 和 VFA 变化

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（4）稳定运行期间水力停留时间对 CODcr 去除率的影响

水力停留时间是影响厌氧处理效果的最重要的因子，因此，试验将水力停留时

间 HRT 分别调至 4、7、10、13d 四个水平，考察 HRT 对 CODcr 去除率的影响，其运

行效果如图 3-10、3-11 所示。由图可知，在进水浓度为 30000mg/l 的条件下，厌氧

处理可有效地去除 CODcr。HRT 在 10 天、13 天时，处理的出水 CODcr 浓度最低，

CODcr 平均去除率始终保持在 86% 以上，最高时可达 92%，出水浓度平均为

4200mg/l，最低出水浓度为 2400mg/l。HRT 为 10 天与 13 天时 CODcr 去除效率相

差不大。随着 HRT 的减小，CODcr 去除效率明显下降。HRT 为 4 天时，出水 CODcr

浓度最高，且随着时间的延长，出水 CODcr 浓度不断升高，至第 55 天时 CODcr 上

升至 20700mg/l，CODcr 去除率仅为 35%。HRT 为 7 天时，出水 CODcr 去除率略高，

但在第 55 天时也仅为 62%。综合以上分析可见，厌氧处理可有效地降低进水 CODcr，

最佳水力停留时间为 10 天。

由于反应器有效体积偏小，水流量较小，在多反应器串联条件下，技术上难以

实现单反应器内回流。只能进行整个厌氧过程回流，不是一个完全的 EGSB 过程。

因此，可以预计，在实际运用中，大流量、大体积条件下，其厌氧效果应比小试过

程好。保守的估计，厌氧反应器的去除效率做到 90%也应该是可以达到的。

图 3-10 进、出水 CODcr 变化情况

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图 3-11 CODcr 去除率变化情况

（5）稳定运行期间 pH 及 VFAs 变化情况

运行过程中出水pH 及 VFAs 的变化情况如图 3-12、3-13 所示。由图可知，

HRT在 10、13 天时，出水 pH 稳定在 7 左右，VFAs 一直稳定在 200mg/l 以下，

这处于厌氧反应器正常运行的 VFAs 范围内。厌氧生化过程良好，产气明显，CODcr

去除率较高，这说明了在水力停留时间为 10 天以上时，厌氧反应器能顺利完成酸

化—产甲烷过程；HRT 在 4 天时，出水 pH 始终在 5.6 以下，至第 50 天时 pH

降至 5.0 以下，研究表明 pH 低于 6 时，产甲烷菌完全丧失活性，形成酸化现象，

使整个反应崩溃；

VFAs 值由 350mg/l 升至 580mg/l，同时出水呈酸性、出水较黄、无气体产生，CODcr

去除率较低，说明了停留时间过短导致有机负荷过大，pH 过低使产甲烷菌无法生长。

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图 3-12 运行期 pH 变化情况

图 3-13 运行期 VFAs 变化情况

图 3-14、3-15 为反应器运行第 12 天时，不同反应器 pH 和 VFAs 的变化情

况。由图可知，HRT 在 4、7、10、13 天时，第 1、2 个反应器中 pH 及 VFAs 相

差不大，

pH 均在 4.5 左右，VFAs 则在 600-700mg/l 的区间，证明该阶段的四个处理均以

酸化过程为主，糖类被酸化为各类有机酸。从 3 号罐开始，HRT 在 10、13 天时 pH

上升明显，到第 5 个反应器时 pH 已经稳定在 7.5 以上，VFAs 明显下降至 100mg/L

左右，这表明 HRT 在 10、13 天时，自 3 号反应器开始，反应以产甲烷过程为主，

反应器生化过程活跃，产气明显，CODcr 去除率明显提高；同时，HRT 在 4 天的废

水 pH一直在 5.0 以下，VFAs 也始终在 380mg/l 以上，这表明 HRT 等于 4 天时，

反应器处理有机负荷过大，以酸化过程为主，不具备产气条件。

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图 3-14 不同反应器内 pH 变化情况

图 3-15 不同反应器内 VFAs 变化情况

（6）稳定运行期间还原糖含量变化情况

图 3-16 反映了 HRT 在 4、7、10、13 天时，还原糖在不同反应器中的变化情况。

由图可知，还原糖含量在 1、2、3 号反应器中降解的比例随停留时间的延长而增加，

而第 4、5 个反应器中几乎测不到还原糖含量，这说明了从第 4 个反应器开始，绝大

部分还原糖均已被降解为各类有机酸。当还原糖被完全转化后，不再产生有机酸，

甲烷化可顺利进行。因此，在这类废水处理时，促使还原糖的转化可提高反应器的

效率。

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图 3-16 还原糖含量在不同反应器中的变化情况

（7）稳定运行期间氧化还原电位（ORP）变化情况

运行期中氧化还原电位（ORP）的变化情况如图 3-17。氧化还原电位（ORP）是

指水溶液或培养基中可得到或失去的自由电子，一般以毫伏（mv）为单位，可以为

正值也可以为负值。ORP 值越高说明溶液的氧化水平越高，相对容易失去电子，反

之亦然。由图可知，HRT 在 10、13 天时，废水 ORP 值明显低于 HRT 在 4、7 天，且

前者随时间变化范围较小，ORP 值始终保持在-70mv 以下，而 HRT 在 4、7 天，废

