引言

紡織印染行業(yè)是公認(rèn)的廢水污染大戶(hù)，2016年發(fā)布的國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十三五”科技發(fā)展規(guī)劃綱要中，印染行業(yè)被列為“十三五”期間國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的高污染行業(yè)之一。根據(jù)第二次全國(guó)污染源普查結(jié)果，紡織業(yè)廢水排放量為14.41×108t，化學(xué)需氧量（COD）和氨氮的排放總量分別為10.98×104t和0.34×104t，而印染廢水排放量占整個(gè)紡織業(yè)廢水排放量的70%以上，因此印染廢水污染治理的成效至關(guān)重要。山東省是我國(guó)紡織印染企業(yè)集中分布的東部五省之一，占全國(guó)市場(chǎng)份額為33.9%，其行業(yè)廢水治理是備受關(guān)注的研究?jī)?nèi)容。紡織印染廢水治理的工程案例非常多，設(shè)計(jì)運(yùn)行較好的案例對(duì)于行業(yè)水污染防治有重要的參考價(jià)值。鑒于此，本文以山東某家用紡織企業(yè)廢水的治理工程為例，詳細(xì)分析其工藝流程及特色、構(gòu)筑物設(shè)計(jì)要點(diǎn)及運(yùn)行效果分析，以期為同行業(yè)廢水治理提供一定的指導(dǎo)和借鑒。1廢水特點(diǎn)廢水特點(diǎn)山東某印染企業(yè)是一家集棉紡、織造、印染及后整理于一體的專(zhuān)業(yè)家用紡織品集團(tuán)公司，主營(yíng)產(chǎn)品包括毛巾、高檔床上用品、布藝裝飾品、浴室用品等多種系列家紡裝飾產(chǎn)品。紡織印染廢水具有排放量較大、有機(jī)物含量高、高色度、高鹽分、強(qiáng)堿性、可生化性低、溫度較高等特點(diǎn)，不同企業(yè)由于產(chǎn)品工藝不同，水質(zhì)差異非常大。該企業(yè)日均綜合廢水產(chǎn)生量4000m3/d，屬于有機(jī)物濃度中等的廢水，其中聚乙烯醇（PVA）退漿廢水1000m3/d，含PVA20～30mg/L，水溫50～60°C；綜合廢水COD、NH3-N屬于中等，色度和SS較高，可生化性一般。排放出水執(zhí)行GB4287－2012表2的直接排放標(biāo)準(zhǔn)，廢水水質(zhì)及出水標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

2處理工藝流程及構(gòu)筑物參數(shù)處理工藝流程及構(gòu)筑物參數(shù)

2.1工藝流程工藝流程印染廢水色度去除是工藝設(shè)計(jì)的主要考慮因素，本方案以運(yùn)行成本低、工藝可靠為主要設(shè)計(jì)原則，廢水采用調(diào)節(jié)+混凝沉淀+厭氧+泥膜二級(jí)好氧工藝進(jìn)行處理。已有研究表明通用的高級(jí)化學(xué)強(qiáng)氧化法脫色占地面積較少，但運(yùn)行成本較高［5-6］，好氧工藝對(duì)印染廢水色度的去除效率不高且動(dòng)力消耗大，因此該工程廢水脫色采用了生物厭氧法，主要是考慮到企業(yè)預(yù)留的用地不緊張，關(guān)鍵是基于色度去除為設(shè)計(jì)優(yōu)先考慮的厭氧反應(yīng)池參數(shù)設(shè)計(jì)合理可實(shí)現(xiàn)低成本脫色，大大減輕后續(xù)處理的負(fù)荷和難度。具體工藝流程見(jiàn)圖1。芬頓氧化池、活性污泥曝氣池、生物接觸氧化池等主要構(gòu)建筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

2.2工藝特色工藝特色該工藝主要特色是基于色度去除的生物厭氧技術(shù)的應(yīng)用，并將PVA退漿廢水設(shè)計(jì)了單獨(dú)芬頓氧化預(yù)處理后再與其他廢水混合、厭氧之后采用泥膜法二級(jí)好氧處理以及終端絮凝沉淀池，整套系統(tǒng)動(dòng)力消耗較低和化學(xué)絮凝劑消耗相對(duì)不高，具有低成本優(yōu)勢(shì)。

