摘要：采用截留池-水解酸化-好氧生化-接触氧化-混凝沉淀的组合工艺处理高氨氮印染废水，工程运行结果表明：进水CODcr≤1200mg/L，NH₃-N≤200mg/L，SS≤400 mg/L，色度≤600倍时，处理后出水CODcr≤100mg/L，NH₃-N≤20mg/L，SS≤40mg/L，色度≤80倍，可达到绍兴滨海工业园区的纳管标准。

    关键词：印染废水  物化-生化联用  氨氮 

    0 前言

    印染行业是工业废水排放大户，废水中主要含有染料、浆料、助剂、油剂、酸、碱、纤维杂质及无机盐等，具有成分复杂、难降解有机物含量高、色度高、碱度高、水量大、可生化性差等特点。近年来，随着国家环保要求的不断提高，氨氮类指标已被纳入到常规监测指标之列，全面提升了印染污水处理要求。

    某企业采用截留池-水解酸化-好氧生化-接触氧化-混凝沉淀的组合工艺，处理高氨氮印染废水。该废水处理工程于2014年底启动，2015年6月开始安装设备，同年8月竣工，进入调试运行阶段，2016年4月正式运行。监测数据表明，该工程运行效果良好，高氨氮废水经上述组合工艺处理后达到绍兴滨海工业园区的纳管标准，实现达标排放。

    1 工程概况

    绍兴市滨海工业园区某印染厂主要从事中、高档针织织造、染整和印花加工，染料品种主要为活性染料，另有少量分散染料、还原染料等。该厂日常废水排放量为3000～3 500m³。排放废水含有微量碱减量废水和高氨氮活性印花废水，混合废水可生化性一般、色度较深。为适应当地环保要求，该企业投资改造了原有污水处理设施，提升了废水处理效果。按处理水量4000m³/d设计进出水水质，详见表l。

表1 设计进水及出水水质

    2 工艺设计

    2.1 工艺流程

    该工程采用截留池-水解酸化-好氧生化-接触氧化-混凝沉淀的组合工艺，处理高氨氮印染废水。   

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    注：截留池污泥、中沉池和二沉池剩余污泥、混凝池物化污泥均排入污泥池，经板框压滤后滤液重新汇入调节池。

     2.2 主要处理单元

    (1) 调节池1座，尺寸为￠14m×5m，有效水深4.5m；HRT（水力停留时间）为4.2h，为地下式钢砼结构。调节池内设置液位浮球1套，用于控制调节池液位；设置端吸离心泵2台及配套变频控制，1用1备，单台Q=200m³/h，H=24m，P-22kW，用于污水提升；设置穿孔曝气装置1套，防止调节池底部积泥；设置电磁流量计1套，管径DN200，用于污水计量和实时监控处理流量；设置污水型冷却塔1套，处理量200 m³/h，置于水解酸化池盖板上。

    (2) 截留池1座，尺寸6m×9m×7.5m，有效水深7m；表面负荷3.lm³ (/m².h)，穿孔管布水，为半地上式钢砼结构。设置斜管( 54 m²)及配套斜管支架1套；设置不锈钢出水堰l套；设置污泥排泥泵2台，1用1备，单台Q=80 m³/h，H=llm，P=4kW，用于截留池底部泥斗排泥。

    (3) 水解酸化池2座，尺寸为18m×9m×7.5m，有效水深7m，HRT=13.6h，为半地上式钢砼结构。设置潜水搅拌机4台，单台P=4kW；设置组合填料(1300 m³)及配套填料支架l套，填料的有效高度为4.5m。

    (4) 中沉池1座，尺寸9m×9m×7.5m，有效水深7m；表面负荷2.l m³ (/m².h)，管孔管布水，为半地上式钢砼结构。设置斜管( 80 m²)及配套斜管支架1套；设置不锈钢出水堰1套；设置PLC污泥自动回流系统1套；设置污泥回流泵2台，1用1备，单台Q=80 m³/h，H=llm，P=4kW，用于中沉池底部污泥回流至水解酸化池。

