水解酸化-活性污泥法处理印染废水研究

Posted 2023-01-12 活性污泥法

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以江苏某印染企业废水工程为例，探讨了水解酸化-活性污泥法在印染废水处理中的应用。结果表明该工艺可以较好地解决PVA、染料的处理问题，印染废水处理后达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)一级排放标准。与传统的物理化学-生化法相比，该工艺具有处理效率高、运行稳定、动力消耗低和污泥量少等优点。
据不完全统计，我国每天排放的印染废水约为300万～400万，t年排放量约为6.5亿t。而印染废水具有有机物含量高、成分复杂、色度深、pH值高、水质变化大等特点，是国内外公认的难处理的工业废水之一。目前，我国印染废水处理普遍采用物化处理+生化处理工艺[3～5]。但近年来，由于新型纺织纤维的开发，聚乙烯醇(PVA)浆料、人造丝碱物、新型助剂等难降解有机物大量进入印染废水，使废水的可生物降解性能变差，使传统的生物处理工艺受到严重的挑战。国家环境保护总局2006年发布HJ/T185-2006《清洁生产标准纺织业(棉印染)》。政府对节能减排要求提高，使很多印染企业核定的排污指标不够用。如何节能减排，达到清洁生产审核要求，成为棉印染企业和环保工作者的一个研究课题。为了降低能耗及去除废水中较难降解的有机污染物，近年来国内外都开展了一些研究工作，提出了各种针对印染废水的处理技术和方案[6～9]。文中探讨了水解酸化-活性污泥法处理印染废水的工艺，并成功应用于江苏某印染企业的废水处理中。
1 工程概况
1.1 水质情况
江苏某染织实业有限公司是一家从事纱线到成衣一条龙生产线的企业，设计规模为5000t/d，其中包括800t/d的浆染废水和4200t/d的其他废水。在其排污口取样多次，监测分析印染废水水质情况，详见表1。

其废水的特点是：①污水中含大量染料分子，可生化降解性差；②各股污水浓度及水量差异大；③染织废水的水温较高，通常为40℃左右，夏季达到40℃以上，对生物处理不利；④色度变化大，原水pH值偏碱。
1.2 工艺流程
由于待处理印染废水的BOD5/COD为0.2～0.28，是难生物降解的水体，并且水中的有机物对微生物有一定的抑制作用。综合考虑本方案拟采用物化+生化+物化的处理方案。前段采用水解酸化工艺将染织污水中大分子、难降解的有机物转化为小分子的有机物，提高污水的BOD/COD，为后续好氧生化处理创造条件，同时去除大部分的色度；考虑到活性污泥法对有机物的处理效率高达90%～95%，好氧生物处理拟采用改良的推流式活性污泥法(活性污泥法和接触氧化法相结合的方法，在推流式曝气池的前端设置为活性污泥，在最后一段设置填料，成为接触氧化法)，这样可以避免污泥膨胀现象，且污泥沉降性能较好。具体工艺流程见图1。
2 废水处理效果
2.1 浆染废水处理结果
由表2可知，浆染废水(800t/d)经过前期的物化处理，COD的去除率达到了43%，色度、S2-和SS的去除率分别为80%、80%和70%，水体也呈弱酸性。
2.2 混合废水处理结果
经预处理后的浆染废水(800t/d)与其他废水(4200t/d)混合后的废水(5000t/d)COD为1216mg/L，BOD为404mg/L，SS为454mg/L，硫化物为26mg/L，色度为936。
混合废水(5000t/d)用水解酸化-活性污泥法工艺流程处理后的结果见表3(表中的排放标准是指《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)Ⅰ级标准)。

水解酸化-活性污泥法处理印染废水的工艺可以较好地解决PVA、染料的处理问题。由表4可知，印染废水经过该工艺处理后，其COD、BOD5、色度、S2-和SS的去除率分别达到93%、94.6%、97%、96.9%和89.2%，所有指标均达到国家排放标准。
2.3 工艺讨论
(1)鉴于印染生产的产品经常变化，致使排放的废水水质变化较大，调节池容量应足够大，本设计中停留时间达到6h，使废水的水质、水量得到充分调节，保证调节池出水水质稳定。
(2)该工艺中水解酸化池是关键的处理设施，本设计中水解酸化池从底部进水，顶部出水，采用脉冲布水使布水均匀，减少污泥流失，同时池中装有填料，既增加了微生物量，又可防止污泥上浮。另外，进水的pH值影响微生物的降解，在水解酸化池的进出口设有pH自动监测仪，以便及时把握pH值的变化，及时调整，保证水解酸化池的稳定运行。本设计中停留时间为3～5h。
(3)印染废水中易降解的有机物比例较低，N、P含量低，不能满足微生物生长所需要的营养比例，本设计将厂区的生活污水并入一起处理。由于生活污水量较少，运行时每隔一段时间就需要添加N、P，以满足微生物的需要。
(4)印染废水通常带有一定温度，而温度较高有利于微生物的生长，设计中增加了保温措施，使冬季废水的温度能保持在16℃以上，从而在冬季也能取得较好的处理效果。
(5)由于印染废水营养匮乏，微生物生长较慢。实际运行中，剩余污泥量很少，相应的污泥处理费用低，因而总运行费用也相对较低。通常将剩余污泥排放到污泥池中储存，当水解酸化池污泥减少时，可以添加到水解酸化池中去。
(6)解决染料行业废水问题的根本出路在于工艺改革，通过采用先进的生产工艺来减排或不排废水，从源头上控制污染。在纺织印染行业推行清洁生产工艺和清洁生产审计，实现源头污染控制。既采用预防措施，又采用各种方法积极治理，并做到处理后的水循环使用，这不仅能降低水的消耗，而且可以有效地减轻印染废水对环境的污染。
3 结论
水解酸化-活性污泥法工艺在江苏某染织实业有限公司的废水处理的实际运行结果表明，废水处理后达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)一级排放标准。该工艺在印染废水处理中有良好的应用前景。