一級強化混凝+缺氧水解酸化+生物膜活性污泥共生系統處理印染廢水

陜西咸陽(yáng)3530印染廠(chǎng)原有污水處理設施采用混凝+水解酸化+生物接觸氧化+溶氣氣浮+漂白工藝處理，處理費用高且效果不理想，超標排放。究其原因，主要為混凝工段去除的COD和色度的效果不佳，水解酸化階段由于殘留鋁配體產(chǎn)生毒性，營(yíng)養缺乏，廢水和污泥未充分接觸等原因處理效率不高；好氧段未能完全消耗BOD5等。

針對印染廢水處理存在的問(wèn)題，采用鋼鐵酸洗廢液為主要原料制備混凝劑SUST-TF1作為印染廢水的一級強化混凝劑，使COD去除率達到33.1%，色度去除率達到91%，并依靠鐵配合體的強水解配聚能力降低進(jìn)水pH�；亓魉�解酸化單元出水，利用有機酸的強大緩沖能力中和高堿度進(jìn)水，節省調節池進(jìn)水酸調費用；提高水解酸化工段曝氣攪拌強度，實(shí)現水解酸化細菌和污水充分混合；以回流二沉池污泥控制溶解氧，為水解酸化細菌提供了最佳生存條件。將生物接觸氧化工藝改造成生物膜-活性污泥共生系統，增加污泥濃度，降低好氧生化段出水COD，最終實(shí)現出水達標。

1·廢水水質(zhì)水量及排放標準

陜西咸陽(yáng)3530印染廠(chǎng)是從事于軍隊服裝染色的印染企業(yè)，在生產(chǎn)過(guò)程中有大量的廢水排出。廢水總排放量為3000 ·td-1，環(huán)保部門(mén)要求其達到《渭河流域（陜西段）工業(yè)企業(yè)水污染排放標準》二級標準。經(jīng)過(guò)跟蹤調查和水質(zhì)檢測，確定采用表1所示的進(jìn)水水質(zhì)和排放標準[1]。

 2·廢水處理工藝流程

2.1原工藝流程

原處理工藝流程是印染廢水中比較常見(jiàn)的工藝（見(jiàn)圖1），但是處理單元復雜，運行費用高，達到2.76元·m-3。運行不穩定，出水COD和色度均超標，出水COD 180～350 mg·L-1，色度120～160倍。水解酸化單元細菌活性不高：COD去除率≤15%，且可生化性提高不大，當進(jìn)水B/C=0.28時(shí)，出水B/C=0.33。生物接觸氧化段好氧微生物不能完全消耗曝氣產(chǎn)生溶解氧，出水溶解氧為4.8～5.5 mg·L-1，充氧浪費嚴重，且出水中BOD5在45～90 mg·L-1范圍內，仍然比較高。

2.2改造思路

（1）以實(shí)驗室自制絮凝劑SUST-TF1替代聚合氯化鋁，在保證前端良好混凝效果的同時(shí)實(shí)現降低絮凝沉淀費用；同時(shí)由于鐵元素離子勢大于鋁元素，具備更強與OH-結合的能力，降低出水堿度。

（2）對水解酸化段實(shí)行出水回流，以回流水中有機酸的強大酸堿緩沖體系中和高堿度的進(jìn)水。

（3）拆除水解酸化段微孔曝氣器，將微孔曝氣攪拌改變成大氣泡攪拌，增強攪拌強度，使廢水與細菌充分接觸和充分中和高堿度進(jìn)水；同時(shí)該改造可維持水解酸化池中≤0.5 mg·L-1低溶解氧濃度，保證水解酸化菌良好生存環(huán)境。

（4）回流二沉池好氧污泥于水解酸化池內，消耗水解酸化單元溶解氧，使其溶解氧在0.1～0.5mg·L-1范圍內，維持比較低的氧化還原電位，保證水解酸化細菌生存環(huán)境的同時(shí)減少剩余污泥量。

（5）為提高好氧單元對污染物的去除效果，實(shí)現二沉池出水達標排放，將生物接觸氧化工藝改變?yōu)樯�物�?活性污泥共生工藝，增加好氧池的污泥濃度，降低F/M，減少剩余污泥量。

