厭氧-A/O生化組合工藝處理印染廢水的工程設(shè)計

陳次春

（廈門新禹環(huán)?？萍加邢薰?，福建廈門 361101）

印染是一種加工處理過程，主要指對麻、絲、毛等纖維材料進行加工，從而滿足織造、服裝與服飾的加工要求，包括前處理、染色、印花、后整理、洗水等步驟[1]。隨著印染行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代化印染技術(shù)呈現(xiàn)出多元化的特點，滿足了社會群體對布料的個性化需求[2]。但大量染色劑在布料中的使用，也對生態(tài)環(huán)境造成了較大的污染負(fù)荷[3]。通常情況下，印染生產(chǎn)后的廢水不僅含有染料、油劑等雜質(zhì)，還包含漿料、無機鹽等可對水體造成嚴(yán)重污染的物質(zhì)，化學(xué)需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、懸浮物（SS）、色度、總氮、總磷等生化指標(biāo)組成較為復(fù)雜并難以降解。隨著環(huán)境可持續(xù)發(fā)展理念在印染行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不斷深化，人們對于環(huán)境保護的需求越來越高，也更加關(guān)注印染行業(yè)生產(chǎn)制造中的污水排放問題[4]。為解決此方面問題，地方政府多策并舉，對印染工廠排放污水進行控制，并加大了對此類工廠排污的監(jiān)管。但要從源頭處理此方面的問題，還應(yīng)輔助現(xiàn)代化手段與技術(shù)，使用合理的工藝處理印染廢水。

本文旨在相關(guān)印染廢水研究的基礎(chǔ)上，引進厭氧-A/O生化組合工藝，設(shè)計了一種合理可靠的印染廢水處理工程，希望通過此次研究，探索可以有效降低印染行業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成污染與負(fù)面影響的新方法。

1 印染廢水特點

該公司印染廢水實際生產(chǎn)水量6 500～7 200 m3/d。由于多道工序、多種添加劑和工藝條件限制，導(dǎo)致水量、水溫變化較大；由于染料、漿料等助劑的添加導(dǎo)致色度高，堿性偏大，同時漿料中添加劑導(dǎo)致水質(zhì)的可生化性差。印染廢水原水指標(biāo)情況見表1。從表1的數(shù)據(jù)可以看出，印染原水污染物含量較高，COD、SS、色度、氨氮、總氮、總磷等生化指標(biāo)均較高，水質(zhì)復(fù)雜，參數(shù)影響較多。

表1 印染生產(chǎn)廢水（原水）指標(biāo)

2 厭氧-A/O生化組合工藝特點

在厭氧-A/O生化組合工藝中，前端采用水解酸化工藝，提高水質(zhì)可生化程度，設(shè)計水力停留時間（Hydraulic Retention Time，HRT）為12 h；厭氧工藝段采用上流式厭氧污泥床（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket，UASB）工藝，在淘洗污泥的同時，提高污泥容積負(fù)荷；A/O工藝段為前段缺氧設(shè)計，后段為好氧段。好氧段活性污泥返回至前段厭氧污泥池進行污泥消化，減少污泥產(chǎn)量。

3 厭氧-A/O生化組合工藝設(shè)計

3.1 厭氧-A/O生化組合工藝流程

厭氧-A/O生化組合工藝流程如圖1所示。在處理印染廢水過程中，廢水流經(jīng)粗、細(xì)兩道格柵，去除原水中粒徑較大、呈現(xiàn)懸浮狀態(tài)的大型固態(tài)物質(zhì)和纖維等。格柵出水進入調(diào)節(jié)池進行均質(zhì)化，提高系統(tǒng)進水水質(zhì)穩(wěn)定性，若酸堿性不滿足厭氧需求可進行水質(zhì)pH值調(diào)整。通過提升泵將廢水提升至冷卻塔，水溫從43 ℃降低至35 ℃，此時水溫對后續(xù)水體中的厭氧及好氧生物來說都屬于適宜溫度，應(yīng)特別注意夏季水溫過高導(dǎo)致后端厭氧污泥的活性降低及冬季溫度降低時不能滿足厭氧污泥的適宜溫度。冷卻后的水體在自流作用下進入酸化池進行厭氧發(fā)酵，大分子有機物、難降解物質(zhì)通過水解酸化作用轉(zhuǎn)化為小分子、易降解有機物。水解酸化后廢水提升至厭氧-A/O生化組合工藝進行生化指標(biāo)的進一步改善，好氧出水進入混凝沉淀系統(tǒng)，除部分污泥回流外，剩余污泥進入污泥池沉降壓濾后外運，污泥池廢水回流入?yún)捬醭??；炷恋沓鏊谏盀V后經(jīng)后端中水回用系統(tǒng)進行回用。

