吳葉， 羅智江

（1.杭州達(dá)京環(huán)?？萍加邢薰荆?杭州 311200； 2.浙江海拓環(huán)境技術(shù)有限公司， 杭州 310051）

1 工程概況

江蘇省某印染廠主要經(jīng)營各種針織布及服裝輔料的生產(chǎn)、 整理加工等， 產(chǎn)生的廢水主要來自退漿、 煮煉、 漂白、 染色、 印花及后續(xù)整理等生產(chǎn)工藝［1-2］， 因其使用了較多不同種類的染料助劑如表面活性劑、 脫色劑、 純堿、 燒堿、 雙氧水、 元明粉等， 排放的廢水呈強堿性， COD、 SS 較高， 可生化性較差［3-5］。

廠區(qū)原有一套較為簡單的廢水處理設(shè)施， 廢水經(jīng)過加藥、 氣浮、 沉淀處理后納管外排。 為滿足廢水減排要求和后續(xù)回用的膜進(jìn)水水質(zhì)要求， 現(xiàn)新建1 套2 600 m3／d 的廢水處理系統(tǒng)， 采用氣浮-水解酸化-好氧生化處理工藝， 將廢水處理至滿足GB 4287—2012《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中表2 的間接排放限值要求。

2 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)

該工程的設(shè)計規(guī)模為2 600 m3／d。 設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)依據(jù)現(xiàn)有調(diào)節(jié)池檢測數(shù)據(jù)得到， 因現(xiàn)有調(diào)節(jié)池池容較小， 水質(zhì)波動變化較大， 進(jìn)水COD 等指標(biāo)按照較高檢測值來設(shè)計。 設(shè)計排放水質(zhì)按照GB 4287—2012 中表2 的間接排放限值來執(zhí)行。 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)見表1。 由于進(jìn)水氨氮、 TN、 堿度、 鈣離子、 鎂離子、 油脂類、 電導(dǎo)率均不超過標(biāo)準(zhǔn)排放限值， 故不作為本次工藝設(shè)計考慮指標(biāo)。

表1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)Tab. 1 Design influent and effluent water quality

3 處理工藝

結(jié)合該印染廠生產(chǎn)廢水pH 值高、 溫度高、 懸浮物和有機污染物含量高等特點， 針對性選擇了格柵截留和冷卻作為預(yù)處理系統(tǒng)， 并以氣浮去除懸浮物， 水解酸化-好氧作為主體工藝進(jìn)行處理。 新建廢水處理工藝如圖1 所示。

圖1 廢水處理工藝流程Fig. 1 Process flow of wastewater treatment

廢水經(jīng)廠區(qū)管網(wǎng)收集后流入格柵渠， 水中碎布、懸浮物質(zhì)等大顆粒（塊）雜質(zhì)被阻攔， 減少水泵等設(shè)備的堵塞和磨損。 格柵出水自流入調(diào)節(jié)池， 池內(nèi)水溫較高（40 ～60 ℃）， 經(jīng)水泵提升至冷卻塔， 出水溫度降至35 ℃后進(jìn)入主體處理工藝。 為及時反映溫度變化， 冷卻塔進(jìn)出水管道上均裝有溫度傳感器。

經(jīng)冷卻后的廢水進(jìn)入氣浮池， 并投加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）， 利用其吸附架橋等機理［6］， 聚集水中分散的懸浮粒子和膠體粒子， 加大顆粒的密度和質(zhì)量， 使得出水澄清， 不跑泥； 并通過控制pH 值自動加藥系統(tǒng)， 調(diào)節(jié)氣浮進(jìn)水pH值為6.0 ～7.0。 氣浮池中引入大量微氣泡， 形成水、 氣和固的三相混合體， 在界面張力、 氣泡上浮力和靜水壓力差［7］等多種力共同作用下， 促進(jìn)微氣泡粘附在細(xì)小懸浮物上， 因粘合體密度小于水形成浮渣， 浮渣由撇渣機收集排入污泥池， 從而去除部分不溶性有機物， 其中COD 去除率可達(dá)50% 以上， 清水流入水解酸化池。

