我國工業印染廢水處理狀況研究

文_任鋼鋒 中機國際工程設計研究院有限責任公司

1 印染廢水處理現狀及處理方法

1.1 印染廢水的處理現狀

印染廢水的污染物來源復雜，工藝繁瑣，根據不同工藝產生的廢水被分為染色廢水、印花廢水、整理廢水和漂煉廢水。印染工藝是各種工業制藝的結合，且廢水水量大、有毒污染物含量高、堿性大、水質復雜，處理困難。

目前國內應用于印染廢水處理的工藝有水解酸化+UASB+SBR工藝、水解酸化+接觸氧化工藝、氣浮+A/O、生物接觸氧化+電解工藝等。不同的工藝組合適用于不同的進水水質和排水要求，但不同印染生產過程會導致其廢水污染物也有所差異。因此，污水處理廠需要根據污水的實際狀況對處理方法不斷進行修正和改進，以獲得最佳的經濟效益和社會效益。

1.2 印染廢水的處理方法

印染廢水的處理方式可以分為兩種，即物理化學處理法和生物處理法。

物理化學處理法通過投加藥劑或沉淀、篩選等物理化學的方法將污染物從污水中去除，以達到污水達標排放的目的。物理化學處理方法運用較多的有化學混凝法、化學氧化法、化學吸附法、膜分離法等。其中，化學混凝法由于具有較強的可操作性和適應能力，在水質水況復雜的印染廢水處理中運用較多，主要工作機理是利用無機或有機混凝劑的混凝吸附性能對廢水中的難降解有機物、氮磷或其他有害物質進行吸附沉淀，再將沉淀污泥排除后即可。

生物處理法具有較好的經濟實用性，在廢水處理中應用廣泛。印染廢水中大部分有機物都是難降解的，微生物難以進行直接利用，而厭氧生物卻可以利用在厭氧環境下分泌分解污染物的酶，對難降解有機物進行降解和轉化。

實際上，物理化學處理法和生物處理法很少被單獨應用在某個污水處理項目中，多數情況下會根據印染廢水的水質和排水標準進行組合，最大程度上保障了污水達標排放，同時也能節省經濟成本。

2 棉紡染整廢水處理的比選及可行性分析

2.1 水解酸化+UASB+SBR工藝

水解酸化池通常置于棉紡染整廢水處理工藝的前端，能夠提高生物的可生化性并降解有毒有害物質為后續的生物好氧處理打好基礎。在水解酸化池后加上UASB(升流式厭氧污泥床)能夠同時進行沉淀、降解，去除75%以上的有機物，降低了SBR階段的生物載荷，提高了處理效率。

2.2 水解酸化+接觸氧化工藝

水解酸化+接觸氧化工藝是較為常見的一類工業廢水處理的組合工藝，處理效果良好。相比于水解酸化+UASB+SBR工藝，水解酸化+接觸氧化工藝更適用于有機物含量較低的工業廢水，適用性更廣。

2.3 生物接觸氧化+微電解工藝

相比于上述兩種生物處理法，生物接觸氧化+電解工藝是將生物處理工藝與物理化學處理工藝相結合，與全套生物處理工藝的優勢在于處理效果更加穩定，水質水量對工藝的影響更小但經濟投入更高。微電解法的工藝原理是利用鐵炭床內的鐵與炭組合形成原電池，將棉紡染整廢水當作電解質溶液對當中存在的組分進行氧化還原反應，從而達到脫色、降低污水毒性和提高可生化性的目的。

3 棉紡染整廢水處理站構筑物處理說明

3.1 格柵

本設計中格柵有兩座(1用1備)，柵前水深為0.4m，過柵流速v為0.9m/s，柵條間隙，柵條寬度B=0.01m，格柵傾角為α=60°，進水流量q為0.14m3/s，采取溢流形式進行過水，且需要分別安裝一臺格柵去渣機，以保證格柵的正常運行，柵渣最后直接進行集中外運，不在污水處理廠內進行處理。

由公式（1）可計算出具體的格柵數值。

式中n—柵格間隙數；h—柵前水深；v—過柵流速；b—柵條間隙；Qmax是最大設計流量，單位為m3/s；—經驗修正系數；=60°，由具體數值進行計算，算得格柵間隙數為17。

根據上述參數對照給排水設計手冊第9冊中可選定格柵型號為GH-700型格柵除污機，性能及技術參數如下表1所示。

表1 回轉式格柵設備的技術參數

3.2 調節池

本設計中調節池的進水流速為0.14m3/s，水力停留時間HRT為8～10h，以最大停留時間進行計算可知，調節池容積應當設置大于5000m3，有效水深為3m，超高為0.5m，池總高為3.5m，因而設計調節池的L×B=92m×20m，為提高處理效率，將調節池劃分為16格L×B=11.5m×10m的小格結構。

調節池內采用液下(潛水)攪拌器5臺(4用1備)，設計流速為0.15～0.35m/s，選用DQT低速潛水堆流器，具體規格參數如表2。

表2 DQT低速潛水堆流器的技術參數

調節池選用單格進水的方式，設置8跟管道進行布水，出水孔距離池底200mm，不同需求和不同流量的管道規格設置不同，本設計中調節池的干管管徑采用DN175，支管采用DN80，出水口管道為DN350。

