摘要：根據(jù)國家廢水排放指標(biāo)要求不斷提高，以及廢物利用情勢需要，山東省某紡織集團(tuán)對印染廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行了升級改造。改造項目重點針對提標(biāo)升級、降低運行成本、廢物再利用等目標(biāo)進(jìn)行。目前，項目已穩(wěn)定運行4年，經(jīng)處理后的出水水質(zhì)pH為6～8.5，色度在30倍以內(nèi)，COD≤60mg/L，NH3-N≤5mg/L，TN≤12mg/L，TP≤0.5mg/L，這些指標(biāo)長期穩(wěn)定達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287-2012）的要求，并且運行成本達(dá)到了同行業(yè)最低。

關(guān)鍵詞：印染廢水；提標(biāo)升級；活性污泥

山東省某紡織集團(tuán)主要生產(chǎn)印花布、印染布。生產(chǎn)過程包括前處理、煮煉、上漿、印花、退漿、固色等，主要使用的原料為燒堿、雙氧水、活性染料、海藻膠、固色劑、尿素等，所排廢水具有污染濃度高、難降解、色度高、堿度高、NH3-N高、成分復(fù)雜等特點，詳情如圖1所示，且C/N比小，難以降解，嚴(yán)重危害環(huán)境[1][2]。該紡織集團(tuán)原有一套污水處理設(shè)備，工藝為排水→氣浮機(jī)→厭氧池→2個好氧池→二沉池，但存在用藥量大、不穩(wěn)定、出水易帶泥等缺點，易造成布水系統(tǒng)堵塞，且?guī)噙M(jìn)好氧池造成生化沖擊，浪費大量風(fēng)機(jī)曝氣。同時，原污泥處理采用離心機(jī)，不但成本高，而且含水率超80%，無法再利用；給好氧池使用的原鼓風(fēng)機(jī)加射流曝氣，氧利用率只有5%，耗電量大，不能穩(wěn)定運行[3]。因此，為解決以上問題，某紡織集團(tuán)研究確定了由廣東省某公司設(shè)計、筆者負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工的整體改造方案。改造后的運行數(shù)據(jù)表明，新項目能長期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，將印染污水處理費用降低60%以上。

1 項目設(shè)計進(jìn)出水質(zhì)對比

表1為某紡織集團(tuán)原污水處理系統(tǒng)設(shè)計水質(zhì)。近年來由于業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，集團(tuán)產(chǎn)量不斷提高，原3000m3/d水量已不足，要求改造項目把設(shè)計水量提升到了5000m3/d，設(shè)計指標(biāo)按排放標(biāo)準(zhǔn)要求，詳見表2。在實際運行中，某紡織集團(tuán)合理利用廢舊資源，實現(xiàn)自制碳源、建材收益等，不但實際出水水質(zhì)比設(shè)計提高了，而且成本降到了2元以內(nèi)。

2 項目改造工藝流程

2.1 改造后的處理工藝流程

某紡織集團(tuán)印染廢水處理升級改造后的處理工藝流程如圖2所示。

2.2 項目改造設(shè)計依據(jù)

項目改造設(shè)計分別依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287-2012）等法律法規(guī)。

2.3 主要工序構(gòu)筑物情況

某紡織集團(tuán)印染廢水處理升級改造項目主要工序構(gòu)筑物如表3所示。

3 項目改造工藝流程技術(shù)介紹

3.1 集水池

本次改造在原集水池中間建一面墻將其分成2個池子，于池子進(jìn)水處安裝不銹鋼回旋式除污機(jī)，池底鋪設(shè)φ50mm穿孔管曝氣器進(jìn)行廢水均質(zhì)攪拌。其中，1號池接納車間內(nèi)印花、后整、拉幅、洗滌等中性廢水，同時排入活性污泥10m3/h左右，利用活性污泥的吸附性來吸附廢水中污染物，既能去除污染物又能對剩余活性污泥性質(zhì)進(jìn)行改變，有利于后期污泥脫水處理，做到物盡其用；2號集水池接納印染車間內(nèi)絲光、煮煉、聯(lián)合機(jī)等前處理排放的廢堿水，備為系統(tǒng)調(diào)堿使用。