在兼性和嚴(yán)格厭氧的水解菌作用下， 水解酸化池內(nèi)大分子和難降解的污染物水解成小分子物質(zhì)，提高廢水可生化性。 在潛水?dāng)嚢铏C的混合作用下，懸浮狀污泥隨水流入好氧池。 好氧池內(nèi)裝有可提升式微孔管式曝氣器， 以方便后期檢修維護。 向池內(nèi)鼓入充足的氧氣， 維持溶解氧質(zhì)量濃度在3.0 mg／L， 提供好氧菌適宜的生存環(huán)境。 同時， 為了保持微生物生存所必需的營養(yǎng)物質(zhì)， 根據(jù)實際進(jìn)水COD 濃度分別投加適量葡萄糖、 尿素及磷酸鹽。

好氧池出水經(jīng)過進(jìn)水配水槽和導(dǎo)流墻的雙重配水均勻流入二沉池， 進(jìn)行泥水分離后， 污泥由泵抽至污泥池， 部分回流至水解酸化池。 為增強沉降效果， 防止污泥堆積， 在泥斗內(nèi)部設(shè)置不銹鋼環(huán)形穿孔曝氣管。 二沉池上層清液由出水堰槽自流進(jìn)入中間水池， 并由泵提升至外排池達(dá)標(biāo)排放或至后續(xù)膜處理單元進(jìn)行回用處理。 該生化單元對COD 的去除效率高達(dá)85%左右。

氣浮浮渣和生化污泥進(jìn)入污泥濃縮池， 出泥含水率為98% 左右， 再由排泥泵泵入板框式壓濾機脫水， 濾液回調(diào)節(jié)池再處理， 泥餅外運。

4 處理單元及設(shè)計參數(shù)

（1） 機械格柵。 進(jìn)水渠尺寸為20.00 m × 1.70 m × 1.00 m， 內(nèi) 設(shè) 回 轉(zhuǎn) 式 機 械 格 柵1 臺， 型 號GSHZ-500×1000×8， 耙齒間隙為8 mm， 安裝傾角為75°。

（2） 調(diào)節(jié)池。 利舊， 1 座， 地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，尺寸為9.00 m×8.50 m×2.70 m， 有效水深為2.35 m， 有效池容為180 m3， 水力停留時間僅為1.7 h，這是造成水質(zhì)波動較大的主要原因。 引水罐1 個，尺寸為φ 0.8 m×1.0 m， 材質(zhì)為SS304 不銹鋼； 污水提升泵2 臺， 1 用1 備， Q ＝150 m3／h， H ＝32 m，N ＝22 kW； 設(shè)5 m 長投入式浮球液位計1 套。

（3） 冷卻塔。 方形逆流式冷卻塔1 座， 面板材質(zhì)為玻璃鋼， 外形尺寸為3.95 m×3.95 m×5.12 m，處理能力為200 m3／h。 配有雙金屬溫度計2 只， 型號MIK-WSS-411， 管道式安裝； 電磁流量計1 臺，型號為LDG-MIK-DN150。

（4） 氣浮池。 氣浮前段設(shè)混凝反應(yīng)罐1 個， 尺寸為φ 0.8 m×4.5 m， 材質(zhì)為碳鋼防腐。 氣浮池為MST-6 型淺層離子氣浮池， 處理能力為3 600 m3／d， 池體直徑為6 m， 池深為0.8 m， 水力停留時間為9 min。 配套0.36 m3／min 空壓機1 臺、 50 m3／h 溶氣泵1 臺； PAC 卸料裝置、 加藥裝置各1 套， 包括卸料泵、 加藥泵、 卸料桶和儲藥桶； PAM 自動泡藥機1 套， 配藥能力1 500 L／h。

（5） 水解酸化池。 1 座， 地上全封閉式鋼砼結(jié)構(gòu)， 分成4 格， 總尺寸為36.30 m×7.20 m×7.00 m，有效水深為6.50 m， 總停留時間為15.7 h， MLSS 質(zhì)量濃度為3 000 mg／L， 污泥負(fù)荷為0.16 kg［CODCr］／（kg［MLSS］·d）。 每格池內(nèi)均設(shè)置1 臺功率3.0 kW的潛水?dāng)嚢铏C。 池末端設(shè)置寬0.4 m， 高0.4 m 的條狀出水堰槽。

