染整工業(yè)園廢水處理調(diào)試及運(yùn)行研究

劉俊，閆珍

(安徽中環(huán)環(huán)?？萍加邢薰?，安徽 合肥230051)

摘要：針對印染行業(yè)染整廢水特點(diǎn)，采用了混凝沉淀+水解酸化+接觸氧化工藝進(jìn)行處理，在預(yù)處理階段，采用絮凝劑FeSO4，當(dāng)其投加濃度為500mg/L時(shí)，其對CODCr和色度的去除率分別達(dá)到31%和43%，同時(shí)增加了污水的B/C比。最終調(diào)試運(yùn)行結(jié)果表明，在進(jìn)水CODCr、BOD5、SS的質(zhì)量濃度為1031、317、325mg/L，色度為313的條件下，去除率都能達(dá)到84%以上，出水指標(biāo)均達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-2012中的排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：染整廢水；接觸氧化法；工程調(diào)試

收稿日期：2014-10-14

作者簡介：劉俊(1980-)，男，碩士，主要研究方向?yàn)槲鬯幚怼?/p>

中圖分類號：TS199

Research on Commissioning and Operation in

Treatment of Dyeing and Finishing Wastement in Industrial Park

LIU Jun,Yan Zhen

(Anhui Zhonghuan Environmental Protection Sci.&Tech Co.Ltd. Hefei 230051,China)

Abstract:According to the characteristics of dyeing and finishing wastewater of printing and dyeing industry，the processes of coagulation precipitation, hydrolytic acidification and contact oxidation process were used. In the pre-processing stage, FeSO4 as flocculating agent, and dosing concentration at 500mg/L, its removal rate of CODcr and chroma can reach 31% and 43% respectively, meanwhile, the B / C ratio of sewage was also increasing. The final results show that the removal rate reach 84% under the influent concentration of CODcr at 1031 mg/L, BOD5 at 317 mg/L, SS at 325 mg/L, and chroma at 313. The effluent indexes meet the discharge standards of water pollutants for dyeing and finishing of textile industry.

Key words:dyeing and finishing wastewater; contact oxidation method; project commissioning

印染廢水組分復(fù)雜，色度高，可生化性差，是當(dāng)前國內(nèi)公認(rèn)的較難處理的工業(yè)廢水之一[1-2]。此外，由于不同印染工藝，選用的染料有很大差別，在處理工藝的選擇及參數(shù)的設(shè)定方面也會(huì)有較大差別。目前國內(nèi)印染廢水處理主要有物理法、化學(xué)法和生物法三個(gè)方面。其中物化法中主要有吸附法、混凝法和氧化法，其脫色效果好，但泥渣產(chǎn)生量大，且運(yùn)行費(fèi)用較高[3-5]。生物法以其能耗低、投資省等特點(diǎn)備受關(guān)注[6]。但由于印染廢水的特殊性，許多印染企業(yè)運(yùn)用生化法建成了較完善的廢水處理設(shè)施，但不熟悉印染廢水調(diào)試和運(yùn)行管理特點(diǎn)，廢水處理設(shè)施不能充分發(fā)揮其處理效果[7-8]。本文對安徽安慶某工業(yè)園內(nèi)印染廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，現(xiàn)將工程有關(guān)情況及調(diào)試情況介紹如下。

1工程概況

某工業(yè)園內(nèi)大部分為染整工藝的印染廢水，主要特點(diǎn)為高色度、高CODCr、堿性大，采用預(yù)處理+A/O二級生化工藝進(jìn)行污水處理，確保印染廢水達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-2012中的排放標(biāo)準(zhǔn)，然后再經(jīng)過下游市政污水處理廠處理，最終實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

1.1全廠廢水水質(zhì)、水量和排放標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè)園內(nèi)一期工程已建成日處理能力1.25萬m3/d的全部污水處理設(shè)施，目前主要有三家紡織公司印染廢水進(jìn)入工業(yè)城污水處理廠進(jìn)行處理，廢水主要來自染色工序，共計(jì)水量約6000m3/d。設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-2012中的要求。

表1　設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和排放標(biāo)準(zhǔn)　單位：(mg/L)

1.2污水處理工藝流程(如圖1)

