紡織印染廢水聯(lián)合處理工藝

杭州下沙經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區某紡織印染有限公司主要從事氨綸經(jīng)編彈性織物的織造、染色加工及銷(xiāo)售，其排放的生產(chǎn)廢水具有水量大、污染物成分復雜、水質(zhì)水量變化快、廢水可生化性差等特點(diǎn)〔1〕。近年來(lái)隨著(zhù)節能減排、廢水資源化利用的理念不斷深入，企業(yè)主動(dòng)提出對現有污水處理系統進(jìn)行改造，將廢水深度處理后回用于生產(chǎn)過(guò)程，實(shí)現水資源的可持續利用。

目前，紡織印染廢水回用技術(shù)主要采用生化處理后再經(jīng)過(guò)超濾、反滲透等膜過(guò)濾工藝，其出水水質(zhì)好，但是存在著(zhù)設備投資大、運行能耗高、膜組件容易堵塞、使用壽命短、更換費用高等缺點(diǎn)〔2〕。而曝氣生物濾池（BAF）作為一種較為廉價(jià)的水處理方法，被廣泛應地用于紡織印染廢水處理和回用中〔3, 4, 5, 6〕，為此，在綜合分析及小試、中試實(shí)驗的基礎上，提出了采用水解酸化—A/O—BAF 聯(lián)合工藝深度處理該紡織印染企業(yè)生產(chǎn)廢水，使出水水質(zhì)達到生產(chǎn)工藝回用的要求。 

設計廢水處理量為1 200 m3/d，進(jìn)水水質(zhì)根據企業(yè)實(shí)際運行情況確定�？紤]到目前我國尚未制定紡織印染廢水的回用標準，根據企業(yè)建議并參考國內外相關(guān)文獻，提出了企業(yè)回用水水質(zhì)指標如表 1 所示。

 2 廢水處理工藝
 
2.1 工藝流程
 
企業(yè)原有一套污水處理系統，設計處理水量為1 200 m3/d，采用A/O 處理工藝，回用水處理工藝是在原有工藝基礎上增加了水解酸化池、BAF 池等單元進(jìn)行組合，具體工藝流程如圖 1 所示。

圖 1 工藝流程 

2.2 主要構筑物及設計參數
 
（1）調節池。廢水經(jīng)調節池實(shí)現水量水質(zhì)的調節平衡，以保證后續處理的正常運行。調節池尺寸為20.0 m×10.0 m×3.5 m，HRT 為12 h，鋼筋混凝土結構。配套設備：穿孔管預曝氣系統（與生化池共用風(fēng)機），污水提升泵2 臺（Q=40 m3/h，H=15 m，N=4.0 kW，1 用1 備）

（2）水解酸化池。在缺氧的條件下，水解菌將污水中的大分子有機物分解為小分子有機物，以利于提高廢水的可生化性。水解酸化池尺寸為10.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 為10 h，鋼筋混凝土結構。配套設備：穿孔管曝氣系統（與生化池共用風(fēng)機），新增DQT022 低速潛水推流器2 臺。

（3）兼氧/好氧池。由原A/O 系統改造而成。其中，A 池尺寸為4.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 為4.0 h；O池尺寸為20.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 為20 h； 均為鋼筋混凝土結構。配套設備：原有2 臺SSR125 羅茨風(fēng)機（Q =13.5 m3/min，風(fēng)壓68.5 kPa，N =37 kW），KKI215 微孔曝氣器280 套。

（4）沉淀池。豎流式，直徑6.0 m，有效水深2.5 m，總深6.0m，共2 座，并聯(lián)使用，表面負荷0.5m3/（m2·h），半地下砼鋼結構，靜水壓排泥。

（5）曝氣生物濾池。通過(guò)曝氣生物濾池，進(jìn)一步去除有機物、懸浮物和色度，出水達到回用要求。曝氣生物濾池由2 座并聯(lián)組成，單池尺寸5.0 m×10.0 m×4.5 m，HRT 為8 h。配套設備： 底部設KKI215 微孔曝氣器125 套；羅茨鼓風(fēng)機與生化系統共用； 配套反沖洗水泵1 臺（型號200WQ300-15-22，Q=300 m3/h，H=15.0 m，N=22 kW） 沖洗強度為5L/（m2·s）；沖洗時(shí)間為5 min。

3 調試及運行情況
 
工程于2011 年5 月底完成設備安裝并進(jìn)入調試階段。調試的主要內容除對新增主要單元進(jìn)行單機試車(chē)外，重點(diǎn)針對改造后形成的A/O 和BAF 系統進(jìn)行調試運行。并進(jìn)行全線(xiàn)聯(lián)動(dòng)運行，考察處理效果。

3.1 水解酸化池
 
由于紡織印染企業(yè)加工產(chǎn)品的多樣與多變性，染料變化大，來(lái)水的顏色變化較大，pH 一般呈堿性，又由于水量的不均勻性，對池內的污泥沖擊較大，水解酸化池進(jìn)出水水質(zhì)如表 2所示。