1）PVA漿料廢水單獨(dú)預(yù)處理。PVA為帶羥基的多元醇，其水溶液具有良好的穩(wěn)定性，BOD5/COD值小于0.01，屬于典型的難生物降解物。本方案將1000m3/d PVA漿料廢水單獨(dú)收集后，方案設(shè)計(jì)利用芬頓試劑進(jìn)行強(qiáng)氧化預(yù)處理，以降低廢水中PVA的聚合度，轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀捉到獾挠袡C(jī)化合物。芬頓氧化反應(yīng)池總?cè)莘e為372m3，分為4組，水力停留時(shí)間HRT為2.8h，設(shè)計(jì)芬頓氧化pH為5左右，工程調(diào)試后改變了原設(shè)計(jì)操作，實(shí)際運(yùn)行停掉了調(diào)酸系統(tǒng)，藥劑只投加H2O2，預(yù)處理平均COD去除率可達(dá)80%左右。

2）厭氧脫色。考慮該廢水COD濃度屬于中等，為節(jié)省建設(shè)成本，厭氧池設(shè)計(jì)為不完全的UASB（沒(méi)有三相分離器），由池體、填料、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布水系統(tǒng)、溢流排水系統(tǒng)和排泥系統(tǒng)五部分組成，共8格，單格尺寸為L(zhǎng)×W×H=14.8m×10.8m×7.0m。廢水水力停留時(shí)間為48h，內(nèi)置高度2.0m的彈性聚烯烴類(lèi)、聚酰胺類(lèi)填料2554m3，安裝點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布水系統(tǒng)8套，每套服務(wù)面積2m2，以保證布水均勻性并兼顧經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)HJ471－2020，水解酸化池（厭氧池）容積負(fù)荷宜按0.7～1.5kgCOD/（m3?d）設(shè)計(jì)，本工程厭氧池進(jìn)水COD540mg/L，實(shí)際容積負(fù)荷為0.27kgCOD/（m3?d），遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范的推薦值，主要設(shè)計(jì)理念是優(yōu)先側(cè)重厭氧池脫色這一功能，其次為降解COD，因此容積負(fù)荷設(shè)計(jì)得較低，水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，實(shí)際運(yùn)行效果良好且穩(wěn)定，脫色效率高達(dá)85%，COD去除率為52%。

3）泥膜法二級(jí)好氧處理。廢水經(jīng)厭氧處理后進(jìn)入二級(jí)好氧系統(tǒng)即活性污泥反應(yīng)池+生物接觸氧化池。一級(jí)好氧池為活性污泥工藝，污泥濃度4000mg/L，污泥回流比為100%，水力停留時(shí)間（HRT）為27h，污泥負(fù)荷為0.1kgCOD/（kgMLSS?d），對(duì) 比HJ471－2020建 議 的 污 泥 負(fù) 荷0.3～0.5kgCOD/（kgMLSS?d），本方案污泥負(fù)荷遠(yuǎn)比推薦值低，處理效果有保證。二級(jí)好氧構(gòu)筑物為生物接觸氧化池，共10格，單格尺寸L×B×H=9.8m×7.4m×6.0m，HRT為24h，容積負(fù)荷為0.13kgBOD5/（m3填料?d），遠(yuǎn)低于HJ471建議的污泥負(fù)荷0.4～0.8kgBOD5/（m3填料?d），該套處理系統(tǒng)已經(jīng)正常運(yùn)行超過(guò)7年，效果很好，水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

4）初沉池和終沉池強(qiáng)化絮凝沉淀作用。本方案初沉池和終沉池均設(shè)計(jì)了投加絮凝劑系統(tǒng)。初沉池投加絮凝劑主要考慮是印染廢水中細(xì)小懸浮物濃度高，自然沉淀效率較低，投加絮凝劑形成較大礬花，同時(shí)改變其密度，改善沉淀?xiàng)l件；初沉池設(shè)計(jì)表面水力負(fù)荷為0.92m3/（m?h），水力停留時(shí)間HRT為6.48h。終沉池投加絮凝劑是考慮生物接觸氧化池中老化的生物膜比重較輕，顆粒細(xì)小，難以自然沉降去除，加入絮凝劑可改善沉淀?xiàng)l件和效果；終沉池設(shè)計(jì)表面水力負(fù)荷為0.92m3/（m?h），水力停留時(shí)間為HRT為4.3h。

