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在印染行業(yè)中常用的污水處理工藝

某印染廠年產(chǎn)各種色布、迷彩布3 000 萬(wàn)m，日污水排放量約3 000～3 600 t。該廠處于缺水地區(qū)，水體環(huán)境容量有限，且印染廢水污染程度大，若不經(jīng)處理直接排放，會(huì)對(duì)水體環(huán)境造成惡劣影響，所以需對(duì)廢水進(jìn)行處理。擬建設(shè)污水處理廠一座，設(shè)計(jì)處理能力3 600 m3/d。

1 水質(zhì)特點(diǎn)

該印染廠對(duì)廢水處理要求較高，污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

 由表1 可以看出，該廢水具有印染廢水的典型特點(diǎn)，即水量大、有機(jī)污染物含量較高、色度深、pH變化較大等，B/C 只有0.23，可生化性差。另外，由于該廠在生產(chǎn)過(guò)程中使用了多種類型的染料（分散染料、還原染料、硫化染料和活性染料）和助劑（燒堿、亞硫酸鈉、保險(xiǎn)粉、表面活性劑、柔軟劑、防水劑），且在紡織原坯布處理時(shí)產(chǎn)生大量有機(jī)化學(xué)漿料，因此該廢水屬于難處理的工業(yè)廢水。

2 工藝選擇

2.1 工藝流程

使用單一的物化和生化工藝處理印染廢水并不能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，大量研究證明物化和生化相結(jié)合的工藝，特別是以厭氧水解酸化和好氧生物氧化為主體的處理工藝能夠非常有效地對(duì)這類廢水進(jìn)行處理。另外，由于印染廢水色度高，生物強(qiáng)化脫色菌種的篩選和培育的研究也引起學(xué)者的廣泛關(guān)注，大量文獻(xiàn)報(bào)道了這方面研究。該工程廢水具有印染廢水的典型特點(diǎn)，出水要求比《紡織工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287—1992）一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要高，經(jīng)過(guò)多方案比較，最終確定物化沉淀+厭氧水解酸化+好氧生物氧化+曝氣生物濾池為主體的處理工藝，確保處理出水BOD5和CODCr達(dá)標(biāo)。同時(shí)，由于進(jìn)水色度大，對(duì)色度的去除要求高，所以確定在生化階段引入生物強(qiáng)化脫色菌種進(jìn)行馴化培養(yǎng)，以增加生化階段的脫色能力。廢水處理工藝流程見圖1。

 2.2 工藝流程說(shuō)明

印染廠綜合廢水經(jīng)排污管道靠重力自流或壓力流進(jìn)入格柵/集水井（兼調(diào)節(jié)池），調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升到預(yù)處理池，調(diào)節(jié)pH。然后進(jìn)入水解酸化池，難生物降解的染料、助劑、洗滌劑及微量羊毛脂等物質(zhì)在缺氧條件下打斷分子鏈并打開發(fā)色基團(tuán)，提高廢水的可生化性。在水解酸化池底部設(shè)置曝氣管進(jìn)行微氧曝氣，控制溶解氧在0.5 mg/L 左右。

此后廢水進(jìn)入曝氣池進(jìn)行生物代謝，經(jīng)生化沉淀池固液分離后，污泥回流至曝氣池。生化沉淀池出水進(jìn)入第二座物化沉淀池，設(shè)計(jì)采用混凝沉淀工藝，進(jìn)行混凝脫色反應(yīng)，沉淀污泥排入污泥濃縮池，上清液進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行深度處理（若上清液達(dá)到出水排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接通過(guò)跨越管排放）。物化污泥經(jīng)濃縮池濃縮后脫水，泥餅外運(yùn)填埋處理，濃縮液及污泥過(guò)濾液進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)一步處理。

3 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 預(yù)處理單元

（1）集水井/調(diào)節(jié)池。均化水質(zhì)、水量，降低水溫，保障后續(xù)生化處理單元的正常運(yùn)行，減少處理沖擊負(fù)荷。設(shè)計(jì)停留時(shí)間11.5 h，有效容積1 728 m3，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，數(shù)量1 座。格柵槽和調(diào)節(jié)池采用合建式，內(nèi)置兩臺(tái)HF-300 循環(huán)式齒耙清污機(jī)，調(diào)節(jié)池設(shè)置WQK150-10-7.5 潛水污水 泵兩臺(tái)，1 用1 備。

