印染废水处理工艺的研究与设计

雷凯

摘要： 详细介绍了印染废水中氨氮和COD的去除原理，并通过中试试验进行验证，证明了某印染企业生产废水在水解酸化后，利用同步硝化反硝化原理可以对水中主要污染物进行有效处理，使得出水达到《污水综合排放标准》相关要求。

Abstract： The principles of removal of ammonia nitrogen and COD from printing and dyeing wastewater are introduced in detail and verified by pilot test. It is proved that after the hydrolysis and acidification of the wastewater from a printing and dyeing enterprise， the main pollutants in the water can be effectively treated by the principle of simultaneous nitrification and denitrification and the effluent can meet the relevant requirements of the Integrated Wastewater Discharge Standard.

关键词： 印染废水；水解酸化；FSB琉璃球填料；同步硝化反硝化

Key words： printing and dyeing wastewater；hydrolytic acidification；FSB glass sphere packing；simultaneous nitrification and denitrification

中图分类号：TS190.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）16-0201-03

1 工程概述

印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品的印染厂排出的废水。其特点是废水水量较大，有机污染物含量高、碱性大、水质变化大。印染废水作为一种工业废水极难被处理，因为其成分复杂，包含染料、砂类物质、纤维杂质、酸碱、油剂、助剂、浆料、无机盐等。

1.1 进水水质

某印染企业排放的印染废水水质如表1。

1.2 出水水质

污水经处理后，该企业要求只有达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准才能排放。

2 处理工艺的选择

2.1 工艺分析

印染废水污染程度高，水质水量波动较大，成分复杂，直接进入主体工艺处理，会对处理工艺造成冲击，不能达到预期处理效果，需要对废水进行水质水量调节。进水水质COD为500-600mg/L，氨氮为400mg/L，研究时拟采用生物法进行处理，采用曝气水解酸化池和厌氧反应器对废水进行预处理，使废水中的高分子有机物开环断链为小分子并去除一部分COD，同时将有机氮在厌氧条件下转化为氨氮，在后续的好氧工艺中，通过添加特殊的填料，使池中同时存在好氧和兼氧两种环境，对废水进行生物降解及同步硝化反硝化，达到去除COD和氨氮的目的。

2.2 主要污染物去除原理

2.2.1 氨氮的去除

在生物脱氮期间，首先在好氧条件下废水中的氨氮会被硝化菌氧化为NOX-，之后在缺氧条件下，NOX-会被反硝化菌还原为N2。硝化菌具有明显的好氧和自养特性，而反硝化菌具有明显的缺氧和异养特性，两者之间存在明显差异，因此，通常两者的脱氮过程需要在一个反应器中顺次进行，或者直接在两个反应器中独立进行。若混合液处于缺氧状态或者进入缺氧池，反硝化菌工作，硝化菌处于抑制状态；若混合污泥处于好氧状态或者进入好氧池，则情况完全相反。依据上述原理，若能够采取一定措施将污泥中的两类不同性质的菌群放在同一反应器中同时工作，形成同步硝化反硝化（SND），那么脱氮工艺不仅步骤简化了，而且效能更高。同时，就SND工艺来说，反硝化产生的OH还能够中和硝化产生的H+，避免出现硝化期间产酸引起pH值下降严重问题，减小了pH值的波动，提高了两个生物反应效率，尤其是对于高氨氮废水脱氮来说，效果更加明显。所以，合理的控制工艺参数，如停留时间、溶解氧值、碳氮比、温度及污泥浓度是SND成功实现的关键。

同时，在微氧条件下，氮的去除途径主要包括两种：一是同步硝化反硝化；二是短程硝化反硝化。在常规的硝化反应中，氮的硝化分為两步，分别由不同微生物完成。其反应为：

亚硝酸化：

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O（由氨氧化菌完成）

硝化：2NO2-+O2→2NO3-（由亚硝酸氧化菌完成）

由此可知，在生物脱氮中将NO2-氧化成NO3-，再将NO3-还原成NO2-的两步毫无意义，可采取有效措施将其避免，可节约40%左右的有机碳源和25%左右的氧气。短程硝化和反硝化就是将硝化过程中将反应控制在亚硝酸化阶段，从而直接进行反硝化，废水中氨和微溶解氧对亚硝酸氧化菌有抑制作用，有利于氨氧化菌在微氧条件下成为优势菌种，从而有利于短程硝化与反硝化的进行，但溶解氧并不是越低越好，应对其进行适当控制，若溶解氧的质量浓度过低，会影响氨氧化菌的活性。因此，实现短程硝化和反硝化的关键是如何能将硝化反应控制在反硝化阶段。

本废水中含有尿素，有机氮含量较高，经过微氧调节池和厌氧反应器处理后，大部分有机氮会转化成氨氮，在后续处理环节采用微氧同步硝化反硝化技术将废水中的氨氮去除到排放标准以下。考虑到废水中的碳源相对较少，且在反硝化过程中消耗碱度，选择在微氧反应池中适当补充NaHCO3和NaOH，增加废水的碳源和碱度，保证硝化反硝化反应的正常进行。