水解混凝复合生物池工艺处理印染废水

1、水解-混凝-复合生物池工艺处理印染废水 摘 要 采用水解-混凝-复合生物池组合工艺处理印染废水的运行结果表明，在进水平均COD 1564 mgL，BOD 475 mgL，色度500倍的条件下，上述各项指标去除率分别为90.5，96.6，90，出水满足污水综合排放标准。 正 文 印染行业是工业废水的排放大户，其废水具有水量大、有机污染物浓度高、色度大、碱性强 、水质变化大等特点，属于难处理的工业废水1。近年来随着印染技术的进步， 使PVA，CMC浆料，新型助剂，活性染料等难生化降解的有机物大量进入废水，造成废水COD 浓度升高，可生化性下降，使传统的处理工艺受到了严重挑战；目前传统的生物、化学处

2、理 工艺对这类印染废水的COD去除率分别为50，30左右，不能满足废水排放的要求。因此 开发经济、高效的印染废水处理技术已成为当今环保行业关注的课题。 大量的试验和实践证明，生物处理法在去除有机物方面有效果好、费用低的优越性，但是对 色度的去除却不够理想；物理和化学处理法在脱色方面有快速、高效的优点，但对有机物的 去除一般不是效率很低，就是费用昂贵。因此，对于有机物浓度和色度都比较高的印染废水 ，要使处理后的出水达到规定的排放标准，很难用单项处理方法彻底解决问题，因此，组合 式工艺处理法有逐渐被普遍采用的趋势。 海城市中新印染厂是一家以染色、印花为主的来料加工型民营企业。该厂始建于1992年，

3、近 年来发展迅速，目前年生产各种印染布1亿米以上，是东北地区大型印染企业之一。该厂在 生产过程中排放大量废水，对周围水体环境造成了严重污染，被省、市环保部门列为限期治 理项目。根据该厂废水的具体特点，采用了水解-混凝-复合生物池组合工艺，该工程于2000年9月正式通过环保验收，各项指标均达到排放要求。 1废水水质和水量 该厂废水主要来自退浆、煮漂、丝光、染色、印花、整理等车间。废水中主要污染物为染料 、涂料、浆料和表面活性剂。废水特点是水质复杂，有机物含量高，色度大，难降解物质数 量多，废水水质、水量变化较大。该厂每日排放废水4000 m3，废水水质见表1。 表1废水水质 COD(mg/L)

4、BOD(mg/L) SS(mg/L) pH 色度(倍) 10002000 230500 100300 913 300800 由表1可知，原水有机物浓度较高，可生化性差，碱性强且水质变化幅度较大，给处理 带来一定难度。 2工艺流程的确定 本设计根据工厂的实际情况，结合当前印染废水处理最新研究成果，确定了水解*.混凝*. 复合生物池组合处理工艺。工艺流程见图1。 图1处理工艺流程 生化处理是目前印染废水的主要处理方法，但由于印染废水中难降解物质含量较高，色度较 大，仅依靠传统好氧生物处理尚无法达到处理要求；水解处理虽然去除率不高，但对废水可 生化性的提高已被普遍证明2；混凝处理对色度、COD有较高

5、的去除率，但要达到满意的处理效果，投药量很大。因此将几种工艺结合在一起，既可以利用生化处理效果好，运行费用低的优点，又可以通过混凝工艺保证生物处理的稳定性和高效性。 3主要处理构筑物及设备 (1)格栅。格栅是首道处理单元，由于废水中碎布、纤维和大块杂物较多，因此采用3道格栅 串联工作，在污水管线上连续设置栅条间距40 mm，30 mm，20 mm的格栅3道。格栅采用人工 清渣，清渣次数以保证水流畅通为前提灵活掌握。 (2)预沉池。废水经格栅后进入预沉池。预沉池为地下式平流沉淀池，位于水解池前端，总 有效容积166 m3，平均水力停留时间1.2 h，表面负荷1.2 m3/(m2h)。池底设污 泥

