某公司印染水處理工程污泥趨零排放工藝研究和應用

劉云

某公司印染水處理工程污泥趨零排放工藝研究和應用

劉云

（上海中發環保工程有限公司，上海 201108）

印染水主要是在印染混紡、麻以及棉等產品后形成的工業廢水。結合某公司的印染水處理條件，分析其在污水處理工程中使用的組合式生物處理工藝技術手段，實現運行全過程污泥趨零排放。調試環節中對所使用的HUBF厭氧反應器和HFST好氧反應器進行調整，確保其能夠對內部循環系統進行有效試驗，控制反應室內部的流速條件，強化廢水生化處理效果，控制印染水中含有的主要污染物，同時通過輔助劑消除了硫化氫帶來的異味問題。

印染水；處理工程；工藝技術；處理系統改造

1 引言

印染水在當前的廢水處理系統中極為特殊，其總量大、成分復雜、變化規律不明顯、整體治理難度高，所需的處理成本也高于其他工業廢水。當前可選用的印染廢水處理技術系統主要有生物法、化學法與物理法，使用物理法時主要發揮粘土與活性炭等帶有吸附性物質的作用；化學法包括氧化法、混凝法以及電解法，使用范圍廣；中國在處理印染廢水時，主要使用的是物理化學法或者物化預處理結合生物法，通過物化預處理后，再采用厭氧水解和好氧生物處理技術來去除主要污染物COD。本文在現有印染水處理技術系統的基礎上，采用HUBF深度厭氧和HFST高位好氧生物處理手段實現對高濃度退漿廢水的處理；采用厭氧水解和生物接觸氧化法實現對低濃度染色廢水的處理，實現污水處理系統生物污泥趨零排放、物化污泥零排放的目標。

2 工程概況

該項目主要針對濃度比較高的退漿廢水（以改性淀粉漿料為主的PVA廢水）與染色廢水實施處理，參考分級回用與分質處理的工作原則，對經過處理且達到指標的廢水進行回收，另外一部分物回收利用價值的廢水則按照排放標準予以排放處理。在確定處理方案后，主要參考預先獲取的水質信息與相應的分析數據，同時還包括廢水處理現場勘探所得數據與已有的治理印染水的工作經驗。該廢水處理改造工程中包含9 000 m3/d染色廢水與1 000 m3/d退漿廢水，處理廢水期間，對原有的設備以及工藝處理情況進行改造，解決退漿廢水存在的生化性問題，提升印染廢水處理效果，達到基本的工業廢水處理目標的同時，提升印染水處理工作的經濟效益。通過HUBF厭氧塔來對污染物進行降解，縮減污泥形成量，改進厭氧處理系統后，整體處理成本降低。

PVA廢水主要含有改性淀粉漿料和部分化學PVA漿料，其鹽分偏高，整體水量較小，COD含有量偏高。染色廢水的實際水量較大，染料給水質造成的影響極大，COD與BOD含有量都比較小，但是色度偏高。

3 處理工藝

3.1 工藝流程

在該廢水凈化系統中，HUBF厭氧反應器發揮關鍵作用，對預酸化生物污泥和高濃度退漿廢水COD污染物起到關鍵去除作用，組合HFST好氧反應器（中部曝氣），減少處理印染水期間的能耗，提升整體處理效率，縮減污泥的產生量，達到趨零排放污泥的技術目標，自動控制系統，持續推進印染水處理工作。改造系統時，還應當關注投入藥劑量的情況，通過合理調整設備來縮減印染水處理成本，保持處理工作的穩定性。運用2套HIC厭氧罐，調整為1套HUBF厭氧生物塔和1套HFST好氧生物塔，增加沼氣回收系統與污泥減量處理模塊。

處理PVA廢水時，聯合使用厭氧罐、好氧罐、高效澄清池，進入出水環節之后，需把關氣浮系統與綜合排放池，使處理后的印染水順利地被輸送到污水處理管網中，增設指標檢測設備對COD等實施檢測。