水 ORP 值较高，系统处于酸化状态。当反应器稳定运行，CODcr 去除率较高时，

ORP 值一直维持在一个较低的水平，反之，当 ORP 值上升时，反应器运行不稳定，

CODcr 去除率明显降低，因此 ORP 值对反应器的稳定运行具有指示作用。

图 3-17 运行期 ORP 变化情况

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3.2.3 好氧试验

由于好氧试验需要厌氧试验后的废水进行，因此，本试验是在厌氧试验开展比

较完整、成熟后才开始进行的。好氧试验在 2000ml 容器内进行，实验水样采用厌氧

出水、加 3.44ppm 聚合氯化铝（PAC）絮凝沉淀处理后的澄清液。聚合氯化铝（PAC）

对厌氧出水絮凝沉淀效果如表 3-1。

序号

均值

表 3-1

厌氧出水加药效果

单位：mg/L

加药去除效率（%）

18.3

20.5

23.3

20.2

18.6

20.2

厌氧出水浓度

1892

2194

3015

1633

1578

2062

加药后出水浓度

1545

1744

2310

1303

1283

1637

加药试验表明，絮凝沉淀对去除 CODcr 的效率可平均达到 20%左右。但考虑到

絮凝沉淀时的反应与沉淀条件优于工程实践，其去除效率在实际运行中可以小于

20%，在设计沉淀池时，应尽量采用效率高的沉淀池，同时在可能的情况下，尽量

降低表面负荷，达到较高的泥水分离效果。

4 次好氧反应及好氧反应结束后用聚合氯化铝（PAC）对出水絮凝沉淀废水

CODcr 去除情况如表 3-2。

表 3-2 好氧试验 CODcr 去除效果

单位：

mg/L

加药去除效率（%）

21.0

19.3

18.4

22.1

20.2

序号

平均

进水浓度出水浓度好氧去除效率（%）加药后出水浓度

1050

1211

984

1036

1070

194

213

208

174

197

81.5

82.4

78.8

83.2

81.5

153.3

172

170

135

157.5

从四次好氧试验可见，其去除效率还是比较高的，映证了该类废水具有比较好

的生化性。但出水未达到 GB8978-1996 中的一级标准值，即：CODcr≤100mg/L。

从该类废水性质来看生化性好，小试为静态试验值，其微生物生长与大体积水量相

比，可能效果不一定很好。因此，在实际中，可采用二级生化，提高其处理效率，

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使水达到排放标准。

3.3 小结

（1）竹制品蒸煮废水以高浓度有机物为主要污染物，其生化性较好，应采用生

化法进行处理，其主体工艺采用“厌氧－好氧生化”工艺；

（2）废水的快速酸化对厌氧的产甲烷影响较大，厌氧反应器的串联是解决这一

问题的有效方法，对废水 CODcr 的去除效率较高，可达 90%以上。厌氧反应器串联，

从处理效果来说，串联数量越多越好，但考虑到工程实施时用地、运行、投资等因素，

设计时应合理安排反应器数量。

（3）厌氧过程对 CODcr 去除效率比较高，厌氧出水时，其 CODcr 去除效率在

80%以上。

（4）通加“厌氧→加药→好氧→加药”过程，CODcr 绝大部分被去除，接近废

水排放综合标准 GB8978-1996 中的一级标准，但并未达到该标准的要求。本研究为实

验小试研究，对该类废水厌氧反应机理有比较深入的了解，找出了厌氧反应的技术关

键。但是由于小试过程在技术上难以完全模拟工程实际，据此提供的设计参数，其精

度明显不高。因此，建议在本研究提出的工艺路线的基础上，进一步中试，以提供更

精确的设计参数，以确保出水达标、合理工程投资。

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第 4 章污染治理工程研究

4.1 工程依据

4.1.1 法规与标准

（1）GB8978-1996《污水综合排放标准》；

（2）GBJ14-87《室外排水设计规范》；

（3）GBJ15-88《建筑给水排水设计规范》；

（4）安吉县环境保护局提供的相关资料。

4.1.2 污水水质与水量

考虑到污染最大的是 H

蒸煮废水与染色废水，特别是含硫酸铜废水，其毒性

大、污染后极难治理，本设计针对这 2 类废水进行计算设计。本次调查废水最

大

CODcr 为 30000mg/L，平均为 20000mg/L 左右。这与安吉县环境监测站历史监测

数量相符合。因此，设计水质水量见表 4-1 和表 4-2。

序号

表 4-1

竹制品企业生产废水处理设计水量

废水种类

蒸煮水

含硫酸铜废水

废水量

300 吨/天

10 吨/月

项目

浓度

表 4-2

竹制品企业生产废水设计进水水质

CODcr

≤20000mg/L

3.0~3.5

该废水呈酸性，且酸度比较高，可达十几 meq/L，需要中和的碱比较多。如采

用氢氧化钠中和，其废水中钠离子含量太高，对后段生化有影响。因此，可通过调

节池均化水质水量，起到调节合适进水浓度的目的。

4.1.3 出水水质要求

按安吉县环境保护局的要求，本系统设计出水水质应达到 GB8978-1996《污水

综合排放标准》一级标准，标准值见表 4-3。

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表 4-3 天荒坪竹制品企业生产废水排放标准单位： mg/L