3.2 原水沉淀池

把原清水池改建成φ15m、深4.5m、表面負(fù)荷0.7m3/m2·d的原水沉淀池，主要把廢水中較大顆粒物及活性污泥吸附物進(jìn)行沉降，采用輻流式進(jìn)出水，周邊傳動機(jī)械刮泥機(jī)，有沉淀塊，具有排泥方便、濃度可控性強(qiáng)的優(yōu)點。出水污染物去除率20%以上，排泥含固率達(dá)到4%以上，1號集水池均質(zhì)后廢水由15kW潛污泵提升進(jìn)入原水沉淀池。

3.3 水解酸化池[4]

原工藝因效率低的原因就建了2套好氧池，但根據(jù)研究沒必要保留2套好氧池，因此把2號好氧池中間砌墻隔開并加高到7.5m，改造成脈沖進(jìn)水式水解酸化池，安裝8個不銹鋼50m3/h脈沖罐。底部鋪設(shè)φ200mm布水管，無需動力，且能均勻布水，并充分?jǐn)嚢杞佑|水解菌。原水沉淀池出水自壓進(jìn)入脈沖罐進(jìn)水口，在脈沖罐上加入活性污泥作為菌種，并為水解菌提供營養(yǎng)物以便保持水解菌群優(yōu)勢，提高去除率。廢水中TN在水解酸化池內(nèi)完成斷鏈轉(zhuǎn)化，絕大部分轉(zhuǎn)化為易處理揮發(fā)的NH3-N、氨基酸。因設(shè)計水解酸化池為脈沖式進(jìn)水，池中含菌、泥過量時會自動上升，隨出水進(jìn)入物化池沉淀，省去了排泥工序，實現(xiàn)了免維護(hù)運行。

3.4 物化池

原工藝使用氣浮機(jī)對廢水進(jìn)行二級處理，在氣浮前加入大量PAM使污泥絮凝達(dá)到漂浮，泥水分離。每臺氣浮機(jī)配22kW循環(huán)泵、11kW空壓機(jī)溶氣1套，5.5kW刮泥機(jī)1臺，11kW加藥泵1套，總功率消耗49.5kWh，費電費藥，成本很高，但去除率很低（20%左右）。改造項目根據(jù)水解池出水水質(zhì)，確定拆除氣浮機(jī)并改建物化池。物化池φ20m、深4.5m，輻流式進(jìn)出水。水解池出水進(jìn)物化池前段加入2號集水池內(nèi)廢堿水，將pH調(diào)至10～10.5，在物化池第2段加入凈水劑再將pH調(diào)至8～8.5，加入少量PAM，通過水力攪拌后PAM自壓進(jìn)入物化沉淀區(qū)使泥水分離，上清液進(jìn)入下道工序。沉下來的泥通過刮泥機(jī)排至儲泥池進(jìn)板框干化利用。通過運行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，用藥量為原工藝的1/20，用電量為原工藝的1/10，去除率達(dá)到40%以上。

3.5 缺氧池

原工藝中厭氧池為20m×60m×6m的大池子，運行帶泥太多已被堵死，進(jìn)出水?dāng)嗔魇プ饔?。本次改造在池中加隔墻，將其改?0m×20m×6m×3個，即3級缺氧池，每級池內(nèi)安2臺潛水?dāng)嚢杵?。物化池出水同外循環(huán)活性污泥，內(nèi)循環(huán)回流一并自壓進(jìn)1級缺氧池，充分混合形成生物選擇區(qū)，對活性污泥進(jìn)行選優(yōu)，同時進(jìn)行反硝化反應(yīng)。1級缺氧池出水同二沉池回流一同進(jìn)入2級缺氧池，在2級缺氧池內(nèi)反硝化菌以回流中的COD作碳源為反硝化提供能量，池內(nèi)大部分TN硝化、反硝化形成氮氣逸入空中。1級缺氧池出水和自制水解菌（代碳源）一同進(jìn)入3級缺氧池，在池內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)化反硝化反應(yīng)，徹底脫氮除磷。以進(jìn)水量為基數(shù)，外循環(huán)100%、內(nèi)循環(huán)200%、二沉池回流水50%，自制水解菌20m3/h，潛水?dāng)嚢杵?.5kW，停留時間20h，形成了免維護(hù)、不加碳源的節(jié)能型缺氧池。

