某公司印染水處理工程污泥趨零排放工藝研究和應(yīng)用

劉云

某公司印染水處理工程污泥趨零排放工藝研究和應(yīng)用

劉云

（上海中發(fā)環(huán)保工程有限公司，上海 201108）

印染水主要是在印染混紡、麻以及棉等產(chǎn)品后形成的工業(yè)廢水。結(jié)合某公司的印染水處理條件，分析其在污水處理工程中使用的組合式生物處理工藝技術(shù)手段，實現(xiàn)運行全過程污泥趨零排放。調(diào)試環(huán)節(jié)中對所使用的HUBF厭氧反應(yīng)器和HFST好氧反應(yīng)器進行調(diào)整，確保其能夠?qū)?nèi)部循環(huán)系統(tǒng)進行有效試驗，控制反應(yīng)室內(nèi)部的流速條件，強化廢水生化處理效果，控制印染水中含有的主要污染物，同時通過輔助劑消除了硫化氫帶來的異味問題。

印染水；處理工程；工藝技術(shù)；處理系統(tǒng)改造

1 引言

印染水在當(dāng)前的廢水處理系統(tǒng)中極為特殊，其總量大、成分復(fù)雜、變化規(guī)律不明顯、整體治理難度高，所需的處理成本也高于其他工業(yè)廢水。當(dāng)前可選用的印染廢水處理技術(shù)系統(tǒng)主要有生物法、化學(xué)法與物理法，使用物理法時主要發(fā)揮粘土與活性炭等帶有吸附性物質(zhì)的作用；化學(xué)法包括氧化法、混凝法以及電解法，使用范圍廣；中國在處理印染廢水時，主要使用的是物理化學(xué)法或者物化預(yù)處理結(jié)合生物法，通過物化預(yù)處理后，再采用厭氧水解和好氧生物處理技術(shù)來去除主要污染物COD。本文在現(xiàn)有印染水處理技術(shù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用HUBF深度厭氧和HFST高位好氧生物處理手段實現(xiàn)對高濃度退漿廢水的處理；采用厭氧水解和生物接觸氧化法實現(xiàn)對低濃度染色廢水的處理，實現(xiàn)污水處理系統(tǒng)生物污泥趨零排放、物化污泥零排放的目標(biāo)。

2 工程概況

該項目主要針對濃度比較高的退漿廢水（以改性淀粉漿料為主的PVA廢水）與染色廢水實施處理，參考分級回用與分質(zhì)處理的工作原則，對經(jīng)過處理且達到指標(biāo)的廢水進行回收，另外一部分物回收利用價值的廢水則按照排放標(biāo)準(zhǔn)予以排放處理。在確定處理方案后，主要參考預(yù)先獲取的水質(zhì)信息與相應(yīng)的分析數(shù)據(jù)，同時還包括廢水處理現(xiàn)場勘探所得數(shù)據(jù)與已有的治理印染水的工作經(jīng)驗。該廢水處理改造工程中包含9 000 m3/d染色廢水與1 000 m3/d退漿廢水，處理廢水期間，對原有的設(shè)備以及工藝處理情況進行改造，解決退漿廢水存在的生化性問題，提升印染廢水處理效果，達到基本的工業(yè)廢水處理目標(biāo)的同時，提升印染水處理工作的經(jīng)濟效益。通過HUBF厭氧塔來對污染物進行降解，縮減污泥形成量，改進厭氧處理系統(tǒng)后，整體處理成本降低。

PVA廢水主要含有改性淀粉漿料和部分化學(xué)PVA漿料，其鹽分偏高，整體水量較小，COD含有量偏高。染色廢水的實際水量較大，染料給水質(zhì)造成的影響極大，COD與BOD含有量都比較小，但是色度偏高。

