臭氧-BAF用于印染废水处理的案例分析

刘丙江

（中持水务股份有限公司，北京100192）

1 工程概况

该项目污水主要来源于企业生产的梭织染纱、针织染纱、染棉、后整理工序和洗水车间及少量生活污水。2012年实施新标准，要求出水CODcr小于80mg/L，处理厂可能出现超标的风险。鉴于上述情况，拟对现有污水厂进行提标设计，根据目前的实际处理水量，要求设计处理能力为25000m3/d。考虑到后续国家排放标准提高的可能性及出水达标的稳定性、安全性，计划为改造后的处理系统具备最终出水CODcr稳定在60mg/L及以下的能力，同时在排放标准允许的情况下，通过调整运行参数可使出水CODcr稳定在80mg/L以下，从而降低运行费用，达到经济性最佳的运营状况。

2 工艺流程

2.1 印染废水成分分析

印染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团（如：-C=C-、-N=N-、-N=O=、=C=O等）及极性基团（如：-SO3Na、-OH、-NH2），含少量亲水基团但分子量很大或完全不含亲水基团的染料分子，在水中常以胶体形式存在［1］，属于较难处理的废水。目前的常规方法是采用物化+生化的处理工艺，勉强可满足旧标准的要求，CODcr基本能稳定在100mg/l左右。但要达到新标准要求CODcr稳定在60mg/l以下，还需要进一步处理。

2.2 印染废水深度处理难点分析

印染废水中含有大量难以生物降解的有机物，深度处理中，如何进一步去除水中CODcr是关键，首先提高废水的可生化性，再通过深度处理工艺使出水水质达标。目前，国内外仍采用以生物法为主、化学法或物理法为辅的组合处理方法，这些技术均存在一些不足之处，且技术投资、运行费较高，企业不易接受。

2.3 进出水各项指标（单位：mg/L）

化学需氧（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、悬浮物、色度（稀释倍数）、氨氮、总磷进水分别为120、25、60、40、10、0.5，出水分别为60、15、20、30、8、0.5。

2.4 处理系统工艺流程

原系统二沉池出水→调节池→泵→高效沉淀池→臭氧接触催化池→曝气生物滤池→砂滤罐→清水池→重力流入原系统排江水池。

系统产生的污泥→剩余污泥泵→原系统初沉池。

3 主要构筑物及设备

3.1 高效沉淀池单元

设置目的：去除水中悬浮物、降低进水CODcr。

工作原理：在混合反应区内靠搅拌器的提升作用完成泥渣、药剂、原水的快速凝聚反应，然后经叶轮提升至推流反应区进行慢速絮凝反应，以结成较大的絮凝体，再进入斜管沉淀区进行分离。澄清水通过集水槽收集进入后续处理构筑物，沉淀物通过刮泥机刮到泥斗中，经容积式循环泵提升将部分污泥送至反应池进水管，剩余污泥排放。

建筑结构：数量为2座；混合区净尺寸为2.5m×2.5m×6.0m，水力停留时间3.9min；絮凝区净尺寸为4.5m×10.0m×6.0m；澄清区净尺寸为10.0m×10.0m×6.0m，斜管区上升流速11.40m/s。

主要设备配置：斜管，158m2；混合区搅拌器，2台；絮凝区搅拌器，4台；配套导流筒；污泥浓缩机，2台；回流污泥泵，3台（2用1库备）。

3.2 臭氧氧化单元

设置目的：设置臭氧系统主要用于去除部分CODcr和SS，并同时提高废水的可生化性。臭氧系统选择3套单台制备能力为25kg/h臭氧设备，2用1备。

配置气源控制系统，内循环冷却水系统，投加系统、尾气破坏系统及配套的自动控制（PLC）、检测仪器等。使用合格氧气气源，经在线露点仪监测后，分别进入每台臭氧发生器，经粉尘过滤器过滤气体中的杂质颗粒后，再经调压阀调压稳压、压力监测后进入臭氧发生室。臭氧发生器进气管路上设计了安全阀，当系统压力超过设计值后开启，以保证系统工作安全。在臭氧发生室内的中频高压电场内，部分氧气变成臭氧，产品气体为臭氧化气体，经压力、温度检测，从自动调节阀后排出。3台臭氧出气汇到一条主管道后通向投加臭氧接触池。

建构筑物：臭氧接触池1座，分2格，全地上式钢筋砼结构；规格尺寸27.5×10.4×8.0m。臭氧发生器间1座，框架结构;规格尺寸25.0×10.5×6.0m。

主要设备：①进口臭氧发生器2台，单台产气量25kg/h，氧气源；②国产臭氧发生器1台，单台产气量25kg/h，氧气源；③循环冷却系统。螺杆冷水机组1台；配套用冷却塔1台；保温水箱1台，5m3，不锈钢SS304材质。

3.3 曝气生物滤池单元

设置目的：经臭氧氧化后，水中难以生物降解的长链、大分子有机物转化为较小且可生物降解的有机物，同时臭氧还增加了水中的溶解氧含量。上述两种因素都有利于好氧菌的生长繁殖，所以臭氧工艺与曝气生物滤池结合在一起，能取得满意的处理效果。曝气生物滤池同时具有生物氧化降解和过滤作用[2]，因而可获得高品质的出水水质，其出水可满足排放标准的要求。对工业废水，即使在可生化性不强的情况下，曝气生物滤池处理效果也优于一般的工艺，因为曝气生物滤池处理有机物不仅依赖于生物氧化，还存在显著的生物吸附和过滤作用，不仅可去除粒径较大的污染物，还可吸附去除一些可生化性不强的物质。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超过20mg/l，出水非常清澈透明。

建构筑物：曝气生物滤池8座，半地上式钢筋砼结构；规格尺寸9.6×8.0×6.5m；有效水深6.0m。

主要设备：陶粒滤料1966m3，粒径3～5mm；长柄滤头22680套，ABS材质；曝气风机10台（2台库备），罗茨。

4 运行效果

通过一段时间运行，实际来水量约为24000吨/天，测得进出水水质汇总如下表。

进出水各项指标 单位：mg/L

5 经济分析

运营期间测得数据为：液氧消耗约0.20～0.34元/吨，电耗约0.21～0.35元/吨，吨水消耗约0.51～0.84元。符合各项经济技术指标。

综上所述，采用该工艺,出水各项指标均能达到纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287～2012）中直接排放的出水水质要求。

［1］张林生，蒋岚岚.染料废水的脱色方法［J］.化工环保，2000（1）：14-18.

［2］张自杰.排水工程（第四版）［M］.北京：中国建筑工业出版社，1999.