低能耗印染廢水處理工藝及運行條件

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1廢水水量、水質

該污水處理廠，其廢水主要由針織印染廢水組成，少部分為化工、電子等工廠產生的污水以及生活污水。初始設計水量為5000m3/d，其中印染廢水占80%，其他廢水占總設計水量的20%。混合后廢水水質指標如下:COD=800～1200mg/L，BOD5=250～320mg/L，SS=500～600mg/L，pH=7～11，S2－=15～20mg/L，色度500～600倍。

2廢水處理流程

2.1主體工藝選擇

處理的混合廢水，其主要部分為印染廢水，可生化性較差，色度大。綜合考慮，采用厭氧+好氧+物化的處理方法對混合后廢水進行處理?；旌衔鬯冗M入調節池，進行均質均量后，進入到水解酸化反應器中，去除一部分色度，提高污水的可生化性，為后續的好氧處理創造條件，而好氧生物處理工藝對BOD5的去除效果明顯，采用三段好氧式對水解酸化后出水進行處理，其中A段，B段為活性污泥，且AB段通過曝氣分別實現各段的污泥自回流，以保證AB反應器生物量的穩定;C段采用接觸氧化，避免污泥膨脹現象。

2.2工藝特點

為了節省占地，調節池采用地下式，內設有導流墻。生化沉淀池中的污泥回流到調節池的后端，與調節后的污水混合，通過提升泵提升至水解酸化池。水解酸化池采用的是UASB水解酸化反應器，混合后廢水中的大分子有機物在缺氧或者厭氧的調節下被降解，且回流的剩余污泥也能夠被降解。好氧處理段設置為A/B/C段好氧池，控制各段的運行工況，以便各個反應器能夠形成其獨特的微生物，有利于廢水中污染物的去除。另外A，B段好氧段，在沉淀區對面布置曝氣管，通過環流實現污泥的回流，也能夠保證其反應器內微生物量的穩定;混凝沉淀反應段，設有加氯裝備，以保證出水的色度能夠達到最終出水要求，但實際運行中，該裝置從未啟動。

3主要構筑物及設計參數

3.1格柵井/中和池

采用FH08自動格柵機1臺，柵寬為800mm;柵條間隙10mm;調節池尺寸為:16000×2500×6500mm，鋼筋混凝土結構，此設施的主要作用是調節廢水的pH值，以滿足后序生化處理的條件。在進水端通過計量泵計量投加稀硫酸以降低廢水pH值，保證出水端pH值在9左右。

3.2粗沉池

外形尺寸:7000×20000×6500mm，有效水深3m，鋼筋混凝土結構。設計停留時間1h，采用平流、多斗式布置，泥斗內穿孔管排泥。三角堰出水，不設置出水擋板。

3.3調節池

外形尺寸:38000×20000×6500mm，有效水深4.2m，鋼筋混領土結構，水力停留時間8h，此設施的主要作用進行均質、均量。主要設備有潛污泵2臺，并通過浮球開關進行高中低液位控制。

3.4UASB水解酸化反應器

外形尺寸:16000×16000×14000mm，鋼筋混凝土結構，共2座，有效水深8.5m，三相分離區3m，布水區1.5m，超高0.5m;水力停留時間為8h，設計容積負荷為:2.5kgCOD/(m3•d)。另外，整個系統采用小阻力布水系統，在單個池體內均勻布水，每個反應區設置喇叭型出水口。

3.5A/B/C段好氧反應器

外形尺寸:45000×18000×7000mm，鋼筋混凝土結構，共1座。該整個反應器分為活性污泥A段、B段和接觸氧化C段。其設計容積負荷分別為1.0、0.8和0.7kgCOD/(m3•d)。A活性段采用自截留好氧反應器，即在反應器內就能夠完成污泥的自回流，保證A段的污泥濃度。B段的布置形式與A段相同，兩反應器的水力停留時間均為5.5h，沉淀區的水力停留時間為0.5h;C段即接觸氧化段，采用軟性纖維填料為生物膜附著體，采用軟管曝氣，水力停留時間為10h，有效水深5.8m。此處理設施作用是好氧菌提供適宜的生長、繁殖的條件，微生物吸附、吞噬廢水中可生物降解的污染因子。從而降低廢水的污染物濃度，實現廢水的達標排放。主要設備:HA65-6.5型曝氣軟管900m，ZV-150-100型組合纖維填料1300m3。

