印染工业污水处理分析

印染工业污水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异,污染物组分差异很大 ,一般印染废水PH值为6-10,CODcr为600-1000mg／L,BOD₅为100-400 mg／L,SS为500 mg／L,色度为500倍。当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。如，当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的CODcr将增大到2000-3000 mg／L以上，BOD₅增大到800 mg／L以上，PH值达11.2-12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化，当加入的碱减量废水中CODcr的量超过废水中CODcr的量20%时，生化处理将很难适应，印染各工序的排水情况一般是：

（1）退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料，浆料分解物，纤维屑，淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，PH值为12左右，上浆以淀粉为主的（如棉布）退浆废水，其中COD,BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇（PVA）为主的（如涤棉经纱）退浆废水，COD高而BOD低,废水可生化性较差.

(2)煮炼废水:水量大,污染物浓度高,其中含有纤维素,果酸,蜡质,油脂,碱,表面活性剂,含氮化合物等,废水呈强碱性,水温高,呈褐色.

(3)漂白废水:水量大,但污染较轻,其中含有残余的漂白剂,少量醋酸,草酸,硫代硫酸钠等.

(4)丝光废水:含碱量高, NaOH含量在3%-5% ,多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH,所以丝光废水一般很少排出,经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性,BOD,COD,SS均较高.

(5)染色废水:水量较大,水质随所用染料的不同而不同,其中含浆料,染料,助剂,表面活性剂等一般呈强碱性,色度很高,COD较BOD高得多,可生化性较差.

(6)印花污水水:水量较大, 除印花过程的废水外,还包括印花后的皂洗,水洗废水,污染物浓度较高,其中含有浆料，染料，助剂等，BOD,COD均较高。

（7）整理废水：水量较小，其中含有纤维，树脂，油剂，浆料等。

（8）碱减量废水：是涤纶仿真碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对本二甲酸，乙二醇等，其中对本二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅PH高，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODcr高达9万，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度降解有机废水。

洗漂污水由于其成分复杂、可生化性较差，是较难处理的工业污水种类之一。早期大多采用简单物化沉淀或气浮，然后用活性污泥法来处理。随着人们对周围水体的环境质量要求越来越高，排放污染物的控制指标（如BOD、COD）越来越严，我公司采用成熟的“预处理-厌氧(酸化水解)-接触氧化-沉淀-消毒”综合处理的工艺。废水通过沉砂、筛网过滤预处理后进入调节池，生化处理采用“厌氧(酸化水解)—接触氧化”，利用微生物多级新陈代谢来降解和去除废水中的污染物。生化后的污水采用沉淀池进行泥水分离，上清液在消毒池中经强氧化剂消毒，达到杀菌的目的，使之达到排放标准。

预处理可由物化法和生化法完成。

物化法一般分为格栅、絮凝沉淀、自然沉淀、斜管斜板沉淀、化学沉淀、化学氧化、化学还原、离子交换、过滤等等，

生化法一般分为厌氧处理法和好氧处理法。

4.1物化法的确定

对于一般洗涤污水采取格栅—沉淀—水解酸化是最有效的方法，一般可在同一个池体或者塘中完成，以便减少投资成本和管理成本。水力停留2-4小时可达到沉淀悬浮物、打破大分子链、均匀水质水量，为后续工艺减轻负荷。

絮凝沉淀需要添加化学药剂增加成本，同时产生许多污泥引起二次污染，本方案不予考虑，而让其自然沉淀。

4.2生化法的确定   

生化法一般分为厌氧生化、好氧生化工艺。

厌氧生物处理

厌氧生物处理适用于高浓度有机废水（COD_cr>2000mg/L,BOD₅>1000mg/L）。它是在无氧条件下，靠厌氧细菌的作用分解有机物。在这一过程中，参与生物降解的有机基质有50％～90％转化为沼气（甲烷），而发酵后的剩余物又可作为优质肥料和饲料。厌氧生物处理包括多种方法，有化粪池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器（UASB）、两段厌氧处理法、厌氧膨胀床、厌氧流化床、厌氧生物转盘和挡流板厌氧法等。

下表为几种厌氧处理方法的特点及优缺点见表4-1：

表4-1各类厌氧处理法的特点及优缺点

一般来说厌氧的设计控制原则是：

A保持较长的滞留期；B:有较好的温度（10-55度）；C:封闭保温和杜绝复氧；D:避免引起短流。

(1.1)、升流式厌氧污泥床(UASB)生物技术

升流式厌氧污泥床(UASB)是在升流式厌氧滤池的基础上改良而来的， 它取消了滤池内的全部填料， 并在池子的上部设置了气、液、 固三相分离器， 这就构成了一种结构简单、 处理效能高的新型反应器—升流式厌氧污泥床反应器.污水从反应器底部向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的的污泥床， 在厌氧状态下产生沼气， 沼气的产生引起内部循环对于颗粒污泥的形成和维持是有利的， 因此，有利于有机物的降解。