项目

CODCr

≤100

≤70

6~9 参数

4.2 内容与范围

按照国家有关规定和安吉县政府、环保局的要求，拟在天荒坪镇建设集中式竹

制品加工废水处理站，由政府负责把生产废水送到处理站统一处理。

方案研究范围为该集中式废水处理站的贮水池起，至处理站标准排放口止。工

程内容包括：集中式竹制品企业废水处理站的废水处理系统，即：污水处理站内的

污水处理工艺、土建、电气、自控。

4.3 工程估算原则

（1）为确保处理效果，使废水处理后达标排放，在参数估计上以稳妥为主。

（2）由于用地有限，在平面布局上应尽量考虑节约用地，工艺上采用高效反应

器。

（3）操作自动化程度高，运行稳定，管理方便，设备可靠性好。

（4）考虑到本项目投资较大，而设计参数无中试数据，精度不足，因此，在研

究时考虑设备追加时的用地与空间。

4.4 污水处理工艺

4.4.1 工艺流程

考虑到当地竹制品生产企业废水特性，结合前期实验室小试实验，本研究设计

了如图 4-1 的废水处理工艺。

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4.4.2 工艺说明

图 4-1 竹制品废水处理工艺流程图

（1）含铜废水的预处理

这部分废水水量极小，但含有无机染料硫酸铜，以及铝盐等，因此重金属 Cu

等

污染物的浓度较高，如果不预处理就将其与 H

蒸煮水混合，将对后续生化处理

效

果产生一定的影响。贮水池II 用来贮存企业产生的含铜废水，到达水位线后，实施

在线加药，将废水中 Cu

转化为不溶于水的沉淀物，送至压滤机使其固液分离后，

流入贮水池 I 与 H

蒸煮废水混合，再进行生化处理。产生的污泥含有大量铜，

不

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得随意弃置，应按当地环境保护行政主管部门的要求进行妥善处置。

