臭氧-BAF用于印染廢水處理的案例分析

劉丙江

（中持水務股份有限公司，北京100192）

1 工程概況

該項目污水主要來源于企業生產的梭織染紗、針織染紗、染棉、后整理工序和洗水車間及少量生活污水。2012年實施新標準，要求出水CODcr小于80mg/L，處理廠可能出現超標的風險。鑒于上述情況，擬對現有污水廠進行提標設計，根據目前的實際處理水量，要求設計處理能力為25000m3/d。考慮到后續國家排放標準提高的可能性及出水達標的穩定性、安全性，計劃為改造后的處理系統具備最終出水CODcr穩定在60mg/L及以下的能力，同時在排放標準允許的情況下，通過調整運行參數可使出水CODcr穩定在80mg/L以下，從而降低運行費用，達到經濟性最佳的運營狀況。

2 工藝流程

2.1 印染廢水成分分析

印染廢水成分復雜，主要是以芳烴和雜環化合物為母體，并帶有顯色基團（如：-C=C-、-N=N-、-N=O=、=C=O等）及極性基團（如：-SO3Na、-OH、-NH2），含少量親水基團但分子量很大或完全不含親水基團的染料分子，在水中常以膠體形式存在［1］，屬于較難處理的廢水。目前的常規方法是采用物化+生化的處理工藝，勉強可滿足舊標準的要求，CODcr基本能穩定在100mg/l左右。但要達到新標準要求CODcr穩定在60mg/l以下，還需要進一步處理。

2.2 印染廢水深度處理難點分析

印染廢水中含有大量難以生物降解的有機物，深度處理中，如何進一步去除水中CODcr是關鍵，首先提高廢水的可生化性，再通過深度處理工藝使出水水質達標。目前，國內外仍采用以生物法為主、化學法或物理法為輔的組合處理方法，這些技術均存在一些不足之處，且技術投資、運行費較高，企業不易接受。

2.3 進出水各項指標（單位：mg/L）

化學需氧（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、懸浮物、色度（稀釋倍數）、氨氮、總磷進水分別為120、25、60、40、10、0.5，出水分別為60、15、20、30、8、0.5。

2.4 處理系統工藝流程

原系統二沉池出水→調節池→泵→高效沉淀池→臭氧接觸催化池→曝氣生物濾池→砂濾罐→清水池→重力流入原系統排江水池。

系統產生的污泥→剩余污泥泵→原系統初沉池。

3 主要構筑物及設備

3.1 高效沉淀池單元

設置目的：去除水中懸浮物、降低進水CODcr。

工作原理：在混合反應區內靠攪拌器的提升作用完成泥渣、藥劑、原水的快速凝聚反應，然后經葉輪提升至推流反應區進行慢速絮凝反應，以結成較大的絮凝體，再進入斜管沉淀區進行分離。澄清水通過集水槽收集進入后續處理構筑物，沉淀物通過刮泥機刮到泥斗中，經容積式循環泵提升將部分污泥送至反應池進水管，剩余污泥排放。

建筑結構：數量為2座；混合區凈尺寸為2.5m×2.5m×6.0m，水力停留時間3.9min；絮凝區凈尺寸為4.5m×10.0m×6.0m；澄清區凈尺寸為10.0m×10.0m×6.0m，斜管區上升流速11.40m/s。

主要設備配置：斜管，158m2；混合區攪拌器，2臺；絮凝區攪拌器，4臺；配套導流筒；污泥濃縮機，2臺；回流污泥泵，3臺（2用1庫備）。

3.2 臭氧氧化單元

設置目的：設置臭氧系統主要用于去除部分CODcr和SS，并同時提高廢水的可生化性。臭氧系統選擇3套單臺制備能力為25kg/h臭氧設備，2用1備。

配置氣源控制系統，內循環冷卻水系統，投加系統、尾氣破壞系統及配套的自動控制（PLC）、檢測儀器等。使用合格氧氣氣源，經在線露點儀監測后，分別進入每臺臭氧發生器，經粉塵過濾器過濾氣體中的雜質顆粒后，再經調壓閥調壓穩壓、壓力監測后進入臭氧發生室。臭氧發生器進氣管路上設計了安全閥，當系統壓力超過設計值后開啟，以保證系統工作安全。在臭氧發生室內的中頻高壓電場內，部分氧氣變成臭氧，產品氣體為臭氧化氣體，經壓力、溫度檢測，從自動調節閥后排出。3臺臭氧出氣匯到一條主管道后通向投加臭氧接觸池。

建構筑物：臭氧接觸池1座，分2格，全地上式鋼筋砼結構；規格尺寸27.5×10.4×8.0m。臭氧發生器間1座，框架結構;規格尺寸25.0×10.5×6.0m。

主要設備：①進口臭氧發生器2臺，單臺產氣量25kg/h，氧氣源；②國產臭氧發生器1臺，單臺產氣量25kg/h，氧氣源；③循環冷卻系統。螺桿冷水機組1臺；配套用冷卻塔1臺；保溫水箱1臺，5m3，不銹鋼SS304材質。

3.3 曝氣生物濾池單元

設置目的：經臭氧氧化后，水中難以生物降解的長鏈、大分子有機物轉化為較小且可生物降解的有機物，同時臭氧還增加了水中的溶解氧含量。上述兩種因素都有利于好氧菌的生長繁殖，所以臭氧工藝與曝氣生物濾池結合在一起，能取得滿意的處理效果。曝氣生物濾池同時具有生物氧化降解和過濾作用[2]，因而可獲得高品質的出水水質，其出水可滿足排放標準的要求。對工業廢水，即使在可生化性不強的情況下，曝氣生物濾池處理效果也優于一般的工藝，因為曝氣生物濾池處理有機物不僅依賴于生物氧化，還存在顯著的生物吸附和過濾作用，不僅可去除粒徑較大的污染物，還可吸附去除一些可生化性不強的物質。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超過20mg/l，出水非常清澈透明。

建構筑物：曝氣生物濾池8座，半地上式鋼筋砼結構；規格尺寸9.6×8.0×6.5m；有效水深6.0m。

主要設備：陶粒濾料1966m3，粒徑3～5mm；長柄濾頭22680套，ABS材質；曝氣風機10臺（2臺庫備），羅茨。

4 運行效果

通過一段時間運行，實際來水量約為24000噸/天，測得進出水水質匯總如下表。

進出水各項指標 單位：mg/L

5 經濟分析

運營期間測得數據為：液氧消耗約0.20～0.34元/噸，電耗約0.21～0.35元/噸，噸水消耗約0.51～0.84元。符合各項經濟技術指標。

綜上所述，采用該工藝,出水各項指標均能達到紡織染整工業水污染物排放標準（GB4287～2012）中直接排放的出水水質要求。

［1］張林生，蔣嵐嵐.染料廢水的脫色方法［J］.化工環保，2000（1）：14-18.

［2］張自杰.排水工程（第四版）［M］.北京：中國建筑工業出版社，1999.