殷家毅

（東莞市石鼓污水處理有限公司長安分公司，廣東 東莞 523000）

廢水水解主要是指水解酸化的處理過程，其屬于厭氧消化過程中的第一、第二環(huán)節(jié)。在此之前，主要作為厭氧處理方式中的預(yù)處理階段。但是，對(duì)于生物降解難度較高的物質(zhì)而言，這種方法具有非常明顯的分解優(yōu)勢和處理功能。因此，在工業(yè)污水處理系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用于生化系統(tǒng)的預(yù)處理階段，通過水解、酸化階段將廢水中難降解的有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，以提高廢水的可生化性。由于印染產(chǎn)生的廢水具有難生物降解的特點(diǎn)，所以水解酸化在現(xiàn)有印染領(lǐng)域內(nèi)的廢水處理中有著十分廣泛的運(yùn)用。但是，由于部分老舊水解酸化池工藝設(shè)計(jì)較為落后，處理效果不佳，不少印染企業(yè)在提標(biāo)壓力下只能將其工藝進(jìn)行升級(jí)改造。

1 項(xiàng)目概述

新時(shí)期背景下，我國沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度不斷加快，在此期間，部分地區(qū)的大量印染廢水在未經(jīng)專業(yè)處理的情況下，會(huì)被直排到河流中，最終對(duì)流域內(nèi)的水體造成嚴(yán)重污染，同時(shí)也對(duì)周邊地區(qū)的居民生活造成嚴(yán)重危害。為進(jìn)一步改善受污染地區(qū)的流域水資源綜合環(huán)境，某企業(yè)進(jìn)行提標(biāo)改造以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)：由于原水解酸化池效果不佳，計(jì)劃將其改造為EBOTM升流式水解酸化池。

該印染企業(yè)主要以染色、染料及印花為主，原材料大多為毛紗材料、麻棉紗材料、各類成衣材料、純棉經(jīng)紗以及多種染料和助劑。經(jīng)過實(shí)測發(fā)現(xiàn)該企業(yè)排放的廢水水質(zhì)與其他常規(guī)印染廢水水質(zhì)比較接近，在充分結(jié)合環(huán)境影響報(bào)告書以后，將實(shí)測進(jìn)水水質(zhì)作為研究基礎(chǔ)，同時(shí)適當(dāng)留出操作余地，進(jìn)一步確定設(shè)計(jì)方案的進(jìn)水水質(zhì)。處理后的尾水會(huì)直接排入到江河中，最終匯入海洋。尾水排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)需要以《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287-2012）及其修改單表2和《水污染物排放限值》（DB 44/26-2001）第二時(shí)段一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為參考；對(duì)于回用水而言，需要考慮低質(zhì)回用水以及高質(zhì)回用水兩種，具體標(biāo)準(zhǔn)需要對(duì)比《紡織染整工業(yè)廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 471-2009）及《紡織染整工業(yè)回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（FZ/T 01107-2011）有關(guān)回用水方面的水質(zhì)要求，進(jìn)一步確定設(shè)計(jì)階段的回用水水質(zhì)。上述3種水質(zhì)指標(biāo)詳見表1。

從表1可知，該廠實(shí)際進(jìn)水的平均COD大約為1 200 mg/L，進(jìn)水B/C值為0.25，可生化性較差。該廠原污水處理工藝流程為：進(jìn)水→調(diào)節(jié)池→絮凝沉淀池→水解酸化池→缺氧池→接觸氧化池→二沉池→出水。本次工程中的進(jìn)水SS、COD、TP三項(xiàng)指標(biāo)較高，原設(shè)計(jì)中已有預(yù)處理設(shè)施，借助加藥及沉淀作用，可以達(dá)到控制進(jìn)入生化工藝處理階段的懸浮物負(fù)荷水平，從而去除部分難降解的不溶性有機(jī)物，能夠在一定程度上降低生物處理負(fù)荷，達(dá)到進(jìn)入水解酸化池的水質(zhì)要求，不需額外進(jìn)行改造以配合水解酸化池的改造。參考同類型印染廢水廠提供的廢水處理經(jīng)驗(yàn)可知，該廠原水解酸化池處理效果不佳，需要在原基礎(chǔ)上進(jìn)行，本項(xiàng)目計(jì)劃改造為EBOTM升流式水解酸化池對(duì)廢水進(jìn)行處理，此項(xiàng)工藝改進(jìn)主要具有三個(gè)作用：（1）在改善生產(chǎn)廢水的可生化性方面，提升B/C值效果更佳；（2）可以起到去除SS的作用，進(jìn)一步降低出水SS的含量，降低后續(xù)工藝的負(fù)荷；（3）在回流系統(tǒng)的作用下，可有效調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，在抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力方面有突出表現(xiàn)。