（2）H

蒸煮水

此类废水由各企业运送至废水处理站的贮水池 I。从实验室小试研究结果可知，

废水的酸化是处理工艺的关键技术。同时，由于该废水酸性很强，pH 在 3.0～3.5

之间，必须调节酸碱度后才能进入厌氧反应器。本方案拟把贮水池、pH 调节、酸化

过程都设在贮水池 I 内，可以利用贮水池的空间进行酸化，节约投资。

该废水与预处理后的含铜废水、一定量的生活污水在贮水池 II 中混合后，泵

入反应系统进入厌氧生化处理。本方案采用效率极高的 EGSB 系统进行处理，其有

机负荷可达 10-45kg/m

/d。EGSB 工程范例报道表明，可以处理各种浓度废水，尤其

是高浓度有机废水，可以大大节约用地，使出水浓度有大幅度降低。

同时由于该废水浓度高，氮、磷量相对不足，在厌氧过程启动时应添加一定的

营养物质，以提高微生物的代谢活性，加快启动。由于废水 CODcr 浓度高，厌氧处

理产生的沼气应经脱硫处理后进入贮气柜，送至企业或农户利用。经厌氧处理后的

废水，进入中间沉淀池，经加药去除悬浮物，清液进入一级生化池和二级生化池，

池内设生物填料，经处理后的废水再经加药反应，进入二沉池进行固液分离。为确

保达标排放，清液再进入砂滤塔和活性炭塔系统进一步去除 CODcr、氮、磷，实现竹

制品废水达标排放。

4.4.3 工艺预期处理效果

工艺的预期处理效果见表 4-4。

表 4-4 工艺预期处理效果

参数预测

综合废水

厌氧池出水

一沉池出水

一级生化出水

二级生化出水

沉淀池出水

活性炭塔出水

排放标准

预期 COD

浓度（mg/L）

20000

3000

2400

728

255

203

<100

预期 COD

去除率

85％

20％

70％

65％

20％

>50%

〈100

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4.5 主要构筑物及设备

（1）贮水池 I

功能说明：贮存收集的含有 CuSO

的废水，至水量达到一定量后再进行处理。

设计参数：总容积 18m

。

设备配置：耐腐蚀提升泵两台，一开一备；池体内环氧防腐，池底设曝气管曝

气。

（2）化学反应池

功能说明：自动加药系统加入化学药剂，使废水中的 Cu

离子被沉淀，从而达

到去除重金属的目的。

设计参数：0.8×0.8×1.3m

，有效容积 0.64m

，PVC 材料。

设备配置：系统设 pH 自动控制一套、加药系统一套；设机械搅拌装置。

（3）贮水池 II

功能说明：存贮蒸煮废水，并与生活污水混合，调节水质水量。

设计参数：有效容积 300m

。

土建结构：地下钢砼结构，防腐处理。

设备配置：耐腐蚀提升泵两台，一开一备；池底设液下搅拌机。

（4） pH 调节池

功能说明：调节废水 pH 以利于后续生化过程。

设计参数：有效容积 6.0 m

，与调节池联体。

土建结构：钢砼结构，防腐处理，设于贮水池 I 内。

设备配置：机械搅拌系统一套、加药系统一套、pH 监控一套。

（5）厌氧反应器

功能说明：利用厌氧细菌将废水中的大部分有机污染物去除，并使废水适合后

续好氧生化处理。

设计参数：水力停留时间 5 天，有效容积 1500m

，总容积约 2000m

。

土建结构：EGSB，钢结构。

设备配置：内置生物填料 900m

。

（6）中间沉淀池

功能说明：沉淀去除污水中的悬浮物质，实现泥水分离。

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设计参数：水利停留时间 2.0 小时，有效容积 24m

，表面负荷 0.5m

。

土建结构：地上式钢砼结构。

设备配置：自动加药系统二套。

（7）一级生化池

功能说明：一级生化,去除废水中剩余的部分有机污染物。兼氧过程停留时间

为 12 小时，好氧过程为 12 小时，内悬挂生物填料，以利于微生物附着于填料表

面，形成一层生物膜，将水中有机污染物分解，使废水得到净化。

设计参数：兼氧池水利停留时间约 12 小时，有效容积 150m

，总容积 180m

，

好氧池有效容积 150 m

，总容积 180m

。布设软管曝气。

土建结构：半地下钢砼结构。

设备配置：球形填料 300m3；曝气软管。

（8）二级生化池

功能说明：二级生化，去除废中大部分有机污染物。兼氧池停留时间 12 小时，

好氧池停留时间 12 小时，池内悬挂生物填料，以利于好氧菌附着于填料表面，形成

一层生物膜，将水中有机污染物分解，使废水得到净化。

设计参数：兼氧池水利停留时间约 12 小时，有效容积：150m3，总容积 180m3；

好氧池有效容积 150m3，总容积 180m3。内挂毛竹填料，布设软管曝气。

土建结构：钢砼结构。

设备配置：球形填料 300m3。曝气软管。

（9）二沉池

功能说明：加入混凝剂，去除接触氧化池出水的悬浮物。

设计参数：水力停留时间 2 小时，有效容积 24m

，表面负荷 0.5m

。

土建结构：半地下式钢砼结构。

设备配置：自动加药系统二套。

（10）操作间及管理用房

功能说明：放置电控柜、加药桶、板框压滤机等设备，贮存药剂，操作人员值

班之用。

设计参数：140m

。土

建结构：砖混结构。

