我国工业印染废水处理状况研究

文_任钢锋 中机国际工程设计研究院有限责任公司

1 印染废水处理现状及处理方法

1.1 印染废水的处理现状

印染废水的污染物来源复杂，工艺繁琐，根据不同工艺产生的废水被分为染色废水、印花废水、整理废水和漂炼废水。印染工艺是各种工业制艺的结合，且废水水量大、有毒污染物含量高、碱性大、水质复杂，处理困难。

目前国内应用于印染废水处理的工艺有水解酸化+UASB+SBR工艺、水解酸化+接触氧化工艺、气浮+A/O、生物接触氧化+电解工艺等。不同的工艺组合适用于不同的进水水质和排水要求，但不同印染生产过程会导致其废水污染物也有所差异。因此，污水处理厂需要根据污水的实际状况对处理方法不断进行修正和改进，以获得最佳的经济效益和社会效益。

1.2 印染废水的处理方法

印染废水的处理方式可以分为两种，即物理化学处理法和生物处理法。

物理化学处理法通过投加药剂或沉淀、筛选等物理化学的方法将污染物从污水中去除，以达到污水达标排放的目的。物理化学处理方法运用较多的有化学混凝法、化学氧化法、化学吸附法、膜分离法等。其中，化学混凝法由于具有较强的可操作性和适应能力，在水质水况复杂的印染废水处理中运用较多，主要工作机理是利用无机或有机混凝剂的混凝吸附性能对废水中的难降解有机物、氮磷或其他有害物质进行吸附沉淀，再将沉淀污泥排除后即可。

生物处理法具有较好的经济实用性，在废水处理中应用广泛。印染废水中大部分有机物都是难降解的，微生物难以进行直接利用，而厌氧生物却可以利用在厌氧环境下分泌分解污染物的酶，对难降解有机物进行降解和转化。

实际上，物理化学处理法和生物处理法很少被单独应用在某个污水处理项目中，多数情况下会根据印染废水的水质和排水标准进行组合，最大程度上保障了污水达标排放，同时也能节省经济成本。

2 棉纺染整废水处理的比选及可行性分析

2.1 水解酸化+UASB+SBR工艺

水解酸化池通常置于棉纺染整废水处理工艺的前端，能够提高生物的可生化性并降解有毒有害物质为后续的生物好氧处理打好基础。在水解酸化池后加上UASB(升流式厌氧污泥床)能够同时进行沉淀、降解，去除75%以上的有机物，降低了SBR阶段的生物载荷，提高了处理效率。

2.2 水解酸化+接触氧化工艺

水解酸化+接触氧化工艺是较为常见的一类工业废水处理的组合工艺，处理效果良好。相比于水解酸化+UASB+SBR工艺，水解酸化+接触氧化工艺更适用于有机物含量较低的工业废水，适用性更广。

2.3 生物接触氧化+微电解工艺

相比于上述两种生物处理法，生物接触氧化+电解工艺是将生物处理工艺与物理化学处理工艺相结合，与全套生物处理工艺的优势在于处理效果更加稳定，水质水量对工艺的影响更小但经济投入更高。微电解法的工艺原理是利用铁炭床内的铁与炭组合形成原电池，将棉纺染整废水当作电解质溶液对当中存在的组分进行氧化还原反应，从而达到脱色、降低污水毒性和提高可生化性的目的。

3 棉纺染整废水处理站构筑物处理说明

3.1 格栅

本设计中格栅有两座(1用1备)，栅前水深为0.4m，过栅流速v为0.9m/s，栅条间隙，栅条宽度B=0.01m，格栅倾角为α=60°，进水流量q为0.14m3/s，采取溢流形式进行过水，且需要分别安装一台格栅去渣机，以保证格栅的正常运行，栅渣最后直接进行集中外运，不在污水处理厂内进行处理。

由公式（1）可计算出具体的格栅数值。

式中n—栅格间隙数；h—栅前水深；v—过栅流速；b—栅条间隙；Qmax是最大设计流量，单位为m3/s；—经验修正系数；=60°，由具体数值进行计算，算得格栅间隙数为17。

根据上述参数对照给排水设计手册第9册中可选定格栅型号为GH-700型格栅除污机，性能及技术参数如下表1所示。

表1 回转式格栅设备的技术参数

3.2 调节池

本设计中调节池的进水流速为0.14m3/s，水力停留时间HRT为8～10h，以最大停留时间进行计算可知，调节池容积应当设置大于5000m3，有效水深为3m，超高为0.5m，池总高为3.5m，因而设计调节池的L×B=92m×20m，为提高处理效率，将调节池划分为16格L×B=11.5m×10m的小格结构。

调节池内采用液下(潜水)搅拌器5台(4用1备)，设计流速为0.15～0.35m/s，选用DQT低速潜水堆流器，具体规格参数如表2。

表2 DQT低速潜水堆流器的技术参数

调节池选用单格进水的方式，设置8跟管道进行布水，出水孔距离池底200mm，不同需求和不同流量的管道规格设置不同，本设计中调节池的干管管径采用DN175，支管采用DN80，出水口管道为DN350。

