印染废水中试处理方法
印染废水是国内外难处理的工业废水之一，该类废水色度高、COD高、含多种有机物成分且生化性较差，具有一定的抗氧化性。随着近年来印染技术的不断提高，PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水中，给处理增加了难度。
江苏某纺织印染公司为针织布生产及营销商，集合针织、染色、印花及整理之综合生产线，其排放的废水成分复杂，其中包括退浆废水、煮炼废水、染色废水、印花废水及整理废水等。该厂现有废水处理站1座，处理能力为10000m3/d，该污水处理站建设多年，工艺相对落后，现有工艺流程如图1所示。
图1现有废水处理工艺流程
经过对废水处理站进行详细调研后，发现该废水处理站主要存在以下问题。
（1）印染废水中含有大量的聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）及各种助剂，可生化性很差、碱性强，生化段的处理效果不佳，COD去除率<50％，需要靠物化混凝工段大量投加药剂，才能勉强维持出水达到纺织印染行业二级排放标准；其中江苏省地方标准DB32/1072—2007要求COD≤100mg/L，BOD≤25mg/L，色度小于40度。
（2）该厂使用新型抗氧化助剂，废水的可生化性不断降低，生化工段的活性污泥活性较差。
（3）为保证出水COD、色度达到标准要求，混凝工段混凝絮凝药剂投加量大，处理成本高，约为1.2元/m3废水，同时产生大量的化学泥渣，且脱水困难，对这些化学污泥的处理较为困难，不仅处理成本高，同时还存在产生二次污染的可能。
（4）混凝工段在去除色度和SS的同时，大量COD也得到了脱除，但脱除COD时并没有一定的选择性，大量易降解的COD物质也被去除，导致进入后续生化的废水可生化性差，处理难度较大。
（5）旧工艺对废水色度处理效果较差，出水色度约为40~50倍，勉强达到出水标准。
（6）该地区对印染废水进行了限量排放控制，严重制约了印染厂产品的产量，影响了企业的发展。
针对上述存在的问题，笔者以该污水处理站调节池废水为原水，进行了新工艺的中试实验，为印染废水处理工艺的新建和改造提供参考。
1中试规模及废水水质
中试装置设在废水处理厂调节池旁，设计处理能力240m3/d；设计进水水质如表1所示。
表1中试装置设计进出水主要水质参数
2中试工艺流程
2.1工艺流程
中试工艺流程如图2所示。
图2中试工艺流程
2.2工艺流程描述
废水由自吸泵从调节池提升至隔油沉淀池，进行除油及除泥砂，之后自流进入水解酸化池，在兼氧微生物的作用下，废水中大量的染料、助剂等复杂有机大分子被分解为可生化的小分子物质，提高废水可生化性。水解酸化池出水自流进入好氧一池，在好氧微生物的作用下，去除部分COD物质。
因为进水COD较高，还有部分难降解物质的存在，好氧一池出水COD偏高。好氧一池出水自流进入沉淀池后进行泥水分离，活性污泥由污泥回流泵输送回好氧一池补充污泥。上清液自流进入好氧二池进行再次生化处理，经过处理的混合液自流进入MBR池进行严格的泥水分离，被MBR所截留的污泥回流至好氧二池补充污泥。MBR出水进入臭氧氧化池进行深度脱色，同时部分难降解的物质通过臭氧氧化分解为易生化物质。经过臭氧氧化后的废水经过一定时间的稳定，以确保高级氧化过程的彻底，同时能消除催化氧化与后生化之间的制约效应。废水进入BAF滤池进行再次过滤及深度生化处理。BAF出水进入后续反渗透工段继续处理后进行回用，反渗透浓水外排。
3主要实验参数
（1）调节池。直接采用污水处理站原有调节池，设置取水自吸泵2台，1用1备，自吸泵进水口设在调节池内，并设有简单的格栅过滤装置。
（2）隔油沉淀池。现场实地调研发现，调节池为露天设置，进水口位置经常出现浮油，池底有泥砂沉积，故设置隔油沉淀池，可有效防止浮油和泥砂进入生化处理系统。