從印染車間中獲取生產廢水，了解水量、水質與排放的變動，運用生物系統時，應當考察其可能受到的影響，水質與水量的波動幅度小，最終的處理效果也相對較好，給有機物的負荷保留緩沖能力，避免有毒性物質在負荷變化的條件下進入到處理系統內部。調節廢水pH值后，水質變得更加均勻，HUBF厭氧高塔反應器使用循環泵和小阻力布水系統裝置來促進厭氧生物倍增和高活性反應，將有機污染物直接分解，具體過程包括水解、酸化、產H、甲烷。廢水抵達HFST好氧高塔反應器之后，可繼續進行降解活動，將氨氮與BOD去除，同時還能夠進行初級分離與篩選污泥的活動，污泥調理罐保存剩余污泥，厭氧裝置內加入菌劑之后，其菌群也可變得相對穩定。反硝化濾池主要負責過濾與脫氮活動，可提升整體處理效率，其設置的脫氮系統極具特色，過濾技術也很先進。在濾池中，介質表面部位設有的生物膜可以與廢水保持完全接觸的狀態，即使出現了超水流沖擊或時間相對較短的斷流沖擊也不會破壞該系統。

在把關氣浮系統的環節中，將混凝劑加入到系統中，通過這一添加劑來聚集懸浮微粒與有機膠體，對排放水中含有的溶解性物質進行吸附，完成吸附活動之后，可在排放水中形成較大的混合顆粒物，受到微氣泡的影響后，這一物質可與水分離，以此來將剩余的COD與懸浮物去除。

系統使用孔板格柵，其過水部分設有圓孔設計，可有效去除纖維類懸浮物，排除短纖維物質會使射流曝氣系統與厭氧布水系統形成堵塞，進而影響浸沒式超濾系統，使系統中形成曝氣不順暢與布水不夠均勻的現象，會導致超濾膜的污染難以被徹底清洗，因此，需要通過孔板格柵將其有效去除。

3.2 工藝說明

PVA廢水主體處理工藝屬于深度高位生化處理，主要由厭氧罐、好氧罐與高效澄清池構成。

出水時需要依靠把關氣浮系統標排后，可順延處理管網被直接排出，使用的指標儀為COD，精準控制污水處理系統，如果出現不達標的情況，系統將會發出警報，工程師會對其進行干預，保持良好的處理趨勢，維持廢水處理工作的穩定性。后端處理工藝技術存在差別，污水的去向也有所不同，一部分經過氣浮把關懸浮微粒被去除后可進行排放，也可以進入綜合廢水調節池，與染色廢水匯總后進行二級處理和深度處理之后，可回收利用。

調節池可接收來自于車間的生產廢水，進行多次排放，水量與水質均存在變動，會影響到生物處理系統的凈化效果，還會破壞系統。在物化處理系統中，水質與水量存在較大的波動，難以對過程參數進行合理控制，最終的處理效果難以維持穩定。在設計調節池時應當充分考察水質變動與廢水的水量，給有機物質提供充分的緩沖條件，避免系統負荷形成過于激烈的變動，同時也規避了有毒物質被輸送到生物處理系統中。

HUBF厭氧生物塔系統：廢水的原有pH值被調節，水質可保持均勻，通過提升泵可進入該裝置中，進行厭氧生物降解反應，有機污染物的原有分子結構將被分解，大分子轉變為小分子。反應過程可直接完成酸化、水解與產H三個工序，同時可發揮調節控制甲烷生產的作用。通過二氧化碳取代硫酸進行pH調節，厭氧塔中原有的異味被直接消除，硫化氫味道問題也得到有效控制。

HFST好氧三相高塔反應裝置器在廢水處理過程中同樣發揮重要的作用，廢水經過該處裝置后，可形成好氧或者缺氧生物降解現象，內部含有的氨氮與BOD會被直接去除，而后實施篩選污泥與初級分離活動。殘留的污泥可被輸送到專門的調理罐之中，預酸化并使用菌劑之后，繼續回流至厭氧系統中，進而實現生物污泥厭氧消化減量的同時使厭氧反應器之中的優勢菌群維持穩定。染色廢水匯集到綜合調節池，均質均量后進入生物吸附初沉池，通過剩余活性生物污泥的吸附作用實現絮凝反應，可去除部分SS和節省化學藥劑使用，同時減少物化污泥的產生。

