印染廢水處理工藝的研究與設(shè)計

雷凱

摘要： 詳細(xì)介紹了印染廢水中氨氮和COD的去除原理，并通過中試試驗進(jìn)行驗證，證明了某印染企業(yè)生產(chǎn)廢水在水解酸化后，利用同步硝化反硝化原理可以對水中主要污染物進(jìn)行有效處理，使得出水達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求。

Abstract： The principles of removal of ammonia nitrogen and COD from printing and dyeing wastewater are introduced in detail and verified by pilot test. It is proved that after the hydrolysis and acidification of the wastewater from a printing and dyeing enterprise， the main pollutants in the water can be effectively treated by the principle of simultaneous nitrification and denitrification and the effluent can meet the relevant requirements of the Integrated Wastewater Discharge Standard.

關(guān)鍵詞： 印染廢水；水解酸化；FSB琉璃球填料；同步硝化反硝化

Key words： printing and dyeing wastewater；hydrolytic acidification；FSB glass sphere packing；simultaneous nitrification and denitrification

中圖分類號：TS190.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）16-0201-03

1 工程概述

印染廢水是加工棉、麻、化學(xué)纖維及其混紡產(chǎn)品的印染廠排出的廢水。其特點是廢水水量較大，有機污染物含量高、堿性大、水質(zhì)變化大。印染廢水作為一種工業(yè)廢水極難被處理，因為其成分復(fù)雜，包含染料、砂類物質(zhì)、纖維雜質(zhì)、酸堿、油劑、助劑、漿料、無機鹽等。

1.1 進(jìn)水水質(zhì)

某印染企業(yè)排放的印染廢水水質(zhì)如表1。

1.2 出水水質(zhì)

污水經(jīng)處理后，該企業(yè)要求只有達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)才能排放。

2 處理工藝的選擇

2.1 工藝分析

印染廢水污染程度高，水質(zhì)水量波動較大，成分復(fù)雜，直接進(jìn)入主體工藝處理，會對處理工藝造成沖擊，不能達(dá)到預(yù)期處理效果，需要對廢水進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)。進(jìn)水水質(zhì)COD為500-600mg/L，氨氮為400mg/L，研究時擬采用生物法進(jìn)行處理，采用曝氣水解酸化池和厭氧反應(yīng)器對廢水進(jìn)行預(yù)處理，使廢水中的高分子有機物開環(huán)斷鏈為小分子并去除一部分COD，同時將有機氮在厭氧條件下轉(zhuǎn)化為氨氮，在后續(xù)的好氧工藝中，通過添加特殊的填料，使池中同時存在好氧和兼氧兩種環(huán)境，對廢水進(jìn)行生物降解及同步硝化反硝化，達(dá)到去除COD和氨氮的目的。

2.2 主要污染物去除原理

2.2.1 氨氮的去除

在生物脫氮期間，首先在好氧條件下廢水中的氨氮會被硝化菌氧化為NOX-，之后在缺氧條件下，NOX-會被反硝化菌還原為N2。硝化菌具有明顯的好氧和自養(yǎng)特性，而反硝化菌具有明顯的缺氧和異養(yǎng)特性，兩者之間存在明顯差異，因此，通常兩者的脫氮過程需要在一個反應(yīng)器中順次進(jìn)行，或者直接在兩個反應(yīng)器中獨立進(jìn)行。若混合液處于缺氧狀態(tài)或者進(jìn)入缺氧池，反硝化菌工作，硝化菌處于抑制狀態(tài)；若混合污泥處于好氧狀態(tài)或者進(jìn)入好氧池，則情況完全相反。依據(jù)上述原理，若能夠采取一定措施將污泥中的兩類不同性質(zhì)的菌群放在同一反應(yīng)器中同時工作，形成同步硝化反硝化（SND），那么脫氮工藝不僅步驟簡化了，而且效能更高。同時，就SND工藝來說，反硝化產(chǎn)生的OH還能夠中和硝化產(chǎn)生的H+，避免出現(xiàn)硝化期間產(chǎn)酸引起pH值下降嚴(yán)重問題，減小了pH值的波動，提高了兩個生物反應(yīng)效率，尤其是對于高氨氮廢水脫氮來說，效果更加明顯。所以，合理的控制工藝參數(shù)，如停留時間、溶解氧值、碳氮比、溫度及污泥濃度是SND成功實現(xiàn)的關(guān)鍵。

同時，在微氧條件下，氮的去除途徑主要包括兩種：一是同步硝化反硝化；二是短程硝化反硝化。在常規(guī)的硝化反應(yīng)中，氮的硝化分為兩步，分別由不同微生物完成。其反應(yīng)為：

亞硝酸化：

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O（由氨氧化菌完成）

硝化：2NO2-+O2→2NO3-（由亞硝酸氧化菌完成）

由此可知，在生物脫氮中將NO2-氧化成NO3-，再將NO3-還原成NO2-的兩步毫無意義，可采取有效措施將其避免，可節(jié)約40%左右的有機碳源和25%左右的氧氣。短程硝化和反硝化就是將硝化過程中將反應(yīng)控制在亞硝酸化階段，從而直接進(jìn)行反硝化，廢水中氨和微溶解氧對亞硝酸氧化菌有抑制作用，有利于氨氧化菌在微氧條件下成為優(yōu)勢菌種，從而有利于短程硝化與反硝化的進(jìn)行，但溶解氧并不是越低越好，應(yīng)對其進(jìn)行適當(dāng)控制，若溶解氧的質(zhì)量濃度過低，會影響氨氧化菌的活性。因此，實現(xiàn)短程硝化和反硝化的關(guān)鍵是如何能將硝化反應(yīng)控制在反硝化階段。

本廢水中含有尿素，有機氮含量較高，經(jīng)過微氧調(diào)節(jié)池和厭氧反應(yīng)器處理后，大部分有機氮會轉(zhuǎn)化成氨氮，在后續(xù)處理環(huán)節(jié)采用微氧同步硝化反硝化技術(shù)將廢水中的氨氮去除到排放標(biāo)準(zhǔn)以下?？紤]到廢水中的碳源相對較少，且在反硝化過程中消耗堿度，選擇在微氧反應(yīng)池中適當(dāng)補充NaHCO3和NaOH，增加廢水的碳源和堿度，保證硝化反硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。