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（11）污泥浓缩池

功能说明：浓缩污泥。

设计参数：有效容积 30m

。

土建结构：半地下式钢砼结构。

设备配置：污泥泵一台。

（12）砂滤塔

功能说明：进一步去除出水 SS，便于后续活性碳处理。

设计参数：直径 2.0m。

土建结构：钢结构。

设备配置：提升泵，反冲泵等。

（13）活性碳塔

功能说明：由于出水水质难以把握，加活性碳塔，以便确保水质达标。

设计参数：直径 2.0m。

土建结构：钢结构。设备配置：反冲泵等。

4.6 总平面与污水处理站区布置

4.6.1 污水处理站占地面积

综合污水处理站构筑物占地面积约 3500m

。详见平面布置图（附图二）。

4.6.2 污水处理道路和管道布置

天荒坪污水处理厂内所有工艺管道及雨污水管道按照雨污分流的原则，分别敷

设。雨水管为明管，室外污水管为暗管，室内为明沟。污水处理站区道路为混凝土

路面，两侧为绿地。

4.7 建筑与结构

4.7.1 设计依据

遵循的主要设计规范、设计依据：

（1）GBJ3-88《砌体结构设计规范》；

（2）GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》；

（3）GBJ10-89《混凝土结构设计规范》。

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4.7.2 结构设计

污水处理构筑物均为蓄水构筑物，本设计采用钢砼和砖混框架结构形式，并按

自身墙体抗渗考虑。所采用砼等级不低于 C25，并作防渗、防腐处理。由于建设单

位尚未提供工程地质勘查报告，本设计地基承载力按不低于 100KPa，地下水位 2.50m

考虑。但于由该厂区为河谷平原地区，其地下水位可能较高、水量较大，在施工期

间应对此作好准备。

4.7.3 建筑材料和施工条件

当地的砖、水泥、砂均可按要求标号供应，满足一般要求。施工中严格按图施

工，切实执行现行工程施工规范。

4.8 供配电

污水处理站处理设施供电设计将根据工艺要求和国家现行的有关标准，按废水

处理工程常规要求进行设计。

本工程电气设计为污水处理站内部的动力设计。以 380V 电缆进入污水处理站

电源配电柜为界。主要用电设备名称及功率见表 4-5。

表 4-5 主要用电设备名称及功率

序号

设备名称

耐腐蚀提升泵 A

耐腐蚀提升泵 B

pH 自动控制系统

厌氧反应器循环水泵

自动加药系统

贮水池液下搅拌机

风机

螺杆泵

搅拌机

照明及其它

各类在线监控设备

合计单耗

单台功率

（kw）

0.55

4.0

0.1

5.5

0.37

4.0

11.5

1.5

0.55

10.0

2.0

—

数量

备用

—

－

工作时间

（h/d）

总功

（kwh/d）

0.55

40.0

4.8

2376

62.16

552.0

12.0

1.65

100

3257.16

—

10.86 kwh/m

—

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4.9 污水处理站投资估算

4.9.1 土建部分

根据污水处理工程总图布置估算，见表 4-6，实际价格待土建设计完成后按实

计算。

表 4-6 污水处理工程土建费用概算

序号

项目

贮水池 I

贮水池 II

PH 调节池

生化组合池

污泥浓缩池

操作间、监控室

栏杆，基础等

厕所及化粪池

办公楼

小计

规格

18m

350m

6.0m

30m

140m

—

金额（万元）

12.0

35.5

50.0

110.7

备注

钢砼

砖混

钢砼

砖混

—

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4.9.2 设备器材及安装部分

污水处理设备及安装费用预算见表 4-7。

表 4-7 污水处理设备及安装费用预算

序号

设备名称

提升泵Ⅰ

提升泵Ⅱ

螺杆泵Ⅰ

螺杆泵Ⅱ

循环泵

污泥泵

化学反应池

PH 自动控制系统

自动加药系统

化药桶集成

风机

搅拌机

板框压滤机

排泥系统

厌氧反应器

三相分离器

池体防腐

规格型号

Q=15m3/h, H=25m 2.2kw

耐腐蚀 Q=20m

/h, H=15m 0.75kw

Q=1.4m

/h, P=0.6MPa, 0.75kw

Q=2.9m

/h, P=0.6MPa,1.5kw

Q=25m

/h, H=15m, 2.2kw

Q=15m

/h, H=25m, 2.2kw

非标

配进口米顿若

碳钢籿胶

Q=8.73m

/min,P=4.9KPa,15kw

1.1KW 摆线式减速机

过滤面积 30 m 2，滤板尺寸 800*800，60mm 滤板

非标

(7×15

非标(7

1600M2

４０

数量

单价（万元）

0.6

0.4

0.9

0.7

0.4

0.7

1.8

1.5

1.6

1.5

4.0

0.3

3.5

5.5

42.80

7.6

120.00

总价（万元）

1.2

0.8

0.9

0.7

7.2

1.4

1.8

4.5

