印染廢水處（chù）理工藝

印染（rǎn）廢水是（shì）國內外公認的較（jiào）難處理的工業廢水之一，具有成分複雜、可生化性差、處理難度大（dà）等特點。單（dān）獨采用傳統生化處理工藝，處理效果較差，難以達到排放要（yào）求。
  某印染企業染色工序的廢（fèi）水（shuǐ），主要汙染物為硫（liú）化青光（guāng）染料、助劑（硫化堿、純堿、保險（xiǎn）粉和雙氧水等）和表麵活性劑（烷基磺酸鈉）等。具有有機汙染物濃度（dù）高、種類多（duō）、可生化（huà）性差和水質複雜等水質特點。根據該印染廢水的水質（zhì）特點，筆者采用水解酸化（huà）—生物接觸氧化—絮凝沉澱（diàn）組合工（gōng）藝對該廢水（shuǐ）進行了處理。在接觸氧化法和絮凝（níng）沉澱之前，利（lì）用酸化池內的水解和產酸細菌改善廢水的可生化性，有（yǒu）利於提高整個工藝的處理效率（lǜ）〔2〕，出水水質達（dá）到《汙水綜合排放標準》（GB8978—1996）一級標準（zhǔn）。為難降解（jiě）印染廢水的處理提（tí）供了有益的實踐經驗。
  1.水質與分析（xī）方法
  該印染廠廢水排放量為600m3/d，要求處理後出水達到《汙水綜合排放標準（zhǔn）》（GB8978—1996）中的一級排放標準，廢（fèi）水水質與（yǔ）排放標準如表1所示。



  COD采用重鉻酸鉀法測定；BOD5采用稀釋與接種法測定；SS采用重量法測定；PH采用PH酸度計測定；DO采用便攜式溶解氧測定儀測定。
  2.結（jié）果（guǒ）與（yǔ）分析
  2.1工（gōng）藝流程
  組合工（gōng）藝流程如圖1所示。廢（fèi）水通過廠（chǎng）區內排（pái）水（shuǐ）管網收集進入格柵池，去除大顆粒雜質和（hé）其他懸浮物。後進入調節池，調節池內設鼓風（fēng）曝氣均化水質、均衡水量。之後（hòu）經提升泵提升至兼性池（水解酸化（huà）池）中，兼性池中含有大量的兼性細（xì）菌，利用其水解（jiě）和產酸作用提（tí）高廢水的生化性。然後自流入接觸氧化池，池內設置半軟性填料，為微生物提供生長（zhǎng）附著床。生化池中代謝脫落的細菌、SS隨（suí）廢水依（yī）次流入（rù）絮凝反應（yīng）池、膠羽池和沉澱池等進行固液分離，沉澱池上部清水經消毒處理後達標排放（fàng）。沉澱池底部汙泥用泵打入汙泥池濃（nóng）縮脫水。



