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在印染行業(yè)中常用的污水處理工藝

某印染廠年產各種色布、迷彩布3 000 萬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，若不經處理直接排放，會對水體環(huán)境造成惡劣影響，所以需對廢水進行處理。擬建設污水處理廠一座，設計處理能力3 600 m3/d。

1 水質特點

該印染廠對廢水處理要求較高，污水處理廠設計進出水水質見表1。

 由表1 可以看出，該廢水具有印染廢水的典型特點，即水量大、有機污染物含量較高、色度深、pH變化較大等，B/C 只有0.23，可生化性差。另外，由于該廠在生產過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、保險粉、表面活性劑、柔軟劑、防水劑），且在紡織原坯布處理時產生大量有機化學漿料，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準的要求，大量研究證明物化和生化相結合的工藝，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這類廢水進行處理。另外，由于印染廢水色度高，生物強化脫色菌種的篩選和培育的研究也引起學者的廣泛關注，大量文獻報道了這方面研究。該工程廢水具有印染廢水的典型特點，出水要求比《紡織工業(yè)水污染排放標準》（GB 4287—1992）一級排放標準要高，經過多方案比較，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達標。同時，由于進水色度大，對色度的去除要求高，所以確定在生化階段引入生物強化脫色菌種進行馴化培養(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 工藝流程說明

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

此后廢水進入曝氣池進行生物代謝，經生化沉淀池固液分離后，污泥回流至曝氣池。生化沉淀池出水進入第二座物化沉淀池，設計采用混凝沉淀工藝，進行混凝脫色反應，沉淀污泥排入污泥濃縮池，上清液進入曝氣生物濾池進行深度處理（若上清液達到出水排放標準，可直接通過跨越管排放）。物化污泥經濃縮池濃縮后脫水，泥餅外運填埋處理，濃縮液及污泥過濾液進入調節(jié)池進一步處理。

3 主要設計參數

3.1 預處理單元

（1）集水井/調節(jié)池。均化水質、水量，降低水溫，保障后續(xù)生化處理單元的正常運行，減少處理沖擊負荷。設計停留時間11.5 h，有效容積1 728 m3，鋼筋砼結構，數量1 座。格柵槽和調節(jié)池采用合建式，內置兩臺HF-300 循環(huán)式齒耙清污機，調節(jié)池設置WQK150-10-7.5 潛水污水 泵兩臺，1 用1 備。

（2）物化沉淀池。主要對廢水的懸浮物進行沉淀分離，減少后續(xù)處理設施的負荷。設計輻流式沉淀池1 座，有效容積812 m3，直徑15 m，鋼筋砼結構，表面負荷為0.8 m3/（m2·h）。池上設ZBG-15 型周邊傳動刮泥機1 臺。

3.2 生化處理單元

（1）厭氧水解池。廢水由預處理沉淀池進入水解酸化池，由于池體較深，除入流水中充氧與池面復氧外，并無氧供應，在缺氧條件下廢水中的有機物進行水解，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節(jié)/水解酸化池進行消化，強化了水解酸化池的生物降解。同時，生物接觸氧化池的硝化液回流至調節(jié)/水解酸化池，微生物利用原水中的有機物為碳源進行反硝化。調節(jié)/水解酸化池分為4 格，最后一格不設置填料，采用懸浮污泥法；前三格設置自由擺動式填料—TB/TA 型（TB：自由擺動結構，TA：彈性生物填料），以提高污泥濃度和微生物量，強化處理效果，提高出水的B/C，有利于后續(xù)處理。

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

（2）好氧曝氣池。設計停留時間12.3 h，設計尺寸21 m×18 m×5.3 m，有效容積1 852 m3，鋼筋砼結構，設1 座。曝氣池中安裝復合填料1 134 m3，不需要進行污泥回流。配套3 臺三葉低噪聲羅茨風機，2用1 備，每臺風量37.4 m3/min，功率55 kW。

