印染废水处理中EBOTM升流式水解酸化池的应用研究

殷家毅

（东莞市石鼓污水处理有限公司长安分公司，广东 东莞 523000）

废水水解主要是指水解酸化的处理过程，其属于厌氧消化过程中的第一、第二环节。在此之前，主要作为厌氧处理方式中的预处理阶段。但是，对于生物降解难度较高的物质而言，这种方法具有非常明显的分解优势和处理功能。因此，在工业污水处理系统中被广泛应用于生化系统的预处理阶段，通过水解、酸化阶段将废水中难降解的有机物分解为小分子有机物，以提高废水的可生化性。由于印染产生的废水具有难生物降解的特点，所以水解酸化在现有印染领域内的废水处理中有着十分广泛的运用。但是，由于部分老旧水解酸化池工艺设计较为落后，处理效果不佳，不少印染企业在提标压力下只能将其工艺进行升级改造。

1 项目概述

新时期背景下，我国沿海地区的经济发展速度不断加快，在此期间，部分地区的大量印染废水在未经专业处理的情况下，会被直排到河流中，最终对流域内的水体造成严重污染，同时也对周边地区的居民生活造成严重危害。为进一步改善受污染地区的流域水资源综合环境，某企业进行提标改造以达到新标准：由于原水解酸化池效果不佳，计划将其改造为EBOTM升流式水解酸化池。

该印染企业主要以染色、染料及印花为主，原材料大多为毛纱材料、麻棉纱材料、各类成衣材料、纯棉经纱以及多种染料和助剂。经过实测发现该企业排放的废水水质与其他常规印染废水水质比较接近，在充分结合环境影响报告书以后，将实测进水水质作为研究基础，同时适当留出操作余地，进一步确定设计方案的进水水质。处理后的尾水会直接排入到江河中，最终汇入海洋。尾水排放水质标准需要以《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287-2012）及其修改单表2和《水污染物排放限值》（DB 44/26-2001）第二时段一级标准为参考；对于回用水而言，需要考虑低质回用水以及高质回用水两种，具体标准需要对比《纺织染整工业废水治理工程技术规范》（HJ 471-2009）及《纺织染整工业回用水水质标准》（FZ/T 01107-2011）有关回用水方面的水质要求，进一步确定设计阶段的回用水水质。上述3种水质指标详见表1。

从表1可知，该厂实际进水的平均COD大约为1 200 mg/L，进水B/C值为0.25，可生化性较差。该厂原污水处理工艺流程为：进水→调节池→絮凝沉淀池→水解酸化池→缺氧池→接触氧化池→二沉池→出水。本次工程中的进水SS、COD、TP三项指标较高，原设计中已有预处理设施，借助加药及沉淀作用，可以达到控制进入生化工艺处理阶段的悬浮物负荷水平，从而去除部分难降解的不溶性有机物，能够在一定程度上降低生物处理负荷，达到进入水解酸化池的水质要求，不需额外进行改造以配合水解酸化池的改造。参考同类型印染废水厂提供的废水处理经验可知，该厂原水解酸化池处理效果不佳，需要在原基础上进行，本项目计划改造为EBOTM升流式水解酸化池对废水进行处理，此项工艺改进主要具有三个作用：（1）在改善生产废水的可生化性方面，提升B/C值效果更佳；（2）可以起到去除SS的作用，进一步降低出水SS的含量，降低后续工艺的负荷；（3）在回流系统的作用下，可有效调节水质水量，在抗有机负荷冲击能力方面有突出表现。

表1 实际进水、设计出水及回用水水质表

2 水解酸化工艺类型选择分析

常规情况下，水解酸化池分为三种不同形式：升流式水解酸化反应池、复合式水解酸化反应池及完全混合式水解酸化反应池。详见图1。

图1 水解酸化池系统主要运行形式图

本工程在原水解酸化池基础上进行提标改造，由于用地面积较为紧张，本工程并未完全采用混合式设计的形式。同时，由于项目成本问题及改造后高浓度污泥为悬浮状态，所以并不需要借助填料维持水解酸化流程，而是借助回流系统的水解酸化池在污泥量充足时具备足够的分解能力。如果应用复合法进行处理，首先是池内很容易出现高浓度污泥堆积，导致填料出现堵塞问题；其次则是应用填料会导致布水不均匀，进而造成局部区域出现清理死角，最终影响处理效果。基于此，相关人员需要按照进水水质标准的不同，采用新型升流式水解酸化方法进行建设。但是，需要注意到以下三点：（1）水池内布水支管的布水均匀性问题；（2）避免布水孔洞的堵塞问题，如果布水区内存在污泥浓度较高，同时流速较小的出水洞，非常容易出现污泥堵塞现象，导致不均匀问题加剧；（3）布水不均问题会造成局部上升流速大，并且质量较轻，使厌氧污泥更容易随出水一起流到后续的好氧池处理环节，最终对整个系统的正常运行效率造成不利影响［1］。

