水解酸化-氣浮-生物接觸氧化工藝處理印染廢水

陳碧美

(閩西職業(yè)技術(shù)學(xué)院,福建 龍巖 364021)

印染行業(yè)排放的廢水含有大量的酸堿物質(zhì)、各類(lèi)染料、表面活性劑、印染助劑等，成分復(fù)雜，其色度大，堿性大，水質(zhì)變化大，因此成了業(yè)內(nèi)公認(rèn)的難處理的工業(yè)廢水之一[1～2]，使用單一的處理工藝很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)[3～4].某污水處理廠采用水解酸化-氣浮-生物接觸氧化組合工藝處理印染廢水，取得了較好效果，可以使出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家行業(yè)排放要求，該工藝處理效果穩(wěn)定，出水優(yōu)于《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4287-2012)中的間接排放標(biāo)準(zhǔn).

1 水質(zhì)特性及排放標(biāo)準(zhǔn)

某紡織公司主要從事毛巾的織造和印染，每天產(chǎn)生的廢水水量約為1800 m3，廢水中主要污染物為水溶性的活性染料及淀粉漿料等，由于生產(chǎn)工藝的原因，水質(zhì)水量波動(dòng)性較大.廢水的排放執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4287-2012)中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水的水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1.

表1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2 處理工藝

采用的廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1，廢水首先進(jìn)入混合池，在混合池內(nèi)投加酸來(lái)中和水中的堿，使廢水成為中性.中和后的廢水經(jīng)格柵去除廢水中懸浮物，以免造成后續(xù)處理單元的堵塞和淤積，廢水再流到水解酸化池，廢水中水溶性的活性染料及淀粉漿料等主要污染物被兼氧、厭氧微生物降解，淀粉在水解菌作用下被分解為雙糖、單糖，隨著水解酸化作用的加強(qiáng)，廢水的可生化性得到提高[5]，然后廢水由泵提升至淺層氣浮池，同時(shí)加入絮凝劑，經(jīng)混合、反應(yīng)、絮凝后氣浮分離，去除其中部分有機(jī)污染物和大部分的細(xì)懸浮物.淺層氣浮池出水進(jìn)入接觸氧化池，利用活性污泥的新陳代謝作用去除大部分的COD、BOD5等有機(jī)污染物后，經(jīng)沉淀池沉淀后出水達(dá)標(biāo)排放.

淺層氣浮池的浮渣和沉淀池的污泥排入儲(chǔ)泥池，用廂式壓濾機(jī)脫水后干污泥外運(yùn)處置.

圖1 廢水處理工藝流程圖

3 主要構(gòu)筑物、設(shè)備

3.1 混合池

地下式混合池4座，池子規(guī)格(mm)：1800×1500×4000，數(shù)量4座，地下式采用水力攪拌，停留時(shí)間0.5h，廢水首先進(jìn)入混合池，因該廢水偏堿性(pH為9～11)，在混合池內(nèi)投加酸來(lái)中和水中的堿，使廢水成為中性，以提高后續(xù)物化和生化的處理效率.

3.2 格柵

格柵采用間隙1mm 弧形格柵，除去污水內(nèi)所含棉纖維(花羽毛)等雜物.

3.3水解酸化池

水解酸化池1座，池子規(guī)格(mm)：30000×15000×3000，停留時(shí)間15h，水解酸化池分為2個(gè)部分，前面為調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)池，后面是抗沖擊能力好的厭氧折流板反應(yīng)池.其中調(diào)節(jié)池區(qū)域500 m3，安裝穿孔曝氣一套.厭氧區(qū)域750m3，厭氧折流板反應(yīng)池是一個(gè)由多隔室組成的高效新型反應(yīng)器，具有水力條件好、生物固體截留能力強(qiáng)、微生物種群分布好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)較快及運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn).該反應(yīng)池運(yùn)行時(shí)整體為推流式，各隔室為全混式，在起到水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)的同時(shí)，還能達(dá)到去除有機(jī)物的作用，因而可獲得較穩(wěn)定的處理效果.在水解酸化菌作用下, 部分大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，不溶性有機(jī)物分解成可溶性有機(jī)物，部分染料分子被破壞，廢水有機(jī)物得到初步降解.

3.4 淺層氣浮池

超效GDF-5500淺層氣浮池1座，直徑3600 mm，池深600 mm，停留時(shí)間4 min，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷9.6～12m3/m2·h，最大處理量為100 m3/h.在廢水進(jìn)入超效淺層氣浮池前，投加微量絮凝劑(PAM)，將廢水中可溶性有機(jī)物解析為不溶性的懸浮物，再通過(guò)高效氣浮固液分離處理，浮渣由中心旋轉(zhuǎn)撇渣筒收集排進(jìn)中心存渣筒接入儲(chǔ)泥池，浮渣的含固率達(dá)2%.