3.6二沉池

外形尺寸:=16000×5000mm，共1座，鋼筋混凝土結構，局部用素混凝土填充。采用輔流式沉淀池，其有效水深為4.0m，水力停留時間為3.0h。

3.7混凝反應沉淀池

外形尺寸:18000×9000×5000mm，鋼筋混凝土結構，共1座?；炷磻恋沓赜苫旌铣亍⒒炷磻丶靶惫艹恋沓亟M成?；旌铣刂邢群蠹尤肼取A式氯化鋁，通過機械攪拌充分混合，而后廢水進入旋流反應器發生絮凝反應，形成顆粒較大、沉降性能較好的絮體，在斜板沉淀池中進行泥水分離?；旌铣?，有溶積為18m3，水力停留時間6min。絮凝反應池水力停留時間30min，斜板沉淀池有效水深2.5m，水力停留時間1.0h。

4運行處理效果

混合廢水經過水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工藝流程處理后的結果見表1(表中的排放標準是指《GB4287-2012》中直接排放標準。水解酸化+活性污泥法處理+物化處理印染廢水的工藝可以較好地解決PVA、染料的處理問題。由表1可知，以印染廢水為主的綜合廢水經過該工藝處理后，其COD、BOD5、色度、S2－和SS的去除率分別達到95%、97%、94%、98%和88%。水質達標排放。

5電耗對比及分析

5.1電耗

廢水處理運行費用主要由人工費、電費、污泥處理費、藥劑費構成，該系統每處理一頓污水的總運行費用為0.86元，其中運行電費為0.36元。而盧徐節等采用水解酸化/接觸氧化/生物濾池工藝處理印染廢水，其每處理一頓污水的電耗為0.86元。與之相比，本系統具有較低的能耗。

5.2節能措施分析

(1)由于該污水處理廠有多段印染廢水和其他廢水進入處理，因此設有調節池，對進水進行均質作用。在調節池均設有推流器，攪拌器等設備，以達到均勻水質的效果，而在調節池中設計導流墻可使得調節池內的水流平穩的運動。工程運行中表明，導流墻的設置，有利于減少水頭損失，降低推流器的功率，以達到減能的目的。(2)水解酸化作為印染廢水處理中不可缺少的一個環節，采用不同的處理設備，其所配套的電力設施也不一樣，能耗也不一樣。此工藝設計中采用的是UASB水解酸化反應器，其主要配套電力設施有4臺污水提升泵(三用一備)，其功率為18.5kW。但如果采用傳統的填料式水解酸化反應器，設計相同處理的反應器所需要的配套電力設施為潛污泵2臺，每臺功率為22kW，4臺潛水攪拌機，每臺的功率為5kW，并且采用了UASB水解酸化反應器，其對COD的去除率能達到45%，而傳統的填料式水解酸化反應器其對COD的去除率只能夠達到35%，因此，這2種反應器每去除1kgCOD所需要的電量分別為(0.23±0.05)kWh和(0.46±0.15)kWh。將這2個相比較，可以得出UASB水解酸化反應器的運用降低了整個系統的能耗。(3)不同好氧反應段中控制的溶解氧濃度的不同。A段、B段和C段的溶解氧分別為0.3、0.8和3.8mg/L。A段、B段維持在較低溶解氧水平。采用了低溶解氧技術，低溶氧的意義是通過改進曝氣系統，促使供氧量與需氧量之間的富余值控制在科學經濟的范圍內，以保證有足夠的溶解氧供給有機物氧化，氨氮的硝化。工程運行表明，好氧A段，B段溶解氧控制在0.3mg/L和0.8mg/L左右。在這種狀態下，氧的傳遞作用是在氧虧的條件下進行的，傳遞的效率得到了很大的提高，整個鼓風系統的供氧量也隨之降低。該工程中在好氧A段、B段、C段設有高精度的溶解氧檢測儀并實現在線控制，如果A段中溶解氧濃度超過0.3mg/L，立刻通過變頻裝置，降低鼓風機的輸出功率;同理，如果溶解氧監測儀監測出含量低于0.1mg/L，則會立即增加鼓風機的鼓風量，這種在線控制，能夠實現自動化調節，其操作簡便，而且節約能耗。

6結論

(1)采用UASB水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工藝能夠較好的處理以印染廢水為主的混合廢水，達標排放。并在運行工程中，通過導流墻的設置、UASB水解酸化反應的運用以及運行工況的控制，使得整個污水處理系統能耗降低。(2)采用454高通量焦磷酸測序法鑒定系統中A段、B段中的優勢菌種，證明其含有反硝化脫硫菌，進一步從微觀上證明了該系統在脫氮方面需氧量較低，從而也降低了系統的能耗。

作者:王學華 劉峰 王浩 黃勇 單位:蘇州科技學院環境科學與工程學院 蘇州科大環保工程有限公司