表1 實(shí)際進(jìn)水、設(shè)計(jì)出水及回用水水質(zhì)表

2 水解酸化工藝類型選擇分析

常規(guī)情況下，水解酸化池分為三種不同形式：升流式水解酸化反應(yīng)池、復(fù)合式水解酸化反應(yīng)池及完全混合式水解酸化反應(yīng)池。詳見圖1。

圖1 水解酸化池系統(tǒng)主要運(yùn)行形式圖

本工程在原水解酸化池基礎(chǔ)上進(jìn)行提標(biāo)改造，由于用地面積較為緊張，本工程并未完全采用混合式設(shè)計(jì)的形式。同時(shí)，由于項(xiàng)目成本問題及改造后高濃度污泥為懸浮狀態(tài)，所以并不需要借助填料維持水解酸化流程，而是借助回流系統(tǒng)的水解酸化池在污泥量充足時(shí)具備足夠的分解能力。如果應(yīng)用復(fù)合法進(jìn)行處理，首先是池內(nèi)很容易出現(xiàn)高濃度污泥堆積，導(dǎo)致填料出現(xiàn)堵塞問題；其次則是應(yīng)用填料會(huì)導(dǎo)致布水不均勻，進(jìn)而造成局部區(qū)域出現(xiàn)清理死角，最終影響處理效果?；诖?，相關(guān)人員需要按照進(jìn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的不同，采用新型升流式水解酸化方法進(jìn)行建設(shè)。但是，需要注意到以下三點(diǎn)：（1）水池內(nèi)布水支管的布水均勻性問題；（2）避免布水孔洞的堵塞問題，如果布水區(qū)內(nèi)存在污泥濃度較高，同時(shí)流速較小的出水洞，非常容易出現(xiàn)污泥堵塞現(xiàn)象，導(dǎo)致不均勻問題加?。唬?）布水不均問題會(huì)造成局部上升流速大，并且質(zhì)量較輕，使厭氧污泥更容易隨出水一起流到后續(xù)的好氧池處理環(huán)節(jié)，最終對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行效率造成不利影響［1］。

基于此，可以使用EBOTM升流式水解酸化系統(tǒng)進(jìn)行專門處理，將其與常規(guī)升流式水解酸化池進(jìn)行對(duì)比，這種處理系統(tǒng)自身帶有混合液回流系統(tǒng)，可以有效調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境平衡，進(jìn)一步提升耐沖擊能力，并且還可以達(dá)到泥水分離的效果?；旌弦夯亓飨到y(tǒng)通過設(shè)置自控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝的控制，此時(shí)的回流泵設(shè)備能夠在準(zhǔn)確的回流比動(dòng)態(tài)控制下完成處理任務(wù)?；亓饕和ㄟ^回流泵設(shè)備實(shí)現(xiàn)加壓，與進(jìn)水在進(jìn)水口位置匯合，形成一種高速水流，同時(shí)再配有專門的噴射式布水頭，就不再需要借助外部能耗即可實(shí)現(xiàn)水力攪拌作用，這在一定程度上還起到水質(zhì)調(diào)節(jié)的作用。在回流系統(tǒng)加壓作用下還可以避免進(jìn)口出現(xiàn)污泥堵塞問題，對(duì)污泥保持懸浮狀態(tài)起到積極作用，處理效果更佳。在上述內(nèi)容中，回流系統(tǒng)中設(shè)置的回流管道實(shí)際高度需要按照項(xiàng)目實(shí)際情況做出合理調(diào)整。單套池體分別由五個(gè)不同的系統(tǒng)組成，分別為：反應(yīng)池體系統(tǒng)、布水器系統(tǒng)、均勻布水系統(tǒng)、出水及集水槽系統(tǒng)以及均勻吸水回流系統(tǒng)［2］。EBOTM升流式水解酸化池工作原理詳見圖2。

圖2 EBOTM升流式水解酸化池示意圖

EBOTM與常規(guī)水解酸化池信息對(duì)比詳情如表2內(nèi)容所示：

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 水解酸化池的改造設(shè)計(jì)