3 處理工藝

3.1 工藝流程

在該廢水凈化系統(tǒng)中，HUBF厭氧反應(yīng)器發(fā)揮關(guān)鍵作用，對預(yù)酸化生物污泥和高濃度退漿廢水COD污染物起到關(guān)鍵去除作用，組合HFST好氧反應(yīng)器（中部曝氣），減少處理印染水期間的能耗，提升整體處理效率，縮減污泥的產(chǎn)生量，達到趨零排放污泥的技術(shù)目標(biāo)，自動控制系統(tǒng)，持續(xù)推進印染水處理工作。改造系統(tǒng)時，還應(yīng)當(dāng)關(guān)注投入藥劑量的情況，通過合理調(diào)整設(shè)備來縮減印染水處理成本，保持處理工作的穩(wěn)定性。運用2套HIC厭氧罐，調(diào)整為1套HUBF厭氧生物塔和1套HFST好氧生物塔，增加沼氣回收系統(tǒng)與污泥減量處理模塊。

處理PVA廢水時，聯(lián)合使用厭氧罐、好氧罐、高效澄清池，進入出水環(huán)節(jié)之后，需把關(guān)氣浮系統(tǒng)與綜合排放池，使處理后的印染水順利地被輸送到污水處理管網(wǎng)中，增設(shè)指標(biāo)檢測設(shè)備對COD等實施檢測。

從印染車間中獲取生產(chǎn)廢水，了解水量、水質(zhì)與排放的變動，運用生物系統(tǒng)時，應(yīng)當(dāng)考察其可能受到的影響，水質(zhì)與水量的波動幅度小，最終的處理效果也相對較好，給有機物的負荷保留緩沖能力，避免有毒性物質(zhì)在負荷變化的條件下進入到處理系統(tǒng)內(nèi)部。調(diào)節(jié)廢水pH值后，水質(zhì)變得更加均勻，HUBF厭氧高塔反應(yīng)器使用循環(huán)泵和小阻力布水系統(tǒng)裝置來促進厭氧生物倍增和高活性反應(yīng)，將有機污染物直接分解，具體過程包括水解、酸化、產(chǎn)H、甲烷。廢水抵達HFST好氧高塔反應(yīng)器之后，可繼續(xù)進行降解活動，將氨氮與BOD去除，同時還能夠進行初級分離與篩選污泥的活動，污泥調(diào)理罐保存剩余污泥，厭氧裝置內(nèi)加入菌劑之后，其菌群也可變得相對穩(wěn)定。反硝化濾池主要負責(zé)過濾與脫氮活動，可提升整體處理效率，其設(shè)置的脫氮系統(tǒng)極具特色，過濾技術(shù)也很先進。在濾池中，介質(zhì)表面部位設(shè)有的生物膜可以與廢水保持完全接觸的狀態(tài)，即使出現(xiàn)了超水流沖擊或時間相對較短的斷流沖擊也不會破壞該系統(tǒng)。

在把關(guān)氣浮系統(tǒng)的環(huán)節(jié)中，將混凝劑加入到系統(tǒng)中，通過這一添加劑來聚集懸浮微粒與有機膠體，對排放水中含有的溶解性物質(zhì)進行吸附，完成吸附活動之后，可在排放水中形成較大的混合顆粒物，受到微氣泡的影響后，這一物質(zhì)可與水分離，以此來將剩余的COD與懸浮物去除。

系統(tǒng)使用孔板格柵，其過水部分設(shè)有圓孔設(shè)計，可有效去除纖維類懸浮物，排除短纖維物質(zhì)會使射流曝氣系統(tǒng)與厭氧布水系統(tǒng)形成堵塞，進而影響浸沒式超濾系統(tǒng)，使系統(tǒng)中形成曝氣不順暢與布水不夠均勻的現(xiàn)象，會導(dǎo)致超濾膜的污染難以被徹底清洗，因此，需要通過孔板格柵將其有效去除。

3.2 工藝說明

PVA廢水主體處理工藝屬于深度高位生化處理，主要由厭氧罐、好氧罐與高效澄清池構(gòu)成。

出水時需要依靠把關(guān)氣浮系統(tǒng)標(biāo)排后，可順延處理管網(wǎng)被直接排出，使用的指標(biāo)儀為COD，精準(zhǔn)控制污水處理系統(tǒng)，如果出現(xiàn)不達標(biāo)的情況，系統(tǒng)將會發(fā)出警報，工程師會對其進行干預(yù)，保持良好的處理趨勢，維持廢水處理工作的穩(wěn)定性。后端處理工藝技術(shù)存在差別，污水的去向也有所不同，一部分經(jīng)過氣浮把關(guān)懸浮微粒被去除后可進行排放，也可以進入綜合廢水調(diào)節(jié)池，與染色廢水匯總后進行二級處理和深度處理之后，可回收利用。