（2）物化沉淀池。主要對(duì)廢水的懸浮物進(jìn)行沉淀分離，減少后續(xù)處理設(shè)施的負(fù)荷。設(shè)計(jì)輻流式沉淀池1 座，有效容積812 m3，直徑15 m，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，表面負(fù)荷為0.8 m3/（m2·h）。池上設(shè)ZBG-15 型周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)1 臺(tái)。

3.2 生化處理單元

（1）厭氧水解池。廢水由預(yù)處理沉淀池進(jìn)入水解酸化池，由于池體較深，除入流水中充氧與池面復(fù)氧外，并無(wú)氧供應(yīng)，在缺氧條件下廢水中的有機(jī)物進(jìn)行水解，pH 略有下降，便于在曝氣池中生物降解，生化沉淀池中的部分剩余污泥回流至調(diào)節(jié)/水解酸化池進(jìn)行消化，強(qiáng)化了水解酸化池的生物降解。同時(shí)，生物接觸氧化池的硝化液回流至調(diào)節(jié)/水解酸化池，微生物利用原水中的有機(jī)物為碳源進(jìn)行反硝化。調(diào)節(jié)/水解酸化池分為4 格，最后一格不設(shè)置填料，采用懸浮污泥法；前三格設(shè)置自由擺動(dòng)式填料—TB/TA 型（TB：自由擺動(dòng)結(jié)構(gòu)，TA：彈性生物填料），以提高污泥濃度和微生物量，強(qiáng)化處理效果，提高出水的B/C，有利于后續(xù)處理。

水解酸化池設(shè)計(jì)停留時(shí)間16.3 h，設(shè)計(jì)尺寸為20 m×24 m×5.5 m，有效容積2 448 m3，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1 座。水解酸化池沿縱向分為A、B、C、D 4 格，前三格設(shè)置填料，每格設(shè)置填料360 m3，共1 080 m3。最后一格采用懸浮污泥法。池底設(shè)置4 根曝氣管，定期曝氣10 min，防止污泥沉淀。

（2）好氧曝氣池。設(shè)計(jì)停留時(shí)間12.3 h，設(shè)計(jì)尺寸21 m×18 m×5.3 m，有效容積1 852 m3，鋼筋砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1 座。曝氣池中安裝復(fù)合填料1 134 m3，不需要進(jìn)行污泥回流。配套3 臺(tái)三葉低噪聲羅茨風(fēng)機(jī)，2用1 備，每臺(tái)風(fēng)量37.4 m3/min，功率55 kW。

（3）生化、物化沉淀池。生化沉淀池主要對(duì)好氧曝氣混合液進(jìn)行泥水分離，沉淀污泥部分回流到水解酸化池，剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池。物化沉淀池主要對(duì)生化出水作進(jìn)一步沉淀處理，減輕后續(xù)深度處理負(fù)荷。設(shè)計(jì)鋼筋砼結(jié)構(gòu)，生化、物化沉淀池各1 座，為中央進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池。設(shè)計(jì)表面負(fù)荷0.8 m3/（m2·h），沉淀池直徑15 m，每池上設(shè)ZBG-15 型周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)一臺(tái)，共2 臺(tái)。

3.3 深度處理單元

該深度處理系統(tǒng)采用曝氣生物濾池工藝。由于廢水處理難度較大，為確保出水達(dá)標(biāo)及取得更佳的出水效果，生物接觸氧化池出水經(jīng)沉淀后再經(jīng)曝氣生物濾池進(jìn)行深度處理，以強(qiáng)化有機(jī)污染物和色度的去除。目前城市污水廠最終把關(guān)裝置采用的新型生物濾池有富氧生物濾池、好氧（曝氣）生物濾池等。考慮到生化、物化處理后廢水中的有機(jī)物已經(jīng)較低，且沉淀池出水中DO 在0.5 mg/L 左右，因此采用彈性填料、炭粒、陶粒組成的復(fù)合兼氧生物反應(yīng)器。

生物濾池為鋼筋砼結(jié)構(gòu)，1 座，其設(shè)計(jì)氣水比為1∶1～1∶2，設(shè)計(jì)尺寸8 m×8 m×5 m，彈性填料層高2 m，濾料層高1 m（陶粒和生物炭粒各0.5 m），定期用空氣松動(dòng)濾層并進(jìn)行反沖，反沖水回至污泥回流泵房。