6、斗集泥，用污泥泵将污泥送入污泥浓缩池。 (3)水解调节池。水解调节池为地下式，有效容积1 240 m3，平均水力停留时间8.5 h。 该池具有水解和调节双重功能，池中设水泵循环搅拌来调节水质，采用悬浮填料作为生物载 体来增加池中的生物量，利用水解细菌将难降解的大分子有机物分解为易降解的小分子有机 物，从而改善废水的可生化性，为后续处理创造条件。 (4)沉浮池。废水经提升、加药后进入沉浮池，该池分为反应区、沉淀区、气浮区三部分 。反应区有效容积29 m3，水力停留时间12 min，采用空气搅拌絮凝。沉淀区表面负荷2.8 m3(m2h)，水力停留时间50 min。气浮区接触室停留时间3 min，分

7、离室停留时间 26 min，表面负荷为3.4 m3(m2h)，回流比为30。 废水经混凝后，将悬浮态、胶体态和部分溶解态的染料从水中转移到絮体中，其中形态较大 的絮体可以通过沉淀去除，而对于不能沉淀的微小絮体可以采用气浮分离。沉浮池产生的污 泥和浮渣经收集后排入浓缩池。本工程的混凝、沉淀、气浮采用组合池体，结构紧凑、节省 占地，便于维护管理。 (5)复合生物池。复合生物池采用推流式，分为2段，前段为活性污泥区，后段为生物填料区 。总有效容积为1 280 m3，水力停留时间9 h。曝气系统采用微孔曝气器，罗茨鼓风机供 气，气水比为151。 (6)二沉池。二次沉淀池采用斜管沉淀池，表面负荷2 m3

8、(m2h)，水力停留时间1 .5 h。污泥通过污泥泵回流至曝气池前端，污泥回流比50，剩余污泥排入浓缩池。 (7)污泥浓缩池。浓缩池采用竖流式浓缩池，浓缩后污泥进入板框压滤机脱水。 4运行调试与处理效果 4.1污泥培养、驯化 该工程于2000年6月建成并开始运行调试，初期采用当地海峰印染厂消化污泥作为接种污泥 对水解池、生物池进行生物接种。由于废水可生化性较差、接种污泥活性较低，调试采用先 间歇培养，后连续驯化的运行方式，并在初期投加面粉、氮、磷等营养物质，提高废水的可 生化性，满足微生物生长的营养需求。 经过一段时间之后，水解池填料上长出生物膜，正常运行时出水pH比较稳定，且比原水明 显降低

9、，COD去除率达到40，色度显著降低。 复合生物池经过1周的间歇运行，前段活性污泥絮体逐渐形成，后段生物填料开始挂膜；随 后逐渐过渡为连续运行，COD去除率不断提高，从20%30提高到60，色度去除率也随驯 化时间的增加而不断提高。大约1个月以后，进水达到设计负荷，COD去除率稳定在70，色 度去除率达到30%40。 4.2混凝、气浮装置的调试运行 由于原水pH较高(水解处理后pH仍在10左右)，无法满足后续生物处理的要求，因此在混凝 剂的选择上，我们既要考虑到COD去除率、脱色效果，又要考虑到对废水pH的调节作用。根 据现场试验结果，我们选择硫酸亚铁和聚合氯化铝作为混凝剂，当原水pH较高时，

10、采用硫酸 亚铁；当原水pH较低时，采用聚合氯化铝。 气浮装置采用部分回流加压溶气气浮，运行过程中主要控制参数为：溶气压力0.30.35 MPa，回流比30，溶气罐为空罐，为防止堵塞不加填料。 4.3处理效果 本工程经过3个月的运行调试，处理结果见表2。 表2运行结果 采样点/项目 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 气浮池出水 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 总去除率% 90.5 96.6 91.7 90 - - 从表2中可以看出，该工艺出水平均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，符合国家污水排放标准。 5工程投资与经济分析 5.1工程投资 本工程总投资460万元，占地面积2500 m2。折合每m3水投资1150元，每m3水占地面积0.63 m2。 5.2运行费用分析 (1)电费：废水处理站运行负荷90 kW，电费以0.8元(kWh)计，则电费为0.43元m3。 (2)