1.3廢水處理站各構(gòu)筑物工藝設(shè)計(jì)參數(shù)

考慮到實(shí)際收水情況，一期工程按照一階段1.25萬m3/d規(guī)模建設(shè)，各構(gòu)筑物技術(shù)參數(shù)如下所示：

(1)格柵調(diào)節(jié)池。項(xiàng)目廢水來自不同印染公司，其水質(zhì)水量有很大變化，污水pH偏堿性；需設(shè)置調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)水質(zhì)水量的同時(shí)，可以調(diào)節(jié)水的pH值；同時(shí)，項(xiàng)目廢水含有大量的棉線纖維及顆粒漂浮物，需設(shè)置格柵，為了節(jié)省用地，將格柵與調(diào)節(jié)池設(shè)置為一體式，池體尺寸為61.6m×42.6m×5.5m，停留時(shí)間為12h，機(jī)械細(xì)格柵1臺，格柵寬度B=600mm，格柵間隙e=5mm，P=1.1kW。污水提升泵2臺，Q=520m3/h，H=6m，P=9.5 kW。

(2)混凝反應(yīng)池。項(xiàng)目廢水具有高色度、高CODCr特點(diǎn)，采用合適的絮凝劑可以較大程度地降低廢水的色度和CODCr以利于后續(xù)的生化處理，混凝反應(yīng)的池體尺寸為13m×4.5m×3.9m，停留時(shí)間為0.5h，池內(nèi)安裝立式反應(yīng)攪拌機(jī)3臺，葉輪直徑均為3m，葉輪轉(zhuǎn)速分別為5.2rpm、3.8rpm、2.8rpm，功率分別為1.5kW、1.1kW、0.75kW。

(3)初沉池。廢水與絮凝劑通過攪拌、絮凝，在初沉池中沉淀，其池體尺寸直徑Φ22m，深度h=4.2m，停留時(shí)間為2.5h，池內(nèi)安裝周邊轉(zhuǎn)動(dòng)全橋式刮泥機(jī)1臺，直徑Φ22m，功率0.55*2+0.18kW。

(4)水解酸化池。印染廢水中所含高分子有機(jī)物難直接被好氧微生物降解，水解酸化池在工程實(shí)踐中已被證明可以降解高分子有機(jī)污染物，大大提高廢水的生化性。水解酸化池池體尺寸為44.25m×27.1m×5.5m，停留時(shí)間為12h，池內(nèi)安裝高速潛水推流器，保證厭氧微生物和廢水充分接觸。

(5)接觸氧化池。采用微孔曝氣頭曝氣，使好氧菌能夠得到足夠的氧氣利用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行代謝，同時(shí)曝氣可以使池內(nèi)水和微生物充分接觸，保證污染物的去除率。氧化池池體尺寸為56.0m×31.4m×5.1m，停留時(shí)間為16h，池內(nèi)安裝微孔曝氣頭，設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)風(fēng)量為120m3/min。

(6)二沉池。二沉池采用輻流式，好氧池內(nèi)出水自底部流入二沉池，實(shí)現(xiàn)泥水分離，上清液通過溢流堰進(jìn)入下級污水處理廠，底部污泥進(jìn)入污泥濃縮池。二沉池池體尺寸直徑Φ30m，深度h=3.6m，停留時(shí)間為4.5h，池內(nèi)安裝周邊轉(zhuǎn)動(dòng)全橋式刮泥機(jī)1臺，直徑Φ30m，功率0.55*2+0.18kW。

2調(diào)試

2.1印染廢水預(yù)處理

在絮凝劑正式投入使用之前，先進(jìn)行小試，確定合適的絮凝劑及其最佳投加濃度，試驗(yàn)中選擇了PAC(聚氯化鋁)、FeSO4(硫酸亞鐵)兩種混凝劑，試驗(yàn)水樣選取調(diào)節(jié)池進(jìn)水口的廢水，COD及色度的去除效果如圖2、3所示：

由圖2可見，隨著絮凝劑投加量的增加，兩種絮凝劑對于印染廢水的CODCr去除率隨之增大，說明絮凝過程發(fā)生的吸附電中和作用以及堿性環(huán)境下水合金屬羥基沉淀物發(fā)揮的網(wǎng)捕卷掃作用[9]，能有效去除膠體態(tài)和懸浮狀態(tài)存在的有機(jī)污染物。硫酸亞鐵在投加量為1000mg/L時(shí)，CODCr去除率接近55%，效果較好。

