印染废水处理提标改造工程设计与运行实例

计建洪

（江阴职业技术学院环境与材料工程系，江苏江阴 214433）

1 工程建设背景

江阴市某毛纺有限公司生产全毛绒线、混纺绒线、全腈绒线、仿马海毛绒线、花式圈绒线、地毯纱线和毛毯纱线等7 大系列产品，从制条、纺纱到染色一条龙生产，废水主要来自印染前处理、染色、后整理3大环节。随着订单数的增多，污水量有时会增加到原来的3 倍，公司原有的污水处理设施不能满足生产需求，而且随着环保力度的加大，间接排放标准已经从CODCr不大于500 mg/L 提升到不大于200 mg/L，公司决定投资改造原有污水处理设施。

2 设计水质、水量

生产废水中除了各种印染助剂外，主要还含有酸性染料、分散染料、活性染料、阳离子染料以及清洗剂、柔软剂、纯碱、冰醋酸等，印染废水一般都具有色度高、可生化性差等特点[1]。公司设计水量为800 m3/d，构筑物处理流量为35 m3/h，水质见表1。

表1 设计水质

3 工艺选择

3.1 原工艺流程

该公司污水处理环节有4 个特点：（1）污水量大、有机污染物浓度较高，很难通过简单的处理就达到新标准要求；（2）污水水质、水量波动较大，需对进水进行水质、水量调节；（3）污水色度较高，需要采用可高效去除色度的工艺；（4）原有池子容量偏小，处理水量仅为260～280 m3/d。改造前工艺流程如下：

根据该公司水质及现场情况、特点，选择新工艺需遵循的设计原则：（1）执行国家最新法规、规范及标准；（2）技术成熟可靠、针对性强，处理效果稳定，保证出水连续、稳定达标；（3）因地制宜，充分利用原有设施，合理布局，尽量减少占地；（4）基建投资合理，运行费用低，工艺控制灵活；（5）妥善处置污水处理过程中产生的噪声、污泥等，避免产生二次污染；（6）设备先进、可靠，适当提高自动化程度。采用高效节能、简单易行、节省投资的污水处理工艺设计，确保污水经处理后达标排放。

3.2 改造后的工艺流程

改造后的工艺流程如下：

改造后的工艺优点：（1）整个过程采用生化+物化的组合工艺，且在生化阶段采用厌氧水解法+活性污泥法+生物膜法，操作管理方便；（2）工艺成熟、处理效果好、污泥量较少，处理效果稳定、可靠，运行费用低、运转灵活、节省投资、维修方便，处理后能够达标排放；（3）整个生化处理流程达到连续化，即便在进水水质污染增大，生化处理后出水不能达标排放时，增加后续物化（气浮）处理工艺进行把关，保证出水达标排放；（4）在选择设计参数过程中预留了一定的余地，建成后整个设施能够耐一定的冲击负荷和水质、水量的变化。

4 主要构筑物设计

4.1 调节池（原有水池改造利用）

车间出水温度较高，与池中原有冷水进行热交换，降低进入污水处理系统的污水温度。调节池为原有地下收集池和原SBR 池，调节池出水经泵抽至厌氧池。本改造工程在地下收集池底新增穿孔曝气装置，通过曝气，防止污泥积聚，使不同时段、不同水质的污水得到充分混合，便于后续处理。设计调节池5座，流量35 m3/h，有效容积776 m3。

主要设备及参数：（1）穿孔曝气装置（新增）1 套；（2）污水提升泵（新增）两台，1 用1 备，流量35 m3/h，扬程10 m，功率2.2 kW；（3）电磁流量计（新增）1 套，口径DN100，测量范围25～40 m3/h；（4）pH 调节装置（新增）1套，功率0.35 kW。

4.2 厌氧水解池（新建钢筋砼水池）

调节池出水经泵提升至厌氧水解池，进入生化系统前的污水pH 确保稳定在7.0～7.5，主要作用是通过厌氧微生物将难生物降解的染料及助剂等分解为易生物降解的物质，从而提高污水的可生化性，为后续好氧处理创造良好的条件。厌氧水解池内设置有组合填料和潜水搅拌机，通过搅拌，大量厌氧微生物在填料上附着生长，使污水和微生物充分接触。厌氧水解池填料部分利用原有的，部分新增。新建厌氧生化池两座，其中1 座尺寸6 m×6 m×7 m，有效容积220 m3，另外1 座尺寸11 m×7 m×7 m，有效容积440 m3，水力停留时间17.0 h。