3.3 水解酸化池

进入水解酸化池的水质pH为6～9，处于生物酸碱度的可接受阈值内，COD：N：P=700：12：2，好氧生物处理过程的COD：N：P=100：5：1，因此其进水水质中有机物含量较高，本方案中水解酸化池的有效容积负荷取1.0kg·COD/(m3·d)，水力停留时间HRT为4h，有效容积为2000m3，有效水深为5m，超高为0.5m，长宽比为4：1，上升流速为1.1m/h。

为保证水解酸化池对COD、BOD、N、P的降解效率不受到布水系统的影响，采用多点式布水的方式进行，各布水面积小于2m2。

3.4 污泥处理构筑物

3.4.1 贮泥池

本设计中贮泥池中的污泥组要来自于上述工艺中水解酸化池、生物接触反应池和絮凝沉淀池产生的污泥，以便于后续污泥的沉降和脱水。

贮泥池设计进流量：

式中Q—每日产生污泥量，m3/d；Q1—水解酸化池反应池污泥量，m3/d；Q2—生物接触氧化池污泥量，m3/d；Q3—絮凝沉淀池污泥量，m3/d。

式中V—贮泥池计算容积，m3；Q—每日产泥量，m3/d；t—贮泥时间，h(一般采用8～12h)；n—贮泥池个数。

设计中取t=10h，n=1，计算可得贮泥池的有效容积为71.74m3，有效水深3m，超高0.5m，平面面积为23.9m，长宽L×B=6×4。

3.4.2 浓缩池

本文设计一个污泥浓缩池对贮泥池的污泥采用重力浓缩的方式进行浓缩处理，其直径为5m，占地面积为20m2，有效水深h=3.124，超高为0.3m，缓冲层高度为0.3m，机械刮泥坡度i=1/20，污泥斗下底直径为1m，上底直径为2m，污泥斗深度为1m，整体浓缩池高度为4.8m。

3.4.3 污泥脱水机房

脱水机房中污泥含水率为91%，体积较大，需要将污泥内含水率降至60%～80%。污泥脱水机房污泥量为27.55m3/d，质量为6887.5kg/d，尺寸为L×B=8×6。

3.4.4 污泥泵房

污泥泵房主要是对二沉池中的污泥进行处理,本污水处理厂污水处理量Q=10000m3/d，而污水处理厂的污泥量一般为污水量的5%～10%，设定污泥泵站集水池有效容积V=1000m3,污泥回流比按R=200%设计。设置回流污泥泵3台，2用1备，两台回流污泥泵间歇运行，单台技术参数：Q=50m3/h，H=7m，N=4.6kW。设剩余污泥泵2台，1用1备，单台技术参数：Q=60m3/h，H=18m，N=5.5kW。

3.5 其他构筑物

根据工程需要和有关规定,污水处理厂设如下附属建筑。综合楼：集办公、管理调度中心、化验、仓库、等功能于一体,面积约100m2。污水厂内附属设备主要有：化验设备、机修设备及运输设备三大类。运输设备考虑5吨的卡车1辆、铲车1辆。

4 棉纺染整废水处理站厂区布置

4.1 水厂厂区布置原则

4.1.1 污水处理厂整体布置原则

根据国家颁布的污水处理厂处理后的水质排放标准并结合实际厂区情况对污水处理厂进行合理设计，保证处理后的水质符合国家的相关规定标准。

在保证出水水质达标的前提下，选用处理效果好、方法成熟稳定的处理工艺，避免因为人为因素影响污水处理厂的出水水质。

为了进一步降低污水处理厂的后期运营费用，选用能耗低、工作效率高的设备。

4.1.2 各处理单元构筑物的平面布置原则

布置紧凑，避免管道过长或占地增加；避免路径过于曲折；各处理构筑物之间应当相互独立，互不影响，之间距离范围为5～10m。

4.2 棉纺染整废水处理站厂区平面布置

4.2.1 辅助构筑物

为了保障厂区内人员正常工作，对污水厂内进行管理，加药间、机房、办公楼、宿舍等在污水处理构筑物中不可缺少。

辅助构筑物应当以安全、功效性高为前提，辅助污水处理厂中的各项措施正常运行。

加药间、机房等应当与构筑物存在一定的距离但不宜过远，员工居住办公为了减少构筑物的影响，可以适当与其保持距离。

4.2.2 管道布置

考虑布置为环状设置，便于管理和运输。

除基本的构筑物管道外，避免影响雨水管、生活污水管等其他管道。

4.3 棉纺染整废水处理站厂区高程布置

本设计厂区地面相对标高为±0.00m。

（1）出水渠

出水渠的出水高程为，出水渠的水头损失为0.1m，则出水渠的进水高程为0.2+0.1=0.3m。

（2）出水渠至二次沉淀池

出水渠的进水高程为0.3m，沿程水头损失：

5 结论

印染废水的BOD在200～800mg/L，其水质特征除了与原料有关外，还与生产过程中水的循环使用有关，用较少的水则有较高的BOD，通常平均在300～500mg/L。COD在 800～1200mg/L，平均为1000mg/L。印染废水COD与BOD的比值，值越高表示废水不易用生物处理，值越低则表示较容易受生物降解，一般印染废水需要与生活污水相混合后将COD/BOD值调至1～5之间以利生物处理。因此，印染废水的可生化性较低且具备一定的微生物毒性，可以与生活污水相混合后进行处理，能够有效提高其可生化性。