（3）水解酸化池。钢结构，有效水力停留时间为12h，池中设置弹性填料，以强化处理效果。设有潜水搅拌器，加强传质作用并防止污泥沉淀。
（4）好氧一池。钢结构，有效水力停留时间为8h，风机2台，1用1备，经计算气水比选择14∶1。
（5）中沉池。钢结构，选用斜管沉淀池，表面负荷选用4m3/（m2·h），考虑到中沉池出水进入好氧二池，废水中含适量的污泥是可以允许的，故中沉池表面负荷取值较高。
（6）好氧二池。钢结构，有效水力停留时间为4h，风机2台，1用1备，经计算气水比选择6∶1。
（7）MBR池。钢结构，平均膜通量选用10L/（m2·h）；选用PVDF帘式膜共50帘。配套在线反洗系统和离线清池系统。
（8）臭氧氧化池。设计臭氧投加量30mg/L；氧化时间1h，稳定时间3h。
（9）BAF滤池。采用拥有专利技术的内循环曝气生物滤池，该滤池内填充高品质生物填料，采用新型曝气技术及独特的反冲洗方式，保证了出水效果，其中空池停留时间2h。
（10）反渗透装置。采用10m3/h成套反渗透装置，装置前端设置5μm保安过滤器，保证进水水质。为保证浓水达标排放，反渗透装置收率设计为50%，反渗透浓水各主要污染物浓度设计为BAF滤池出水的2倍。
4运行情况
中试装置生化调试期间，直接采用污水处理站好氧池中活性污泥对中试水解酸化、好氧一池和好氧二池进行了污泥驯化培养，目前系统已正常运行6个月，MBR出水稳定，反渗透出水稳定良好，反渗透浓水达到排放要求。
MBR产水效果如图3所示。
图3MBR产水效果
各处理段稳定水质测定结果如表2所示。
表2各处理阶段稳定水质测定结果
由表2可见，系统平稳运行后，BAF滤池平均出水COD可达40mg/L，COD去除率可达95.56%；反渗透出水COD和BOD均为未检出，色度均小于5倍。反渗透浓水平均COD为80mg/L，平均BOD低于10mg/L，色度稳定小于40倍，达到了江苏省地方标准DB32/1072—2007中的要求。
5中试工艺优点
（1）好氧一池和好氧二池串联形成两个独立的生化系统，整体抗冲击能力较强。
（2）该工艺方法完全没有化学污泥的产生，杜绝了二次化学固废污染的可能。
（3）完全节约了混凝絮凝药剂费和化学污泥处置费。
（4）反渗透产水可以回到生产线进行循环利用，废水回用量可达到50%，不但减少了生产线清水的使用量，而且大幅减少了最终外排的废水量，使企业扩大产量成为了可能。
（5）采用“生化+臭氧”的方式脱色效果明显，臭氧在起到脱色作用的同时，还起到了深度氧化的作用。
6经济分析
在中试装置运行期间，系统设备电耗1.84kW·h/m3，按0．80元/（kW·h）计，折合为1．472元/m3；MBR及反渗透药剂费为0．28元/m3；人工费为0．10元/m3；折旧费为0．30元/m3，合计为直接运行费用2.152元/m3。
该厂购买自来水单价为2.5元/m3，排污费1.4元/m3；如果采用该中试工艺，将反渗透产水回用至生产线，将节约自来水5000m3/d；折人民币12500元/d；同时减少废水排放量5000m3/d；折人民币7000元/d；相当于每天节约人民币19500元；而采用该工艺的条件下，运行费用仅为2.152×10000=21520元/d；由此可见，采用该中试工艺对印染废水进行处理后，具有明显的经济效益。
7结论
（1）该工艺符合我国十二五规划的要求，属于节能减排改造工艺，具有良好的前景。
（2）采用“生化+臭氧+反渗透”组合工艺处理印染废水具有非常好的可行性，可以作为印染废水改造施工的首选工艺。
（3）该工艺可以有效地去除印染废水的COD和色度，且技术成熟、运行稳定、成本较低，是一种良好的印染废水处理方法。
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