主要设备及参数：（1）厌氧填料150 m3；（2）厌氧填料架150 m3；（3）不锈钢集水槽（新增）两套；（4）好氧提升泵（新增）两台，1用1备，流量35 m3/h，扬程10 m，功率2.2 kW；（5）潜水搅拌机（原有）两台，功率2.2 kW。

4.3 好氧生化池（新建钢筋砼水池）

厌氧水解池出水由泵提升至好氧生化池，好氧生化池采用传统活性污泥法+生物膜法，污泥池内设置有微孔曝气器，曝气系统距离池底0.8 m，在距离池上端0.5 m 处开始往下设置纤维填料，微生物附着在聚丙烯填料上，形成一层有多种生物的生物膜。通过好氧曝气使污水和微生物充分接触、反应，绝大部分有机污染物得到降解。考虑到污水有机物浓度较高，好氧池选用了较高的气水比20∶1～25∶1。微孔曝气器及填料全部新增。好氧生化池3 座，尺寸8 m×5 m×5 m，有效容积540 m3，水力停留时间5 h。

主要设备及参数：（1）微孔曝气器（新增）350 套，通气量1.2～1.5 m3/h/套；（2）不锈钢布水集水槽（新增）两套；（3）罗茨风机（新增）两台，1用1备，流量8 m3/min，升压68.6 Pa，功率18.5 kW。

4.4 二沉池（新建钢筋砼水池）

好氧生化池出水排至二沉池进行泥水分离，污泥回流至好氧生化池，上清液至气浮池，当生化系统出水不正常时进行加药把关，确保出水达到接管标准。设计二沉池1座，尺寸8 m×5 m×5 m，流量35 m3/h，表面负荷0.875 m3/(m2·h)，有效水深4.5 m。

主要设备及参数：（1）中心导流筒（新增）两套；（2）不锈钢集水槽（新增）两套；（3）污泥回流泵（新增）4台，两用两备，流量20 m3/h，扬程10 m，功率1.5 kW。

4.5 气浮池（新建钢筋砼水池）

接触氧化出水自流至气浮池进行絮凝反应，在气浮池进行泥水分离，污泥至污泥池，水被抽到镇综合污水处理厂作进一步处理。设计流量为35 m3/h。

主要设备及参数：（1）气浮池（新增）1 套，功率7.5 kW；（2）加药装置（新增）1套，功率0.35 kW。

5 运行效果

5.1 主要污染物（CODCr）处理效果

提标改造工程于2018 年8 月底竣工，立即进入调试阶段，污泥来自原SBR 池，先作为SBR 池运行一段时间，让新建的好氧池聚丙烯填料尽快挂膜，维持污泥浓度和pH 稳定是调试的关键[2]。在实际运行中，曝气池溶解氧（DO）控制在接近4 mg/L，污泥颜色正常，COD 去除率高[3]。调试近一个月即基本正常，经监测，最近一周的主要污染物（CODCr）处理效果见表2。

表2 主要污染物(CODCr)处理效果

由表2 可知，出水CODCr不大于200 mg/L，达到GB 4287—2012 的间接排放要求，出水可以通过泵打到江阴市璜塘污水处理厂统一处理。

5.2 运行费用

主要运行费用指标见表3。由于企业产生的废水有酸性、碱性可以相互中和，所以pH 调节费用基本忽略，土建和设备各50 万左右，总投资100 万。该提标改造项目处理成本以800 m3/d 计，每年生产300天，折旧费以10 a 计，为2.16 元/m3。直接处理成本（不含设备折旧费等）为1.74元/m3。

表3 主要运行费用指标

6 结论

通过建造新池扩大了容量，可以将生产任务从260～280 m3/d 扩大到800 m3/d，满足生产任务；将原序批式活性污泥法改为“厌氧+好氧生化（好氧活性污泥+曝气生物滤池）+物化”法，经提标改造后的新工艺处理后，出水CODCr不大于200 mg/L，达到GB 4287—2012 的间接排放要求。其中，好氧活性污泥法和生物膜法合二为一，在同一池子里面优势互补，填料上的生物膜可与活性污泥达到平衡，从而发挥各自的最大效能，有效缩短了反应时间并降低了能耗。由于生物膜的作用，可使有效泥龄增加，污泥产生量减少，污泥处理费用及运行成本均减少，取得了一定的经济效益和社会效益。