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水解与接触氧化工艺处理印染废水

　　摘要　　对5000 m3/d的印染废水采用水解酸化与接触氧化工艺进行处理,通过3个月的调试与运行，挂膜好，处理效果稳定，CODCr去除率在80%以上。再通过混凝沉淀，色度和CODCr又有大幅度降低，一般情况下能保证出水水质达标。

关键词水解酸化 接触氧化 印染废水
　　广州市新塘镇新图印染厂是一家棉布印染、整理企业，染色所用的染料主要是硫化染料，上染率不高，废水中残留染料多，颜色深；使用ABS作为表面活性剂，对微生物有抑制作用；所用浆料为PVA,生化性差。废水水质如表1。
表1　废水水质CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)pH色度(倍)温度(℃)SS(mg/L)600～1200160～300＞13400～60045～55300～600
　　工程采用水解酸化、接触氧化的工艺，目的是通过废水的水解酸化反应，把难降解的高分子物质转化为较小的分子，从而改善废水的可生化性，为接触氧化创造条件。
　　1　处理流程与设计参数图1 废水处理工艺流程图　　设计进水参数与排放标准如表2、3 所示。
表2　设计的进水指标CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)pH温度(℃)色度(倍)SS(mg/L)800200＞1345～55500450
表3　广州地区的排放标准CODCr(mg/L)BOD5(mg/L)pH色度(倍)SS(mg/L)80306～94070
　　2　工艺介绍
　　①沉砂池
　　沉砂池设计停留时间为15 min。在沉砂池中部设置格栅，主要是去除一些大的杂物。在池的前段开始加酸，通过搅拌机搅动使酸碱充分反应。沉砂池内不设曝气管，格栅人工清渣。
　　②调节池
　　在调节池的入口处设置pH监测仪。在工程设计时，特别增加了调节池的调节时间，废水在调节池的停留时间为8 h。调节池内设置穿孔曝气管曝气，曝气的主要用途是脱硫和使酸碱反应更充分，以保证进入水解酸化池废水的pH值在7～10之间。废水在进入水解酸化池之前主要通过降温装置使温度降到40 ℃以下，以保证微生物的正常代谢。
　　③水解酸化池
设计的水解酸化池与一般的水解酸化池有不同之处：a.水解酸化池中挂填料，使污泥附着在填料上形成膜，从而增大污水与污泥的接触面积，达到增加泥水接触时间的目的；b.模仿UASB工艺，采用虹吸脉冲布水的方法，使布水均匀；c.控制每次脉冲的时间在5～7min，通过脉冲布水，可以造成剧烈搅动，激起池底的沉积污泥，又一次加强泥水之间的接触；d.根据实际经验确定污水在池中的停留时间，而不是单纯采用一般的容积负荷来设计池容。
　　④接触氧化池
　　设计的接触氧化池有以下特点：a.采用组合填料。b.采用微孔曝气器布气，提高氧的利用效率。工艺采用的气水比为25∶1，设置4台SSR型鼓风机，平时2用2备，特殊情况下3用1备，空气流量为40m3/min。在运行过程中，控制水中溶解氧在2～4mg/L。c.在接触氧化池末段设置中间沉淀池，目的是沉淀一部分污泥和脱落的膜，并回流至水解池，使最终进入斜管沉淀池中的泥量有所减少，继而减少沉淀池中药剂的用量。同时，回流到水解酸化池的污泥由于有比较长的停留时间，大部分能够得到消化［2］。d.设计水力停留时间为8 h。
　　⑤斜管沉淀池
　　斜管沉淀池设计为两个并联使用，反应区与沉淀区设计在一起。表面负荷为/(m2·h)，水力停留时间为 h。废水在进入沉淀池之前已加药，所加药剂为PAC和PHP，它能去除相当一部分的CODCr和色度。特殊情况下，色度如不能达标，则投加漂白水脱色。
　　3　行过程与结果
　　2000年6月15日开始调试，按照设计处理水量的20%左右投加污泥于水解酸化池与接触氧化池中。调试运行阶段，由于废水可生化性差，一般采用投加营养料提高BOD与COD的比值来提高废水的可生化性，培养、驯化微生物对废水的适应性。投加的养料有面粉、糖、尿素、磷。
　　对于水解酸化池，调试初始阶段控制BOD/COD＞，控制每天的进水量在设计流量的10%～15%。7 d后，开始加大处理量，同时监测水解池中的pH与CODCr。运行一段时间后，填料上长有生物膜，水解酸化池中存在指示性微生物，这种微生物呈杆状，当水解酸化池中处理效果好时，它们的数量多且比较活跃。运行正常后，处理水的pH值变化明显且比较稳定，COD去除率一般在40%左右，色度也有明显变化。当然，投加养料不能中止，否则处理效果将变差。
　　水解酸化后的处理水进入接触氧化池中进行曝气，调试阶段采用投加糖等养料的方法来增强处理效果，促进生物膜的生长，并控制溶解氧在2～4 mg/L。刚开始运行时，池内有大量的泡沫，说明表面活性剂还大量存在，运行正常后(一般需要30 d左右)，泡沫消失。由此可以看出，难处理的表面活性剂ABS经过水解酸化处理后，分子结构发生了变化。采泥样镜检可以看到丰富的钟虫以及轮虫、线虫，其他的原生动物也较多。在接触氧化池内，CODCr、色度得到明显的去除，运行近3个月时的CODCr监测结果如表4所示。 表4　各单元出水CODCr的监测结果　　mg/L日期原水水解池出水接触氧化池出水沉淀池出水9月1日9月2日9月3日9月4日9月5日9月6日9月7日9月8日9月9日9月10日9月11日9月12日9月13日9月14日9月15日
　　一般情况下，接触氧化池的出水CODCr和SS还比较高，在进入斜管沉淀池时要投加PAC和PHP，投加量可根据经验或做小试确定。当水质变化较大时，要加大PAC和PHP的投加量。沉淀池出水色度有时偏高，还要在脱色池中投加漂白水进一步去除色度。因为沉淀池采用斜管，表面负荷较小，但出水中SS一般能达标。沉淀池中的污泥排入污泥浓缩池中浓缩，再经板框压滤机脱水。
　　4　主要运行费用分析
　　运行费用由以下几个方面组成：投酸费用，泵、鼓风机、以及其他机械设备运行费用，药剂费用，养料费，人工费用等。
　　①投酸费用：由于该厂为新建厂，生产工艺中无碱回收系统，故每天的中和用酸量较大，将近2 kg/m3，硫酸按450元/t计算，投酸的成本为4500 元/d。
　　②电费：一般情况下，运行两台鼓风机，每台功率为55kW；每天运行两台水泵，总功率为125kW。按实际运行功率100 kW计算，用电量为2400 kW/d，则电费为2400 元/d。
　　③药剂费、养料费：每天用去 PAC、 PHP，按平均价1800元/t计算，则药剂费用为3600 元/d；实际运行时，每天投加的养料费用也不少于800 元/d。
　　经初步估算，该厂的废水处理费用至少在元/t以上。估计碱回收开展起来后，运行费用会有所降低，但也在元/t以上。
　　5　结论
　　①当进水水质超过设计指标时，一般难达到排放标准。
　　②即使运转正常时，适当的投加养料是必须的，否则处理效果将变差。
　　③整个运行系统中，处理效果的好坏关键在于水解酸化工艺是否运转正常。
　　④ 膜式水解酸化、接触氧化法处理印染废水，特别对于难生化处理的浆料、染料，是一种行之有效的工艺。