調(diào)節(jié)池可接收來自于車間的生產(chǎn)廢水，進行多次排放，水量與水質(zhì)均存在變動，會影響到生物處理系統(tǒng)的凈化效果，還會破壞系統(tǒng)。在物化處理系統(tǒng)中，水質(zhì)與水量存在較大的波動，難以對過程參數(shù)進行合理控制，最終的處理效果難以維持穩(wěn)定。在設(shè)計調(diào)節(jié)池時應(yīng)當(dāng)充分考察水質(zhì)變動與廢水的水量，給有機物質(zhì)提供充分的緩沖條件，避免系統(tǒng)負荷形成過于激烈的變動，同時也規(guī)避了有毒物質(zhì)被輸送到生物處理系統(tǒng)中。

HUBF厭氧生物塔系統(tǒng)：廢水的原有pH值被調(diào)節(jié)，水質(zhì)可保持均勻，通過提升泵可進入該裝置中，進行厭氧生物降解反應(yīng)，有機污染物的原有分子結(jié)構(gòu)將被分解，大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?。反?yīng)過程可直接完成酸化、水解與產(chǎn)H三個工序，同時可發(fā)揮調(diào)節(jié)控制甲烷生產(chǎn)的作用。通過二氧化碳取代硫酸進行pH調(diào)節(jié)，厭氧塔中原有的異味被直接消除，硫化氫味道問題也得到有效控制。

HFST好氧三相高塔反應(yīng)裝置器在廢水處理過程中同樣發(fā)揮重要的作用，廢水經(jīng)過該處裝置后，可形成好氧或者缺氧生物降解現(xiàn)象，內(nèi)部含有的氨氮與BOD會被直接去除，而后實施篩選污泥與初級分離活動。殘留的污泥可被輸送到專門的調(diào)理罐之中，預(yù)酸化并使用菌劑之后，繼續(xù)回流至厭氧系統(tǒng)中，進而實現(xiàn)生物污泥厭氧消化減量的同時使厭氧反應(yīng)器之中的優(yōu)勢菌群維持穩(wěn)定。染色廢水匯集到綜合調(diào)節(jié)池，均質(zhì)均量后進入生物吸附初沉池，通過剩余活性生物污泥的吸附作用實現(xiàn)絮凝反應(yīng)，可去除部分SS和節(jié)省化學(xué)藥劑使用，同時減少物化污泥的產(chǎn)生。

綜合染色廢水pH調(diào)整后依此經(jīng)過厭氧水解池、好氧活性污泥池后實現(xiàn)90%以上COD的去除，為后續(xù)深度處理打下良好的基礎(chǔ)。反硝化濾池處理單元兼具過濾與脫氮兩種功能，過濾與脫氮系統(tǒng)都采用了先進的工藝技術(shù)，在濾池之中，介質(zhì)表面區(qū)域的生物膜與廢水可保持完全接觸的狀態(tài)，時間相對較短的超水流或短流沖擊現(xiàn)象并不會影響系統(tǒng)的正常使用。系統(tǒng)中還用了孔板格柵，采用了圓孔設(shè)計形式，幫助去除纖維狀的懸浮物質(zhì)，如果不處理短纖維物質(zhì)，則射流曝氣系統(tǒng)與厭氧補水系統(tǒng)將會產(chǎn)生堵塞問題，進而出現(xiàn)曝氣不夠暢通與布水均和度不足的狀況，MBR膜受短纖維的影響之后，污染難以去除，精密過濾系統(tǒng)與超濾系統(tǒng)也會產(chǎn)生堵塞的情況。

3.3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

本次工業(yè)污水處理系統(tǒng)改造工作主要對厭氧系統(tǒng)進行了重點改造，整體成本比較低，新增費用相對較少，在處理染色廢水時，仍使用了原來的處理設(shè)備與構(gòu)筑物，系統(tǒng)運維成本比較低，設(shè)備改造所消耗的費用也比較少，構(gòu)筑物多為半地上性鋼砼式結(jié)構(gòu)，強度比較高，設(shè)備與構(gòu)筑物占有的空間也比較少、控制難度低，整體自動化程度比較高。