（6） 好氧池。 1 座， 鋼砼結(jié)構(gòu)， 分為8 格， 池形為不規(guī)則狀， 有效總池容為3 370 m3， 水力停留時間為31.2 h， MLSS 質(zhì)量濃度為3 000 mg／L， 容積負(fù)荷為0.54 kg［COD］／（m3·d）。 配置羅茨鼓風(fēng)機1套， Q ＝46.02 m3／min， P ＝73.5 kPa， N ＝90 kW； 可提升式微孔曝氣器若干， 尺寸為φ 65 mm×1 000 mm， 2 根為1 套； 風(fēng)機主管裝有一體式渦街流量計， 型號LUGB-MIK-DN300。

（7） 二沉池。 1 座， 鋼砼結(jié)構(gòu)， 尺寸為21.40 m×7.35 m×7.00 m， 表面負(fù)荷為0.69 m3／（m2·h），污泥回流比為100%。 池子進(jìn)水端設(shè)置配水堰和高2.5 m 的配水擋墻， 出水端設(shè)回字形出水槽； 池子底部設(shè)2 排污泥斗， 每排5 個， 每個泥斗斗高3.2 m， 其斜坡與地平夾角呈60°。 配備污泥回流泵2臺， 1 用1 備， Q ＝100 m3／h， H ＝15 m， N ＝7.5 kW；一體式電磁流量計1 臺， 型號LDG-MIK-DN150。

5 系統(tǒng)運行分析

該生化處理系統(tǒng)于2019 年7 月開始進(jìn)入正式調(diào)試階段， 目前進(jìn)水水質(zhì)水量均在設(shè)計范圍之內(nèi)，系統(tǒng)運行穩(wěn)定， 出水狀況良好， 各項指標(biāo)滿足GB 4287—2012 中表2 的間接排放要求， 達(dá)標(biāo)排放。近2 個月來的平均出水水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。

表2 系統(tǒng)出水指標(biāo)運行監(jiān)測數(shù)據(jù)Tab. 2 Monitoring data of effluent water quality

（1） 廠區(qū)實際處理廢水量基本維持在2 000 ～2 400 m3／d。 由于工藝前段受水質(zhì)波動影響較大，廢水在經(jīng)氣浮處理后， COD 去除率為45%～60%；經(jīng)后期生化處理后， 二沉出水的COD 總?cè)コ史€(wěn)定在85%～95%。

（2） 系統(tǒng)運行期間， 根據(jù)水質(zhì)水量變化， 控制鼓風(fēng)機的曝氣量， 好氧池內(nèi)溶解氧質(zhì)量濃度保持在（3.0 ± 0.5） mg／L； 運行初期SV30為5% ～7%， 目前達(dá)到9%～12%， 反映出污泥沉降性能良好， 可通過SV30值的大小控制二沉池的排泥。

（3） 整個系統(tǒng)使用藥劑包括碳源（葡萄糖）、PAC、 PAM、 磷酸二氫鉀等， 其中固體PAC 投加量為350 ～450 mg／L。

6 投資及運行費用分析

該項目前期設(shè)備投資（不包括土建部分）費用為195 萬元。

運行期間主要費用包括藥劑費、 電費和人工費。 其中藥劑費為1.70 元／t［水］； 電能主要消耗在一些較大型的設(shè)備如各類水泵、 污泥泵、 風(fēng)機、 冷卻塔、 壓濾機等， 共計0.9 元／t［水］； 人工費用為0.29 元／t［水］。 總計運行成本為2.89 元／t［水］。

7 結(jié)語

采用冷卻塔預(yù)處理降溫、 氣浮-水解酸化-好氧生化組合工藝處理印染廢水， 污染物可得到有效去除。 目前， 現(xiàn)場出水水溫適宜（35 ℃左右）， pH值為中性， 電導(dǎo)率在1 400 μS／cm 以內(nèi)， COD 質(zhì)量濃度小于100 mg／L， SS、 色度、 氨氮等指標(biāo)出水穩(wěn)定， 均已達(dá)到GB 4287—2012 排放要求。

整套生化廢水處理系統(tǒng)配備PLC 自控程序，系統(tǒng)可操作性和便捷服務(wù)性能得到增強， 工作量大大減少， 站內(nèi)人員管理輕松簡便。