印染廢水處理工藝設(shè)計與分析

摘要：以某工業(yè)園區(qū)污水處理廠為例，對印染廢水的水質(zhì)和水量特點進行分析，提出解決方案，并進一步進行工藝設(shè)計。經(jīng)實際運行后發(fā)現(xiàn)，該污水處理廠出水水質(zhì)可以穩(wěn)定達標，取得良好的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：印染廢水；污水處理廠；設(shè)計參數(shù)；經(jīng)濟效益

中圖分類號：X791 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.073

Design and Analysis of Printing and Dyeing Wastewater Treatment Process

HOU Wei1， WANG Jinye2， SUN Zhongshu3

（1. Liaocheng Ecological and Environmental Protection Comprehensive Law Enforcement Detachment;

2. Comprehensive Laboratory of Shandong Liaocheng Ecological Environment Monitoring Center;

3. Shandong Qiuzhuo Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Liaocheng 252000， China）

Abstract： Taking a sewage treatment plant in an industrial park as an example， this paper analyzes the key and difficult points of the water quality and quantity characteristics of printing and dyeing wastewater， proposes solutions， and further designs the process. After actual operation， it was found that the effluent quality of the sewage treatment plant can stably meet the standard. It was found that the sewage treatment plant can achieve good economic benefits.

Keywords： printing and dyeing wastewater; sewage treatment plant; design parameter; economic benefit

印染是指對紡織材料進行物理或化學(xué)處理過程的總稱，印染過程中包括產(chǎn)生前處理廢水、染色廢水、脫水廢水以及印花廢水等多種污廢水，因其水質(zhì)不一且水量常處于波動狀態(tài)，難以處理。因此，以某工業(yè)園區(qū)污水處理廠為例，分析印染廢水處理工藝設(shè)計。

1 項目概況

為減少污染物排放量，改善工業(yè)園區(qū)的居住環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，新建工業(yè)園區(qū)污水處理廠，污水處理規(guī)模為6.0萬m3/d，主要污水來源是生活污水與工業(yè)區(qū)的印染、印花及洗水企業(yè)，設(shè)計采用粗格柵及提升泵房+細格柵及調(diào)節(jié)池+冷卻系統(tǒng)+初沉池+厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，A2O）+二沉池+高效沉淀池+臭氧催化氧化池+硝化-反硝化生物濾池+二氧化氯消毒工藝流程。

2 進出水水質(zhì)

本項目的設(shè)計進水水質(zhì)依據(jù)現(xiàn)有實測工業(yè)污水資料及和同類印染工業(yè)污水處理廠進水水質(zhì)確定。出水水質(zhì)執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）Ⅴ類水標準，總氮執(zhí)行《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》（GB 4287—2012）。進水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及出水限值如表1所示。主要監(jiān)測指標包括化學(xué)需氧量（Chemical Oxygen Demand，CODCr）、五日生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand after 5 days，BOD5）、懸浮物（Suspended Solids，SS）、氨氮、總氮（Total Nitrogen，TN）、總磷（Total Phosphorus，TP）以及色度。

3 工藝設(shè)計重點與難點分析

本項目污水主要為印染廢水，難以確定進水周期和瞬時進水水質(zhì)，而厭氧反應(yīng)對水質(zhì)、水量及沖擊負荷較為敏感，因此設(shè)置調(diào)節(jié)池對水質(zhì)、水量、pH及水溫進行調(diào)節(jié)，保障后續(xù)厭氧反應(yīng)穩(wěn)定進行，同時起到事故排水和預(yù)曝氣的作用。

印染廢水的水溫一般在40～50 ℃，會導(dǎo)致生化系統(tǒng)難以穩(wěn)定運行，影響后續(xù)水質(zhì)達標，因此需要設(shè)置熱交換器，印染廢水經(jīng)混合后進入熱交換器冷卻，控制溫度至35 ℃以下，再進入后續(xù)構(gòu)筑物進行處理。

考慮到本項目的工業(yè)廢水占比約為98%，而入駐企業(yè)的進水周期依據(jù)現(xiàn)實條件不斷變化，使工業(yè)廢水的水質(zhì)、水量存在不確定性，可生化性比較差，需要抗沖擊負荷能力大，因此延長A2O生化池厭氧段的水力停留時間（Hydraulic Retention Time，HRT），使其達到水解酸化階段，以提高印染廢水可生化性。最終，確定以厭氧（水解）缺氧+好氧池作為印染廢水處理工藝。

4 工藝方案設(shè)計

4.1 預(yù)處理方案設(shè)計

印染廢水經(jīng)進水管流至粗格柵井，隨后污水泵站提升后進入細格柵井，然后流入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，經(jīng)提升泵提升進入冷卻塔，再進入初沉池。