8.0

4.5

12.00

1.5

7.0

11.00

128.40

22.80

19.20

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填料与支架

曝气管

贮气柜

脱硫系统设备

电器与自控

管道与阀门

其他敷料

在线监测系统

沙滤塔

活性碳塔

安装费

合计

2500 M3

250m

非标

0.028 70.00

1.50

15.00

3.50

18.00

8.00

5.00

20.00

钢材

413.9×8％

20.0

33.1

447.0

４１

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4.9.3 污水处理厂工程投资费用

污水处理厂工程估算汇总见表 4-8。

表 4-8 污水处理厂工程估算汇总表

估算价值（万元）

技术经济指标

序号工程和费用名称

备注

建筑工程

一

安装工程

33.1

设备

413.9

其它费用合计

557.7

单位数量指标

污水处理厂小计

其它费用

征地费

建设单位管理费

工程监理费

工程设计费

前期工作费

联合试运转费

工艺调试费

生产准备费

办公及生活家具

110.7

二

72.6

9.13

6.09

2.69

12.17

6.09

72.6

9.13

6.09

2.69

12.17

6.09

亩

2.79

４２

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安吉竹制品生产废水处理工艺研究--以逢春污水处理厂为例

4.10 竹制品废水处理具体措施

4.10.1 竹制品废水运输

由天荒坪政府采购 2 辆 5 吨槽罐车，办理好所需的各类通行手续与车牌。约

20万。通过向社会招标，打包年运输费与车辆维修等营运费用。确定年运输费，落实

专人进行收集运输，在运输过程中要严格把关，为确保污水的稳定性，要落实好检查

和监控措施，不得私自接受其他化工类的污水。每年年运输费预算为 7-8 万元。

4.10.2 建立污水收集池

各加工企业每天产生的废水量仅在 0.3-0.5t 左右，要求各企业因地制宜建立

污水收集储存池，可一家企业建一池，也可相邻几家企业合建一池，以方便集中运输，

大小在 5-10 立方米为宜，建造费用约为 4000 元/个，预算金额在 18 万元左右。

污水收集池建设要求:一是采用地埋式，原则上容量大于 10 立方，按企业实际

生产规模、运输距离适当考虑扩大；二是收集废水为酸性，污水收集池必须以环氧树

脂覆面；三是收集池必须做好防腐、防漏等安全措施(做好雨棚或覆盖、雨水分流

沟)，并设明显标识牌；四是设立废水抽取口；五是收集池边道路必须平整，确保运

输车辆顺利进出。

为减少建设施工所带来的生态环境问题，应尽可能缩短建设施工期；不足的填方

应尽可能征集建筑废土和弃土，以避免对ft体的开挖破坏；对临时施工场地和堆场、

借方地等，待施工结束后均应尽可能恢复表土及植被，防止水土流失。此外，蒸煮池

的周围要做好围水堰，竹丝提起后必须在围水堰区域范围内清滤后外运，杜绝跑冒滴

漏现象，确保废水全部进入收集池。

4.10.3 污水处理厂设置配水池

因收集的废水浓度高，对整个系统的负荷大，瞬时注入时对其冲击较大，直接影

响到后续的生化处理系统，故委托浙江水美环境工程公司在污水处理厂建造 150 立

方

米的集水池，收集的废水按比例注入污水处理系统，该工程预算为 60 万元。

根据可行性方案，污水处理厂日处理竹制品废水负荷为 300t/d，年负荷量为 90000

吨。目前竹制品废水日均排放在 200 吨左右，年排放 60000 吨左右。为保证污水得

到有效处理，受委托处理前应先试运行，工艺稳定后，每天可容纳不超过 260t/d 的

污水量。

４３

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安吉竹制品生产废水处理工艺研究--以逢春污水处理厂为例

4.10.4 污水处理费用

处理费按原水 COD

浓度 30000mg/L，处理成本 50 元/吨，每年水量 90000 吨左右，则全年处理费用约为 450 万元。

表 4-9 污水处理厂污水处理费用汇总表

估算价值（万元）

序号工程和费用名称

技术经济指标

备

指标

注

建筑工程安装工程设备其它费用合计单位数量

三

第二部分费用小计

第一、二部分费用小计

预备费

工程静态投资

四

五

建设期内贷款利息

流动资金

污水处理厂总投资

110.7

33.1

413.9

194.86

24.12

413.9 218.98

54.9

413.9 333.88

110.7

33.1

194.8

752.5

24.12

776.6

54.9

891.5

110.7

33.1

４４

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4.11 工程运行数据分析

污水处理厂运行时废水处理情况如下表 4-10 所示，原水经过酸化池调节 pH 后，

进入罐 1#进行厌氧发酵处理，厌氧过程能去除大部分的 CODcr，加药初沉，后进入