綜合染色廢水pH調整后依此經過厭氧水解池、好氧活性污泥池后實現90%以上COD的去除，為后續深度處理打下良好的基礎。反硝化濾池處理單元兼具過濾與脫氮兩種功能，過濾與脫氮系統都采用了先進的工藝技術，在濾池之中，介質表面區域的生物膜與廢水可保持完全接觸的狀態，時間相對較短的超水流或短流沖擊現象并不會影響系統的正常使用。系統中還用了孔板格柵，采用了圓孔設計形式，幫助去除纖維狀的懸浮物質，如果不處理短纖維物質，則射流曝氣系統與厭氧補水系統將會產生堵塞問題，進而出現曝氣不夠暢通與布水均和度不足的狀況，MBR膜受短纖維的影響之后，污染難以去除，精密過濾系統與超濾系統也會產生堵塞的情況。

3.3 主要構筑物及設備參數

本次工業污水處理系統改造工作主要對厭氧系統進行了重點改造，整體成本比較低，新增費用相對較少，在處理染色廢水時，仍使用了原來的處理設備與構筑物，系統運維成本比較低，設備改造所消耗的費用也比較少，構筑物多為半地上性鋼砼式結構，強度比較高，設備與構筑物占有的空間也比較少、控制難度低，整體自動化程度比較高。

處理PVA廢水時，主要使用了集水系統、調節系統、調配池、厭氧水解生物塔、好氧反應器、反硝化濾池、排放口與把關系統，其中處理單位已經提供了必要的把關系統；處理染色廢水時同樣需要有調配池、調節系統與集水系統的支持，進場之后需要對二沉池、水解池以及好氧池進行改造，同時還需有中間水池、濾池系統以及深度處理系統的支持。

3.4 處理效果

根據水質監測結果可知，最終的印染水處理工作取得了令人滿意的技術使用成果，凈化COD物質時的去除率超過了90%，有機負荷被充分減輕。

系統改造工作完成后，厭氧反應器的容積負荷范圍為3～5 kg/m3COD，單階段COD的去除率達到85%左右，出水階段印染水的COD降低到1.0×10－6之下，回用RO的工作也可以順利完成。除此之外，硫化氫味道問題也被二氧化碳控制技術解決?？傊涍^改造之后的印染水處理系統達到了比較好的使用效果，可在處理印染水的活動中推廣應用該系統。

系統通過運行一定階段，廢水處理效果及出水水質等各項指標均達到排放標準，結果如表1所示。

表1 實驗室廢水處理檢測數據

序號項目pHCODCr/（mg/L）NH3-N/（mg/L）TP/（mg/L）TN/（mg/L）苯胺/（mg/L） 1退漿調節池8.6715 63342.1 6.388 2HUBF厭氧罐7.512 222——— 3HFST好氧罐—————— 4高效澄清池8.22469———— 5把關氣浮池7.66190———— 6綜合調節池9.3973429.526.21950.693.792 7初沉池8.13515———— 8水解酸化池8.47496———— 9好氧池—————— 10二沉池7.86952.7911.76316.332.968 11反硝化濾池 86——7.20— 12總排放口8.361823.5892.71516.950.971

注：以上數據為運行日報典型值。

4 結論

該廢水處理系統可處理CODCr物質，通過HFST好氧罐來發揮好氧反應器的作用，對原有的氣浮系統池與沉淀系統進行應用，減少生物化污泥的實際產量，裝備占地面積比較小，整體運行成本低。厭氧系統為整個廢水處理系統的重點內容，運行過程中不需消耗過多費用，污泥處理成本降低，維護設備的工作較為簡單，技術要求也比較低，可實現低污泥產率與低運維成本的運行要求，系統使用效果良好，可支持印染水處理工作，減少印染水給環境帶來的污染。

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X791

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.014

2095－6835（2019）13－0034－03

劉云（1978—），男，江蘇睢寧人，本科，工程師，研究方向為水處理工藝設計。

〔編輯：張思楠〕