混凝沉淀—兩級生化工藝處理印染廢水

王洪濤，李翠娥，李太平，王志清

（河南清水源科技股份有限公司，河南濟(jì)源459000）

混凝沉淀—兩級生化工藝處理印染廢水

王洪濤，李翠娥，李太平，王志清

（河南清水源科技股份有限公司，河南濟(jì)源459000）

印染廢水是當(dāng)前難以處理的工業(yè)廢水之一，其懸浮物、COD及色度等均較高。介紹了采用混凝沉淀—兩級生化工藝處理印染廢水的工程設(shè)計及運行效果。在進(jìn)水COD、BOD5、色度、SS分別為2 136、542 mg/L、480倍、400 mg/L的情況下，出水COD、BOD5、色度、SS分別為78、18 mg/L、40倍、46 mg/L，滿足GB 4287—2012排放要求。

印染廢水；混凝沉淀；生化處理

紡織印染工業(yè)產(chǎn)生的廢水已成為公認(rèn)的工業(yè)廢水中較難處理的廢水之一。印染廢水成分復(fù)雜，主要產(chǎn)生自退漿、煮煉、漂白、絲光、染色、印花、整理工序〔1-3〕。其水量波動較大，有機(jī)物含量較高，色度高、可生化性差，相對來說較難處理〔4-6〕。目前對印染廢水的處理主要采用物理法、化學(xué)法和生物法，但由于其水質(zhì)的特殊性，常采用2種或多種方法共同處理，從而有效保障處理后的水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到較好效果。

1　工程概況

河南某印染企業(yè)的生產(chǎn)工藝為拼軸、燒毛、絲光、退漿、染色、烘干、定型，最終產(chǎn)品為印染滌棉布。生產(chǎn)采用的染料主要以活性染料、還原染料為主，產(chǎn)生的廢水治理起來比較困難。該廢水水量波動較大，色度、COD、懸浮物濃度均較高，可生化性較差，采用單一的污水處理技術(shù)不能進(jìn)行有效處理。針對該企業(yè)排放廢水的特點，采用混凝沉淀—兩級生化工藝進(jìn)行處理，以期達(dá)到有效的處理效果。

該廢水水量約1 000 m3/d，主要來源于絲光廢水、退漿廢水、漂白廢水及印染廢水等，堿度大，COD、色度、SS較高。廢水中含有漿料、殘余染料、纖維素、表面活性劑、漂白劑等，其中使用的上漿劑為難降解的聚乙烯醇。根據(jù)企業(yè)提供的進(jìn)水水質(zhì)，確定主要進(jìn)、出水水質(zhì)，如表1所示。

表1　印染企業(yè)廢水的進(jìn)、出水水質(zhì)

2　工藝流程及主要構(gòu)筑物

2.1工藝流程

根據(jù)廢水特點并結(jié)合同類廢水處理經(jīng)驗，確定采用混凝沉淀與兩級生化處理相結(jié)合的方法。主要工藝流程如圖1所示。

圖1　印染廢水處理工藝流程

2.2主要構(gòu)筑物

（1）調(diào)節(jié)池。主要功能是接納廢水，起到均質(zhì)、均量的作用。該池設(shè)有曝氣裝置，運行中必須開啟，一方面可使投加的聚合硫酸鐵與廢水充分混合，防止藥劑直接下沉到水底；另一方面防止廢水中的懸浮物沉淀。運行過程中要合理控制調(diào)節(jié)池的液位，始終維持調(diào)節(jié)池水深達(dá)到0.5 m以上，防止提升泵空轉(zhuǎn)，從而損壞機(jī)器。調(diào)節(jié)池處理規(guī)模為1 000 m3/d，42m3/h，采用鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為7.0m×5.0m×3.5m。配備2臺提升泵，1用1備，提升泵流量為43 m3/h，揚程17 m，功率4.0 kW。