  2.2主要構築物、設備及設計參數
  格柵池，總容積為58m3/座，有效水深為2.5m，設置兩（liǎng）道格柵（shān）。粗、細格柵均采用回轉式格柵除汙機（jī）。將汙水送（sòng）入（rù）水泵和主體構（gòu）築物前，需設格柵以攔（lán）截較大（dà）雜物（wù），防止堵塞（sāi）水（shuǐ）泵及（jí）管道，保證後續處理設施的正常（cháng）運（yùn）行。
  隔油池，總容積36m3/座，有效水深1.2m，地下式鋼混結構（gòu），1座。由於油易黏附且具有隔離效果，故設隔油池截留廢水中的浮油，以（yǐ）保證後續處理構築物的處理效果。
  調節池，總容積（jī）197.1m3，有效容積138m3，有效水深3.5m，氣水比10∶1。池內設曝氣管，廢水（shuǐ）經（jīng）曝（pù）氣管（guǎn）中空氣的攪拌可均化（huà）水質、均衡水量，並能保證水中的顆（kē）粒物不沉積於（yú）池底。
  水解酸化池，厭氧折板反應（yīng）器（ABR）的結構（gòu）形式，總容積280m3，有（yǒu）效容積205m3。DO控製（zhì）在1.2~3mg/L之間，停留時間為9h，有效水深為（wéi）5.5m。池底布置（zhì）多排穿孔管，廢水從池底進入，攪動池底汙泥，保證廢水與水解酸化泥充分接觸。
  接觸（chù）氧化池（chí），總容積230m3，有效容積170m3，有效（xiào）水深為4.3m，水力停（tíng）留（liú）時間為12h。池內填充彈性組合填料，填料上布滿生物膜，采用鼓風曝氣和微孔（kǒng）曝氣擴散器充氧，填充率為78%，各串填料間的安裝距離為50mm。
  反應（yīng）絮凝池，為鋼混（hún）結構，地上式，有效容積為26.8m3，池（chí）中設有LJF-1700型立軸式機械絮凝攪拌機1台，攪（jiǎo）拌速度3.5r/min，係統自動控製的PAC與PAM加藥泵向廢水中定量投加混凝劑和助（zhù）凝（níng）劑，使廢水中形成大顆粒易沉澱的礬花，通過沉澱去除廢水中SS。
  沉澱池，為鋼混結構，地上（shàng）式，與反應絮凝池合建。有效容積為89.2m3，有效水深為（wéi）2.4m，停留時間（jiān）為（wéi）2.8h。在絮凝池中形成的（de）礬花在沉澱池中進（jìn）行泥水分離。沉澱汙（wū）泥抽至汙泥池進行脫水處（chù）理，池內（nèi）設斜管以提高沉澱效（xiào）果。
  汙（wū）泥池，設1座輻流式汙泥濃縮池，鋼混結構，有效容積為（wéi）120m3，停（tíng）留時間為11h。帶式脫水機、汙泥泵和加藥泵各1台，濃縮汙泥進入帶式壓濾機進行脫水處理。
  消毒池，為地下式鋼筋混凝土結構，有效容積為30m3，有效水深為2.8m，停留時間為1.5h。池中投加次氯（lǜ）酸鈉（nà）消毒殺（shā）菌，廢水最終達標排放。
  2.3工藝特點
  試驗采用水解（jiě）酸化（兼性）法（fǎ）—生物（wù）接觸氧化法—絮凝沉澱工藝處理印染廢水。在水解階段其可將複雜的大分子有機物用胞外酶水解為小分子的溶解性有機（jī）物。酸化（huà）階段（duàn）可將溶解性的有機物轉化為有（yǒu）機酸、CO2等。兼性生化處理段對水量、水（shuǐ）質的衝擊負荷有（yǒu）較強的適應能（néng）力，並且可將廢水中的表麵活性（xìng）劑的長鏈（liàn）有機物打斷，為後續的好氧段創造有（yǒu）利條件。概括（kuò）起來該工藝有如下特點：
  （1）不存在汙泥膨脹，由於微生物是附著在填料上形成生物（wù）膜，生物膜的脫落（luò）與增長自動保持平衡，故正（zhèng）常運行時無需回流汙泥。
  （2）具有較強的耐衝（chōng）擊負荷，處理效果穩定、操作（zuò）管（guǎn）理簡單、剩餘汙泥產量少。
  （3）水（shuǐ）解酸化池中懸掛組（zǔ）合填料，提高了汙泥（ní）泥（ní）齡和汙泥濃度（dù），有利於對汙染物的去除。
  （4）為使汙（wū）水處理運行穩定，減輕（qīng）操作人員（yuán）勞動（dòng）強度（dù），大部分設備采用自動控製。
  （5）采用該工藝輔以微孔曝氣，氧的利用率較高，運（yùn）行（háng）成本降低。
  2.4水解酸化池
  2.4.1水解酸化池（chí）對（duì）COD的去除效果
  水解（jiě）酸化池對COD的去除效果如圖2所示。



  當進水COD在640~1230mg/L之間時，出水COD變（biàn）化較大，COD去除率維持在24.26%~36.42%。水（shuǐ）解酸化池主要作用是提高廢水（shuǐ）的好（hǎo）氧可生化性，雖對廢水（shuǐ）的COD去除率不高，但經（jīng）其處理後廢水的BOD5/COD由0.2上升（shēng）到0.39，廢（fèi）水的可生化性得到明（míng）顯改善（shàn），這為後續的（de）好氧生化（huà）處理提（tí）供了（le）條件。且水解酸化對衝擊負荷有較高的適應能力，不產生汙（wū）泥膨脹，勿需汙泥（ní）回流〔3〕。
  2.4.2水力（lì）停留時間（jiān）對BOD5/COD的（de）影（yǐng）響
  試（shì）驗考察了不同停留時間下水解酸化池出水的BOD5/COD，期間保持氣（qì）水比（bǐ）為10∶1。結果表明，廢水經水解酸化後，當停留時間分別為3、6、9、12、15h時，出水BOD5/COD分別提高（gāo）了（le）13.3%、21.5%、32.6%、22.3%、17.8%。這說明水（shuǐ）解產酸菌把大分子有機物轉化為小分（fèn）子（zǐ）易降解有機物，有利於好氧處理的高效運行〔4〕。當停留時間為（wéi）9h，BOD5/COD達到（dào）了0.43。繼續延（yán）長停留時間，BOD5/COD反（fǎn）而降低，這可（kě）能是由於此時水解酸化反應已經基本（běn）完成〔5〕。因此在水解酸化階段水力停留時間為9h時，可大幅度地（dì）提高廢水的可（kě）生化性，有利於後續反應的進行。
  2.5生物接觸氧（yǎng）化池
  2.5.1容積負荷對COD去除率的影響
  當水力負荷在1.0m3/（m2·h）時，進水容積負荷從4kg/（m3·d）遞（dì）增到6kg/（m3·d），其COD去除率遞減不明顯，說明接觸氧化法耐衝擊能力較強，去除率僅僅從73.3%降至68.7%。當（dāng）反應（yīng）體係中容（róng）積（jī）負荷由（yóu）6kg/（m3·d）增至10kg/（m3·d），COD去除率（lǜ）驟然下降至41.3%〔6〕。故當容積負荷（hé）為6kg/（m3·d）時，生物接觸氧化對COD的（de）去除效果較好。
  2.5.2生物接觸氧（yǎng）化對COD的（de）去除效果（guǒ）
  經過水解酸化階段，出水色度為100~250倍，COD為556~738mg/L，BOD5/COD為0.32以上，pH降至6.5左右。
  生物接觸氧化對COD的（de）去除效果（guǒ）如圖3所示。此階段進水COD和出水COD變化幅度沒有水解酸化階段大（dà）。出水COD維持在247~324mg/L之間浮動，去除率維持在51.13%~65.31%〔7-8〕。