圖1 厭氧-A/O工生化組合工藝流程圖

3.2 厭氧-A/O生化組合工藝設(shè)計

（1）根據(jù)印染企業(yè)進水實際狀態(tài)，原水先后進入回轉(zhuǎn)式粗格柵、細(xì)格柵，格柵各設(shè)置2臺，粗格柵的過濾精度為20 mm，細(xì)格柵的過濾精度為2 mm，電機功率1.5 kW，過流水量300 m3/h。規(guī)格為1.5 m×0.8 m×6.0 m，材質(zhì)為SS304，設(shè)在進水收集池前端。

（2）冷卻塔是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，選擇自然通風(fēng)冷卻塔，尺寸為25 m×12 m×15 m，在最不利狀態(tài)下污水水溫可降低8 ℃。主要降溫工藝為利用布水器使廢水均勻布水，增設(shè)連續(xù)式臺階，廢水自上而下連續(xù)跌落。連續(xù)跌落在增強了污水?dāng)噭拥耐瑫r增加了廢水與空氣的接觸，廢水與大氣的熱交換更加充分，從而達(dá)到最佳的降溫效果。

（3）水解酸化池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸30.0 m×15.0 m×3.5 m，有效水深2.5 m，有效容積為1 125 m3，水力停留時間為3.75 h。在池內(nèi)設(shè)置填料，使廢水中大分子有機物、難以直接溶解的物質(zhì)可充分進行水解酸化。

（4）厭氧-A/O生化組合工藝主要依據(jù)公式（1）和（2）進行設(shè)計和校核。

式中，V1表示按照廢水有機負(fù)荷量計算得到的厭氧池反應(yīng)體積，m3；V2表示按照污水在池內(nèi)停留時間計算得到的厭氧池反應(yīng)體積，m3；Q表示厭氧池設(shè)計流量，m3/d；S表示設(shè)計COD去除率；η表示進水COD濃度，mg/L；q表示有機負(fù)荷量，單位：kg（BOD5）/（m3·d）或 kg（COD）/（m3·d）；HRT為水利停留時間，d。

厭氧池為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸20.0 m×15.0 m×7.5 m，有效水深7 m，有效容積為2 100 m3，水力停留時間為7 h。在厭氧池內(nèi)廢水和厭氧污泥充分接觸，污泥填充量為20%～25%，污泥濃度可達(dá)28.3 g（VSS）/L（VSS為揮發(fā)性懸浮物），有機負(fù)荷為8.5 kg（COD）/m3，依靠下部污泥產(chǎn)氣量對廢水進行無動力攪動。

厭氧出水進入A/O一體化生化組合工藝段，A池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸30.0 m×5.0 m×4.5 m，有效水深4 m，有效容積為600 m3，水力停留時間為2 h。延遲曝氣O池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸30.0 m×30.0 m×4.5 m，有效水深4 m，有效容積為3 600 m3，水力停留時間為12 h。好氧段污泥濃度為4.32 kg/m3，風(fēng)機鼓風(fēng)量為96 m3/min、電機功率110 kW，配備微孔曝氣器660 套。

4 厭氧-A/O生化組合工藝出水指標(biāo)

采用厭氧-A/O生化組合工藝系統(tǒng)性處理印染廢水，日處理水量6 500～7 200 m3，工藝出水指標(biāo)結(jié)果和《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287—2012）對比結(jié)果如表2所示。

表2 厭氧-A/O生化組合工藝出水指標(biāo)與排放標(biāo)準(zhǔn)對比

通過水質(zhì)檢測結(jié)果對照分析，采用厭氧-A/O生化組合工藝系統(tǒng)性處理印染廢水能夠有效解決印染廢水中COD、SS、色度、氨氮、總氮、總磷等生化指標(biāo)超標(biāo)問題，能夠滿足并優(yōu)于GB 4287—2012水質(zhì)指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放要求，整體上提升水質(zhì)達(dá)標(biāo)的可實施性，并為進一步中水回用提供了有力保障。

5 結(jié)論

項目主體采用厭氧-A/O生化組合工藝系統(tǒng)性處理印染廢水，結(jié)合UASB工作原理和延遲曝氣理論的應(yīng)用，按照CODCr、有機負(fù)荷容量和水力停留時間（HRT）等需求、要求進行設(shè)計和校核，提升了廢水生化處理的可行性，能夠有效解決印染廢水COD、SS、色度、氨氮、總氮、總磷等生化指標(biāo)過高問題，能夠滿足并優(yōu)于GB 4287—2012水質(zhì)指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放要求，整體上提升水質(zhì)達(dá)標(biāo)的可實施性，并為進一步中水回用提供了有力保障。