3運(yùn)行情況及效果分析運(yùn)行情況及效果分析

3.1運(yùn)行情況運(yùn)行情況本工程已穩(wěn)定運(yùn)行7年以上，處理效果良好。由于廢水產(chǎn)生的實(shí)際情況以及從節(jié)能、節(jié)材、簡(jiǎn)化運(yùn)行角度考慮，實(shí)際運(yùn)行情況與最初設(shè)計(jì)有些變化，主要包括以下幾個(gè)方面：

1）改變芬頓氧化為H2O2氧化。工程調(diào)試階段，為找到最佳的投加比例和少投加藥劑，多次調(diào)整H2O2與FeS04投加比例，當(dāng)停掉加酸和FeSO4只投加H2O2，芬頓氧化出水COD去除率有所降低，但降低幅度較小，為8%～12%左右，考慮系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，以及芬頓氧化只作為提高可生化性的預(yù)處理工序，后續(xù)的運(yùn)行氧化池只投加了H2O2，溫度較低的季節(jié)（秋末到翌年的初春）H2O2投加量為高溫季節(jié)（春末到秋初）投加量的1.5～2倍，日均H2O2投加量約3t/d。

2）廢水COD濃度低于設(shè)計(jì)值，運(yùn)行中停用了厭氧池污泥回流裝置。設(shè)計(jì)及工程建設(shè)時(shí)設(shè)置了厭氧池的污泥回流系統(tǒng)，調(diào)試穩(wěn)定后發(fā)現(xiàn)進(jìn)水COD僅為設(shè)計(jì)值的70%左右，通過(guò)觀(guān)察污泥回流比的影響，發(fā)現(xiàn)省略污泥回流對(duì)厭氧池的脫色效果影響不大，這樣不僅節(jié)省動(dòng)力消耗，也減少設(shè)備維護(hù)工作和費(fèi)用。

3）運(yùn)行中停用了冷卻塔。方案設(shè)計(jì)時(shí)考慮混合廢水溫度較高，特別是夏季，不利生化處理，調(diào)節(jié)池末端設(shè)計(jì)了冷卻塔，以達(dá)到降溫的目的。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，自然降溫后不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，故停用了3臺(tái)冷卻塔的運(yùn)行，節(jié)省了動(dòng)力消耗。3.2運(yùn)行效果分析運(yùn)行效果分析該污水工程已經(jīng)運(yùn)行7年以上，2019年系統(tǒng)出水主要指標(biāo)見(jiàn)表3。

由表3可知，綜合廢水處理總?cè)コ蔆OD為96.5%、色度為93.8%、SS為88.9%、氨氮為86.4%、總磷為94.8%。整套系統(tǒng)運(yùn)行效果良好，特別是厭氧池對(duì)于色度的去除率達(dá)到85%，對(duì)于色度的達(dá)標(biāo)排放起到了決定性的作用，而厭氧脫色能耗極低，且不消耗化學(xué)藥劑，是值得推廣的綠色技術(shù)。

4工程建設(shè)投資及運(yùn)行成本工程建設(shè)投資及運(yùn)行成本工程2013年建成投產(chǎn)，建設(shè)總投資為1380萬(wàn)元，其中土建部分投資為900萬(wàn)元，工藝設(shè)備及安裝工程投資為480萬(wàn)元。廢水處理成本：電費(fèi)為0.40元/m3；人員以4人計(jì)，工資以2600元/（人·月）計(jì)，人員工資為0.09元/m3；藥劑費(fèi)包括氧化池過(guò)氧化氫、初沉池、終沉池投加絮凝劑和污泥處理調(diào)理藥劑總計(jì)為1.8元/m3；總處理成本為2.3元/m3廢水。

5結(jié) 論結(jié) 論針對(duì)含PVA的中濃度印染廢水特點(diǎn)，采用分質(zhì)預(yù)處理再混合處理模式，含PVA的退漿廢水采用“強(qiáng)氧化預(yù)處理+曝氣調(diào)節(jié)降溫”處理；綜合廢水采用“調(diào)節(jié)池-絮凝初沉池-厭氧-泥膜法二級(jí)好氧-絮凝沉淀”的工藝流程，厭氧池強(qiáng)化脫色功能，設(shè)計(jì)HRT48h，脫色高效節(jié)能，降低了好氧處理負(fù)荷，二級(jí)好氧工藝設(shè)計(jì)了較低的容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷，實(shí)際運(yùn)行中簡(jiǎn)化了PVA廢水氧化藥劑投加、停用了厭氧池污泥回流和冷卻塔，整套系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)滿(mǎn)足GB4287－2012表2直接排放標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)的具體要求。廢水處理成本為2.3元/m3。

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