一级、二级生化好氧过程（罐 2#，罐 3#），进一步去除 CODcr，罐 3#出水 CODcr基

本稳定在 2000~3000 范围内，经过二沉池、砂滤，然后活性炭塔处理后排放，最后排

放口能达到 GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准。整套流程，由于竹制品废

水属于高浓度有机废水，在厌氧阶段消化过程，微生物分解难降解的有机物为小分子

有机物，能除去水中大部分的 CODcr，同时厌氧池反硝化去除大部分氨氮，理论与运行

测试数据相符。实验研究表明，先酸化再厌氧再二级生化好氧工艺能对竹制品废水有

很好的去除 CODcr 和氨氮的效果，最后利用活性炭吸附生物难处理部分的

CODcr。

表 4-10 竹制品废水处理工程运行数据

日期项目

原水

酸化池

罐 1#

罐 2#

3.5

5.6

7.0

COD

-N

日期项目

原水

酸化池

罐 1#

3.1

5.1

7.1

COD

11600

10800

-N

335.77

325.65

13600 358.27

11600 324.52

3520

2720 7.2

2014/4/

罐 3#

7.2

2360

二沉池

7.32080

砂滤产水

7.8

1840

排放口

7.160

续上表

3200

罐 2#

7.14300

2014/4/

309.9

罐 3#

7.2

3080

299.78

二沉池

7.42720

砂滤产水

7.9

1780

排放口

9.84

7.520 13.22

-N

358.27

324.52

日期项目

原水

酸化

池

罐 1#

罐 2#

4.1

5.1

7.1

COD

12800

11400

3600

2600

329.02

-N

318.9

312.15

日期项目

原水

酸化

池

罐 1#

罐 2#

3.15

4.87

7.02

7.06

COD

16800

13600

3560

2680

2014/4/1

罐 3#

7.2 2480 309.9

2014/4/1

二沉

7.32080

池

砂滤

7.69 1880

产水

排放

口

罐 3#

7.322440

二沉

7.46 2040

池

砂滤

产水

排放

口

7.21 20 9.84

8.0

7.3

1800

20 12.09

４５

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16000

14000

12000

10000

8000

6000

4000

2000

0 2

图 4-2 运行时 COD 和 pH 变化情况

图 4-3 运行时 NH

-N 变化情况

如图 4-2 和图 4-3，工程试验运行数据表明，该工艺运行状态稳定，污水处理

效果良好，达到了设计时的目标。

４６

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第 5 章治理方案及其实施

通过充分的研究与论证，确定了以挨户收集、集中运输与处理的治理方案，把安

吉县所有竹拉丝、竹加工企业所产生的废水挨户收集后集中处理，通过专门的槽罐车

定期运至逢春污水处理厂进行集中处理，为改善区域环境质量，实现达标排放，使区

域生态环境得到切实有效的保护，确保居民的用水安全。

5.1 治理方案实施

为加强治理工作的领导，保证各项工作的顺利开展，成立安吉县竹制品加工企业

污染治理领导小组，总体规划各个部门与企业之间的联系，治理领导小组负责治理工

作的领导和决策，协调乡镇和部门间的工作。领导小组办公室牵头组织实施治理工作。

领导小组成员单位依法履行各自职责。

5.1.1 镇政府职责

安吉县由于竹制品企业相对比较分散、废水类型多，难以一次性完成治理工作，

应分步对不同污水进行治理。安吉县竹制品行业最大废水污染源为蒸煮废水，其中染

色废水由于其中含有重金属与染料，环境毒性大，是安吉县首先考虑治理的废水类型。

竹制品加工企业污染治理的责任主体是安吉县，县政府应做好前期情况排摸、舆论宣

传和工作推进等工作，为治理工作的顺利开展做好保障。制定实施方案，规划好生产

废水污染整治的收集设施建设、运输和管理工作。做好企业废水收集池工程的招投标、

建设和验收工作，落实好废水运输车辆和运输人员，确保整个治理工作的安全和稳定，

同时要合理规划，遏制竹加工企业的混乱运营。负责废水收集运输和费用的收取。根

据供电部门提供的各竹制品加工企业用电负荷，合理推算竹制品加工企业污染贡献；

派出所应及时掌握群众动态，排除不稳定因素；各国土资源所做好企业建造污水收集

池涉及的用地审查。

5.1.2 各部门职责

（1）环保局

负责治理工作的业务指导，依法加强对各竹制品加工企业的监管，加强污水处理

厂的实时监测工作，配合安吉县有序推进整个整治工作。对竹制品加工企业污染治理

的技术可行性分析和污水收集池设计方案进行审查，并落实好治理所需的硬件设施建

４７

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设所需资金。水厂进水和出水水质要定期监测，以根据不同水量和水质及时调整处理