  2.6BOD和SS的（de）去除
  各處理單元對（duì）廢水BOD的去除效果見表2。


  由表2可見，水解酸化階段BOD去除效果不甚理想（xiǎng），僅維持在16.84%~31.15%之間。而在接觸氧化階段，對BOD的去（qù）除效（xiào）果明顯，去除率的變化範圍為57.66%~68.14%。經過最後的斜管沉澱，出水BOD進一步降低（低至9~24mg/L）。因此經過各處理單元的去除，BOD的去除效果（guǒ）顯著（zhe），總去除率為92.86%~94.44%（均值93.69%）。
  各處理單元對廢水SS的去除效果見（jiàn）表3。



  由表3可見，經過前期的格柵池和調節池，水解酸化池進水SS已被去除大部分，去除率達到48.13%~63.98%。而在接觸（chù）氧化池（chí）階（jiē）段，出水（shuǐ）SS去除效果不甚理想（xiǎng），去（qù）除率維持在17.05%~34.48%。這還要（yào）歸功於接觸氧化池中的彈性組合填（tián）料對汙水（shuǐ）中的懸（xuán）浮顆粒的吸附、截留作用等。當經過斜管沉澱池（chí）後，去除效果進一步（bù）得到提升，出水SS在34~60mg/L之間波動，均（jun1）達到《汙水綜合排放標準》（GB8978—1996）一級標準。經過多個處理單元的去除，SS總去除率為（wéi）71.43%~85.09%（均值78.53%）。
  2.7運行效益分析
  2.7.1工程總投資
  該汙水處理設施於通過環保部（bù）門的竣工環保（bǎo）驗收。工（gōng）程總投資（zī）89.67萬元，其中土建部分為53.36萬元，工藝設備為24萬元，其他部分（fèn）為13萬元。由於工程建在廠區，土地使用費忽略不（bú）計。
  2.7.2運（yùn）行成（chéng）本分（fèn）析
  廢水治理（lǐ）係統（tǒng）日常運行費用由電費、藥劑費、人工費及其他費用等構成（chéng）。
  （1）電費（fèi）：總運行功率為20.26kW，實際運行功率為15.7kW，每天運行24h，按運行360d/a計則（zé）電耗為135648kW·h，電費0.6元/（kW·h），則消耗電費為226元/d。
  （2）藥劑費：所用藥劑主要為PAM、PAC和脫色劑，PAM用量為24kg/d，單價為5000元（yuán）/t；PAC用量為18kg/d，單價為6400元/t；脫色劑用量為21.6kg/d，單（dān）價為（wéi）3500元/t；其他藥劑費為50元/d，則藥劑費（fèi）為360.6元/d。
  （3）人工費：人工按4人計，每人月工資1000元，則人工費用為133元/d。
  （4）其他費用：包括折（shé）舊費，維修費等。折舊費按年（nián）等額資金回收法計，資金回（huí）收係數取0.054，檢修維護費率取1.2%，共約50元/d。
  廢水處理係統（tǒng）正常運行後，處理成本約為1.28元/m3。
  3.結論與建議
  （1）采用水解酸化（huà）—生（shēng）物接觸氧化—絮凝沉澱組合工（gōng）藝能夠有效地處理印染廢（fèi）水。當進水COD、BOD5和（hé）SS分別為640~1230、160~382、164~322mg/L的情況下，它們的出（chū）水質量濃（nóng）度分別為64~92、9~24、34~60mg/L，達（dá）到了《汙水綜合排放標準》（GB8978—1996）一級標準。
  （2）當水（shuǐ）解酸化池水力停留時間為9h時，可提高廢水（shuǐ）的可生化（huà）性，有利於後續處理的進行。當生物接觸氧化池容積（jī）負荷為6kg/（m3·d）時，其對COD的去除效果較好。
  （3）廢水直接處（chù）理（lǐ）成本為1.28元/m3，在經濟（jì）上（shàng）是可行的。
  （4）該組合工藝（yì）基本不存在剩餘汙泥處（chù）置問題，有良好的應用前景和推（tuī）廣價值。處理後的廢水經消毒後回（huí）用於生產實踐，不但減少了企（qǐ）業廢水的排放（fàng）量，而且為企業節約了（le）生產成本。