水解混凝復(fù)合生物池工藝處理印染廢水

1、水解-混凝-復(fù)合生物池工藝處理印染廢水 摘 要 采用水解-混凝-復(fù)合生物池組合工藝處理印染廢水的運行結(jié)果表明，在進水平均COD 1564 mgL，BOD 475 mgL，色度500倍的條件下，上述各項指標(biāo)去除率分別為90.5，96.6，90，出水滿足污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)。 正 文 印染行業(yè)是工業(yè)廢水的排放大戶，其廢水具有水量大、有機污染物濃度高、色度大、堿性強 、水質(zhì)變化大等特點，屬于難處理的工業(yè)廢水1。近年來隨著印染技術(shù)的進步， 使PVA，CMC漿料，新型助劑，活性染料等難生化降解的有機物大量進入廢水，造成廢水COD 濃度升高，可生化性下降，使傳統(tǒng)的處理工藝受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)；目前傳統(tǒng)的生物、化學(xué)處

2、理 工藝對這類印染廢水的COD去除率分別為50，30左右，不能滿足廢水排放的要求。因此 開發(fā)經(jīng)濟、高效的印染廢水處理技術(shù)已成為當(dāng)今環(huán)保行業(yè)關(guān)注的課題。 大量的試驗和實踐證明，生物處理法在去除有機物方面有效果好、費用低的優(yōu)越性，但是對 色度的去除卻不夠理想；物理和化學(xué)處理法在脫色方面有快速、高效的優(yōu)點，但對有機物的 去除一般不是效率很低，就是費用昂貴。因此，對于有機物濃度和色度都比較高的印染廢水 ，要使處理后的出水達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，很難用單項處理方法徹底解決問題，因此，組合 式工藝處理法有逐漸被普遍采用的趨勢。 海城市中新印染廠是一家以染色、印花為主的來料加工型民營企業(yè)。該廠始建于1992年，

3、近 年來發(fā)展迅速，目前年生產(chǎn)各種印染布1億米以上，是東北地區(qū)大型印染企業(yè)之一。該廠在 生產(chǎn)過程中排放大量廢水，對周圍水體環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，被省、市環(huán)保部門列為限期治 理項目。根據(jù)該廠廢水的具體特點，采用了水解-混凝-復(fù)合生物池組合工藝，該工程于2000年9月正式通過環(huán)保驗收，各項指標(biāo)均達(dá)到排放要求。 1廢水水質(zhì)和水量 該廠廢水主要來自退漿、煮漂、絲光、染色、印花、整理等車間。廢水中主要污染物為染料 、涂料、漿料和表面活性劑。廢水特點是水質(zhì)復(fù)雜，有機物含量高，色度大，難降解物質(zhì)數(shù) 量多，廢水水質(zhì)、水量變化較大。該廠每日排放廢水4000 m3，廢水水質(zhì)見表1。 表1廢水水質(zhì) COD(mg/L)

4、BOD(mg/L) SS(mg/L) pH 色度(倍) 10002000 230500 100300 913 300800 由表1可知，原水有機物濃度較高，可生化性差，堿性強且水質(zhì)變化幅度較大，給處理 帶來一定難度。 2工藝流程的確定 本設(shè)計根據(jù)工廠的實際情況，結(jié)合當(dāng)前印染廢水處理最新研究成果，確定了水解*.混凝*. 復(fù)合生物池組合處理工藝。工藝流程見圖1。 圖1處理工藝流程 生化處理是目前印染廢水的主要處理方法，但由于印染廢水中難降解物質(zhì)含量較高，色度較 大，僅依靠傳統(tǒng)好氧生物處理尚無法達(dá)到處理要求；水解處理雖然去除率不高，但對廢水可 生化性的提高已被普遍證明2；混凝處理對色度、COD有較高

5、的去除率，但要達(dá)到滿意的處理效果，投藥量很大。因此將幾種工藝結(jié)合在一起，既可以利用生化處理效果好，運行費用低的優(yōu)點，又可以通過混凝工藝保證生物處理的穩(wěn)定性和高效性。 3主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備 (1)格柵。格柵是首道處理單元，由于廢水中碎布、纖維和大塊雜物較多，因此采用3道格柵 串聯(lián)工作，在污水管線上連續(xù)設(shè)置柵條間距40 mm，30 mm，20 mm的格柵3道。格柵采用人工 清渣，清渣次數(shù)以保證水流暢通為前提靈活掌握。 (2)預(yù)沉池。廢水經(jīng)格柵后進入預(yù)沉池。預(yù)沉池為地下式平流沉淀池，位于水解池前端，總 有效容積166 m3，平均水力停留時間1.2 h，表面負(fù)荷1.2 m3/(m2h)。池底設(shè)污 泥