本次工程為提標(biāo)升級(jí)改造工程，原水解酸化池為普通填料式水解酸化池，原設(shè)計(jì)在水力上還出現(xiàn)了短流的情況，且填料使用時(shí)間較長會(huì)出現(xiàn)老化情況，導(dǎo)致最終處理效果不佳，因此，需要對(duì)原有水解酸化池進(jìn)行升級(jí)改造。EBOTM升流式水解酸化池體整體設(shè)計(jì)為矩形結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵こ痰慕Y(jié)構(gòu)緊湊、流程短以及占地少等特征，所以改造方案設(shè)定為合建式水解池工程。工程主體分為2格（保持原格局2格并排），其中每格的污水處理量標(biāo)準(zhǔn)為2 000 m3/d，2格使用同一組出水槽裝置?？偝叽鐬?6.0 m×10.0 m，建筑占地總面積為260 m2，建筑內(nèi)池高設(shè)定為5.5 m，設(shè)定有效水深標(biāo)準(zhǔn)為5 m，水力停留時(shí)間設(shè)定為7.8 h。任一單格池均需要配備一套專門的升流式發(fā)生器設(shè)備，主要包括布水器設(shè)備、布水系統(tǒng)、回流系統(tǒng)以及排泥系統(tǒng)等，共布設(shè)兩套EBOTM升流式水解酸化發(fā)生處理系統(tǒng)。

在本次改造工程中，主要是將普通的水解酸化池改造為以EBOTM升流式水解酸化池為主，池型組合設(shè)計(jì)十分巧妙，具備齊全的處理功能，并且整體格局和結(jié)構(gòu)十分緊湊。在正常運(yùn)行時(shí)，升流式布水器設(shè)備可以利用回流裝置形成虹吸，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)水流速及回流比的控制，同時(shí)可將主管道中存在的空氣抽走，確保主管道內(nèi)部空間可以形成一定水平的真空度。因?yàn)榇藭r(shí)池中的水流速度相對(duì)較快，所以對(duì)應(yīng)的布水任務(wù)可以在較短時(shí)間內(nèi)全部完成，從而進(jìn)一步達(dá)到升流式裝置的實(shí)際處理效果。同時(shí)，還能夠充分?jǐn)嚻鸪氐壮练e的污泥和雜物，以保證池內(nèi)的污水以及污泥等都能夠達(dá)到充分混合的效果，并始終維持在流化狀態(tài)。此時(shí)，水解、酸化階段的優(yōu)勢微生物能夠與污水中存在的有機(jī)物進(jìn)行充分接觸，從而可以將污水中難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子有機(jī)物。這些小分子有機(jī)物在回流系統(tǒng)的作用下經(jīng)充分接觸并反應(yīng)后，能夠有效保證廢水的最終處理效果達(dá)到理想水平，使系統(tǒng)內(nèi)保持懸浮污泥濃度在15～25 g/L之間，監(jiān)測污泥濃度并通過排泥管定期排泥，防止污泥齡過長影響處理效果。

3.2 水解酸化池運(yùn)行效果

本次工程在調(diào)試運(yùn)行時(shí)間達(dá)到3個(gè)月以后，在該企業(yè)的配合下，EBOTM升流式水解酸化池進(jìn)入到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)的EBOTM水解酸化池進(jìn)、出水水質(zhì)最終監(jiān)測結(jié)果詳見表3。

表3 EBOTM升流式水解酸化池運(yùn)行效果

完成調(diào)試后，EBOTM水解酸化池深度為3 m位置的污泥濃度約為14 000 mg/L，池深4.2 m位置排泥管取出污泥樣測得污泥濃度為16 000 mg/L。對(duì)經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行后的數(shù)據(jù)分析可知，相對(duì)于改造前，EBOTM升流式水解酸化池能夠?qū)﹄y降解廢水產(chǎn)生更優(yōu)質(zhì)的處理效果，COD的去除率可以達(dá)到24%以上，最高可達(dá)到36%（改造前僅有8%～15%的去除率）；BOD的去除率可以達(dá)到15%以上，最高可達(dá)到25%以上（改造前僅有6%～14%的去除率）；SS的平均去除率可達(dá)50%，最高可達(dá)56%（改造前僅有30%～36%的去除率），并且受進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)的影響較小。但是，改造后的EBOTM水解酸化池在對(duì)氨氮、總氮以及總磷時(shí)的去除效果依然沒有明顯提升，若需對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行提標(biāo)排放，存在一定的使用限制［3］。

4 結(jié)語

綜上所述，針對(duì)部分難降解類型的工業(yè)廢水，需要在好氧處理工藝前端選擇出更合適的水解酸化方式，以確保處理方案的合理性和可靠性。本工程改用EBOTM水解酸化池后，面對(duì)水質(zhì)波動(dòng)和高負(fù)荷條件時(shí)，有較好的調(diào)節(jié)能力及耐高負(fù)荷的特點(diǎn)，仍可保持較高水平的污染物去除率，從而有效提升廢水的可生化性，同時(shí)還可以減少后續(xù)階段構(gòu)筑物的處理負(fù)擔(dān)。在抗沖擊負(fù)荷方面和出水水質(zhì)方面具有顯著優(yōu)勢。因此，EBOTM水解酸化池在未來階段的工業(yè)廢水預(yù)處理中具有很好的發(fā)展前景。