（2）混凝反應(yīng)池及混凝沉淀池。主要功能是投加混凝藥劑后吸附沉淀廢水中的大分子、懸浮物，同時改善廢水的可生化性?；炷巹┎捎靡后w聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺（PAM）。聚合硫酸鐵根據(jù)水量直接用藥劑泵投加到調(diào)節(jié)池中，聚丙烯酰胺通過藥劑泵投加到混凝池前段的混凝反應(yīng)池中?；炷卦O(shè)置2套加藥系統(tǒng)，包括2臺藥劑泵和2個藥劑桶；混凝沉淀池配備1臺單管道排污泵?；炷夭捎娩擁沤Y(jié)構(gòu)，設(shè)計為多廊道翻流混合，能使藥劑和廢水充分混合。該池設(shè)計參數(shù)為：停留時間0.5 h，有效容積1 m3，尺寸5.0 m×1.0 m×5.0 m?；炷恋沓夭捎眯卑宄恋恚O(shè)計參數(shù)為：停留時間2.0 h，表面負(fù)荷1.4 m3/（m2·h），建筑尺寸6.0m×5.0 m×5.0 m。

（3）1號水解池。主要功能是利用懸浮的和附著在填料上的厭氧微生物分解廢水中溶解于水的大分子有機(jī)物，并將其轉(zhuǎn)化成小分子有機(jī)物，不但能去除部分有機(jī)物，為后續(xù)好氧微生物的新陳代謝提供基質(zhì)，同時可提高廢水的可生化性。水解酸化池不是嚴(yán)格的厭氧池，只停留在水解和酸化階段，在運行過程中需要間歇性微曝氣，使廢水溶解氧＜0.5 mg/L。1號水解池采用鋼砼結(jié)構(gòu)，停留時間7.5 h，有效容積315 m3，尺寸為10.0 m×7.0 m×5.0 m。

（4）1號好氧池。采用傳統(tǒng)的活性污泥處理技術(shù)，活性污泥在好氧池中呈懸浮狀生長，能夠充分與水混合，有利于微生物迅速捕捉水中的有機(jī)物。好氧微生物攝取水解酸化池水解后的小分子有機(jī)物，并將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，大幅消除有機(jī)物。好氧池中的溶解氧一般控制在2 mg/L左右。曝氣量不能太大，如曝氣量過大一方面會出現(xiàn)大量泡沫，另一方面導(dǎo)致能耗過高，且對曝氣管網(wǎng)不利。

1號好氧池采用鋼砼結(jié)構(gòu)，池底鋪設(shè)微孔曝氣器，共有5個反應(yīng)池，合計水力停留時間約為24 h。配備2臺三葉式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，當(dāng)有機(jī)負(fù)荷達(dá)到設(shè)計值的50%以上時，需同時開啟2臺鼓風(fēng)機(jī)；當(dāng)有機(jī)負(fù)荷低于設(shè)計值的50%時，只需開啟1臺鼓風(fēng)機(jī)，以節(jié)省能耗。該池設(shè)計參數(shù)為：停留時間4.7 h，有效容積196 m3，尺寸7.0 m×7.0 m×4.5 m。

（5）二沉池。對活性污泥進(jìn)行固液分離，通過污泥泵將污泥回流到好氧池或水解池中，以補(bǔ)充系統(tǒng)所需的微生物，上清液則直接溢流到二沉池出口。污泥回流裝置配備1臺單管道排污泵。二沉池采用豎流式沉淀池，停留時間3.0 h，表面負(fù)荷0.85 m3/（m2·h），尺寸7.0 m×7.0 m×4.5 m。

（6）2號水解酸化池。2號水解酸化池是二沉池出水直接流入的單元，該池填掛有組合填料，主要功能與1號水解池相同，其廢水溶解氧要保證＜0.5 mg/L。2號水解酸化池采用鋼砼結(jié)構(gòu)，停留時間4.4 h，有效容積187 m3，尺寸10.0 m×7.5 m×2.8 m。

（7）2號好氧池。2號水解酸化池的出水流入該單元進(jìn)行好氧處理，池中設(shè)有組合填料，微生物可以附著在上面生長，微生物不易流失，可維持好氧池內(nèi)高濃度的微生物數(shù)量，保證較好的處理效率。池底鋪設(shè)微孔曝氣器，配備1臺三葉式羅茨鼓風(fēng)機(jī)，為池中的微生物提供氧氣，該池溶解氧一般控制在2 mg/L左右。2號好氧池停留時間5.0 h，有效容積216 m3，尺寸9.0 m×6.0 m×4.5 m。