粗格柵井裝有機械粗格柵，用以去除印染廢水中的較大雜物，并保護后續(xù)設(shè)備。機械格柵依據(jù)液位差通過可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）進行清污，配備定時自動控制及手動控制兩種方式。通過提升泵站中的潛水泵提升印染廢水至細格柵池，泵通過設(shè)定水位實現(xiàn)自動控制。細格柵井裝有機械細格柵，用以去除較細雜物，細格柵采用PLC并依據(jù)柵前、柵后的液位差自動控制清污，配備定時自動控制及手動控制兩種方式。印染廢水經(jīng)機械分離后進入調(diào)節(jié)池，在此調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量，再通過提升進入冷卻塔冷卻后進入初沉池，在該池中添加混凝劑、聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM），達到初步去除一部分污染物的目的。該階段產(chǎn)生的雜物，砂粒等，可送至垃圾填埋場處理。

4.2 二級處理方案設(shè)計

污水自初沉池進入二級處理單元。二級處理主要由厭氧池（水解酸化池）、缺氧池、好氧池構(gòu)成。缺氧和厭氧池安裝潛水?dāng)嚢杵?，以防止污泥沉降并保證印染廢水及回流污泥均勻混合。厭氧池中，磷自積聚的污泥團中釋放，因富磷吸收現(xiàn)象，在好氧條件下被污泥吸收，通過排除剩余污泥以去除污水中的P。厭氧池出水與好氧池內(nèi)回流污水經(jīng)過均勻混合，呈缺氧狀態(tài)，滿足反硝化反應(yīng)條件，反硝化菌開始作用，以去除污水中的大部分氮[1]。

好氧池采用微孔爆氣，以提高氧氣及設(shè)備利用率，減少能耗，節(jié)約用地及基建投資，氣源通過鼓風(fēng)機提供。

4.3 污水深度處理方案設(shè)計

二沉池出水須繼續(xù)進行深度處理，經(jīng)過高效沉淀池+臭氧催化氧化池+硝化-反硝化生物濾池工藝，才可使水質(zhì)達到排放標準。

通過高效沉淀池提高SS去除效果，同時確保去除前端生化工序不能達標的Cu、P等，保障出水水質(zhì)達標。采用臭氧催化氧化池用于分解二級處理仍無法去除的難降解有機物，然后通過硝化-反硝化生物濾池去除低濃度TN、TP、SS、BOD5等污染物[2-3]，出水經(jīng)接觸消毒池消毒，后進行印染廢污水回用或達標排放。

4.4 污泥處理方案設(shè)計

為維持生化池污泥濃度，需排出剩余污泥。剩余污泥通過污泥泵提升至污泥濃縮池，而初沉池及高效沉淀池產(chǎn)生的污泥也排入污泥濃縮池，由污泥螺桿泵提升至高壓板框壓濾機進行脫水。干濾餅的干固含量需達到40%以上（即含水率60%以下）。脫水后污泥在熱電廠未建成之前交有嚴控廢物資質(zhì)的企業(yè)進行處置，或外運進行填埋。脫水機房中應(yīng)設(shè)置出水池來水及自來水兩套反沖洗水源，日常運行時采用處理后清水為反沖洗水源。

4.5 工藝流程

針對本項目進水水質(zhì)、水量情況及進行重難點分析后，最終確定采用粗格柵及提升泵房+細格柵及調(diào)節(jié)池+冷卻塔+初沉池+厭氧缺氧池+好氧池+二沉池+高效沉淀池+臭氧催化氧化池+硝化-反硝化生物濾池+二氧化氯消毒工藝流程。具體工藝流程如圖1所示。

5 去除效果

經(jīng)污水處理廠實際運行后，各印染廢水處理階段的污染物去除率如表2所示，經(jīng)污水處理廠處理后，最終出水水質(zhì)指標以穩(wěn)定達到設(shè)計出水水質(zhì)要求。

6 技術(shù)經(jīng)濟分析

本項目總投資共計45 918.58萬元，項目投資內(nèi)部收益率（所得稅后）為6.220%，項目投資財務(wù)凈現(xiàn)值（所得稅后）10 388.18萬元，項目投資回收期（所得稅后）約為15.2年，年平均總成本為11 863.73萬元/年，平均單位總成本為5.992元/m3，年平均經(jīng)營成本為9 494.04萬元/年，平均單位經(jīng)營成本為4.795元/m3，盈虧平衡點為61.65%，項目計算期內(nèi)累計盈余資金為100 115.78萬元。

7 結(jié)論

某污水處理廠針對印染廢水現(xiàn)狀復(fù)雜的進水水質(zhì)，提出針對性解決措施，在出水水質(zhì)能穩(wěn)定達標的基礎(chǔ)上，項目計算期內(nèi)累計盈余資金為100 115.78萬元，取得良好的經(jīng)濟效益，能夠為其他印染廢水的處理提供參考。

參考文獻

1 王洪剛，紀海霞，程樹輝.哈爾濱市某污水處理廠提標改擴建工程設(shè)計[J].中國給水排水，2024（10）：64-68.

2 楊 墨，史航標，程瑞豐，等.武漢市某污水處理廠地下式擴建設(shè)計案例[J].凈水技術(shù)，2024（增刊1）：341-347.

3 馮靜嫻，曹倩倩，劉晶晶.某開發(fā)區(qū)污水處理廠二期工程工藝設(shè)計[J].工業(yè)用水與廢水，2023（6）：71-75.