升流式厌氧污泥床具有污泥浓度高， 平均污泥浓度为(20 ～40)gVSS/L， 水力停留时间长， 容积负荷一般为(6 ～11)kgCOD/(m ³ .d)左右。 无混合搅拌设备，靠水流和发酵过程中产生的沼气的上升运动， 使污泥床上部的污泥处于悬浮状态， 对下部的污泥层也有一定程度的搅动。

UASB 内设三相分离器， 通常不设沉淀池， 被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，而且污泥床不填载体， 节省造价并可避免填料堵塞的问题， 正因如此， UASB 反应器已成为第二代厌氧反应器中发展最为迅速、应用最为广泛的装置。 厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水， 进水 BOD 最高浓度可数以万计， 也适用于低浓度有机废水，如城市污水等． 有人实验证明采用 UASB/SBR/氧化塘工艺处理养猪废水， 经 UASB 处理后 COD 去除率为82%， BOD 去除率为 79%， NH 3 － N 去除率为31%。

UASB 反应器对有机物有较理想的去除率， 但对氨氮和磷的去除效果不理想． 此外进水中悬浮物不宜过高， 一般控制在 100mg/L 以下， 防止悬浮物对处理效果的影响．

(1.2)、厌氧折流板反应器(ABR)生物技术

ABR 工艺作为第三代新型厌氧反应器， 是一种高效反应器，相对于 UASB， AF 厌氧处理工艺具有结构简单、 投资少、抗冲击负荷强等诸多优点。

ABR 反应器如图 所示．

由于在反应器中安装了一系列垂直的折流板， 将反应器分隔成几个串联的反应室， 每个反应室都可以看成是相对独立的上流式厌氧污泥床(UASB)， 每个反应室中的水流都可以看成是完全混合的， 处理过程中反应器内产生的气体使反应器内的微生物固体在折流板形成的各个隔室内做上下运动，而整个反应器内的水流则以较慢的速度做水平流动。 因此， ABR 反应器的水力流态在整体上又可以看成是推流式。

ABR 反应器中， 相互串联的隔室有利于微生物种群在沿反应器长度上的不同隔室中顺次实现产酸相和产甲烷相分离， 从而在单个反应器中实现两相或多相分离．这样可以使不同类型的微生物在最适宜的条件下生长， 实现较高的有机物降解能力。

采用 ABR 工艺处理高浓度豆制品废水， 当进水 COD 浓度达到(9000 ～ 10000)mg/L 时， COD 的容积负荷最高为 6 kgCOD(m 3 ·d)， 水力停留时间 48 h 左右， 去除率在 75% ～85%， 出水 COD 浓度在(1500 ～2000)mg/L， 产气率在 0.4 m ³ /(kgCOD)． 但是， ABR 工艺对 NH₃-N几乎没有去除效果。

综合上所述并结合本设计污水的特点，考虑采用较为成熟的升流式厌氧污泥床(UASB)生物技术作为厌氧段的反应器。

2、好氧生物处理

下图是公司曝气生物滤池的原理图。

在污水好氧生物处理工艺的发展和应用中，活性污泥法（A2O/CASS/SBR/MBR/氧化沟）和生物膜法一直占据主导地位。随着新型滤料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行发展起来的生物膜工艺技术得以快速发展，即独立又几乎已经结合到污水处理的各种其它工艺中，这是由于生物膜法具有诸多优点：

处理效率高、耐冲击负荷性能好、体积小、运营管理稳定、低成本、低能耗、投资省、运营成本低、不存在活性污泥法的污泥膨胀问题、可以维持较高的污泥龄、生物相相对丰富稳定、具有较高的微生物量、水力停留时间较短、对毒性物质和冲击负荷具有较强的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以实现封闭式运转、解决臭味问题        产品具有良好的可加工性、耐大气腐蚀性，占地面积小、污泥少、效率高、不需要反冲洗、一年清理一次污泥即可。并且可以多种形式放置，地埋式、移动式、半地上式或完全地上式。

生物膜及活性污泥出现的微生物比较

（2.1）、活性污泥的厌氧、缺氧、好氧（ A²/O）处理法

A²/O工艺亦称A-A-O工艺。按实质意义来说，本工艺应为厌氧-缺氧-好氧法，生物脱氮除磷工艺的简称。A²/O工艺是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺。

