生物組合法處理高濃度棉紡退漿廢水的工程實踐

申發明

【摘要】染整工業近年大量使用PVA漿料、新型染料、助劑等難降解有機物，上述物質大量進入印染廢水，對傳統的廢水處理工藝構成嚴重挑戰，COD濃度也從原來的數百毫克每升上升到3000～5000mg/l。本文針對棉紡染整廢水的特點，采用混凝沉淀+上流式厭氧流化床+活性污泥法+接觸氧化法組合處理的工藝，充分設計利用活性污泥的吸附降解性能及接觸氧化法負荷高的特點，大大提高廢水處理過程的穩定性及經濟性及色度去除效率，工程運行至今效果良好。

【關健詞】厭氧流化床；生物組合法；棉紡退漿廢水

1、前言

棉毛混紡染整廢水處理的主要對象是堿度、不易生物降解或生物降解速度極為緩慢的有機質、染料色素以及有毒物質等。純棉織物染色廢水采用生物處理效果較好，棉混紡織物染色廢水及純化纖織物染色廢水的處理效果較差。

江門某紡織企業主要生產棉毛混紡高級牛仔布，因歐美市場需要擴大生產基地，擴建后日產高濃度退漿廢水2300m3，項目地處江門潭江上游，區域環境敏感，要求處理后執行廣東省地方標準《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二時段一級標準。

2、水量及進水出水質

新廠區內高濃度退漿廢水為2300m3/d，平均96m3/h，其設計PH值為10，CODcr4500mg/l，BOD51100mg/l，硫化物10mg/l，色度2600倍，懸浮物3000mg/l。

項目正常運行后出水水質標準為PH6-9，CODcr100mg/l，BOD530mg/l，硫化物0.5mg/l，色度50倍，懸浮物70mg/l。

3、廢水處理工藝流程

從水質指標可以看出，項目有機污染物濃度、懸浮物及色度嚴重偏高，廢水可生化性極差（BOD5/ CODcr=0.24），設計時須同時考慮到操作簡便性、投資運行經濟性、場地充足等因素，采用物化預處理（PFC+Ca（OH）2）后，進入上流式厭氧流化床，經水解酸化分解后，進入到活性污泥池，利用活性污泥的吸附性能提高生化時剩余色度的去除效率，活性污泥池內巧妙設置一個沉淀區域，以達到活性污泥自然回流的效果，活性污泥法處理后進入廊道式接觸氧化池，在接觸氧化池內進成一個濃度遞減帶，出水進入到二沉淀完成沉淀后達到排放標準外排。

上述工藝特點：1、運行穩定，可滿足出水要求；2、有物化處理控制，可抵抗沖擊負荷；3、自動化程度要求較低，運行管理簡單方便。

4、主要構筑物參數

4.1 格柵井。格柵井設置粗細各一道，用于去除污水中較大懸浮物，可保護水泵及后續處理單元。工藝尺寸：5.5×0.9×1.0m。

4.2 調節池。用于調節水量水質，減少沖擊負荷，停留時間（HRT）=10h，工藝尺寸：17.5×12.5×4.4m，池內設穿孔曝氣管，曝氣強度為5m3/m2min。

4.3 反應沉淀池。混凝沉淀預處理池，通過投加PFC、PAM等混凝絮凝劑初步大幅度去除廢水中的懸浮物、色度及部分有機物，設計表面負荷q=2.0m3/m2*h，工藝尺寸： 10.0×5.0×4.8m。

4.4 上流式厭氧流化床。池底設布水設施，池內設3米填料層增加污泥濃度，廢水從底均勻往上流，設計一定的流速以使污泥在底區形成懸浮層，提高水解酸化及進一步分解的效率。停留時間（HRT）=10.0h，總工藝尺寸：19.2×8.4×6.5m，分四格，內裝彈性填料484m3。

4.5 活性污泥池（含沉淀區）。采用完全混合式曝氣設計，活性污泥可充分接觸，菌膠團細菌在池中吸附了大部分的溶解底物，絲狀細菌在高基質濃度下生長緩慢，進入活性污泥池后可以防止污泥膨脹的產生，設計HRT=12.0h，總工藝尺寸：19.6×12.0×5.4m內裝微孔曝氣器654套。

4.6 接觸氧化池（成狹長形走廊）。采用組織填料比表面積大，掛膜后生物濃度高，負荷大且耐沖擊，為系統穩定運行提供保障。設計HRT=6.0h，工藝尺寸：18.3×6.8×5.5m內裝組合填料373m3，微孔曝氣器356套。

4.7 二次沉淀池。接觸氧化池脫落下來的污泥在二沉池內完成泥水分離，二沉淀采用斜管沉淀池，分區排泥，避免污泥厭氧上浮。設計表面負荷q=0.8 m3/m2 .h，工藝尺寸：17.5×7.0×4.9m，內裝斜管填料123m3。

4.8 污泥池。用于分區生物污泥及混合污泥，生物污泥必須時用于補充生化池內微生物濃度，有效容積100m3，工藝尺寸：6.7×3.0×3.3m。

5、運行費用統計

（1）人員編制及工資 系統定員8人，平均噸水成本0.405元/噸；（2）工藝設備平均每天運行消耗功率1472.0kwh，平均噸水成本為0.384元/噸；（3）PFC、PAM、脫色劑等藥劑綜合費用平均噸水成本為1.17元/噸，合計1.959元/噸。

6、工程運行效果

工程自運行以來效果良好，預處理大幅度降低了后續生物處理的負荷；水解酸化單元出水B/C由處理前的0.24提高到0.38，適當補加的營養元素提高了水解酸化細菌的活性，攪拌強度的增強使細菌與廢水得到充分接觸，是水解酸化單元效率的提高的關鍵；調試初期為縮短培菌時間采用從老生產區廢水處理系統中直接抽取活性污泥的方法進行接種培養，水解酸化細菌活性增強和缺氧條件下好氧活性污泥降解作用，輔以工藝后段強吸附氧化降解，好氧池內DO控制在2.5mg/l即可，COD去除率較常規曝氣池大幅度。運行32天后活性污泥池內濃度達到3500mg/l，運行三個月取樣平均水質結果如下：BOD5=16.7mg/l，CODCr=84.2mg/l，懸浮物SS=37mg/l，色度=32倍，其它污染因子指標全部合格。

7、結語

從本工程建設及運行的實踐來看，盡管經過多年努力掌握了一套基本可行的混紡退漿廢水處理工藝，可有效地解決廢水中高有機污染物濃度、高色度及生化性差的問題，但工藝路線總體上并無突破性，特別是工廠訂單式生產特點，加重了廢水治理難度。本工藝的特點是通過強化混凝沉淀處理使生化處理的負荷控制在一定范圍，按微生物的特性結合水質特點設置兩級好氧池，出水水質穩定。