    (5) 好氧池7座，尺寸为21m×6.5m×7.5m，有效水深7m，HRT=40.lh，为半地上式钢砼结构。设置型号为￠69mm×580mm×2支的可提升微孔曝气器540套，单套曝气量Q=8 m³/h；设置罗茨风机3台及配套变频，2用1备，单台Q=34.38 m³/min，△p=73.5kPa，P=75kW。设置硝化液回流泵2台，1用1备，单台Q=1 60 m³/h，H=8m，P=5.5kW。

    (6) 二沉池1座，尺寸为14m×9m×7.5m，有效水深7m，表面负荷l.4 m³/ (m²．h)，穿孔管布水，为半地上式钢砼结构。设置斜管( 126 m²)及配套斜管支架1套；设置不锈钢出水堰1套：设置PLC污泥自动回流系统1套；设置污泥回流泵2台，1用1备，单台Q=120 m³/h，H=llm，P=3kW。

    (7) 接触氧化池4座，尺寸为3m×8m×7.5m，有效水深7m，HRT=4.Oh，为半地上式钢砼结构。设置型号为￠69mm×580mm×2支的可提升微孔曝气器60套，单套曝气量Q=8m³/h；风机与好氧池共用；设置组合填料(430 m³)及配套填料支架1套，填料有效高度4.5m。

(8) 混凝沉淀池1座，尺寸为￠16m×5m，有效水深4.5m，表面负荷0.83 m³ (/m²．h)，为半地上式钢砼结构。设置周边传动刮泥机（水下不锈钢）1台；设置不锈钢出水堰1套；设置污泥排泥泵2台，1用1备，单台Q=80 m³/h，H=llm，P=4kW;混凝过程中添加的混凝剂为PAFC（聚铁）和PAM，其中，PAFC投加量控制在800～1200mg/L，高分子投加量控制在3～5mg/L:设置药剂存储PE桶2只，用于存储PAFC;设置加药系统2套、化药系统(PAM)1套，用隔膜计量泵投加，2用2备，单台Q=416 L/h，P=0.55kW。

    3 工程处理效果及分析

    本工程采用物化-生化联用工艺，调试重点在于生化系统和物化系统。项目于2015年8月开展调试工作，并于2016年4月完成调试工作交付业主使用，至今仍稳定运行。在2016年4月1日至2016年4月15日期间，每天同步监测调节池、截留池、中沉池、二沉池、混凝池出水的pH值、CODcr、NH₃-N、SS、色度等水质指标，其平均值如表2所示。

表2 各处理单元的处理效果

     由表2可见，截留池-水解酸化-好氧生化-混凝沉淀组合工艺的实际运行效果达到了设计要求，出水各项指标均能达标，且处理效果稳定。调节池pH值超过原定设计进水pH限值，主要原因是企业碱减量废水未经酸析处理直接混入综合废水，从而导致综合废水pH值大大提升。NH₃-N指标显示，污水中的氨氮指标在中沉池达到顶峰，超过了原定设计进水氨氮限值，其原因主要是活性印花过程中，投加的助溶剂尿素及少数含氮染料，会在厌氧缺氧环境下被细菌利用并分解产生游离氨。生化系统对以活性染料为主的印染废水色度具有较强的去除能力，但由于出水色度要求较高，因此，还需辅以物化工艺才能使色度指标满足纳管排放要求。

    3.1 生化工艺特点及分析

生化工艺调试的重点主要是好氧（硝化）污泥驯化及工艺参数控制，其中，硝化液回流对系统脱氮尤为重要。好氧系统调试期间（2015年9月1日到2015年10月31日）记录中沉池、二沉池每日出水水质（分别代表好氧系统进水水质和出水水质）。