在圖3中，PAC的脫色效果較差，而硫酸亞鐵在400mg/L時(shí)，脫色即能達(dá)到40%，隨著投加量的增加，脫色效果變化不大。與此同時(shí)，硫酸亞鐵還能在一定程度上提高污水B/C值，改善后續(xù)生化效果。從經(jīng)濟(jì)、處理效果、環(huán)境因素等綜合分析，選擇硫酸亞鐵作為絮凝劑，濃度為500mg/L。對CODCr和色度的去除率分別達(dá)到了31%和43%。

2.2生化池調(diào)試運(yùn)行

全廠廢水處理站的調(diào)試主要是生物處理池的生物菌種的培養(yǎng)和馴化，即水解酸化池、生物接觸氧化池的調(diào)試，在兩池中分別實(shí)現(xiàn)細(xì)菌正常的生物代謝。

2.2.1污泥的調(diào)試與馴化

(1)水解酸化池中污泥培養(yǎng)。將接種污泥55噸(按照8g/L投加濃縮污泥)投入到水解酸化池，用稀釋的廢水浸泡3天，向池中注入2500m3印染廢水，再補(bǔ)充清水至設(shè)計(jì)容量，調(diào)節(jié)池中pH為6.5-7.5之間。在調(diào)試階段，安裝臨時(shí)回流泵，將水解酸化池出水回流，以增加池內(nèi)微生物數(shù)量，回流比為1：3。生物接觸池同期進(jìn)行調(diào)試，控制從水解酸化池流入接觸氧化池的廢水量，以防止其影響生物接觸池的正常調(diào)試。穩(wěn)定運(yùn)行2周，可逐步提高水解酸化池中負(fù)荷，每次提高0.3kgCOD/(m3.d)，直至滿負(fù)荷運(yùn)行。經(jīng)過10d穩(wěn)定觀察，正常運(yùn)行，逐步取消回流，并逐漸加大水解酸化池到接觸氧化池的廢水量，最終實(shí)現(xiàn)全部流入。

(2)接觸氧化池中污泥培養(yǎng)。將接種污泥33噸(按照4g/L投加濃縮污泥)和廢水按照1:2的比例放入接觸氧化池中，同時(shí)在加入2500m3印染廢水，然后用清水將剩余池子容積貯滿。在培養(yǎng)初始階段，為了防止廢水營養(yǎng)物質(zhì)單一，影響微生物掛膜，每天通過集水池向池子中加入經(jīng)過過濾的濃糞便水500噸。首次接種污泥后靜置20h不曝氣，使得微生物接觸到填料上。然后啟動(dòng)微孔曝氣，悶爆12小時(shí)后，停止曝氣，靜置沉淀0.5小時(shí)，排除池子中的上清液，從調(diào)節(jié)池中泵入污水，重復(fù)操作。在曝氣過程中，保持池內(nèi)溶解氧濃度為2-4mg/L，測試污泥沉降比，并觀察填料上微生物種類。13d后，填料上出現(xiàn)一些變形蟲，漫游蟲，手摸填料有滑膩感，25d以后出現(xiàn)鞭毛蟲、鐘蟲等原生動(dòng)物。再經(jīng)過18天，出現(xiàn)輪蟲、線蟲，此時(shí)，生物膜已經(jīng)長成，開始連續(xù)小水量進(jìn)水，污泥培養(yǎng)完成。

污泥培養(yǎng)結(jié)束后，開始進(jìn)行污泥的馴化，在廢水進(jìn)入池子之前，保證廢水各個(gè)指標(biāo)都在允許范圍內(nèi)，進(jìn)水量不超過馴化前處理能力的20%，同時(shí)補(bǔ)充清水和糞便水，待微生物適應(yīng)后再增加廢水量，每次增加不超過20%，直至滿負(fù)荷。同步監(jiān)測廢水各項(xiàng)指標(biāo)，直至達(dá)到生物接觸池設(shè)計(jì)的處理效率。