處理PVA廢水時，主要使用了集水系統(tǒng)、調(diào)節(jié)系統(tǒng)、調(diào)配池、厭氧水解生物塔、好氧反應(yīng)器、反硝化濾池、排放口與把關(guān)系統(tǒng)，其中處理單位已經(jīng)提供了必要的把關(guān)系統(tǒng)；處理染色廢水時同樣需要有調(diào)配池、調(diào)節(jié)系統(tǒng)與集水系統(tǒng)的支持，進場之后需要對二沉池、水解池以及好氧池進行改造，同時還需有中間水池、濾池系統(tǒng)以及深度處理系統(tǒng)的支持。

3.4 處理效果

根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果可知，最終的印染水處理工作取得了令人滿意的技術(shù)使用成果，凈化COD物質(zhì)時的去除率超過了90%，有機負荷被充分減輕。

系統(tǒng)改造工作完成后，厭氧反應(yīng)器的容積負荷范圍為3～5 kg/m3COD，單階段COD的去除率達到85%左右，出水階段印染水的COD降低到1.0×10－6之下，回用RO的工作也可以順利完成。除此之外，硫化氫味道問題也被二氧化碳控制技術(shù)解決?？傊?jīng)過改造之后的印染水處理系統(tǒng)達到了比較好的使用效果，可在處理印染水的活動中推廣應(yīng)用該系統(tǒng)。

系統(tǒng)通過運行一定階段，廢水處理效果及出水水質(zhì)等各項指標(biāo)均達到排放標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果如表1所示。

表1 實驗室廢水處理檢測數(shù)據(jù)

序號項目pHCODCr/（mg/L）NH3-N/（mg/L）TP/（mg/L）TN/（mg/L）苯胺/（mg/L） 1退漿調(diào)節(jié)池8.6715 63342.1 6.388 2HUBF厭氧罐7.512 222——— 3HFST好氧罐—————— 4高效澄清池8.22469———— 5把關(guān)氣浮池7.66190———— 6綜合調(diào)節(jié)池9.3973429.526.21950.693.792 7初沉池8.13515———— 8水解酸化池8.47496———— 9好氧池—————— 10二沉池7.86952.7911.76316.332.968 11反硝化濾池 86——7.20— 12總排放口8.361823.5892.71516.950.971

注：以上數(shù)據(jù)為運行日報典型值。

4 結(jié)論

該廢水處理系統(tǒng)可處理CODCr物質(zhì)，通過HFST好氧罐來發(fā)揮好氧反應(yīng)器的作用，對原有的氣浮系統(tǒng)池與沉淀系統(tǒng)進行應(yīng)用，減少生物化污泥的實際產(chǎn)量，裝備占地面積比較小，整體運行成本低。厭氧系統(tǒng)為整個廢水處理系統(tǒng)的重點內(nèi)容，運行過程中不需消耗過多費用，污泥處理成本降低，維護設(shè)備的工作較為簡單，技術(shù)要求也比較低，可實現(xiàn)低污泥產(chǎn)率與低運維成本的運行要求，系統(tǒng)使用效果良好，可支持印染水處理工作，減少印染水給環(huán)境帶來的污染。

［1］謝小玲.某公司印染廢水處理工程設(shè)計實例［J］.環(huán)境與發(fā)展，2017（6）：53-54.

［2］常莎，盧浩，邴永鑫，等.印染廢水提標(biāo)改造工藝設(shè)計與應(yīng)用實例［J］.工業(yè)水處理，2018，38（11）：105-108.

［3］劉亞琴，倪慧成，蔣素英，等.印染園區(qū)污水處理廠工藝改造與運行［J］.工業(yè)水處理，2018，38（7）：4.

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X791

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.014

2095－6835（2019）13－0034－03

劉云（1978—），男，江蘇睢寧人，本科，工程師，研究方向為水處理工藝設(shè)計。

〔編輯：張思楠〕