基于此，可以使用EBOTM升流式水解酸化系统进行专门处理，将其与常规升流式水解酸化池进行对比，这种处理系统自身带有混合液回流系统，可以有效调节系统内的环境平衡，进一步提升耐冲击能力，并且还可以达到泥水分离的效果。混合液回流系统通过设置自控系统实现对工艺的控制，此时的回流泵设备能够在准确的回流比动态控制下完成处理任务。回流液通过回流泵设备实现加压，与进水在进水口位置汇合，形成一种高速水流，同时再配有专门的喷射式布水头，就不再需要借助外部能耗即可实现水力搅拌作用，这在一定程度上还起到水质调节的作用。在回流系统加压作用下还可以避免进口出现污泥堵塞问题，对污泥保持悬浮状态起到积极作用，处理效果更佳。在上述内容中，回流系统中设置的回流管道实际高度需要按照项目实际情况做出合理调整。单套池体分别由五个不同的系统组成，分别为：反应池体系统、布水器系统、均匀布水系统、出水及集水槽系统以及均匀吸水回流系统［2］。EBOTM升流式水解酸化池工作原理详见图2。

图2 EBOTM升流式水解酸化池示意图

EBOTM与常规水解酸化池信息对比详情如表2内容所示：

3 工程设计

3.1 水解酸化池的改造设计

本次工程为提标升级改造工程，原水解酸化池为普通填料式水解酸化池，原设计在水力上还出现了短流的情况，且填料使用时间较长会出现老化情况，导致最终处理效果不佳，因此，需要对原有水解酸化池进行升级改造。EBOTM升流式水解酸化池体整体设计为矩形结构，因为原工程的结构紧凑、流程短以及占地少等特征，所以改造方案设定为合建式水解池工程。工程主体分为2格（保持原格局2格并排），其中每格的污水处理量标准为2 000 m3/d，2格使用同一组出水槽装置。总尺寸为26.0 m×10.0 m，建筑占地总面积为260 m2，建筑内池高设定为5.5 m，设定有效水深标准为5 m，水力停留时间设定为7.8 h。任一单格池均需要配备一套专门的升流式发生器设备，主要包括布水器设备、布水系统、回流系统以及排泥系统等，共布设两套EBOTM升流式水解酸化发生处理系统。

在本次改造工程中，主要是将普通的水解酸化池改造为以EBOTM升流式水解酸化池为主，池型组合设计十分巧妙，具备齐全的处理功能，并且整体格局和结构十分紧凑。在正常运行时，升流式布水器设备可以利用回流装置形成虹吸，实现对进水流速及回流比的控制，同时可将主管道中存在的空气抽走，确保主管道内部空间可以形成一定水平的真空度。因为此时池中的水流速度相对较快，所以对应的布水任务可以在较短时间内全部完成，从而进一步达到升流式装置的实际处理效果。同时，还能够充分搅起池底沉积的污泥和杂物，以保证池内的污水以及污泥等都能够达到充分混合的效果，并始终维持在流化状态。此时，水解、酸化阶段的优势微生物能够与污水中存在的有机物进行充分接触，从而可以将污水中难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子有机物。这些小分子有机物在回流系统的作用下经充分接触并反应后，能够有效保证废水的最终处理效果达到理想水平，使系统内保持悬浮污泥浓度在15～25 g/L之间，监测污泥浓度并通过排泥管定期排泥，防止污泥龄过长影响处理效果。

3.2 水解酸化池运行效果

本次工程在调试运行时间达到3个月以后，在该企业的配合下，EBOTM升流式水解酸化池进入到稳定运行状态，此时的EBOTM水解酸化池进、出水水质最终监测结果详见表3。

表3 EBOTM升流式水解酸化池运行效果

完成调试后，EBOTM水解酸化池深度为3 m位置的污泥浓度约为14 000 mg/L，池深4.2 m位置排泥管取出污泥样测得污泥浓度为16 000 mg/L。对经过调试运行后的数据分析可知，相对于改造前，EBOTM升流式水解酸化池能够对难降解废水产生更优质的处理效果，COD的去除率可以达到24%以上，最高可达到36%（改造前仅有8%～15%的去除率）；BOD的去除率可以达到15%以上，最高可达到25%以上（改造前仅有6%～14%的去除率）；SS的平均去除率可达50%，最高可达56%（改造前仅有30%～36%的去除率），并且受进水负荷波动的影响较小。但是，改造后的EBOTM水解酸化池在对氨氮、总氮以及总磷时的去除效果依然没有明显提升，若需对上述指标进行提标排放，存在一定的使用限制［3］。

4 结语

综上所述，针对部分难降解类型的工业废水，需要在好氧处理工艺前端选择出更合适的水解酸化方式，以确保处理方案的合理性和可靠性。本工程改用EBOTM水解酸化池后，面对水质波动和高负荷条件时，有较好的调节能力及耐高负荷的特点，仍可保持较高水平的污染物去除率，从而有效提升废水的可生化性，同时还可以减少后续阶段构筑物的处理负担。在抗冲击负荷方面和出水水质方面具有显著优势。因此，EBOTM水解酸化池在未来阶段的工业废水预处理中具有很好的发展前景。