印染廢水處理UASB-A/O工藝

　　印染廢水是指印染加工過程中各工序所排放的廢水混合而成的混合廢水。主要包括：預(yù)處理階段排放的漂白、煮練、絲光廢水;染色階段排放的染色廢水;印花階段排放的皂洗廢水和印花廢水;整理階段所排放的整理廢水。印染廢水水質(zhì)隨原材料、生產(chǎn)種類、生產(chǎn)工藝的不同而有所差異，因此印染廢水組分復(fù)雜，印染廢水是一種有機(jī)物含量高、色度深、生化性差、難降解的工業(yè)生產(chǎn)廢水，印染廢水達(dá)標(biāo)排放從而降低印染生產(chǎn)廢水對環(huán)境的污染是印染行業(yè)所面臨的重要問題之一。

　　由于印染廢水成分復(fù)雜，傳統(tǒng)一般采用前段物理化學(xué)方式除去色度、SS和COD的方法，如硫酸亞鐵銨/石灰水法、硫酸亞鐵/石灰和陰離子PAM法、石墨極板電氧化法、FeSO4載體法和新型脫色絮凝劑等，然后再采用生化的方式實(shí)現(xiàn)對印染廢水的達(dá)標(biāo)處理，最為普遍的是物化方法是投加石灰、硫酸亞鐵和PAM的方式，但此方式會消耗大量的石灰和硫酸亞鐵，同時也會產(chǎn)生大量的物化污泥，據(jù)測算，每1000m3印染廢水產(chǎn)生3.2~3.6t含水率為60%~65%的板框壓濾泥餅，造成印染廠里污泥堆積如山，增加了運(yùn)行費(fèi)用和管理風(fēng)險(xiǎn)。由于厭氧-好氧生物處理技術(shù)充分利用了厭氧和好氧生物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，已成為國內(nèi)外研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)，鑒于此，本研究采用先生化處理再物化的方式，減少加藥劑量和減少污泥的產(chǎn)生，降低廢水處理運(yùn)行費(fèi)用。

　　本文以某紡織廠印染廢水實(shí)際工程為例，介紹采用UASB反應(yīng)器和A/O生化處理為主的處理工藝路線處理印染廢水，并采用末端物化把關(guān)，并說明各個工藝段的設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)備配置，分析各工序的運(yùn)行狀況以及在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，為印染廢水采用先生化后物化方式的達(dá)標(biāo)處理提供工程實(shí)踐參考。

　　1、工程概況

　　某紡織廠印染廢水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為3000m3/d，于2017年8月建成并投入運(yùn)行。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的表2的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、工藝設(shè)計(jì)

　　2.1 設(shè)計(jì)水質(zhì)

　　本工程廢水設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水水質(zhì)見表1。

　　2.2 工藝流程

　　印染廢水處理工藝流程見圖1。

　　2.3 流程說明

　　污水從車間自流首先經(jīng)格柵攔截去除廢水中較大的懸浮物、飄浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，然后自流入入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，通過提升泵提升至氣浮池，氣浮為不加藥劑，主要是去除浮油和漂浮物質(zhì)。氣浮出水自流入?yún)捬跖渌兀缓蟊萌雲(yún)捬跛?，使廢水中大分子污染物變成小分子污染物、難降解的污染物變成易降解的污染物，有機(jī)物在厭氧塔中被厭氧微生物大幅度去除，提高了廢水的B/C，厭氧出水進(jìn)入A/O生化池，減少了使用空氣量，以便降低運(yùn)行費(fèi)用，進(jìn)行好氧生物降解廢水中的大部分有機(jī)污染物和脫氮除磷。二沉池作用為泥水分離，澄清出水，二沉池采用輻流式，具有操作簡單，運(yùn)行可靠，排泥徹底。沉淀池的污泥部分回流到A/O好氧池，部分回流到厭氧塔進(jìn)一步厭氧消化，達(dá)到污泥減量化的目的。二沉池出水進(jìn)入物化反應(yīng)沉淀池后，經(jīng)過加藥絮凝沉淀進(jìn)一步的降低廢水中的懸浮物和COD，從而保證出水達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的表2中間接排放標(biāo)準(zhǔn)，外排出水控制指標(biāo)為COD質(zhì)量濃度小于200mg/L，物化沉淀的污泥去污泥濃縮池。