2.2.2系統(tǒng)的運(yùn)行控制及處理效果

在微生物的培養(yǎng)過程中，要不斷地監(jiān)測進(jìn)水、生化池、出水中的各指標(biāo)以確定處理效果。經(jīng)過3個(gè)月的運(yùn)行調(diào)試，各處理單元處理效果見表2所示。

表2　廢水處理效果

由以上表格可以看出：廢水經(jīng)該工藝處理后，各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4287-2012中的排放標(biāo)準(zhǔn)，其中接觸氧化池進(jìn)水中B/C比達(dá)到0.4，說明水解酸化池中厭氧微生物對該種廢水的難生物降解的物質(zhì)易轉(zhuǎn)化為可以生物降解的物質(zhì)。厭氧池出水氨氮高于進(jìn)水，主要是因?yàn)閰捬踹^程中含氮有機(jī)物被還原成氨氮，使得出水氨氮升高。

3異常現(xiàn)象處理及注意事項(xiàng)

(1)從培養(yǎng)到馴化，嚴(yán)格控制曝氣時(shí)間及停止時(shí)間，保持好氧池中DO濃度，滿足微生物需求，每次停止時(shí)間不要超過3h，若一天多次停止曝氣，則每次停止時(shí)間不要超過1.5h。

(2)出水色度不穩(wěn)定，在微生物培養(yǎng)后期，突然由100增至260。主要是由于當(dāng)時(shí)環(huán)境溫度過低，污泥生長不良，大量污泥解絮。及時(shí)增加高濃度糞便水的投加量，增加其表面負(fù)荷，提升水溫，改善污泥生長環(huán)境。

(3)在微生物馴化過程中，由于工業(yè)區(qū)另外一家印染企業(yè)投入生產(chǎn)，廢水排入至調(diào)節(jié)池，導(dǎo)致調(diào)節(jié)池中pH減小，F(xiàn)eSO4在低pH下的混凝池中混凝效果變差。在加藥間中增加石灰水，經(jīng)泵抽至混凝池中，增加廢水pH至9.0左右，大大改善了絮凝效果。

(4)當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)CODCr、SS等超過設(shè)計(jì)能力50%及以上時(shí)，各出水指標(biāo)出現(xiàn)波動(dòng)跡象時(shí)，在生物接觸氧化池末端出水管處投加絮凝劑，使出水達(dá)標(biāo)。

4結(jié)論

生化法是目前印染廢水處理采用的主要工藝。本工程采用絮凝+水解酸化+接觸氧化的處理工藝，前段通過絮凝脫色，不僅能去除50%左右的色度，同時(shí)大大降低了CODCr和SS濃度，減輕了后續(xù)生物處理的負(fù)荷。接觸氧化池容積負(fù)荷高，處理時(shí)間短且污泥不用回流，適用于印染廢水濃度高、水量大的特點(diǎn)。本工程歷經(jīng)3個(gè)月的調(diào)試，嚴(yán)格控制微生物培養(yǎng)馴化環(huán)境，有效地解決了調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種異常問題，使得最終對CODCr和色度的去除率穩(wěn)定在84%以上，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

參考文獻(xiàn)

1李家珍.燃料、染色工業(yè)廢水處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998：354-370.

2何寶真.印染廢水特點(diǎn)及處理技術(shù)[J].印染，2007,17：41-43.

3高程，黃濤，彭道平.吸附法處理印染廢水的研究進(jìn)展[J].能源環(huán)境保護(hù)，2014,01:10-13.

4牟潤芝，劉浩.印染廢水在海水混凝法強(qiáng)化除磷技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].給水排水，2010，12(36)：56-58.

5趙寧，周濟(jì)海.混凝-氧化法對印染廢水的降解、脫色研究[J].科技信息，2013，07：458-459.

6崔洪濤.好氧法處理印染廢水經(jīng)驗(yàn)探討[J].環(huán)境工程，2009，S1(27)：588-590.

7邵云海，蔣克彬.水解與接觸氧化工藝處理印染廢水[J].中國給水排水，2001，17：52-55.

8張雷.好養(yǎng)生化法處理印染廢水工程調(diào)試[J].水處理技術(shù)，2009，35：111-113.

9王文元.對硫酸亞鐵處理印染廢水原理的初探[J].廣西輕工業(yè)，2010，26(8)：34-36.