3.6 好氧池

好氧池使用原池增加隔墻改成3級。原使用的鼓風(fēng)機(jī)加懸浮射流曝氣，全部更換成最先進(jìn)、最適合的磁懸浮風(fēng)機(jī)加微孔曝氣。運行功率由原來的500kWh降低到150kWh，每月維護(hù)費也由原來10000元降到2000元以內(nèi)。分3級好氧生化，3級缺氧池出水自壓進(jìn)入1級好氧池同時加入10m3/h左右的廢堿水，用于補(bǔ)充硝化反應(yīng)消耗的堿度、調(diào)pH等，曝氣為強(qiáng)曝氣狀態(tài)，溶解氧控制在2～3mg/L，在1級好氧池內(nèi)活性污泥吸附80%有機(jī)污染物并大量增殖，達(dá)到了污染物去除作用并硝化反應(yīng)。2級好氧池控制為類缺氧狀態(tài)，溶解氧分段調(diào)節(jié)在0.5～0.8mg/L，在池內(nèi)硝化反硝化同步進(jìn)行，即SND工藝（一種節(jié)能型類好氧工藝），在2級好氧池控制好SND需要的條件，特別是溶解氧、污泥濃度、水中有機(jī)物等。形成SND工藝后不需外加碳源，不需延長時間，也不需再分2段進(jìn)行，在同池子內(nèi)TN就可轉(zhuǎn)化成NH3-N再還原成氮氣逸入空中，極大提高了TN去除效率[5]。2級好氧池出水進(jìn)入3級好氧池，池內(nèi)為中曝氣狀態(tài)，溶解氧1～3mg/L，污染物徹底氧化完成生物降解。整套好氧池保持高污泥濃度，一般10g/L以上，停留時間20h以上。

3.7 二沉池

直接使用原φ32m、深4.5m的輻流式二沉池，采用1.5kW周邊傳動刮吸泥機(jī)，對好氧池出水進(jìn)行泥水分離，上清液用15kW潛污泵提升進(jìn)入芬頓系統(tǒng)。分離出活性污泥90%進(jìn)入1級缺氧池，2%進(jìn)入1號集水池，3%進(jìn)入水解池，5%進(jìn)入水解菌池自制代碳源使用。

3.8 芬頓系統(tǒng)

新建1套芬頓系統(tǒng)對二沉池出水進(jìn)行深度處理，包括1個30m3的反應(yīng)罐、4個4m×4m×4m的反應(yīng)池，以及1個φ25m、深4.5m的輻流式沉淀池。在反應(yīng)罐進(jìn)口投加硫酸亞鐵，在反應(yīng)罐中部投加過氧化氫，將pH調(diào)至4.5，然后在反應(yīng)池投加堿水將pH調(diào)至標(biāo)準(zhǔn)要求的6～8.5，反應(yīng)后進(jìn)入輻流式沉淀池泥水分離，出水水質(zhì)達(dá)到GB 4287-2012的排放要求。

4 改造工藝運行檢測結(jié)果

改造完成后，近4年的工藝各工序運行檢測結(jié)果如表4所示。

5 結(jié)論

某紡織集團(tuán)印染廢水處理工程改造完成后已穩(wěn)定運行4年，詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄表明出水水質(zhì)穩(wěn)定且符合GB 4287-2012的排放標(biāo)準(zhǔn)，出水COD﹤60mg/L、NH3-N ﹤5mg/L、TN ﹤12mg/L、TP﹤ 0.5mg/L、色度﹤20倍、SS﹤ 20mg/L、6﹥pH≤8.5，綜合去除率98%以上，全部達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平；污泥改質(zhì)后做了建材原料，實現(xiàn)了污泥零排放。

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作者簡介

于辛田（1987—），男，漢族，河北邢臺人，工程師，大學(xué)本科，研究方向為環(huán)境保護(hù)工程。

加工編輯：馮為為

收稿日期：2024-05-08