　　2.4 各構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

　　2.4.1 細(xì)格柵和調(diào)節(jié)池細(xì)格柵和調(diào)節(jié)池合建，設(shè)計(jì)尺寸：18.9m×16.2m×4.5m，有效水深4m，有效容積1000m3，鋼砼結(jié)構(gòu)，1座。池內(nèi)設(shè)1臺機(jī)械細(xì)格柵，格柵渠寬0.8m，格柵間隙5mm，安裝角度75°，額定功率(N)1.5kW。池內(nèi)設(shè)2臺自吸無堵塞排污泵(流量(Q)=180m3/h，揚(yáng)程(H)=12m，功率(P)=15kW，1用1備)。電磁流量計(jì)及液位計(jì)各1套;可提升曝氣器，規(guī)格：Φ67mm×750mm×4mm，數(shù)量：120套。風(fēng)機(jī)與A/O好氧池共用風(fēng)機(jī)。

　　2.4.2 淺層氣浮池

　　設(shè)計(jì)尺寸：Φ7.0m×3.0m，鋼結(jié)構(gòu)，1套。處理水量150m3/h。配有自吸無堵塞排污泵(Q=180m3/h，H=22m，P=22kW，1用1備);加藥劑設(shè)備1套;電磁流量計(jì)及液位計(jì)1臺。

　　2.4.3 UASB厭氧塔

　　設(shè)計(jì)尺寸：Φ12.0m×14.0m，鋼結(jié)構(gòu)，2套，單座有效容積1500m3，停留時間(HRT)1.0d，有機(jī)負(fù)荷：0.5kg/(m3?d)，運(yùn)行溫度30～35℃，內(nèi)部防腐，外部保溫。單臺厭氧塔配有1套進(jìn)水配水器和布水器，8套三相分離器，2套集氣箱，2套防堵裝置，1套泥水分離包(Φ1.5m×1.5m)，1套水封(Φ1.2m×1.5m)，配有強(qiáng)制內(nèi)回流泵(Q=80m3/h，H=15m，P=5.5kW，1用1備)。

　　2.4.4 A/O式生化池

　　設(shè)計(jì)尺寸：35.7m×21.6m×5.5m，有效水深5m，單座有效容積3000m3，有機(jī)負(fù)荷0.6kg/(m3?d)。配有空氣懸浮風(fēng)機(jī)(Q=50m3/min，H=6m，P=75kW，1用1備)，300套可提升曝氣器，規(guī)格：Φ67mm×750mm,4組，數(shù)量：300套，混合泵(Q=100m3/h，H=15m，P=7.5kW，1用1備)。

　　2.4.5 二沉池

　　設(shè)計(jì)尺寸：Φ16.0m×4.5m，表面負(fù)荷0.70m3/(m2?h);沉淀時間3~5h，鋼砼結(jié)構(gòu)，1座。配有單周邊傳動刮泥機(jī)，型號：ZBGN-16，行走速度2.6m/min，N=1.5kW。排泥泵：(Q=100m3/h，H=15m，P=7.5kW，1用1備)。

　　2.4.6 物化反應(yīng)沉淀池

　　反應(yīng)池設(shè)計(jì)尺寸：Φ4.0m×4.5m，HRT為30min，1套機(jī)械攪拌。物化沉淀池設(shè)計(jì)尺寸：Φ16.0m×4.5m，表面負(fù)荷0.7m3/(m2?h)，沉淀時間2.0~3.0h，鋼砼結(jié)構(gòu)，1座。配有單周邊傳動刮泥機(jī)，型號：ZBGN16，行走速度2.6m/min，N=1.5kW。排泥泵(Q=50m3/h，H=15m，P=5.5kW，1用1備)，2套加藥設(shè)備，分別投加PAC和PAM。2.3.7污泥濃縮池設(shè)計(jì)尺寸：Φ7.0m×4.5m，鋼砼結(jié)構(gòu)，1座，污泥濃縮池采用豎流式，污泥濃縮池固體通量20kg/(m2?d)，進(jìn)水污泥質(zhì)量濃度ci=6000mg/L，出水污泥質(zhì)量濃度ce=1000mg/L，用于收集物化污泥、生化排泥和氣浮浮渣。污泥壓濾機(jī)為板框壓濾機(jī)，過濾面積為200m2，1套。

　　3、運(yùn)行效果分析

　　3.1 調(diào)節(jié)池和氣浮池

　　污水經(jīng)過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量后，泵入氣浮池，氣浮為不加藥劑氣浮，氣浮出水通過提升泵進(jìn)入U(xiǎn)ASB厭氧反應(yīng)器。

