高效好氧生物處理印染廢水的方法與實踐
活性污泥法與生物接觸氧化工藝是處理印染廢水的常用方法，而全混合生物污泥法是一種介于活性污泥法與生物接觸氧化工藝之間的生物法處理工藝。這種處理方法空氣氧的轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)區(qū)的容積大，水力停留時間短，是一種高效好氧生物處理的方法。某印染廠年產(chǎn)各類印染織物3×107m，廢水排放量1800t/d。處理工程采用以全混合生物污泥法為主，氣浮為輔的組合工藝，即水解酸化—全混合生物污泥法—混凝氣浮處理工藝處理印染廢水，保證了出水水質(zhì)能夠滿足GB4287—1992《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》二級標(biāo)準(zhǔn)的要求。
1 廢水來源及水質(zhì)
印染廢水主要包括：退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、染色廢水等。該印染廠生產(chǎn)工藝見圖1，廢水水質(zhì)見表1。
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廢水處理工程設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)及水量和排放標(biāo)準(zhǔn)見表2
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2 工作原理及特點
目前我國印染廢水好氧處理工藝方法有活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤法、SBR法、氧化溝法和全混合生物污泥法等幾種。其中活性污泥法工藝雖然成熟，運行比較穩(wěn)定，但操作管理復(fù)雜，氧利用率低，易產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，污泥產(chǎn)生量大；生物轉(zhuǎn)盤法主要適用于小型企業(yè)，且受溫度影響大，在我國北方地區(qū)不宜使用；SBR法是一種新型的活性污泥法，自動化程度高，但操作較為復(fù)雜；氧化溝對污染物的去除率高、脫氮效果好、管理方便，但占地面積較大，且投資費用較高。
2.1全混合生物污泥法工藝的工作原理
全混合生物污泥法工藝融合了當(dāng)今的高速射流曝氣、物相強化傳遞、紊流剪切等技術(shù)，并具有深井曝氣和流化污泥床的特點。因此，其空氣氧的轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器的容積負(fù)荷大，水力停留時間短，是當(dāng)前為西方國家所廣泛接受的一種高效好氧生物處理方法。至今，已經(jīng)在德國、瑞典、加拿大、意大利、法國、韓國等國建成了數(shù)十個全混合生物污泥法系統(tǒng)〔3-4〕，并已投產(chǎn)運行。
該系統(tǒng)主要包括：集成反應(yīng)器、兩相噴頭、沉淀池以及配套的管路和水泵等。集成反應(yīng)器為圓形容器，其外筒兩端被封閉，連接著各種管道；內(nèi)筒兩端器，其外筒兩端被封閉，連接著各種管道；內(nèi)筒兩端開口，兩相噴頭安裝在反應(yīng)器上部的正中央。循環(huán)水泵提升高壓水流經(jīng)噴頭射入反應(yīng)器，由于負(fù)壓作用同時吸入大量空氣。水流和氣流的共同作用又使噴頭下方形成高速紊流剪切區(qū)，把吸入的氣體分散成細(xì)小的氣泡。富含溶解氧的混合污水經(jīng)導(dǎo)流筒達(dá)到反應(yīng)器底部后，又向上返流形成環(huán)流，再經(jīng)剪切向下射流，如此循環(huán)往復(fù)運行。于是，污水被反復(fù)充氧，氣泡和微生物菌團(tuán)被不斷剪切細(xì)化，并形成致密細(xì)小的絮凝體。這樣不僅空氣氧的轉(zhuǎn)化率高，而且微生物菌團(tuán)與有機(jī)污染物接觸充分，通過生化降解，廢水得到有效處理。
2.2工藝特點
（1）系統(tǒng)占地少，基建費用低。該系統(tǒng)占地一般很少，反應(yīng)器高徑比大，部分被埋在地下，有效地利用了垂向空間，減少了占地面積。
（2）空氣氧轉(zhuǎn)化利用率高，容積負(fù)荷和污泥負(fù)荷高。全混合生物污泥法工藝的曝氣方式采用射流擴(kuò)散式，并通過垂向循環(huán)混合，使溶解氧達(dá)到最大值。據(jù)試驗測定，其空氣氧的轉(zhuǎn)化利用率可高達(dá)50%，溶解氧質(zhì)量濃度易保持在5mg/L以上。一般情況下，該系統(tǒng)的污泥質(zhì)量濃度在10g/L左右，最高可超過20g/L。
（3）固液分離效果好，剩余污泥量較少。全混合生物污泥法工藝混合污水中的微生物菌團(tuán)顆粒小，沉降性能好，這是其顯著特點之一。該工藝每降解1kgBOD5所產(chǎn)生的剩余污泥量，比其他好氧方法平均減少40%左右。
（4）抗沖擊負(fù)荷的能力強。該工藝為完全混合型運行方式，原水先與回流污水合流，然后再進(jìn)入反應(yīng)器，并立即被快速循環(huán)混合。高濃度COD或有毒廢水沖擊系統(tǒng)時，它們在進(jìn)入反應(yīng)器之前實際上已經(jīng)被稀釋，進(jìn)入反應(yīng)器后又被迅速均勻混合，從而有效地提高了該系統(tǒng)抗沖擊負(fù)荷的能力。
（5）系統(tǒng)操作簡便靈活，處理效果有保障。全混合生物污泥法系統(tǒng)的反應(yīng)器循環(huán)水量、補充曝氣量、污泥回流量等都可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，操作簡便靈活。
該系統(tǒng)的推廣應(yīng)用正在受到越來越多的重視。因此該印染廠污水處理工程主體部分生物氧化單元選用了全混合生物污泥法工藝。
3 某印染廠污水處理工程工藝流程
根據(jù)該廠的水質(zhì)特點，確定的污水處理工藝流程如圖2所示。
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3.1水解酸化池
水解酸化屬于污水厭氧處理工藝，在水解酸化階段，大分子和難以降解的有機(jī)物被斷鏈而轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)酸；懸浮和膠體的有機(jī)物，水解成可溶性物質(zhì)，使印染廢水中溶解性有機(jī)物和可生物降解物質(zhì)所占比例顯著增加，提高印染廢水的可生化性，從而為后續(xù)處理打下基礎(chǔ)。
3.2 全混合生物污泥氧化池
全混合生物污泥氧化工藝曝氣方式采用射流擴(kuò)散式，并通過垂向循環(huán)混合，使空氣氧的轉(zhuǎn)化利用率大大提高。
3.3 氣浮機(jī)
選用YD-100型渦凹成套氣浮裝置，混凝劑為PAM和PAC。
4 主要構(gòu)筑物及工藝參數(shù)
該處理工藝主要構(gòu)筑物為：調(diào)節(jié)池、水解酸化池、全混合生物污泥氧化池及污泥池，其設(shè)計參數(shù)見表3。
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5 工程運行
5.1 工程竣工驗收監(jiān)測結(jié)果
廢水處理設(shè)施運行效果見表4。由表4可得，其對COD、BOD5、SS、NH3-N、色度的去除率分別達(dá)到93.6%、93.9%、90.4%、68.0%、87.5%。
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5.2 工程運行費用
該工程總投資226.12萬元，以處理能力為1800t/d計算，工程實際運行費（以單位水量計，下同）為0.448元/t，操作人員人工費為0.067元/t，藥劑費為0.9元/t，總運行費為1.415元/t。由此可見，采用全混合生物污泥法工藝處理印染廢水，技術(shù)成熟、可靠、工程總投資和運行費用都很低、運行效果也很好，并能保證廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
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