某公司印染水处理工程污泥趋零排放工艺研究和应用

刘云

某公司印染水处理工程污泥趋零排放工艺研究和应用

刘云

（上海中发环保工程有限公司，上海 201108）

印染水主要是在印染混纺、麻以及棉等产品后形成的工业废水。结合某公司的印染水处理条件，分析其在污水处理工程中使用的组合式生物处理工艺技术手段，实现运行全过程污泥趋零排放。调试环节中对所使用的HUBF厌氧反应器和HFST好氧反应器进行调整，确保其能够对内部循环系统进行有效试验，控制反应室内部的流速条件，强化废水生化处理效果，控制印染水中含有的主要污染物，同时通过辅助剂消除了硫化氢带来的异味问题。

印染水；处理工程；工艺技术；处理系统改造

1 引言

印染水在当前的废水处理系统中极为特殊，其总量大、成分复杂、变化规律不明显、整体治理难度高，所需的处理成本也高于其他工业废水。当前可选用的印染废水处理技术系统主要有生物法、化学法与物理法，使用物理法时主要发挥粘土与活性炭等带有吸附性物质的作用；化学法包括氧化法、混凝法以及电解法，使用范围广；中国在处理印染废水时，主要使用的是物理化学法或者物化预处理结合生物法，通过物化预处理后，再采用厌氧水解和好氧生物处理技术来去除主要污染物COD。本文在现有印染水处理技术系统的基础上，采用HUBF深度厌氧和HFST高位好氧生物处理手段实现对高浓度退浆废水的处理；采用厌氧水解和生物接触氧化法实现对低浓度染色废水的处理，实现污水处理系统生物污泥趋零排放、物化污泥零排放的目标。

2 工程概况

该项目主要针对浓度比较高的退浆废水（以改性淀粉浆料为主的PVA废水）与染色废水实施处理，参考分级回用与分质处理的工作原则，对经过处理且达到指标的废水进行回收，另外一部分物回收利用价值的废水则按照排放标准予以排放处理。在确定处理方案后，主要参考预先获取的水质信息与相应的分析数据，同时还包括废水处理现场勘探所得数据与已有的治理印染水的工作经验。该废水处理改造工程中包含9 000 m3/d染色废水与1 000 m3/d退浆废水，处理废水期间，对原有的设备以及工艺处理情况进行改造，解决退浆废水存在的生化性问题，提升印染废水处理效果，达到基本的工业废水处理目标的同时，提升印染水处理工作的经济效益。通过HUBF厌氧塔来对污染物进行降解，缩减污泥形成量，改进厌氧处理系统后，整体处理成本降低。

PVA废水主要含有改性淀粉浆料和部分化学PVA浆料，其盐分偏高，整体水量较小，COD含有量偏高。染色废水的实际水量较大，染料给水质造成的影响极大，COD与BOD含有量都比较小，但是色度偏高。

3 处理工艺

3.1 工艺流程

在该废水净化系统中，HUBF厌氧反应器发挥关键作用，对预酸化生物污泥和高浓度退浆废水COD污染物起到关键去除作用，组合HFST好氧反应器（中部曝气），减少处理印染水期间的能耗，提升整体处理效率，缩减污泥的产生量，达到趋零排放污泥的技术目标，自动控制系统，持续推进印染水处理工作。改造系统时，还应当关注投入药剂量的情况，通过合理调整设备来缩减印染水处理成本，保持处理工作的稳定性。运用2套HIC厌氧罐，调整为1套HUBF厌氧生物塔和1套HFST好氧生物塔，增加沼气回收系统与污泥减量处理模块。

处理PVA废水时，联合使用厌氧罐、好氧罐、高效澄清池，进入出水环节之后，需把关气浮系统与综合排放池，使处理后的印染水顺利地被输送到污水处理管网中，增设指标检测设备对COD等实施检测。