12、药剂费：硫酸亚铁投量为1000 mgL，硫酸亚铁价格以0.4元kg计， 则药剂费用为0.40元/m3。 (3)管理费：该污水处理站操作管理人员8人，人员工资合计8万元年，维修费5万元年 ，其它费用5万元年，总计18万元年，折合为0.12元m3。 (4)设备折旧费：设备折旧为0.15元m3。 (5)总处理成本：1.10元m3。 6运行结果讨论 6.1水解调节池 水解调解池具有水解和调节两方面作用，池中投加生物载体填料，使污泥附着在填料上形成 生物膜，从而大大提高了池中污泥总量。同时在设计中采用出水多点回流的方式在池中造成 剧烈搅动，并激起池底沉积污泥，既达到均衡污染物浓度、调节水质的作用，又起到

13、了加强泥水接触，促进污染物水解的作用。 水解池与初沉池合建于地下，其对COD的去除率为40.5，色度去除率为36。虽然COD 和色度去除率不高，但经过水解后BODCOD的比值有所提高，即从水解前的0.304提高到水 解后的0.352，使废水的可生化性有所提高，为后续的好氧处理创造了有利条件。 同时通过水解作用，水解产物有机酸不断积累，必然引起废水pH的下降，使废水趋于弱碱性 ，有利于后续物化、生化反应的进行。实际运行中，水解处理后的平均pH由11.26降至9.8 7。 6.2混凝气浮 进水pH对混凝剂的选择具有很大的影响，试验结果表明，当进水pH在9.510.5之间时 ，采用硫酸亚铁作为混凝剂

14、；当进水pH在79时，采用聚合铝作为混凝剂，可以获得最佳的 混凝效果。 实际工程中采用硫酸亚铁作为混凝剂，原因在于水解池出水pH 9.87处于碱性范 围， 而且硫酸亚铁原料充足，价格便宜。运行中硫酸亚铁投量1000 mg/L，COD去除 率46.2，色度去除率76.6。气浮出水BODCOD比值上升为0.37，说明混凝作用在脱 色的同时，也去除了水中部分难降解物质，改善了废水的可生化性。 沉淀气浮池为双层结构，下面是沉淀池，上面是气浮池。混凝后的水流自下向上通过沉淀 池进入气浮池，混凝形成的较大絮体在沉淀池中去除，细小颗粒通过气浮分离。这样可以避 免较大颗粒进入气浮池，既可以减少溶气量，降低回流

15、比，节约电耗，又可以避免溶气释放 器堵塞，便于维护管理。 6.3复合生物池 复合生物池是在传统的曝气池中投加悬浮型球形填料，可以提高生物池对难降解物质的净化 能力，当进水BODCOD为0.37时，COD，BOD，色度均能保持较高的去除效率。其作用主要 体现在以下几方面：填料比表面积大，易于生物附着，通过投加生物填料可以增加曝气池中 的生物量，提高净化效果。经测定投加载体填料后，系统污泥量由2600 mgL提高到 3300 mg/L。载体填料的存在，改善了微生物的栖息环境，增加微生物的种类，有利 于水中难降解物质的去除，并能提高系统抗冲击负荷的能力。载体填料悬浮于曝气池中， 处于流化状态。增大了

16、生物膜与水中污染物的接触面积，强化传质效果，提高了去除效率。 运行结果表明，复合式曝气池在HRT=9 h时，其平均进水COD容积负荷1.33 kgCOD/(m3d)，COD去除率为72.3，BOD去除率高达91.35，出水符合排放要求。 7结论及存在问题 (1)采用水解-混凝-复合生物池工艺处理印染废水是成功的，整个工艺具有去除率高、 运行成本 低、占地面积少的特点。运行结果表明，COD去除率达到90.5，BOD去除率达到96.6，色度去除率达到90。出水水质符合国家排放标准。 (2)水解、混凝处理可以降低废水pH，提高废水BODCOD比值，改善废水可生化性，有 利于后续生物处理。 (3)混凝气浮脱色效果十分明显，色度去除率达到76.6。进水pH对混凝剂的选择具有很 大的影响，当进水pH在9.510.5之间时，采用硫酸亚铁作为混凝剂；可以获得最佳的混 凝效果。 (4)复合生物池生物量大，运行稳定，抗冲击负荷能力强，对于可