（6）對水解酸化單元實(shí)行N、P等營(yíng)養元素補加，提高水解酸化細菌和好氧微生物活性，提高COD去除效率。

2.3改造后工藝流程

改造后工藝流程示于圖2。

2.3.1 SUST-TF1強化混凝

混凝沉淀單元主要去除染料、懸浮物等不溶性大分子物質(zhì)[2]。來(lái)自各個(gè)工段的廢水經(jīng)格柵后去處較大顆粒物后經(jīng)由提升泵進(jìn)入調節池，勻質(zhì)勻量后進(jìn)混凝沉淀池；采用強化混凝技術(shù)，投加混凝劑SUST-TF，使其在與廢水進(jìn)行接觸20 min后進(jìn)入沉淀池，使混凝沉淀單元獲得最佳COD和色度去除效果，上清液自流進(jìn)入水解酸化池。

2.3.2水解酸化

水中難降解污染物在水解酸化菌的作用下變成易降解的小分子有機物并生成部分二氧化碳，在降解有機物的同時(shí)提高可生化性，有利于好氧單元微生物降解[3]；但是由于混凝沉淀出水pH在10～11，采用水解酸化后端出水回流，利用有機酸的強大酸堿緩沖體系中和進(jìn)水堿度，使水解酸化池進(jìn)水端pH保持在9～10.5，維持水解酸化細菌正常生長(cháng)條件。同時(shí)考慮到溶解氧對水解酸化細菌的影響，采用大氣泡攪拌和二沉池好氧污泥回流兩個(gè)措施將水解酸化池中溶解氧控制在≤0.5 mg·L-1[4]。

2.3.3生物膜活性污泥共生系統

生物膜-活性污泥共生系統強化處理工藝是生物膜與活性污泥同時(shí)在同一構筑物內共同生長(cháng)，利用懸浮生長(cháng)的活性污泥與附著(zhù)生長(cháng)的生物膜共同去除污水中有機污染物[5]。該技術(shù)改造是在生物接觸氧化池的基礎上進(jìn)行的，故池中無(wú)需添加設備，在保證溶解氧DO≥1 mg·L-1的條件下提高活性污泥濃度至1.5～2.5 mg·L-1，既充分利用能耗，又提高好氧單元的COD去除率，保證二沉池出水達標。同時(shí)將好氧活性污泥回流到水解酸化池中，控制水解酸化池中的溶解氧濃度的同時(shí)，還能抑制活性污泥膨脹，減少剩余污泥排放量。

3·主要處理單元設計與運行參數

3.1混凝沉淀池

混凝池水力停留時(shí)間為20 min，采用穿孔管曝氣攪拌，穿孔管間距為進(jìn)水口30 cm，其他位置60cm；SUST-TF1溶液投加量1.2‰（3.5 mg·L-1）；沉淀池采用逆向流斜管沉淀，水力停留時(shí)間45 min，表面負荷4 m·3m-·2h-1，有效水深3 m，泥斗坡度50°。

3.2水解酸化池

池子分四格，整體為推流式。設計水力停留時(shí)間12 h，表面負荷為0.42 m3·m-·2h-1，有效水深5 m；高效彈性填料900 m3，填料架安裝位置距離底部1 m；進(jìn)水設計為多點(diǎn)布水，布水點(diǎn)間距0.5 m；池內采用大氣泡攪拌，出氣口間距2.5 m，通氣速率15～25m·3m-·2d-1，氣水比控制1.5～2.5，控制池內溶解氧濃度≤0.5 mg·L-1；水解酸化出水回流比1～1.5，保持水解酸化池進(jìn)水端PH為9～10.5，回流水入口均位于沉淀池出水口；二次沉淀池污泥回流比0.75～1.0，回流入口位于水解酸化池進(jìn)水口。

3.3生物膜活性污泥共生池

池子分四格，整體為推流式。設計水力停留時(shí)間16 h，有效水深為5 m；高效彈性填料1 400 m3，填料架安裝位置距離底部0.5 m；填料有機負荷1.8kgCOD·m-3，池內活性污泥濃度根據出水水質(zhì)量要求控制在1.5～2.5 g·L-1，活性污泥有機負荷為0.50～0.83 kgCOD·kgMLSS-·1d-1，采用微孔曝氣充氧，曝氣頭間距0.6 m，穿孔管有效水深4.8 m，氣水比15：1，控制溶解氧為1.5～3.5 mg·L-1。