（8）三沉池。2號好氧池的出水流入三沉池進(jìn)行泥水分離，其功能與二沉池相同，該池子同樣采用斜板沉淀池，內(nèi)設(shè)沉淀斜板，利用污泥的重力作用加速污泥沉降。停留時間為3.0 h，表面負(fù)荷1.16 m3/（m2·h），尺寸9.0 m×4.0 m×4.5 m。

3　工程運行效果

該工程經(jīng)過近半年的調(diào)試運行后，兩級生化處理工藝中的污泥濃度均能達(dá)到設(shè)計值，出水水質(zhì)穩(wěn)定，各指標(biāo)能達(dá)到排放要求。進(jìn)、出水水質(zhì)及各單元去除率如表2所示。

表2　進(jìn)、出水水質(zhì)及各單元去除率

4　技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

采用該組合工藝處理印染廢水，廢水水量為1000 m3/d，1a按運行300d計算，則該工藝的運行成本為：

（1）電費：單位電價為0.70元/（kW·h），整個工程中裝機(jī)容量為76.09 kW，使用容量為59.47 kW，每年電費大約為59.47×24×300×0.75×0.7≈24萬元，則單位電費為0.80元/m3。

（2）藥劑費用：混凝階段需投加聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺，生化處理單元投加尿素、磷酸氫二鉀，每年費用大約為20萬元，單位藥劑費為0.67元/m3。

（3）人工費用：該工程運行中共有4名工人，每人每年工資福利費用約2萬元，1 a共需8萬元，折合后為0.27元/m3。

（4）設(shè)備折舊費用：該工程共投資100.18萬元，預(yù)計運行10 a，其折舊費用折合后為0.33元/m3。

綜上，其總運行成本（包括設(shè)備折舊費）為2.07 元/m3。

5　結(jié)論

（1）采用混凝沉淀—兩級生化工藝處理印染廢水技術(shù)上可行，處理效果穩(wěn)定，出水能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）兩級生化處理中需注意營養(yǎng)源的投加，保證微生物生長所需要的營養(yǎng)要求。

［1］戴日成，張統(tǒng)，郭茜，等.印染廢水水質(zhì)特征及處理技術(shù)綜述［J］.給水排水，2000，26（10）：33-37.

［2］儲金宇，曹凱杰，吳春篤.印染廢水處理技術(shù)綜述［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（7）：2041-2042.

［3］何珍寶.印染廢水特點及處理技術(shù)［J］.印染，2007（17）：41-44.

［4］丁忠浩.有機(jī)廢水處理技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：193-196.

［5］李家珍.染料、染色工業(yè)廢水處理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997：85-89.

［6］王萍.印染廢水處理方法的研究進(jìn)展［J］.化工環(huán)保，1997，17（5）：273-276.

Engineering application of coagulation sedimentation-two stage biochemical process for treating dyeing wastewater

Wang Hongtao，Li Cuie，Li Taiping，Wang Zhiqing
（Henan Qingshuiyuan Science&Technology Co.，Ltd.，Jiyuan 459000，China）

At present printing and dyeing wastewater is one of industrial wastewater which is difficult to be treated. All of its SS，COD，chroma，etc.are rather high.An introduction to the engineering design and operation effect of coagulation sedimentation-two stage biochemical process used for treating dyeing wastewater has been made.When the influent COD，BOD5，chroma，and SS are 2 136，542 mg/L，480 times，and 400 mg/L，respectively，their effluent are 78，18 mg/L，40 times，and 46 mg/L，respectively，meeting discharge requirements of GB 4287—2012.

printing and dyeing wastewater；coagulation and sedimentation；biochemical treatment

X703

B

1005-829X（2016）08-0101-03

王洪濤（1986—），碩士，工程師。E-mail：tao666tao666@ 163.com。

2016-07-22（修改稿）