自9月25日车间产品调整后（印花废水比例增多），中沉池出水（好氧系统进水）的CODcr和NH₃-N两项监测指标均有一定的升高，说明印花废水对综合废水CODcr和NH₃-N 两项指标贡献较大。二沉池出水（好氧系统出水）的CODcr和NH₃-N两项监测指标受其影响也随之向上波动。由于在调试过程中及时发现水质变化，并在10月6日紧急安装并开启硝化液回流泵，系统得以恢复正常，且CODcr和NH₃-N两项指标进一步降低。污水中的NH₄+-N和Nox^--N均属于生化抑制因子之列，当NH₄⁺-N≥200mg/L、Nox^--N≥l00mg/L时，会对微生物（包括硝化菌）的新陈代谢造成不利影响，从而导致系统硝化能力下降，而通过硝化液回流可稀释系统进水中的有毒有害因子，从而解除其对微生物的不利影响，使得系统可以正常运行。

    3.2 物化工艺特点及分析

    生化工艺段调试完成后，随之启动末端物化加药调试，最终确认使用聚铁( PAFC)效果最佳，但在工程实施过程中发现，混沉池池面浮泥非常严重，调试无法正常推进，从而从小试阶段开始寻找浮泥原因及解决办法。

表3 物化小试各阶段现象

    注：CODcr和pH值两项指标的检测严格执行HJ/T 399-2007《快速消解分光光度法》和GB/T6920-1986《玻璃电极法》。

从表3可知：

(1) 污泥上浮是因为污泥表面附着有微小气泡；

(2) 通过延长搅拌时间可缓解乃至消除浮泥现象；

(3) 氢氧化钠的投加及其投加顺序对浮泥现象和CODcr去除效果均有影响。

推理解释上述现象的成因如下：

(1) 原水含少量碱减量废水（碱度主要来自氢氧化钠），生化降解CODCr过程中会释放大量C0₂。因此，大量C0₂产生后直接被碱性废水吸收（生成碳酸盐乃至碳酸氢盐），工程上的表征就是好氧段pH值快速降低。

 (2) 絮凝剂聚铁呈强酸性，投加到生化出水中会与污水中的碳酸盐、碳酸氢盐（缓冲体系）发生化学反应，生产C0₂气体，当污泥表面裹挟了C0₂气体形成的气泡时，就发生了污泥上浮的现象。

(3) 通过长时间的剧烈搅拌，微小气泡在互相碰撞情况下会变成大气泡而无法吸附在污泥表面，最终从水体中脱离出来，减少乃至消除了污泥上浮的可能。根据该推断，工程调试过程中将一半的接触氧化池功能调整为混凝反应池，大大延长了混凝反应的搅拌时间（从20min延长至2h），从而成功完成了混凝终沉池的调试任务。

    4 技术经济分析

    本项目为改造项目，工程总投资700.6万元，其中设计、设备、安装、调试投资285.6万元，土建投资41 5万元。日产生含水量70%污泥约4.5t。处理污水需电费0.92元，人工费0.25元，药剂费0.6元，污泥处置费0.28元，运行成本合计2.08元/1113。

    5 结论

    (1) 用截留池-水解酸化-好氧生化-接触氧化-混凝沉淀组合工艺处理印染水洗废水，运行效果良好，出水达到原先设计要求，且具有运行稳定、运行成本低等优点，适合在生产工艺类似的印染厂中进行推广。

    (2) 高浓度的NH₃-N(≥200mg/L)、NOx^--N(≥l00mg/L)对生化系统微生物具有抑制作用，而硝化液回流可以稀释系统进水中抑制物浓度，从而消除影响，进一步提高系统出水水质。

    (3) 高碱度印染废水混凝沉淀池易发生污泥上浮现象，其原因是反应阶段产生了大量微小气泡，可通过在反应阶段设置充足的反应时问和搅拌强度消除。

    参考文献：

    [1]朱虹，孙杰，李剑超．印染废水处理技术[M].北京：中国纺织出版社，2004: 15-16.

    [2]戴日成，张统，郭茜，等，印染废水水质特征及处理技术综述[J]．给水排水，2000，26( 10)：33-37.