单元的运转状况，保障设施的正常和高效运行。

（2）建设局

负责协调污水处理厂在高浓度污水处理中遇到的问题，确保最终废水处理后能正

常运行达标排放。

（3）工商局

加强对各类设备的定期检查、维护和管理，以减少事故隐患；污水厂应采用双回

路供电，防止因停电而造成运转事故。负责对不实施污染治理的无证竹制品加工作坊，

依法予以取缔:对实施了污染治理的无证竹制品加工作坊，按有关规定予以登记。

5.2 治理主要措施

对安吉县竹制品加工企业水污染现状进行情况排摸，纠察问题，从而制定最佳治

理方案，撰写安吉县竹制品加工企业水污染治理工作方案并上报县政府。

依据调研结果确定的工作对策，汇总县域内竹制品加工企业名录、核定各企业排

污量等。并做好与其他相关部门的协调工作，以确保治理方案确实可行。

召开安吉县竹制品加工企业水污染治理工作会议，部署竹制品加工企业水污染治

理工作，加大宣传力度，营造治理工作氛围，实现治理工作目标。

污水处理厂出水水质恶化通常由进水口冲击负荷以及设备故障等原因造成，对此

应做好以下几项工作：

（1）制定事故状态下的排放应急预案，定时进行应急演练，以确保事故处理能

力。

（2）建立可靠的运行监控系统，如遇异常情况，通过调整运行参数等措施，尽

可能避免事故的发生或将事故影响降至最低。

（3）加强设备的管理工作，定期对其进行维护，并做好设备及配件等的配备工

作，以确保能及时处理应急事故。

（4）加强对排水管维护管理工作，一旦发现问题，应第一时间报告相关管理部

门，并抓紧排摸问题出现的位置。

（5）要制定合理的档案制度，记录进出厂水质水量情况、设备处理效率，以便

总结经验，杜绝事故的再次发生。

４８

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5.3 治理费用

5.3.1 生态补偿机制的成效

生态补偿以后，一是地区内污染治理基础设施不断完善。安吉县负荷3万吨的城

镇污水处理厂的运营，村级污水处理设施项目实施，安吉自来水厂和供水管网得以完

善。二是地区污染得到控制，环境质量不断提高。关闭各类没有污染治理设施的小作

坊、小企业，从源头保证引用水安全；居民生活污水处理率不断提高；生活垃圾分类

处理。地区的生态环境明显好转，生态用地等资源得到涵养和保护。

环保局负责解决各类方案编制经费、工程经费、废水运输槽罐车的购置费用、运

输费等费用，具体解决方案由环保局会同乡镇、部门商议后决定。

涉及的污水处理费，原计划按企业规模收取，但经各方反映，由于规模的企业生

产时间有差别，故废水产生量有区别，经研究，决定根据各企业用电量，缴纳污水处

理费。

5.3.2 污水处理费用收取

收取办法：两个月收取一次，第一次由县环保局派人与村专管人员共同上门收取。

污水处理厂处理费按原水CODcr浓度30000mg/L，处理成本50元/吨，每年水量3000吨，

则全年处理费用约为15万元，初步计算，企业平均每月支付450元左右，白竹企业统

一以450元/月。

5.4 治理方案的主要措施

通过“调查摸底，制定方案”、“登记造册，协调落实”、“动员部署，集中治

理”、“动员部署，集中治理”等主要措施切实落实方案的实施。对县内竹制品生产

企业情况进行走访排查，查找问题，提出科学整治思路，撰写安吉县竹制品加工企业

水污染治理工作方案并上报县政府。

由污水厂自行负责有关环保措施的落实，业务上接受当地环保行政主管部门的指

导，有关污染源的调查及环境监测，可委托并配合安吉县环境监测站进行。根据整治

方案内容，做好项目登记、排污量核算等工作。主动与其他部门进行联系，包装方案

可行性。召开整治工作会议，部署各项具体工作，加大宣传力度，营造治理工作氛围，

实现治理工作目标。制定长效机制和管理办法，确保治理到位，管理到位。

４９

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5.5 事故风险防范对策

一旦发生事故性排放，污水处理厂应采取以下应急对策：

（1）公司设置应急指挥部合应急救援专业组，办公地点设在公司内部。公司设

置应急指挥部负责现场全面指挥，救援专业组负责事故控制、救援和善后处理。指挥

部和专业组内部人员按照分工开展工作。

（2）污水处理站处理故障或其他原因导致企业内废水不能达标排放时，公司应

及时关闭外排水阀门，并积极组织人员查明原因，进行抢修，产生的废水应暂存在应

急池。

（3）控制事故发展，防止扩大、蔓延及连锁反应；清除现场泄漏物，降低危害，

相应器材的配备。

（4）设应急事故专门记录，监理档案和报告制度，设立专门部门负责管理。

（5）对工厂临近地区公众开展环境风险事故预防教育、应急知识培训并定期发

布相关信息。

（6）建立和健全电气安全规章制度和安全操作规程，并严格执行。加强对电气

设施进行维护、保养、检修，保持电气设备正常运行。

（7）按照在线监控系统，并与环保局联网。

５０

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第 6 章结论

为本课题先对安吉县竹制品废水产生情况作了较为全面的认识，并取样分析其主

要生产废水性质，通过实验室研究，初步确定了竹制品生产废水治理方案。另外，为

防止竹制品废水污染环境，本课题针对竹制品废水（蒸煮水）处理，设计了一个切实

可行的工程方案。

方案实施时，采取“户集、镇运、集中处理”的思路，把安吉县所有竹制品加工

企业产生的废水经过收集后送往安吉县逢春污水处理厂进行集中处理，通过“厌氧

-加药-好氧-二沉-砂滤-活性炭塔”的处理过程，最终实现了达标排放。

（1）竹制品加工过程中产生的高浓度有机废水，大致有竹拉丝蒸煮废水、白竹

蒸煮废水和硫酸铜染色废水三类，其中污染最大的是双氧水蒸煮废水与含硫酸铜的染

色废水，因为其毒性大，污染后极难治理。本工艺设计针对这2类废水进行了工程设

计。废水最大CODcr浓度为30000mg/L，平均为20000mg/L左右，经调查统计，H

蒸

煮水300吨/d，年排放水量90000吨左右，含硫酸铜废水10吨/月，年排放量110吨左

右。pH为3.0-3.5，COD

不超过20000mg/L。

（2）竹加工废水经过设计方案处理，采用“酸化池-厌氧-加药-两级生化好氧-

二沉-砂滤-活性炭塔”的工艺流程，可以达到如下出水水质指标，如表6-1

项目

参数

表 6-1 天荒坪竹制品企业生产废水排放标准（单位：mg/L）

CODCr

≤100

≤70

6~9

（3）确定了“户集、镇运、集中处理”的思路，把安吉县所有竹制品加工企业

的竹制品蒸煮废水和染色废水收集后集中处理。操作时，可以通过槽罐车定期运送至

安吉县逢春污水处理厂进行集中处理。达标排放后，可以很好地防止太湖水系污染。

另外，可以防止地下水污染，保障安吉地方引用水水质安全。

５１

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致谢

本学位论文是在导师张安平副教授和郑海军高级工程师的悉心指导下完成的，

他们在生活和学习上给予了我悉心关怀、精心培养和大力帮助。他们对我的研究工

作倾注了大量的心血，在我的课题选定和论文撰写工程中，他们认真指导，提出了

很多宝贵的意见。恩师严谨的治学态度、渊博的学识，尤其是一丝不苟、勤奋刻苦

的工作作风，使我在学业和做人上都受益匪浅，终生难忘。值此成文之际，谨向恩

师表示我最崇高的敬意。

感谢我们班的兄弟姐妹，谢谢你们在日常生活中对我的关心和帮助。感谢安吉县

环境保护局相关工作人员的对此项工作的大力支持。

最后，我要特别感谢我的家人，是他们一如既往的理解、鼓励和支持使我完成学

业。

. .

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