　　3.2 UASB反應(yīng)器運(yùn)行效果分析

　　UASB厭氧反應(yīng)器進(jìn)水、出水COD與COD去除率隨時間的變化圖見圖2。由圖2可以看出，UASB厭氧反應(yīng)器進(jìn)水COD質(zhì)量濃度從1200mg/L到1500mg/L左右之間波動，平均厭氧進(jìn)水的COD質(zhì)量濃度在1400mg/L左右，經(jīng)過UASB厭氧反應(yīng)器中HRT為1d，厭氧出水COD質(zhì)量濃度從1500mg/L降低到750mg/L，并穩(wěn)定在600~800mg/L左右，厭氧的COD去除率在50%以上。一般來說，在UASB反應(yīng)器的啟動初期采用較小的有機(jī)負(fù)荷，當(dāng)COD去除率達(dá)到較滿意值后，逐步提高負(fù)荷。提高有機(jī)負(fù)荷一般用逐漸加大進(jìn)水濃度的辦法，究顯示，采用間歇進(jìn)水，逐漸延長每次進(jìn)水時間的方法可以促進(jìn)顆粒污泥的形成和實(shí)現(xiàn)厭氧污泥的馴化。

　　3.3 A/O系統(tǒng)運(yùn)行效果分析

　　A/O好氧系統(tǒng)進(jìn)水、出水COD與COD去除率隨時間的變化見圖3。由圖3可以看出，好氧系統(tǒng)進(jìn)水質(zhì)量濃度COD從600mg/L到800mg/L之間波動，平均進(jìn)水的COD質(zhì)量濃度在750mg/L左右，出水COD質(zhì)量濃度從750mg/L降低到200mg/L，并穩(wěn)定在150~250mg/L左右，A/O好氧系統(tǒng)的COD去除率在70%以上。

　　3.4 物化反應(yīng)沉淀池

　　二沉池出水進(jìn)入物化反應(yīng)沉淀池，投加的藥劑為PAC和PAM，加藥劑量分別為0.55kg/m3和0.003kg/m3，經(jīng)過物化反應(yīng)沉淀后COD質(zhì)量濃度小于150mg/L，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，物化污泥產(chǎn)生量為每1000m3印染廢水產(chǎn)生0.8~0.9t含水率為60%~65%的板框壓濾泥餅，是常規(guī)方法污泥產(chǎn)生量的1/4，最大限度地減少了物化污泥的產(chǎn)生。

　　3.5 運(yùn)行的問題及解決方法

　　(1)廢水站運(yùn)行過程中，進(jìn)水pH值不穩(wěn)定，有時會下降到5.0左右，導(dǎo)致COD去除率下降，這有可能是因?yàn)閜H值的變化引起了微生物群落的變化，導(dǎo)致厭氧菌處理效果不理想。解決方法是在UASB反應(yīng)器前面的氣浮池前加上一個pH值調(diào)節(jié)桶，用強(qiáng)堿將厭氧進(jìn)水pH值升到7左右，經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)試驗(yàn)，同時對比pH值分別在5，5.5，6，6.5，7，7.5，8時COD的去除率，結(jié)果表明COD的去除率隨pH值從5升高到8時，COD去除率先升高后下降，當(dāng)pH值在7時，UASB的COD去除率最大。但A/O系統(tǒng)的COD去除率受pH值的影響較小，一直為85%以上。

　　(2)當(dāng)運(yùn)行進(jìn)入冬季，室外溫度低于0℃以后，UASB反應(yīng)器的進(jìn)水溫度只有25℃左右，這使得微生物的生理活動變得極為緩慢，廢水處理效果也隨即降低。向氣浮池出水中通入蒸汽，對進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器的水進(jìn)行加熱，使反應(yīng)器的內(nèi)部溫度穩(wěn)定在32~35℃時，COD的去除效率回歸正常。

　　4、總體情況

　　廢水處理站于2017年9月正式建成投入使用，經(jīng)過了3個月的調(diào)試和3個月的穩(wěn)定運(yùn)行，現(xiàn)已達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的表2的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，并通過環(huán)保局驗(yàn)收。廢水處理站2017年11月至2018年3月平均進(jìn)出水水質(zhì)見表2。

　　5、結(jié)論與建議

　　(1)采用淺層氣浮+UASB反應(yīng)器+A/O+物化為主的工藝來處理印染廢水，實(shí)現(xiàn)《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的表2的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)在氣浮不加藥劑只除油的情況下，UASB反應(yīng)器對COD去除率為50%以上，A/O生化池COD去除率為85%以上，二沉池加少量的藥劑后，系統(tǒng)出水COD質(zhì)量濃度小于150mg/L。

　　(3)采用末端物化反應(yīng)，是前段物化反應(yīng)產(chǎn)生污泥量的1/4，最大限度地減少了物化污泥的產(chǎn)生。

　　(4)本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，為印染廢水采用先生化后物化方式的達(dá)標(biāo)處理提供工程實(shí)踐參考。(來源：蘇州蘇沃特環(huán)境科技有限公司，南昌航空大學(xué))