廣州市某印染廠是一家棉布印染、整理企業，染色所用的染料主要是硫化染料，上染率不高，廢水中殘留染料多，顏色深；使用ABS作為表面活性劑，對微生物有抑制作用［1］；所用漿料為PVA,生化性差。廢水水質如表1：
表1 廢水水質
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CODCr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
pH |
色度(倍) |
溫度(℃) |
SS(mg/L) |
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600～1200 |
160～300 |
＞13 |
400～600 |
45～55 |
300～600 |
工程采用水解酸化、接觸氧化的工藝，目的是通過廢水的水解酸化反應，把難降解的高分子物質轉化為較小的分子，從而改善廢水的可生化性，為接觸氧化創造條件［2］。
1 處理流程與設計參數
設計進水參數與排放標準如表2、3 所示。
表2 設計的進水指標
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CODCr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
pH |
溫度(℃) |
色度(倍) |
SS(mg/L) |
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800 |
200 |
＞13 |
45～55 |
500 |
450 |
表3 廣州地區的排放標準
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CODCr(mg/L) |
BOD5(mg/L) |
pH |
色度(倍) |
SS(mg/L) |
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80 |
30 |
6～9 |
40 |
70 |
2 工藝介紹
①沉砂池
沉砂池設計停留時間為15 min。在沉砂池中部設置格柵，主要是去除一些大的雜物。在池的前段開始加酸，通過攪拌機攪動使酸堿充分反應。沉砂池內不設曝氣管，格柵人工清渣。
②調節池
在調節池的入口處設置pH監測儀。在工程設計時，特別增加了調節池的調節時間，廢水在調節池的停留時間為8 h。調節池內設置穿孔曝氣管曝氣，曝氣的主要用途是脫硫和使酸堿反應更充分，以保證進入水解酸化池廢水的pH值在7～10之間。廢水在進入水解酸化池之前主要通過降溫裝置使溫度降到40 ℃以下，以保證微生物的正常代謝。
③水解酸化池
設計的水解酸化池與一般的水解酸化池有不同之處：a.水解酸化池中掛填料，使污泥附著在填料上形成膜，從而增大污水與污泥的接觸面積，達到增加泥水接觸時間的目的；b.模仿UASB工藝，采用虹吸脈沖布水的方法，使布水均勻；c.控制每次脈沖的時間在5～7min，通過脈沖布水，可以造成劇烈攪動，激起池底的沉積污泥，又一次加強泥水之間的接觸；d.根據實際經驗確定污水在池中的停留時間，而不是單純采用一般的容積負荷來設計池容。
④接觸氧化池
設計的接觸氧化池有以下特點：a.采用組合填料。b.采用微孔曝氣器布氣，提高氧的利用效率。工藝采用的氣水比為25∶1，設置4臺SSR型鼓風機，平時2用2備，特殊情況下3用1備，空氣流量為40m3/min。在運行過程中，控制水中溶解氧在2～4mg/L。c.在接觸氧化池末段設置中間沉淀池，目的是沉淀一部分污泥和脫落的膜，并回流至水解池，使最終進入斜管沉淀池中的泥量有所減少，繼而減少沉淀池中藥劑的用量。同時，回流到水解酸化池的污泥由于有比較長的停留時間，大部分能夠得到消化［2］。d.設計水力停留時間為8 h。
⑤斜管沉淀池
斜管沉淀池設計為兩個并聯使用，反應區與沉淀區設計在一起。表面負荷為1.5m3/(m2·h)，水力停留時間為2.25 h。廢水在進入沉淀池之前已加藥，所加藥劑為PAC和PHP，它能去除相當一部分的CODCr和色度。特殊情況下，色度如不能達標，則投加漂白水脫色。
3 行過程與結果
2000年6月15日開始調試，按照設計處理水量的20%左右投加污泥于水解酸化池與接觸氧化池中。調試運行階段，由于廢水可生化性差，一般采用投加營養料提高BOD與COD的比值來提高廢水的可生化性，培養、馴化微生物對廢水的適應性。投加的養料有面粉、糖、尿素、磷。
對于水解酸化池，調試初始階段控制BOD/COD＞0.3，控制每天的進水量在設計流量的10%～15%。7 d后，開始加大處理量，同時監測水解池中的pH與CODCr。運行一段時間后，填料上長有生物膜，水解酸化池中存在指示性微生物，這種微生物呈桿狀，當水解酸化池中處理效果好時，它們的數量多且比較活躍。運行正常后，處理水的pH值變化明顯且比較穩定，COD去除率一般在40%左右，色度也有明顯變化。當然，投加養料不能中止，否則處理效果將變差。
水解酸化后的處理水進入接觸氧化池中進行曝氣，調試階段采用投加糖等養料的方法來增強處理效果，促進生物膜的生長，并控制溶解氧在2～4 mg/L。剛開始運行時，池內有大量的泡沫，說明表面活性劑還大量存在，運行正常后(一般需要30 d左右)，泡沫消失。由此可以看出，難處理的表面活性劑ABS經過水解酸化處理后，分子結構發生了變化。采泥樣鏡檢可以看到豐富的鐘蟲以及輪蟲、線蟲，其他的原生動物也較多。在接觸氧化池內，CODCr、色度得到明顯的去除，運行近3個月時的CODCr監測結果如表4所示。