从印染车间中获取生产废水，了解水量、水质与排放的变动，运用生物系统时，应当考察其可能受到的影响，水质与水量的波动幅度小，最终的处理效果也相对较好，给有机物的负荷保留缓冲能力，避免有毒性物质在负荷变化的条件下进入到处理系统内部。调节废水pH值后，水质变得更加均匀，HUBF厌氧高塔反应器使用循环泵和小阻力布水系统装置来促进厌氧生物倍增和高活性反应，将有机污染物直接分解，具体过程包括水解、酸化、产H、甲烷。废水抵达HFST好氧高塔反应器之后，可继续进行降解活动，将氨氮与BOD去除，同时还能够进行初级分离与筛选污泥的活动，污泥调理罐保存剩余污泥，厌氧装置内加入菌剂之后，其菌群也可变得相对稳定。反硝化滤池主要负责过滤与脱氮活动，可提升整体处理效率，其设置的脱氮系统极具特色，过滤技术也很先进。在滤池中，介质表面部位设有的生物膜可以与废水保持完全接触的状态，即使出现了超水流冲击或时间相对较短的断流冲击也不会破坏该系统。

在把关气浮系统的环节中，将混凝剂加入到系统中，通过这一添加剂来聚集悬浮微粒与有机胶体，对排放水中含有的溶解性物质进行吸附，完成吸附活动之后，可在排放水中形成较大的混合颗粒物，受到微气泡的影响后，这一物质可与水分离，以此来将剩余的COD与悬浮物去除。

系统使用孔板格栅，其过水部分设有圆孔设计，可有效去除纤维类悬浮物，排除短纤维物质会使射流曝气系统与厌氧布水系统形成堵塞，进而影响浸没式超滤系统，使系统中形成曝气不顺畅与布水不够均匀的现象，会导致超滤膜的污染难以被彻底清洗，因此，需要通过孔板格栅将其有效去除。

3.2 工艺说明

PVA废水主体处理工艺属于深度高位生化处理，主要由厌氧罐、好氧罐与高效澄清池构成。

出水时需要依靠把关气浮系统标排后，可顺延处理管网被直接排出，使用的指标仪为COD，精准控制污水处理系统，如果出现不达标的情况，系统将会发出警报，工程师会对其进行干预，保持良好的处理趋势，维持废水处理工作的稳定性。后端处理工艺技术存在差别，污水的去向也有所不同，一部分经过气浮把关悬浮微粒被去除后可进行排放，也可以进入综合废水调节池，与染色废水汇总后进行二级处理和深度处理之后，可回收利用。

调节池可接收来自于车间的生产废水，进行多次排放，水量与水质均存在变动，会影响到生物处理系统的净化效果，还会破坏系统。在物化处理系统中，水质与水量存在较大的波动，难以对过程参数进行合理控制，最终的处理效果难以维持稳定。在设计调节池时应当充分考察水质变动与废水的水量，给有机物质提供充分的缓冲条件，避免系统负荷形成过于激烈的变动，同时也规避了有毒物质被输送到生物处理系统中。

HUBF厌氧生物塔系统：废水的原有pH值被调节，水质可保持均匀，通过提升泵可进入该装置中，进行厌氧生物降解反应，有机污染物的原有分子结构将被分解，大分子转变为小分子。反应过程可直接完成酸化、水解与产H三个工序，同时可发挥调节控制甲烷生产的作用。通过二氧化碳取代硫酸进行pH调节，厌氧塔中原有的异味被直接消除，硫化氢味道问题也得到有效控制。

HFST好氧三相高塔反应装置器在废水处理过程中同样发挥重要的作用，废水经过该处装置后，可形成好氧或者缺氧生物降解现象，内部含有的氨氮与BOD会被直接去除，而后实施筛选污泥与初级分离活动。残留的污泥可被输送到专门的调理罐之中，预酸化并使用菌剂之后，继续回流至厌氧系统中，进而实现生物污泥厌氧消化减量的同时使厌氧反应器之中的优势菌群维持稳定。染色废水汇集到综合调节池，均质均量后进入生物吸附初沉池，通过剩余活性生物污泥的吸附作用实现絮凝反应，可去除部分SS和节省化学药剂使用，同时减少物化污泥的产生。