（3）生化、物化沉淀池。生化沉淀池主要對好氧曝氣混合液進行泥水分離，沉淀污泥部分回流到水解酸化池，剩余污泥進入污泥濃縮池。物化沉淀池主要對生化出水作進一步沉淀處理，減輕后續(xù)深度處理負荷。設計鋼筋砼結構，生化、物化沉淀池各1 座，為中央進水、周邊出水的輻流式沉淀池。設計表面負荷0.8 m3/（m2·h），沉淀池直徑15 m，每池上設ZBG-15 型周邊傳動刮泥機一臺，共2 臺。

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，為確保出水達標及取得更佳的出水效果，生物接觸氧化池出水經沉淀后再經曝氣生物濾池進行深度處理，以強化有機污染物和色度的去除。目前城市污水廠最終把關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?？紤]到生化、物化處理后廢水中的有機物已經較低，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、陶粒組成的復合兼氧生物反應器。

生物濾池為鋼筋砼結構，1 座，其設計氣水比為1∶1～1∶2，設計尺寸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），定期用空氣松動濾層并進行反沖，反沖水回至污泥回流泵房。

3.4 輔助單元

（1）風機房，尺寸為8 m×8 m，1 座，提供鼓風機及其他輔助設備安裝、運行、維護平臺。配套風機3L62WD，3 臺，2 用1 備。

（2）污泥濃縮池，尺寸為12 m×8 m×6 m，1 座，接納預沉池、物化沉淀池污泥。設計采用間歇式進泥、排泥，濃縮池內設空氣攪拌裝置，防止污泥厭氧呼吸。濃縮池上清液自流入集水調節(jié)池，濃縮后污泥由氣動隔膜泵吸入脫水機房加藥調節(jié)穩(wěn)定后采用帶式污泥脫水機脫水。

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

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

4 工程運行效果分析

4.1 工藝調試

生化系統(tǒng)污泥一部分來自城市污水處理廠的脫水污泥，一部分來自某印染紡織工業(yè)園區(qū)污水處理廠的脫水污泥?？紤]到印染廢水可生化性低，色度高的特點，在生化污泥培養(yǎng)階段一方面投加工業(yè)葡萄糖、尿素、磷酸鹽等營養(yǎng)源，另一方面投加生物強化脫色菌種，增強對廢水色度的去除，其中生物強化脫色菌種是在先前工作基礎上獲得的。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)數天，使對染料耐受力強的降解菌大量繁殖；再繼續(xù)添加染料至不同濃度的培養(yǎng)液中，振蕩培養(yǎng)，篩選出對染料耐受力強的降解菌，將獲得的脫色菌分批投加到生化池內。

前期采用間歇進水方式調試，定期換水以減少微生物代謝產物的抑制作用。待菌種適應廢水的環(huán)境，污泥日趨成熟后，改為連續(xù)進水方式調試，并逐步增加處理水量和負荷。曝氣量要隨著污泥濃度和污泥負荷的增加逐漸加大，便于微生物在生物膜上附著和穩(wěn)定生長。同時對處理出水定期監(jiān)測，并對生物相進行觀察，運行穩(wěn)定后調試結束。

4.2 工程運行效果

該廢水處理設施經過一段時間的穩(wěn)定運行，處理后的水質見表2。由表2 可以看出處理出水已經達到并優(yōu)于《紡織工業(yè)水污染排放標準》（GB 4287-1992）一級排放標準要求。

 4.3 工程投資及運行成本分析

工程總投資510 萬元，其中土建部分239 萬元，設備和其他部分271 萬元。運行費用包括水費、電費、人工費、藥劑費和管理費等，合計1.86 元/m3。具體參見http://www.chinataijiang.com更多相關技術文檔。

5 結論

工程實踐表明，采用物化預處理+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，出水水質可達到并優(yōu)于《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》（GB 4287—1992）中的一級排放標準。生物強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。