3.4 輔助單元

（1）風(fēng)機(jī)房，尺寸為8 m×8 m，1 座，提供鼓風(fēng)機(jī)及其他輔助設(shè)備安裝、運(yùn)行、維護(hù)平臺(tái)。配套風(fēng)機(jī)3L62WD，3 臺(tái)，2 用1 備。

（2）污泥濃縮池，尺寸為12 m×8 m×6 m，1 座，接納預(yù)沉池、物化沉淀池污泥。設(shè)計(jì)采用間歇式進(jìn)泥、排泥，濃縮池內(nèi)設(shè)空氣攪拌裝置，防止污泥厭氧呼吸。濃縮池上清液自流入集水調(diào)節(jié)池，濃縮后污泥由氣動(dòng)隔膜泵吸入脫水機(jī)房加藥調(diào)節(jié)穩(wěn)定后采用帶式污泥脫水機(jī)脫水。

（3）脫水機(jī)房，尺寸為9 m×12 m，1 座。脫水機(jī)房?jī)?nèi)安裝DY-2000 敞開式帶式壓濾機(jī)，2 臺(tái)，1 用1備。每套包括污泥絮凝攪拌機(jī)、加藥裝置、清洗水泵、空壓機(jī)，污泥輸送機(jī)等。

（4）綜合辦公樓，13 m×10 m，1 座，為污水處理廠運(yùn)行操作人員辦公、化驗(yàn)以及中控室所在位置。

4 工程運(yùn)行效果分析

4.1 工藝調(diào)試

生化系統(tǒng)污泥一部分來(lái)自城市污水處理廠的脫水污泥，一部分來(lái)自某印染紡織工業(yè)園區(qū)污水處理廠的脫水污泥。考慮到印染廢水可生化性低，色度高的特點(diǎn)，在生化污泥培養(yǎng)階段一方面投加工業(yè)葡萄糖、尿素、磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)源，另一方面投加生物強(qiáng)化脫色菌種，增強(qiáng)對(duì)廢水色度的去除，其中生物強(qiáng)化脫色菌種是在先前工作基礎(chǔ)上獲得的。取某印染廢水廠生化處理池中一定量的活性污泥放入含有染料（活性艷紅M2B）的馴化培養(yǎng)液中，在一定溫度下振蕩培養(yǎng)數(shù)天，使對(duì)染料耐受力強(qiáng)的降解菌大量繁殖；再繼續(xù)添加染料至不同濃度的培養(yǎng)液中，振蕩培養(yǎng)，篩選出對(duì)染料耐受力強(qiáng)的降解菌，將獲得的脫色菌分批投加到生化池內(nèi)。

前期采用間歇進(jìn)水方式調(diào)試，定期換水以減少微生物代謝產(chǎn)物的抑制作用。待菌種適應(yīng)廢水的環(huán)境，污泥日趨成熟后，改為連續(xù)進(jìn)水方式調(diào)試，并逐步增加處理水量和負(fù)荷。曝氣量要隨著污泥濃度和污泥負(fù)荷的增加逐漸加大，便于微生物在生物膜上附著和穩(wěn)定生長(zhǎng)。同時(shí)對(duì)處理出水定期監(jiān)測(cè)，并對(duì)生物相進(jìn)行觀察，運(yùn)行穩(wěn)定后調(diào)試結(jié)束。

4.2 工程運(yùn)行效果

該廢水處理設(shè)施經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，處理后的水質(zhì)見表2。由表2 可以看出處理出水已經(jīng)達(dá)到并優(yōu)于《紡織工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287-1992）一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

 4.3 工程投資及運(yùn)行成本分析

工程總投資510 萬(wàn)元，其中土建部分239 萬(wàn)元，設(shè)備和其他部分271 萬(wàn)元。運(yùn)行費(fèi)用包括水費(fèi)、電費(fèi)、人工費(fèi)、藥劑費(fèi)和管理費(fèi)等，合計(jì)1.86 元/m3。具體參見http://www.chinataijiang.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結(jié)論

工程實(shí)踐表明，采用物化預(yù)處理+厭氧水解酸化+生物接觸氧化法+曝氣生物濾池工藝處理印染廢水，出水水質(zhì)可達(dá)到并優(yōu)于《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287—1992）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。生物強(qiáng)化脫色菌能較明顯地提高生化系統(tǒng)的脫色能力，出水色度優(yōu)于其他生化處理工藝。