高效好氧生物处理印染废水的方法与实践
活性污泥法与生物接触氧化工艺是处理印染废水的常用方法，而全混合生物污泥法是一种介于活性污泥法与生物接触氧化工艺之间的生物法处理工艺。这种处理方法空气氧的转化率高，反应区的容积大，水力停留时间短，是一种高效好氧生物处理的方法。某印染厂年产各类印染织物3×107m，废水排放量1800t/d。处理工程采用以全混合生物污泥法为主，气浮为辅的组合工艺，即水解酸化—全混合生物污泥法—混凝气浮处理工艺处理印染废水，保证了出水水质能够满足GB4287—1992《纺织染整工业水污染物排放标准》二级标准的要求。
1 废水来源及水质
印染废水主要包括：退浆废水、煮炼废水、漂白废水、染色废水等。该印染厂生产工艺见图1，废水水质见表1。
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废水处理工程设计进水水质及水量和排放标准见表2
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2 工作原理及特点
目前我国印染废水好氧处理工艺方法有活性污泥法、生物转盘法、SBR法、氧化沟法和全混合生物污泥法等几种。其中活性污泥法工艺虽然成熟，运行比较稳定，但操作管理复杂，氧利用率低，易产生污泥膨胀现象，污泥产生量大；生物转盘法主要适用于小型企业，且受温度影响大，在我国北方地区不宜使用；SBR法是一种新型的活性污泥法，自动化程度高，但操作较为复杂；氧化沟对污染物的去除率高、脱氮效果好、管理方便，但占地面积较大，且投资费用较高。
2.1全混合生物污泥法工艺的工作原理
全混合生物污泥法工艺融合了当今的高速射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术，并具有深井曝气和流化污泥床的特点。因此，其空气氧的转化率高，反应器的容积负荷大，水力停留时间短，是当前为西方国家所广泛接受的一种高效好氧生物处理方法。至今，已经在德国、瑞典、加拿大、意大利、法国、韩国等国建成了数十个全混合生物污泥法系统〔3-4〕，并已投产运行。
该系统主要包括：集成反应器、两相喷头、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反应器为圆形容器，其外筒两端被封闭，连接着各种管道；内筒两端器，其外筒两端被封闭，连接着各种管道；内筒两端开口，两相喷头安装在反应器上部的正中央。循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气。水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡。富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行。于是，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体。这样不仅空气氧的转化率高，而且微生物菌团与有机污染物接触充分，通过生化降解，废水得到有效处理。
2.2工艺特点
（1）系统占地少，基建费用低。该系统占地一般很少，反应器高径比大，部分被埋在地下，有效地利用了垂向空间，减少了占地面积。
（2）空气氧转化利用率高，容积负荷和污泥负荷高。全混合生物污泥法工艺的曝气方式采用射流扩散式，并通过垂向循环混合，使溶解氧达到最大值。据试验测定，其空气氧的转化利用率可高达50%，溶解氧质量浓度易保持在5mg/L以上。一般情况下，该系统的污泥质量浓度在10g/L左右，最高可超过20g/L。
（3）固液分离效果好，剩余污泥量较少。全混合生物污泥法工艺混合污水中的微生物菌团颗粒小，沉降性能好，这是其显著特点之一。该工艺每降解1kgBOD5所产生的剩余污泥量，比其他好氧方法平均减少40%左右。
（4）抗冲击负荷的能力强。该工艺为完全混合型运行方式，原水先与回流污水合流，然后再进入反应器，并立即被快速循环混合。高浓度COD或有毒废水冲击系统时，它们在进入反应器之前实际上已经被稀释，进入反应器后又被迅速均匀混合，从而有效地提高了该系统抗冲击负荷的能力。
（5）系统操作简便灵活，处理效果有保障。全混合生物污泥法系统的反应器循环水量、补充曝气量、污泥回流量等都可以根据需要进行调节，操作简便灵活。
该系统的推广应用正在受到越来越多的重视。因此该印染厂污水处理工程主体部分生物氧化单元选用了全混合生物污泥法工艺。
3 某印染厂污水处理工程工艺流程
根据该厂的水质特点，确定的污水处理工艺流程如图2所示。
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3.1水解酸化池
水解酸化属于污水厌氧处理工艺，在水解酸化阶段，大分子和难以降解的有机物被断链而转化为小分子有机酸；悬浮和胶体的有机物，水解成可溶性物质，使印染废水中溶解性有机物和可生物降解物质所占比例显著增加，提高印染废水的可生化性，从而为后续处理打下基础。
3.2 全混合生物污泥氧化池
全混合生物污泥氧化工艺曝气方式采用射流扩散式，并通过垂向循环混合，使空气氧的转化利用率大大提高。
3.3 气浮机
选用YD-100型涡凹成套气浮装置，混凝剂为PAM和PAC。
4 主要构筑物及工艺参数
该处理工艺主要构筑物为：调节池、水解酸化池、全混合生物污泥氧化池及污泥池，其设计参数见表3。
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5 工程运行
5.1 工程竣工验收监测结果
废水处理设施运行效果见表4。由表4可得，其对COD、BOD5、SS、NH3-N、色度的去除率分别达到93.6%、93.9%、90.4%、68.0%、87.5%。
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5.2 工程运行费用
该工程总投资226.12万元，以处理能力为1800t/d计算，工程实际运行费（以单位水量计，下同）为0.448元/t，操作人员人工费为0.067元/t，药剂费为0.9元/t，总运行费为1.415元/t。由此可见，采用全混合生物污泥法工艺处理印染废水，技术成熟、可靠、工程总投资和运行费用都很低、运行效果也很好，并能保证废水稳定达标排放。
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