6、斗集泥，用污泥泵將污泥送入污泥濃縮池。 (3)水解調(diào)節(jié)池。水解調(diào)節(jié)池為地下式，有效容積1 240 m3，平均水力停留時間8.5 h。 該池具有水解和調(diào)節(jié)雙重功能，池中設(shè)水泵循環(huán)攪拌來調(diào)節(jié)水質(zhì)，采用懸浮填料作為生物載 體來增加池中的生物量，利用水解細(xì)菌將難降解的大分子有機物分解為易降解的小分子有機 物，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。 (4)沉浮池。廢水經(jīng)提升、加藥后進入沉浮池，該池分為反應(yīng)區(qū)、沉淀區(qū)、氣浮區(qū)三部分 。反應(yīng)區(qū)有效容積29 m3，水力停留時間12 min，采用空氣攪拌絮凝。沉淀區(qū)表面負(fù)荷2.8 m3(m2h)，水力停留時間50 min。氣浮區(qū)接觸室停留時間3 min，分

7、離室停留時間 26 min，表面負(fù)荷為3.4 m3(m2h)，回流比為30。 廢水經(jīng)混凝后，將懸浮態(tài)、膠體態(tài)和部分溶解態(tài)的染料從水中轉(zhuǎn)移到絮體中，其中形態(tài)較大 的絮體可以通過沉淀去除，而對于不能沉淀的微小絮體可以采用氣浮分離。沉浮池產(chǎn)生的污 泥和浮渣經(jīng)收集后排入濃縮池。本工程的混凝、沉淀、氣浮采用組合池體，結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省 占地，便于維護管理。 (5)復(fù)合生物池。復(fù)合生物池采用推流式，分為2段，前段為活性污泥區(qū)，后段為生物填料區(qū) ?？傆行莘e為1 280 m3，水力停留時間9 h。曝氣系統(tǒng)采用微孔曝氣器，羅茨鼓風(fēng)機供 氣，氣水比為151。 (6)二沉池。二次沉淀池采用斜管沉淀池，表面負(fù)荷2 m3

8、(m2h)，水力停留時間1 .5 h。污泥通過污泥泵回流至曝氣池前端，污泥回流比50，剩余污泥排入濃縮池。 (7)污泥濃縮池。濃縮池采用豎流式濃縮池，濃縮后污泥進入板框壓濾機脫水。 4運行調(diào)試與處理效果 4.1污泥培養(yǎng)、馴化 該工程于2000年6月建成并開始運行調(diào)試，初期采用當(dāng)?shù)睾７逵∪緩S消化污泥作為接種污泥 對水解池、生物池進行生物接種。由于廢水可生化性較差、接種污泥活性較低，調(diào)試采用先 間歇培養(yǎng)，后連續(xù)馴化的運行方式，并在初期投加面粉、氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，提高廢水的可 生化性，滿足微生物生長的營養(yǎng)需求。 經(jīng)過一段時間之后，水解池填料上長出生物膜，正常運行時出水pH比較穩(wěn)定，且比原水明 顯降低

9、，COD去除率達(dá)到40，色度顯著降低。 復(fù)合生物池經(jīng)過1周的間歇運行，前段活性污泥絮體逐漸形成，后段生物填料開始掛膜；隨 后逐漸過渡為連續(xù)運行，COD去除率不斷提高，從20%30提高到60，色度去除率也隨馴 化時間的增加而不斷提高。大約1個月以后，進水達(dá)到設(shè)計負(fù)荷，COD去除率穩(wěn)定在70，色 度去除率達(dá)到30%40。 4.2混凝、氣浮裝置的調(diào)試運行 由于原水pH較高(水解處理后pH仍在10左右)，無法滿足后續(xù)生物處理的要求，因此在混凝 劑的選擇上，我們既要考慮到COD去除率、脫色效果，又要考慮到對廢水pH的調(diào)節(jié)作用。根 據(jù)現(xiàn)場試驗結(jié)果，我們選擇硫酸亞鐵和聚合氯化鋁作為混凝劑，當(dāng)原水pH較高時，

10、采用硫酸 亞鐵；當(dāng)原水pH較低時，采用聚合氯化鋁。 氣浮裝置采用部分回流加壓溶氣氣浮，運行過程中主要控制參數(shù)為：溶氣壓力0.30.35 MPa，回流比30，溶氣罐為空罐，為防止堵塞不加填料。 4.3處理效果 本工程經(jīng)過3個月的運行調(diào)試，處理結(jié)果見表2。 表2運行結(jié)果 采樣點/項目 COD(mgL) BOD(mgL) SS(mgL) 色度(倍) pH BOD/ COD 原水 1564.4 475.5 586.2 500 11.26 0.304 水解池出水 931.2 327.8 316.5 350 9.87 0.352 氣浮池出水 501.3 185.5 72.3 82 7.31 0.370 二

11、沉池出水 147.4 16.2 48.6 50 7.56 0.110 總?cè)コ? 90.5 96.6 91.7 90 - - 從表2中可以看出，該工藝出水平均COD 147.4 mgL，COD去除率90.5，平均BOD 16.2 mgL，BOD去除率96.6，出水SS 48.6 mgL，pH 7.56，符合國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)。 5工程投資與經(jīng)濟分析 5.1工程投資 本工程總投資460萬元，占地面積2500 m2。折合每m3水投資1150元，每m3水占地面積0.63 m2。 5.2運行費用分析 (1)電費：廢水處理站運行負(fù)荷90 kW，電費以0.8元(kWh)計，則電費為0.43元m3。 (2)