表4 各單元出水CODCr的監測結果 mg/L
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日期 |
原水 |
水解池出水 |
接觸氧化池出水 |
沉淀池出水 |
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9月1日 |
950.8 |
694.1 |
182.70 |
100.22 |
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9月2日 |
745.67 |
484.69 |
124.82 |
82.37 |
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9月3日 |
723.41 |
450.38 |
105.27 |
75.63 |
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9月4日 |
840.0 |
478.83 |
134.45 |
89.62 |
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9月5日 |
650.37 |
357.70 |
95.74 |
71.42 |
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9月6日 |
620.49 |
341.27 |
89.61 |
65.24 |
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9月7日 |
679.64 |
384.19 |
98.82 |
67.33 |
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9月8日 |
845.89 |
524.45 |
137.44 |
88.45 |
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9月9日 |
812.57 |
479.42 |
108.87 |
75.57 |
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9月10日 |
889.82 |
503.40 |
151.02 |
94.76 |
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9月11日 |
703.27 |
392.21 |
93.99 |
65.54 |
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9月12日 |
587.34 |
300.62 |
85.00 |
69.42 |
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9月13日 |
634.68 |
345.91 |
100.32 |
75.67 |
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9月14日 |
579.79 |
300.56 |
92.47 |
70.74 |
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9月15日 |
678.89 |
377.74 |
101.86 |
73.50 |
一般情況下，接觸氧化池的出水CODCr和SS還比較高，在進入斜管沉淀池時要投加PAC和PHP，投加量可根據經驗或做小試確定。當水質變化較大時，要加大PAC和PHP的投加量。沉淀池出水色度有時偏高，還要在脫色池中投加漂白水進一步去除色度。因為沉淀池采用斜管，表面負荷較小，但出水中SS一般能達標。沉淀池中的污泥排入污泥濃縮池中濃縮，再經板框壓濾機脫水。
4 主要運行費用分析
運行費用由以下幾個方面組成：投酸費用，泵、鼓風機、以及其他機械設備運行費用，藥劑費用，養料費，人工費用等。
①投酸費用：由于該廠為新建廠，生產工藝中無堿回收系統，故每天的中和用酸量較大，將近2 kg/m3，硫酸按450元/t計算，投酸的成本為4500 元/d。
②電費：一般情況下，運行兩臺鼓風機，每臺功率為55kW；每天運行兩臺7.5kW水泵，總功率為125kW。按實際運行功率100 kW計算，用電量為2400 kW/d，則電費為2400 元/d。
③藥劑費、養料費：每天用去1.5t PAC、0.5t PHP，按平均價1800元/t計算，則藥劑費用為3600 元/d；實際運行時，每天投加的養料費用也不少于800 元/d。
經初步估算，該廠的廢水處理費用至少在2.26元/t以上。估計堿回收開展起來后，運行費用會有所降低，但也在1.4元/t以上。
5 結論
①當進水水質超過設計指標時，一般難達到排放標準。
②即使運轉正常時，適當的投加養料是必須的，否則處理效果將變差。
③整個運行系統中，處理效果的好壞關鍵在于水解酸化工藝是否運轉正常。
④膜式水解酸化、接觸氧化法處理印染廢水，特別對于難生化處理的漿料、染料，是一種行之有效的工藝 |