超效淺層氣浮池的中央旋轉(zhuǎn)部分包括進(jìn)水口、出水口和污泥去除機(jī)械部分，與進(jìn)水流速一致的速度旋轉(zhuǎn).原水從池中心的旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入，通過(guò)布水器布水，布水器的移動(dòng)速度和進(jìn)水速度相同，即產(chǎn)生了“零速度”，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備是運(yùn)動(dòng)的，水體是靜止的，進(jìn)水不會(huì)對(duì)原水產(chǎn)生擾動(dòng)，使得顆粒的沉降和懸浮在一種“靜態(tài)”下進(jìn)行，懸浮物的去除達(dá)到最佳效果.傳統(tǒng)氣浮裝置中,水體的停留的時(shí)間一般控制在20～40min，李東升等[6]處理印染廢水中氣浮池停留時(shí)間需40 min，而超效GDF-5500淺層氣浮裝置中,停留的時(shí)間僅需4 min，懸浮物去除率最高可達(dá)99.5%.

3.5 接觸氧化池

生物接觸氧化池4座，池子規(guī)格(mm)：

10000×4000×4800，停留時(shí)間9h，設(shè)計(jì)容積負(fù)荷0.65kg BOD5/m3·d，在該接觸氧化池中采用新型立體軟性填料，曝氣方式采用羅茨鼓風(fēng)微孔曝氣，氣水比為14：1，三葉羅茨鼓風(fēng)機(jī)兩臺(tái)(一用一備)Q=20.92m3/ min.在鼓風(fēng)充氧條件下廢水有機(jī)污染物被固著于填料的微生物分解成CO2和H2O；部分有機(jī)物則合成新的微生物增殖量，廢水有機(jī)物得到最終的降解.接觸氧化池內(nèi)加入軟性填料，利用固著生長(zhǎng)于填料表面的微生物對(duì)廢水進(jìn)行處理，最大優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹的問(wèn)題，且具有運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便，剩余污泥量較少等優(yōu)點(diǎn)[7].

3.6 斜板沉淀池

沉淀池1座,池子規(guī)格(mm)：10000×8000×4800，停留時(shí)間4.5h，表面負(fù)荷1.06m3/m2·h，污水經(jīng)沉淀池進(jìn)行固液分離，清水外排，污泥排至儲(chǔ)泥池，然后經(jīng)廂式壓濾機(jī)脫水外運(yùn)處置.

4 處理效果分析

經(jīng)過(guò)正常的系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行，該系統(tǒng)通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的驗(yàn)收，目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)整個(gè)組合工藝的進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 組合工藝處理廢水情況表

由表2可見(jiàn)，CODCr濃度在580～890 mg/L，出水通常在135 mg/L以下，BOD5濃度在150～210 mg/L，出水在40 mg/L以下，SS濃度在450～690 mg/L，出水通常在90 mg/L以下，進(jìn)水色度在80～160倍，出水為10倍，處理效果良好，出水水質(zhì)一直優(yōu)于《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4287-2012) 中的間接排放標(biāo)準(zhǔn).由于生產(chǎn)的原因, 實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)，但出水很穩(wěn)定，出水清澈.說(shuō)明該處理系統(tǒng)穩(wěn)定，抗水量水質(zhì)沖擊負(fù)荷的能力相當(dāng)好.

5 經(jīng)濟(jì)分析

污水處理廠總投資300萬(wàn)元，總運(yùn)行費(fèi)用為1.44 元/m3污水(不含設(shè)備折舊費(fèi))，其中電費(fèi) 0.59元/m3，藥劑費(fèi)0.55 元/m3，人工費(fèi) 0.2 元/m3，日常維修費(fèi)0.1 元/ m3.以上運(yùn)行費(fèi)用由2014年1～6月統(tǒng)計(jì).

6 結(jié)論

(1)水解酸化-氣浮-生物接觸氧化工藝處理印染廢水經(jīng)過(guò)工程實(shí)際運(yùn)行,整個(gè)處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定, 抗沖擊能力高，處理效果良好,各項(xiàng)主要出水水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到并優(yōu)于設(shè)計(jì)要求的排放標(biāo)準(zhǔn), 由此可見(jiàn)上述處理工藝在印染廢水處理實(shí)踐中是切實(shí)可行的.

(2)以“零速理論”設(shè)計(jì)的超效淺層氣浮池，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備是運(yùn)動(dòng)的，水體是靜止的，進(jìn)水不會(huì)對(duì)原水產(chǎn)生擾動(dòng)，停留時(shí)間短，懸浮物去除率高.

(3)接觸氧化池內(nèi)投加新型軟性填料，不會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹的問(wèn)題，且運(yùn)轉(zhuǎn)管理方便，剩余污泥量較少.

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