12、藥劑費：硫酸亞鐵投量為1000 mgL，硫酸亞鐵價格以0.4元kg計， 則藥劑費用為0.40元/m3。 (3)管理費：該污水處理站操作管理人員8人，人員工資合計8萬元年，維修費5萬元年 ，其它費用5萬元年，總計18萬元年，折合為0.12元m3。 (4)設(shè)備折舊費：設(shè)備折舊為0.15元m3。 (5)總處理成本：1.10元m3。 6運行結(jié)果討論 6.1水解調(diào)節(jié)池 水解調(diào)解池具有水解和調(diào)節(jié)兩方面作用，池中投加生物載體填料，使污泥附著在填料上形成 生物膜，從而大大提高了池中污泥總量。同時在設(shè)計中采用出水多點回流的方式在池中造成 劇烈攪動，并激起池底沉積污泥，既達(dá)到均衡污染物濃度、調(diào)節(jié)水質(zhì)的作用，又起到

13、了加強泥水接觸，促進污染物水解的作用。 水解池與初沉池合建于地下，其對COD的去除率為40.5，色度去除率為36。雖然COD 和色度去除率不高，但經(jīng)過水解后BODCOD的比值有所提高，即從水解前的0.304提高到水 解后的0.352，使廢水的可生化性有所提高，為后續(xù)的好氧處理創(chuàng)造了有利條件。 同時通過水解作用，水解產(chǎn)物有機酸不斷積累，必然引起廢水pH的下降，使廢水趨于弱堿性 ，有利于后續(xù)物化、生化反應(yīng)的進行。實際運行中，水解處理后的平均pH由11.26降至9.8 7。 6.2混凝氣浮 進水pH對混凝劑的選擇具有很大的影響，試驗結(jié)果表明，當(dāng)進水pH在9.510.5之間時 ，采用硫酸亞鐵作為混凝劑

14、；當(dāng)進水pH在79時，采用聚合鋁作為混凝劑，可以獲得最佳的 混凝效果。 實際工程中采用硫酸亞鐵作為混凝劑，原因在于水解池出水pH 9.87處于堿性范 圍， 而且硫酸亞鐵原料充足，價格便宜。運行中硫酸亞鐵投量1000 mg/L，COD去除 率46.2，色度去除率76.6。氣浮出水BODCOD比值上升為0.37，說明混凝作用在脫 色的同時，也去除了水中部分難降解物質(zhì)，改善了廢水的可生化性。 沉淀氣浮池為雙層結(jié)構(gòu)，下面是沉淀池，上面是氣浮池?；炷蟮乃髯韵孪蛏贤ㄟ^沉淀 池進入氣浮池，混凝形成的較大絮體在沉淀池中去除，細(xì)小顆粒通過氣浮分離。這樣可以避 免較大顆粒進入氣浮池，既可以減少溶氣量，降低回流

15、比，節(jié)約電耗，又可以避免溶氣釋放 器堵塞，便于維護管理。 6.3復(fù)合生物池 復(fù)合生物池是在傳統(tǒng)的曝氣池中投加懸浮型球形填料，可以提高生物池對難降解物質(zhì)的凈化 能力，當(dāng)進水BODCOD為0.37時，COD，BOD，色度均能保持較高的去除效率。其作用主要 體現(xiàn)在以下幾方面：填料比表面積大，易于生物附著，通過投加生物填料可以增加曝氣池中 的生物量，提高凈化效果。經(jīng)測定投加載體填料后，系統(tǒng)污泥量由2600 mgL提高到 3300 mg/L。載體填料的存在，改善了微生物的棲息環(huán)境，增加微生物的種類，有利 于水中難降解物質(zhì)的去除，并能提高系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷的能力。載體填料懸浮于曝氣池中， 處于流化狀態(tài)。增大了

16、生物膜與水中污染物的接觸面積，強化傳質(zhì)效果，提高了去除效率。 運行結(jié)果表明，復(fù)合式曝氣池在HRT=9 h時，其平均進水COD容積負(fù)荷1.33 kgCOD/(m3d)，COD去除率為72.3，BOD去除率高達(dá)91.35，出水符合排放要求。 7結(jié)論及存在問題 (1)采用水解-混凝-復(fù)合生物池工藝處理印染廢水是成功的，整個工藝具有去除率高、 運行成本 低、占地面積少的特點。運行結(jié)果表明，COD去除率達(dá)到90.5，BOD去除率達(dá)到96.6，色度去除率達(dá)到90。出水水質(zhì)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。 (2)水解、混凝處理可以降低廢水pH，提高廢水BODCOD比值，改善廢水可生化性，有 利于后續(xù)生物處理。 (3)混凝氣浮脫色效果十分明顯，色度去除率達(dá)到76.6。進水pH對混凝劑的選擇具有很 大的影響，當(dāng)進水pH在9.510.5之間時，采用硫酸亞鐵作為混凝劑；可以獲得最佳的混 凝效果。 (4)復(fù)合生物池生物量大，運行穩(wěn)定，抗沖擊負(fù)荷能力強，對于可