3.3 水解酸化池

進入水解酸化池的水質pH為6～9，處于生物酸堿度的可接受閾值內，COD：N：P=700：12：2，好氧生物處理過程的COD：N：P=100：5：1，因此其進水水質中有機物含量較高，本方案中水解酸化池的有效容積負荷取1.0kg·COD/(m3·d)，水力停留時間HRT為4h，有效容積為2000m3，有效水深為5m，超高為0.5m，長寬比為4：1，上升流速為1.1m/h。

為保證水解酸化池對COD、BOD、N、P的降解效率不受到布水系統的影響，采用多點式布水的方式進行，各布水面積小于2m2。

3.4 污泥處理構筑物

3.4.1 貯泥池

本設計中貯泥池中的污泥組要來自于上述工藝中水解酸化池、生物接觸反應池和絮凝沉淀池產生的污泥，以便于后續污泥的沉降和脫水。

貯泥池設計進流量：

式中Q—每日產生污泥量，m3/d；Q1—水解酸化池反應池污泥量，m3/d；Q2—生物接觸氧化池污泥量，m3/d；Q3—絮凝沉淀池污泥量，m3/d。

式中V—貯泥池計算容積，m3；Q—每日產泥量，m3/d；t—貯泥時間，h(一般采用8～12h)；n—貯泥池個數。

設計中取t=10h，n=1，計算可得貯泥池的有效容積為71.74m3，有效水深3m，超高0.5m，平面面積為23.9m，長寬L×B=6×4。

3.4.2 濃縮池

本文設計一個污泥濃縮池對貯泥池的污泥采用重力濃縮的方式進行濃縮處理，其直徑為5m，占地面積為20m2，有效水深h=3.124，超高為0.3m，緩沖層高度為0.3m，機械刮泥坡度i=1/20，污泥斗下底直徑為1m，上底直徑為2m，污泥斗深度為1m，整體濃縮池高度為4.8m。

3.4.3 污泥脫水機房

脫水機房中污泥含水率為91%，體積較大，需要將污泥內含水率降至60%～80%。污泥脫水機房污泥量為27.55m3/d，質量為6887.5kg/d，尺寸為L×B=8×6。

3.4.4 污泥泵房

污泥泵房主要是對二沉池中的污泥進行處理,本污水處理廠污水處理量Q=10000m3/d，而污水處理廠的污泥量一般為污水量的5%～10%，設定污泥泵站集水池有效容積V=1000m3,污泥回流比按R=200%設計。設置回流污泥泵3臺，2用1備，兩臺回流污泥泵間歇運行，單臺技術參數：Q=50m3/h，H=7m，N=4.6kW。設剩余污泥泵2臺，1用1備，單臺技術參數：Q=60m3/h，H=18m，N=5.5kW。

3.5 其他構筑物

根據工程需要和有關規定,污水處理廠設如下附屬建筑。綜合樓：集辦公、管理調度中心、化驗、倉庫、等功能于一體,面積約100m2。污水廠內附屬設備主要有：化驗設備、機修設備及運輸設備三大類。運輸設備考慮5噸的卡車1輛、鏟車1輛。

4 棉紡染整廢水處理站廠區布置

4.1 水廠廠區布置原則

4.1.1 污水處理廠整體布置原則

根據國家頒布的污水處理廠處理后的水質排放標準并結合實際廠區情況對污水處理廠進行合理設計，保證處理后的水質符合國家的相關規定標準。

在保證出水水質達標的前提下，選用處理效果好、方法成熟穩定的處理工藝，避免因為人為因素影響污水處理廠的出水水質。

為了進一步降低污水處理廠的后期運營費用，選用能耗低、工作效率高的設備。

4.1.2 各處理單元構筑物的平面布置原則

布置緊湊，避免管道過長或占地增加；避免路徑過于曲折；各處理構筑物之間應當相互獨立，互不影響，之間距離范圍為5～10m。

4.2 棉紡染整廢水處理站廠區平面布置

4.2.1 輔助構筑物

為了保障廠區內人員正常工作，對污水廠內進行管理，加藥間、機房、辦公樓、宿舍等在污水處理構筑物中不可缺少。

輔助構筑物應當以安全、功效性高為前提，輔助污水處理廠中的各項措施正常運行。

加藥間、機房等應當與構筑物存在一定的距離但不宜過遠，員工居住辦公為了減少構筑物的影響，可以適當與其保持距離。

4.2.2 管道布置

考慮布置為環狀設置，便于管理和運輸。

除基本的構筑物管道外，避免影響雨水管、生活污水管等其他管道。

4.3 棉紡染整廢水處理站廠區高程布置

本設計廠區地面相對標高為±0.00m。

（1）出水渠

出水渠的出水高程為，出水渠的水頭損失為0.1m，則出水渠的進水高程為0.2+0.1=0.3m。

（2）出水渠至二次沉淀池

出水渠的進水高程為0.3m，沿程水頭損失：

5 結論

印染廢水的BOD在200～800mg/L，其水質特征除了與原料有關外，還與生產過程中水的循環使用有關，用較少的水則有較高的BOD，通常平均在300～500mg/L。COD在 800～1200mg/L，平均為1000mg/L。印染廢水COD與BOD的比值，值越高表示廢水不易用生物處理，值越低則表示較容易受生物降解，一般印染廢水需要與生活污水相混合后將COD/BOD值調至1～5之間以利生物處理。因此，印染廢水的可生化性較低且具備一定的微生物毒性，可以與生活污水相混合后進行處理，能夠有效提高其可生化性。