综合染色废水pH调整后依此经过厌氧水解池、好氧活性污泥池后实现90%以上COD的去除，为后续深度处理打下良好的基础。反硝化滤池处理单元兼具过滤与脱氮两种功能，过滤与脱氮系统都采用了先进的工艺技术，在滤池之中，介质表面区域的生物膜与废水可保持完全接触的状态，时间相对较短的超水流或短流冲击现象并不会影响系统的正常使用。系统中还用了孔板格栅，采用了圆孔设计形式，帮助去除纤维状的悬浮物质，如果不处理短纤维物质，则射流曝气系统与厌氧补水系统将会产生堵塞问题，进而出现曝气不够畅通与布水均和度不足的状况，MBR膜受短纤维的影响之后，污染难以去除，精密过滤系统与超滤系统也会产生堵塞的情况。

3.3 主要构筑物及设备参数

本次工业污水处理系统改造工作主要对厌氧系统进行了重点改造，整体成本比较低，新增费用相对较少，在处理染色废水时，仍使用了原来的处理设备与构筑物，系统运维成本比较低，设备改造所消耗的费用也比较少，构筑物多为半地上性钢砼式结构，强度比较高，设备与构筑物占有的空间也比较少、控制难度低，整体自动化程度比较高。

处理PVA废水时，主要使用了集水系统、调节系统、调配池、厌氧水解生物塔、好氧反应器、反硝化滤池、排放口与把关系统，其中处理单位已经提供了必要的把关系统；处理染色废水时同样需要有调配池、调节系统与集水系统的支持，进场之后需要对二沉池、水解池以及好氧池进行改造，同时还需有中间水池、滤池系统以及深度处理系统的支持。

3.4 处理效果

根据水质监测结果可知，最终的印染水处理工作取得了令人满意的技术使用成果，净化COD物质时的去除率超过了90%，有机负荷被充分减轻。

系统改造工作完成后，厌氧反应器的容积负荷范围为3～5 kg/m3COD，单阶段COD的去除率达到85%左右，出水阶段印染水的COD降低到1.0×10－6之下，回用RO的工作也可以顺利完成。除此之外，硫化氢味道问题也被二氧化碳控制技术解决。总之经过改造之后的印染水处理系统达到了比较好的使用效果，可在处理印染水的活动中推广应用该系统。

系统通过运行一定阶段，废水处理效果及出水水质等各项指标均达到排放标准，结果如表1所示。

表1 实验室废水处理检测数据

序号项目pHCODCr/（mg/L）NH3-N/（mg/L）TP/（mg/L）TN/（mg/L）苯胺/（mg/L） 1退浆调节池8.6715 63342.1 6.388 2HUBF厌氧罐7.512 222——— 3HFST好氧罐—————— 4高效澄清池8.22469———— 5把关气浮池7.66190———— 6综合调节池9.3973429.526.21950.693.792 7初沉池8.13515———— 8水解酸化池8.47496———— 9好氧池—————— 10二沉池7.86952.7911.76316.332.968 11反硝化滤池 86——7.20— 12总排放口8.361823.5892.71516.950.971

注：以上数据为运行日报典型值。

4 结论

该废水处理系统可处理CODCr物质，通过HFST好氧罐来发挥好氧反应器的作用，对原有的气浮系统池与沉淀系统进行应用，减少生物化污泥的实际产量，装备占地面积比较小，整体运行成本低。厌氧系统为整个废水处理系统的重点内容，运行过程中不需消耗过多费用，污泥处理成本降低，维护设备的工作较为简单，技术要求也比较低，可实现低污泥产率与低运维成本的运行要求，系统使用效果良好，可支持印染水处理工作，减少印染水给环境带来的污染。

［1］谢小玲.某公司印染废水处理工程设计实例［J］.环境与发展，2017（6）：53-54.

［2］常莎，卢浩，邴永鑫，等.印染废水提标改造工艺设计与应用实例［J］.工业水处理，2018，38（11）：105-108.

［3］刘亚琴，倪慧成，蒋素英，等.印染园区污水处理厂工艺改造与运行［J］.工业水处理，2018，38（7）：4.

［4］蒋彬，王鸿儒，袁绍春，等.印染废水深度处理工程实例［J］.工业水处理，2018，38（11）：102-105.

X791

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.13.014

2095－6835（2019）13－0034－03

刘云（1978—），男，江苏睢宁人，本科，工程师，研究方向为水处理工艺设计。

〔编辑：张思楠〕