地毯印花废水处理工程设计与运行

刘从彬，张成帅，刘 峻，朱亚飞

(1.江苏润环环境科技有限公司河南分公司，河南 郑州 450000；2.河南省环境保护科学研究院，河南 郑州 450004)

地毯印花废水通常具有污染物浓度高、种类多、含有毒害成分及色度高等特点，是难处理的工业废水之一。目前，国内外处理地毯印花废水的方法有物理化学法、生化法、化学法，多数以生化为主的物化-生化-深度处理组合法[1]。

河南某地毯制造企业在地毯印花工段废水产生量为80～100 m3/d。根据企业要求、废水水质及当地的排放标准，本工程设计处理规模为100 m3/d，采用物化-生化-臭氧氧化的处理工艺，出水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)表2规定的直接排放限值标准。

1 设计进、出水水质

该企业排放的地毯印花废水主要来源于印花工段，主要包含调浆、滚筒等处的冲洗废水及后处理的水洗废水。由于印花色浆中的浆料量比染料量多几到几十倍，印花废水中除染料、助剂外，还含有大量浆料，废水中COD、BOD5、色度都比较高，另外还残留苯胺类污染物。

本工程设计进、出水水质见表1。

2 污水处理工艺流程

根据国内地毯印花废水处理工程经验及研究成果[2-6]，结合本工程的实际情况，确定采用混凝沉淀法-水解酸化法-生物接触氧化法-臭氧氧化法组合工艺。本工程的工艺流程见图1。

图1 工艺流程
Fig.1 Flow chart of sewage treatment process

3 工程构(建)筑物设计及设备参数

① 格栅渠。1座，砖混结构；尺寸为5.0×0.4×3.2 m，设置粗格网、细格网各1台，用于拦截废水中的大块漂浮物等，人工清渣。

② 调节池。1座，全地下钢混结构；尺寸为5.0×4.0×4.3 m，有效容积60 m3，停留时间14.4 h。设置污水提升泵2台(1用1备)，扬程为15 m，功率为1.1 kW；池底设置穿孔管曝气系统，定时开启，防止污泥淤积。

③ 混凝池。1座，碳钢结构；尺寸为2.0×2.0×2.3 m，分四格，单格尺寸为1.0×1.0×2.3 m，总混凝时间1.92 h；设置搅拌器4套，加药系统3套，分别用于投加NaOH、FeSO4和PAM。

④ 斜管沉淀池。1座，碳钢结构；尺寸为2.2×2.2×4.3 m，表面负荷0.86 m3/(m2·h)，沉淀时间2.9 h；设置离心泵设置离心泵2台(1用1备)，扬程为16 m，功率为0.75 kW，用于污泥排放。

⑤ 水解酸化池。1座，碳钢结构；尺寸为9.0×2.7×2.5 m，有效容积53.4 m3，停留时间12.8 h，上升流速0.51 m/h(回流比150%)；设置组合填料，φ150 mm，36 m3，聚丙烯材质。

⑥中间水池。1座，钢混结构；尺寸为2.5×2.5×3.3 m，有效容积18.75 m3，设置污水提升泵2台(1用1备)，扬程为15 m，功率为1.1 kW。

⑦ 生物接触氧化池。1座，碳钢结构；尺寸为5.8×4.5×2.5 m；填料容积负荷0.48 kgBOD5/(m3·d)；总有效容积为52.2 m3，停留时间12.5 h；池底设置曝气系统，其中曝气器53套。池内设置悬浮球填料，共27 m3，规格为φ80 mm。

⑧ 二沉池。1座，钢混结构，尺寸为2.5×2.5×3.0 m，表面水力负荷为0.74 m3/(m2·h)；设置污泥回流泵2台(1用1备)，扬程为12 m，功率为1.1 kW。

⑨ 臭氧氧化反应器。1座，304不锈钢结构；尺寸为φ1.5×4.5 m；总有效容积为7.1 m3，反应时间1.7 h；内部设置钛盘曝气器3套。

⑩ 污泥贮池。1座，钢混结构，尺寸为2×1.5×2.5 m，有效容积6 m3；用于污泥贮存。

4 工艺调试及运行效果

4.1 工艺调试

本工程经过工艺设计、土建施工、安装施工、单机调试及联动调试后，进入各处理单元工艺调试阶段。

4.1.1 调节池

调节池运行5 d后，池内出现大量的团状漂浮物，是由于废水中含有地毯中冲洗出的细小纤维等物质结团所致，在运行过程中采用人工清捞以保障运行。

4.1.2 混凝池

通过在混凝池内第一格到第三格分别投加NaOH溶液、FeSO4溶液、PAM溶液，反复调整各种药剂的投加量，直至达到设计出水水质要求。

4.1.3 水解酸化池

水解酸化池的接种污泥为市政污水处理厂的好氧池内的活性污泥，折合绝干污泥0.8 t，污泥接种量10 gTSS/L，在污泥贮池内泵入水解酸化池内。先采用脉冲式进水的方式，直至池内填料布满生物膜，再采用均匀进水的方式，同时检测出水水质，达到设计要求。

4.1.4 生物接触氧化池

首先在生物接触氧化池注入水解酸化池出水，然后接种活性污泥，污泥接种量为约为3.5 gTSS/L，曝气24 h后，进水量由小到大，浓度由低到高，使池内微生物逐步适应本类废水，直到组合填料上布满生物膜，出水清澈透明。

4.1.5 臭氧氧化反应器

在前段工艺出水水质达到设计要求时，采用间歇进水的方式进行调试。先将废水泵入臭氧氧化反应器，再开启臭氧发生器，采用从臭氧发生量为150 g/h时，反应1.7 h后监测出水水质，根据出水水质情况，逐渐调整臭氧发生量，直至到达设计出水水质要求。

4.2 运行效果

2018年10月，本工程工艺调试完成，运行结果见表2。出水水质满足《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)表2规定的直接排放限值标准。

表2 运行结果Table 2 Operating results

5 工程投资及运行费用

本工程总投资为84.46万元，其中直接投资66.53万元和间接投资17.93万元。直接投资主要包括构(建)筑物、设备等；间接投资主要包括设计费、调试费、管理费、税金等。运行费用总计285.92 元/d，主要包括电费、人工费以及药剂费等，折合吨水运行费用为2.86元。

6 结语

经本工程实际运行，采用混凝沉淀法-水解酸化法-生物接触氧化法-臭氧氧化法组合工艺处理地毯印花废水，出水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-2012)表2规定的直接排放限值标准。该工艺流程简单、易操作、投资及运行费用较低，同时减少了地毯印花废水对生态环境的污染。