由表 2 可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)水解池后，色度去除率達60%以上，COD 去除率不高，氨氮和SS 均有大幅升高。因為從所用染料的成分來(lái)看，不論是偶氮染料還是蒽醌染料，在分子組成中，均含有N 元素，染料中含雙鍵的原子基團即為發(fā)色團，如偶氮基、硝基、碳亞氨基等，經(jīng)水解后，色度降低而氨氮升高的原因是染料在水解菌的作用下，其分子結構被打破，其中的N被還原為氨氮，結果染料的發(fā)色團消失，廢水的色度大大降低，而出水中的氨氮的含量約為進(jìn)水氨氮含量的4 倍。出水的SS 大幅度升高，主要是由于進(jìn)入兼氧池的印染廢水可能夾帶著(zhù)一部分剩余污泥進(jìn)入后續生化處理階段所致。

3.2 A/O 池
 
對原有A/O 處理系統進(jìn)行了改造，包括重新更換了曝氣器、風(fēng)管、填料等；改造后重新接種活性污泥，接種后先悶曝24 h，然后接入經(jīng)水解酸化池處理后的生產(chǎn)廢水，經(jīng)過(guò)30 d 左右的馴化，活性污泥已經(jīng)基本適應，MLSS 保持在3 000~3 500 mg/L，出水水質(zhì)基本穩定，A/O 的進(jìn)出水水質(zhì)如表 3 所示。

由表 3 可見(jiàn)，沉淀池泥水分離效果較好，但出水水質(zhì)仍略帶色度，色度去除率平均為71.5%；COD去除率平均為84.4%，BOD 去除率平均為96.2%，廢水中的有機物得到進(jìn)一步的去除，但是與回用水水質(zhì)要求仍有一定距離，主要是染料中含有一些苯環(huán)、雜環(huán)類(lèi)有機物，生化性較差，難以完全降解。氨氮有了大幅度的下降，去除率平均為74.0%，一方面作為營(yíng)養物質(zhì)被微生物同化吸收，另一方面在好氧條件下，氨氮被氧化成硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮。

3.3 曝氣生物濾池
 
BAF 的進(jìn)出水水質(zhì)如表 4 所示。

由表 4 可見(jiàn)，在水力負荷為1 m3/（m2·h），氣水比為4∶1 時(shí)，曝氣生物濾池對COD、BOD 具有較好的去除效果，出水COD 保持在50 mg/L 以下，滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)回用的水質(zhì)要求。曝氣生物濾池對SS 具有良好的去除效果，主要是因為顆粒填料對懸浮物的捕捉能力強，而且填料表面的生物膜對懸浮物有很強的吸附作用。

4 運用費用分析
 
整個(gè)廢水回用工程的運行費用主要為電費和設備維護費，經(jīng)過(guò)近1 年的運行后，運行費用測算如下：生產(chǎn)廢水量平均為1 200 m3/d，污水回用率平均為50%，即廢水回用量平均為600 m3/d，整個(gè)改造系統的設備投資約為300 萬(wàn)元，年運行330 d，具體估算如下：

電費：電價(jià)以0.70 元/（kW·h）計，設備實(shí)際消耗功率為45 kW，則廢水回用的電費=45×24×0.7÷600=1.26 元/m3 廢水。

設備維修費： 年維修以設備投資5%計，為15萬(wàn)元/a，則廢水回用的維修費=150 000÷330÷600=0.76 元/m3 廢水。

廢水回用運行費合計為2.02 元/m3 廢水，與目前工業(yè)用水2～2.5 元/m3 和排污費3～3.5 元/m3 相比具有十分明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢和廣闊的應用前景。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結論
 
（1） 水解酸化—A/O—BAF 聯(lián)合工藝處理并回用紡織印染廢水具有可行性，當進(jìn)水COD、色度、SS平均值分別為1 580 mg/L、359 倍、750 mg/L，相應的出水平均值分別為41 mg/L、15 倍、12 mg/L，去除率分別為97.4%、95.6%、98.4%，其出水水質(zhì)可滿(mǎn)足紡織印染生產(chǎn)工藝的回用要求。

（2）水解酸化池對色度有較高的去除率，并且提高了印染廢水的可生化性；A/O 對色度、SS、BOD、COD、氨氮均有較高的去除率，并減輕后續BAF 處理的有機負荷； 曝氣生物濾池對SS、色度、COD、BOD 均具有較高的去除率，且運行穩定，能適應生產(chǎn)過(guò)程中水質(zhì)水量的變化。

（3） 水解酸化—A/O—BAF 聯(lián)合工藝深度處理并回用紡織印染廢水，運行費為2.02 元/m3，具有十分明顯的經(jīng)濟優(yōu)勢和廣闊的應用前景。