该工艺各反应器单元功能及工艺特征如下：

1）厌氧反应器：原污水及从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入该反应器，其主要功能是释放磷，同时对部分有机物进行氨化；

2）缺氧反应器：污水经厌氧反应器进入该反应器，其首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q——原污水量）；

3）好氧反应器——曝气池：混合液由缺氧反应器进入该反应器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在该反应器内进行的，这三项反应都是重要的，混合液中含有NO₃-N，污泥中含有过剩的磷，而污水中的BOD(或COD)则得到去除，流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器；

4）沉淀池：其功能是泥水分离，污泥的一部分回流厌氧反应器，上清液作为处理水排放。

该工艺处理效率一般能达到：BOD₅和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A²/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺

但该工艺处理水只能达到国标B，对于氮磷的再次去除没有突破性进展。同时需要在厌氧和缺氧段进行搅拌，和回流沉淀池的污泥，管理复杂、污泥产生量大造成二次污染，处理费高。

（2.2）传统活性污泥法

传统活性污泥法主要由曝气池，曝气系统，二沉池，污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成，废水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理，去除了大部分悬浮物和部分BOD后即进入曝气池，再经过二次沉淀池，最后出水。传统活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右。但是传统活性污泥法对水质变化的适应能力不强，产生的剩余污泥量大，且对所供的氧的利用率低。

（2.3）SBR法

SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀^[1] 。

SBR法运行效果稳定；耐冲击负荷，池内滞留的处理水能稀释、缓冲污水，有效抵抗水量和有机物的冲击；运行灵活。但是SBR法自动化控制要求高，排水时间短，且对后处理设备要求大

     （2.4）接触氧化法

接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理方法。在不透气的曝气池中装有焦炭、砺石、塑料蜂窝等填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧；空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果^[2]。生物接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。但是其滤料间水流缓慢，生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料间易引起水质恶化，影响处理效果。

（2.5）新隔离型曝气生物滤池

新隔离型曝气生物滤池是兼有生物接触氧化法和活性污泥法以及生物滤池法的三种技术的融合版，也是曝气生物滤池的升级改造版。

曝气生物滤池法     

A:定义

微生物细胞几乎能在水环境中任何适宜的载体表面牢固的附着，并在其上生长和繁殖，由细胞内向细胞外延伸的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构，便被称之生物膜。

B:好氧生物膜法的原理

污水长期与填料接触，就会在其表面形成生物膜，并逐渐成熟。固定生物膜法中，微生物附着在载体表面生长而形成膜状，当污水流经载体表面和生物膜接触的过程中，污水中的有机污染物被微生物吸附、稳定、最终转化为H₂O、CO₂、NH₃和微生物细胞物质，污水得到净化。

C:生物膜的特点

生物膜中的微生物不像活性污泥那样承受较强的搅拌冲击，易于生长繁殖。生物膜是由细菌（好氧、兼性、厌氧）、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫和幼虫等组成。

微生物量多，处理能力大，净化功能显著提高。由于微生物附着生长并使生物膜具有较低的含水率，单位反应器内的生物量可高达活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反应器具有较高的处理能力。

生物膜法都分段处理，在每段都自然形成自己独特优势的生物圈，这种现象对有机污染物是相当有利的。生物膜法对于进水BOD在50mg/L以下的水能很好的处理成5-10mg/L.而活性污泥对于低于60mg/L的没有办法处理。

D：优越性

如今国内大部分使用活性污泥法，净水后均产生大量的污泥，这些污泥含有高浓度的有机物，极难处置，形成二次污染的污染源。污泥的产生是传统污水处理技术难以突破的瓶颈。由于人工曝气量大，微生物膜在完成使命死亡后自身发生氧化，因此本技术的最大特点是净化污水时几乎不产生有机污泥，这正是传统净化技术的致命软肋。

E.好氧、厌氧、兼氧生物膜一体化技术

为了保持生物膜好氧菌的活性，向生物膜提供氧气创造好氧条件，本技术采用曝气强制通风供氧。好氧层的厚度和污水的流量和浓度相关联

微生物的生长繁殖使生物膜厚度增大，营养物和氧的传递阻力加大，使生物膜深处的营养物和氧供应不足，促使微生物内源代谢产生厌氧层。中间部分形成兼氧层。

好氧、厌氧、兼氧一体化，在亲水的表层形成的好氧层吸收、氧化、分解水中的有机物。好氧、厌氧和兼氧同时形成了硝化和反硝化。因此具有脱氮的功能。