4·結果與討論

該污水處理工程中試與2008年3月開(kāi)始。為縮短好氧活性污泥培養時(shí)間，采用附近印染廠(chǎng)剩余污泥作為接種污泥，按比例進(jìn)行N、P等元素的補加。經(jīng)過(guò)一個(gè)月的培養，污泥培養成熟并進(jìn)行數據檢測，運行三個(gè)月，系統穩定且各項指標（見(jiàn)表2）均能達到渭河水系（陜西段）污水綜合排放標準的二級標準；提高污泥濃度至2.5 g·L-1時(shí)，可以實(shí)現出水符合《紡織染整工業(yè)水污染排放標準》一級標準[6]。

運行過(guò)程中，發(fā)現以下幾點(diǎn)對系統高效、穩定運行和保證出水達標排放起重要作用。

強化混凝技術(shù)通過(guò)大量絮體的吸附和絮團卷掃作用[7]，使COD去除率由改造前的25%提高到33.1%，出水色度的達標排放（50倍以下），減輕了后續工序的處理壓力；同時(shí)殘留的鐵離子成為水解酸化細菌的微量元素，提高了水解酸化細菌的活性。

水解酸化單元出水B/C由改造前的0.33提高到0.39，COD去除率由改造前的≤15%提高到35.7%。營(yíng)養元素的補加提高了水解酸化細菌的活性，攪拌強度的增強使細菌與廢水得到充分接觸，是水解酸化單元效率的提高的關(guān)鍵；COD去除率較大幅度提高主要原因為水解酸化細菌活性增強和缺氧條件下好氧活性污泥降解作用；同時(shí)水解酸化段高堿度進(jìn)水可通過(guò)水解酸化后端含有有機酸的泥水回流解決，當回流比為1，pH≤10.5時(shí)，不會(huì )對水解酸化細菌活性帶來(lái)影響；反而有機酸被中和可實(shí)現水解酸化單元的正常運行。

生物膜-活性污泥共生池處理效率的得到提高，COD去除率由原來(lái)的≤65%提高到84%，主要由以下兩個(gè)促進(jìn)因素：（1）由于生物膜-活性污泥共生系統中微生物量的增加，F/M（食微比）的降低。（2）水解酸化段效率提高使進(jìn)入生物膜活性污泥共生系統的廢水B/C比提高到0.39。

5·結論

以一級強化混凝＋缺氧水解酸化＋生物膜活性污泥共生系統工藝處理印染廢水，對傳統工藝改造小，運行費用低，為1.2元·m-3，處理效果好，可以實(shí)現COD小于135 mg·L-1排放，達到《渭河水系（陜西段）污水綜合排放標》準的二級標準；在供氧充足的條件下，提高活性污泥濃度至2.5 g·L-1，可以實(shí)現出水COD小于100 mg·L-1，達到《紡織染整工業(yè)水污染排放標準》一級標準。

混凝劑SUST-TF對印染廢水色度和COD都有很好的去除效果，混凝出水殘留的鐵作為水解酸化細菌的微量元素能提高該單元COD的去除效率和廢水的可生化性，是印染廢水處理的理想藥劑。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

改造后水解酸化單元效率提高幅度很大，該單元的高效、穩定運行是系統成功的關(guān)鍵，而生物膜活性污泥共生系統中活性污泥的濃度提高是出水達標排放的保障。

參考文獻：

[1]渭河水系(陜西段)污水綜合排放標準[S].DB61-224-1996.

[2]肖秀梅,歐軍智,吳星五.混凝沉淀-水解酸化-活性污泥工藝處理印染廢水[J].工業(yè)用水與廢水,37(3):78-79.

[3]金一中,魏巖巖,陳小平.水解酸化-SBR工藝處理印染廢水的研究[J].中國環(huán)境科學(xué),2004,24(4):489-491.

[4]周世毅,毛俊琦.強化缺氧酸化工藝途徑的探討[J].給水排水,2003,22(2):42-44.

[5]赫俊國,李建政,張金松,等.生物膜一活性污泥共生系統處理屠宰廢水的研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2003,35(4):424-427.

[6]紡織染整工業(yè)水污染物排放國家標準[S].GB 4287-92.

[7]Edzwald J K,Tobiason J E.Enhanced Coagulation:USrequirementand a
broader view[J].Water Science&Technology,1999,40(9):63-70.來(lái)源：陜西科技大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院