UASB-A/O工藝處理印染廢水

印染廢水是指印染過程中各工序排放的廢水所產(chǎn)生的混合廢水。主要包括前處理階段排放的漂白、煮練和絲光廢水；染色階段排放的染色廢水；印花階段排放的皂洗廢水和印花廢水；整理階段排放的整理廢水。印染廢水的水質(zhì)因原料、生產(chǎn)類型和生產(chǎn)工藝的不同而不同。因此，印染廢水成分復(fù)雜。印染廢水是一種有機(jī)物含量高、色度深、可生化性差、難降解的工業(yè)廢水。印染廢水達(dá)標(biāo)排放，減少印染廢水對(duì)環(huán)境的污染，是印染行業(yè)面臨的重要問題之一。

由于印染廢水成分復(fù)雜，前一階段一般采用傳統(tǒng)的物理化學(xué)方法去除色度、SS和COD，如硫酸亞鐵銨/石灰水法、硫酸亞鐵/石灰和陰離子PAM法、石墨電極電氧化法、FeSO4載體法和新型脫色絮凝劑等。，然后采用生化方法實(shí)現(xiàn)印染廢水的達(dá)標(biāo)處理。最常見的物理和化學(xué)方法是添加石灰、硫酸亞鐵和PAM。但這種方法會(huì)消耗大量的石灰和硫酸亞鐵，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的物化污泥。根據(jù)計(jì)算，每1000m3印染廢水將產(chǎn)生3.2~3.6t含水率為60%~65%的板框壓濾泥餅，造成印染廠污泥堆積如山，增加運(yùn)行成本和管理風(fēng)險(xiǎn)。厭氧-好氧生物處理技術(shù)充分利用了厭氧和好氧生物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，已成為國內(nèi)外研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)。鑒于此，本研究采用物化處理的方式，減少化學(xué)藥劑的用量，減少污泥的產(chǎn)生，降低廢水處理的運(yùn)行成本。

以某紡織廠印染廢水實(shí)際工程為例，介紹了采用UASB反應(yīng)器和A/O生化處理工藝處理印染廢水，并采用末端理化檢測，說明了各工藝段的設(shè)計(jì)參數(shù)和設(shè)備配置，分析了各工藝的運(yùn)行狀況和調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題，為印染廢水生化處理后的物化法達(dá)標(biāo)處理提供了工程實(shí)踐參考。

1.項(xiàng)目概述

某紡織廠印染廢水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為3000m3/d，2017年8月建成投產(chǎn)。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)滿足《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表2中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.工藝流程設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)水質(zhì)

項(xiàng)目廢水設(shè)計(jì)水質(zhì)見表1。

2.2工藝流程

印染廢水處理工藝流程見圖1。

2.3流程描述

污水自車間流出。首先，廢水中的大的懸浮固體、漂浮物、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)被格柵攔截。然后流入調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，由提升泵提升至氣浮池。氣浮是在不使用化學(xué)藥品的情況下去除浮油和漂浮物。氣浮水流入?yún)捬跖渌?，然后被泵入?yún)捬跛箯U水中的大分子污染物變成小分子污染物，難降解的污染物變成易降解的污染物。厭氧塔中的厭氧微生物極大地去除了有機(jī)物，提高了廢水的B/C。厭氧出水進(jìn)入A/O生化池，減少了空氣用量，從而降低了運(yùn)行成本，并對(duì)廢水中大部分有機(jī)污染物進(jìn)行好氧生物降解和脫氮除磷。二次沉淀池用于分離泥漿和水，并澄清出水。二沉池采用輻流式，操作簡單，運(yùn)行可靠，排泥徹底。沉淀池中的污泥一部分回流到A/O好氧池，一部分回流到厭氧塔進(jìn)一步厭氧消化，達(dá)到污泥減量的目的。二沉池出水進(jìn)入物化反應(yīng)沉淀池后，通過化學(xué)絮凝沉淀，進(jìn)一步降低廢水中的懸浮物和COD，確保出水達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表2中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。出水控制指標(biāo)為COD質(zhì)量濃度小于200mg/L，物理化學(xué)沉淀后的污泥進(jìn)入污泥濃縮池。

2.4各結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

2.4.1細(xì)格柵和調(diào)節(jié)池。細(xì)格柵和調(diào)節(jié)池合建。設(shè)計(jì)尺寸:18.9米×16.2米×4.5米，有效水深4米，有效容積1000立方米，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1臺(tái)。水池配有機(jī)械細(xì)格柵，格柵槽寬0.8m，格柵間隙5mm，安裝角度75°，額定功率(N)N)1.5 kw水池內(nèi)有兩臺(tái)自吸無堵塞污水泵(流量(Q)=180m3/h，揚(yáng)程(H)=12m，功率(P)=15kW，一用一備)。電磁流量計(jì)1套，液位計(jì)1套；升降式曝氣器，規(guī)格:φ67mm×750mm×4mm，數(shù)量:120臺(tái)。風(fēng)機(jī)與A/O好氧池共用風(fēng)機(jī)。

2.4.2淺層氣浮池

設(shè)計(jì)尺寸:φ7.0m×3.0m，鋼結(jié)構(gòu)，1套。處理水量150m3/h，配自吸無堵塞污水泵(Q=180m3/h，H=22m，P=22kW，1用1備)；1套加藥設(shè)備；1電磁流量計(jì)和液位計(jì)。

UASB厭氧塔

設(shè)計(jì)尺寸:φ 12.0 m× 14.0 m，鋼結(jié)構(gòu)，2臺(tái)，單座有效容積1500m3，停留時(shí)間(HRT)1.0d，有機(jī)負(fù)荷0.5kg/(m3·d)，工作溫度30 ~ 35℃，內(nèi)防腐，外保溫。單個(gè)厭氧塔配有1套進(jìn)水布水器和分配器、8套三相分離器、2套集氣箱、2套防堵裝置、1套泥水分離袋(φ1.5m×1.5m)、1套水封(φ1.2m×1.5m)、強(qiáng)制內(nèi)回流泵(Q=80m3/h、H=15m、P = 5.5kW)

2.4.4 A/O生化池

設(shè)計(jì)尺寸:35.7米×21.6米×5.5米，有效水深5米，單座有效容積3000立方米，有機(jī)載荷0.6千克/(立方米·天)。配備空氣懸浮風(fēng)機(jī)(Q=50m3/min，H=6m，P=75kW，1用1備)，300臺(tái)可升降曝氣器，尺寸:φ 67mm× 750mm，4組，數(shù)量:300臺(tái)，混合泵(Q=100m3/h，H=15m，P=7

2.4.5二沉池

設(shè)計(jì)尺寸:φ 16.0 m× 4.5 m，表面荷載0.70 m3/(m2·h)；沉降時(shí)間為3~5h，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1套。配備單周驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，型號(hào):ZBGN-16，行走速度2.6m/min，n = 1.5kw，泥漿泵:(Q=100m3/h，H=15m，P=7.5kW，1用1備)。

2.4.6物化反應(yīng)沉淀池

反應(yīng)罐設(shè)計(jì)尺寸:φ4.0m×4.5m，水力停留時(shí)間30分鐘，1套機(jī)械攪拌。物化沉淀池設(shè)計(jì)尺寸:φ 16.0 m× 4.5 m，表面負(fù)荷0.7m 3/(m2·h)，沉淀時(shí)間2.0~3.0h，一座鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。配備單外設(shè)驅(qū)動(dòng)刮泥機(jī)，型號(hào):ZBGN16，行走速度2.6m/min，n = 1.5kw，污泥泵(Q=50m3/h，H=15m，P=5.5kW，1用1備)，2套加藥設(shè)備，分別加PAC和PAM。2.3.7污泥濃縮池設(shè)計(jì)尺寸:φ7.0m×4.5m，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，1座，立式流污泥濃縮池，污泥濃縮池固體通量20k g/(m2·d)，進(jìn)水污泥質(zhì)量濃度CI = 6000mg/L，出水污泥質(zhì)量濃度CE = 1000mg/L，用于收集物化污泥、生化污泥排放和氣浮浮渣。污泥壓濾機(jī)為板框壓濾機(jī)，過濾面積200m2，1臺(tái)。

3.運(yùn)營效果分析

3.1調(diào)節(jié)池和氣浮池

污水經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，泵入氣浮池。氣浮不加化學(xué)藥劑，氣浮水通過提升泵進(jìn)入U(xiǎn)ASB厭氧反應(yīng)器。

3.2反應(yīng)器運(yùn)行效果分析

UASB厭氧反應(yīng)器進(jìn)出水COD和COD去除率隨時(shí)間的變化圖見圖2。從圖2可以看出，UASB厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水COD濃度在1200mg/L ~ 1500mg/L左右波動(dòng)，平均厭氧進(jìn)水COD濃度在1400mg/L左右，經(jīng)過UASB厭氧反應(yīng)器后，HRT為1d，厭氧出水COD濃度從1500mg/L下降到750mg/L，并穩(wěn)定在600 ~ 800 mg/L左右，一般來說，在UASB反應(yīng)器的初期啟動(dòng)階段，小型有機(jī)有機(jī)負(fù)荷通常通過逐漸增加進(jìn)水濃度來增加。研究表明，采用間歇進(jìn)水，逐步延長每次進(jìn)水時(shí)間的方法，可以促進(jìn)顆粒污泥的形成，實(shí)現(xiàn)厭氧污泥的馴化。

3.3 A/O系統(tǒng)運(yùn)行效果分析

A/O好氧系統(tǒng)進(jìn)水和出水的COD和COD去除率隨時(shí)間的變化見圖3。從圖3可以看出，好氧系統(tǒng)進(jìn)水COD在600mg/L至800mg/L之間波動(dòng)，平均進(jìn)水COD濃度約為750mg/L，出水COD濃度從750mg/L降至200mg/L，并穩(wěn)定在150 ~ 250 mg/L左右，A/O好氧系統(tǒng)COD去除率在70%以上。

3.4物理化學(xué)反應(yīng)沉淀池

二沉池出水進(jìn)入物化反應(yīng)沉淀池。PAC和PAM的用量分別為0.55kg/m3和0.003kg/m3。物化反應(yīng)沉淀后，COD質(zhì)量濃度小于150mg/L，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。物化污泥量為每1000m3印染廢水0.8~0.9t，為常規(guī)方法。

3.5操作問題及解決方案

(1)廢水站運(yùn)行過程中，進(jìn)水pH值不穩(wěn)定，有時(shí)降至5.0左右，導(dǎo)致COD去除率下降。這可能是因?yàn)閜H值的變化引起微生物群落的變化，導(dǎo)致厭氧菌處理效果不理想。解決方法是在UASB反應(yīng)器前的氣浮池前增加一個(gè)pH值調(diào)節(jié)桶，用強(qiáng)堿將厭氧進(jìn)水的pH值提高到7左右。pH值調(diào)節(jié)試驗(yàn)后，比較了pH值分別為5、5.5、6、6.5、7、7.5和8時(shí)的COD去除率。結(jié)果表明，當(dāng)pH值從5增大到8時(shí)，COD去除率先增大后減小，當(dāng)pH值為7時(shí)，COD去除率先增大。而A/O系統(tǒng)的COD去除率受pH值影響較小，始終在85%以上。

(2)運(yùn)行進(jìn)入冬季，室外溫度低于0℃時(shí)，UASB反應(yīng)器的進(jìn)水溫度只有25℃左右，這使得微生物的生理活動(dòng)變得極其緩慢，廢水處理的效果也隨之下降。向氣浮池的出水中通入蒸汽加熱進(jìn)入U(xiǎn)ASB反應(yīng)器的水，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)部溫度穩(wěn)定在32~35℃時(shí)，COD的去除率恢復(fù)正常。

4.概況

廢水處理站于2017年9月正式建成并投入使用。經(jīng)過三個(gè)月的調(diào)試和三個(gè)月的穩(wěn)定運(yùn)行，達(dá)到了《紡織染整行業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表2中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，并通過了環(huán)保局的驗(yàn)收。廢水處理站2017年11月至2018年3月平均水質(zhì)見表2。

5.結(jié)論和建議

(1)采用淺層氣浮+UASB反應(yīng)器+A/O+物化工藝處理印染廢水，實(shí)現(xiàn)《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表2中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。

(2)在不投加化學(xué)藥劑只進(jìn)行氣浮除油的情況下，UASB反應(yīng)器COD去除率在50%以上，A/O生化池COD去除率在85%以上。二沉池投加少量化學(xué)藥劑后，系統(tǒng)出水COD質(zhì)量濃度小于150 mg/L

(3)采用末端物化反應(yīng)，是前一次物化反應(yīng)產(chǎn)生污泥量的1/4，物化污泥的產(chǎn)生降到最低。

(4)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為印染廢水生化處理后物化法達(dá)標(biāo)處理提供了工程實(shí)踐參考。(來源:蘇州蘇沃特環(huán)境科技有限公司、南昌航空大學(xué))

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