印染园区污水处置方法完善

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1前言

纺织工业废水是对水环境污染构成严重威胁的工业污染源之一，而约80%纺织废水来自于印染行业，印染废水排放量约为工业废水总排放量的1/10［1］。印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺不同而异，污染物组分差异很大。随着染料品种的变化，表面活性剂及化学浆料等的大量使用，印染废水可降解的难度加大，成为较难处理的工业废水之一［2］。国外纺织印染行业比较发达的地区有韩国釜山、日本大阪、意大利米兰和墨西哥等地，印染企业较为集中，印染废水相对较大。处理方式主要有两类:一是采用工厂处理和城市污水综合处理相结合的方法;二是采用单厂处理的模式进行处理。国外废水的处理方法仍以生物法为主，如日本的生物法占93%，英国占85%;美国占68%［3］。近几年我国印染行业出现了前所未有的快速发展，已经成为全球印染业中规模第一的国家。印染加工企业大多数集中在浙江、江苏、广东、山东等经济发达、人口集中地区。作为耗水和排污的“大户”，印染业中的水污染已经成为我国纺织工业最大的环保问题。某工业园区主要为印染企业，其生产工艺主要包括:退浆、煮炼、漂白、丝光、染色和整理，排放废水以退浆、煮炼、染色废水为主。各企业污水处理站的尾水排放至市政污水管网，进入集中污水处理厂。该厂运行两年来部分指标难以达到排放要求，本文对现行的处理技术和运行状况等进行了调查，分析了主要污染指标难以达标的原因，进行了运行调控实验和提标改造实验，提出了改善出水的方法和工程优化的措施，即出水进行砂滤和二氧化氯强氧化，并对改造后的出水效果进行了监测。

2材料与方法

2.1进出水水质污水厂设计规模为2.5万m3/d，进水主要是印染废水及少量生活污水，以印染、漂染、染织、拉绒、毛纺企业等排放的废水为主，大约60%。设计进水水质如表1所示。实际进水的COD、SS、色度均超过水标准，且水质波动特别大，瞬时冲击值可达设计标准的6～10倍，严重影响生物处理系统。混合废水的可生化性相对较好，进水平均B/C值不小于0.3。

2.2实验装置加工了小试滤柱对现有出水进行深度处理。石英砂滤罐的规格为Ф600*1500mm，碳钢材质、处理水量2～3m3/h，工作压力0.6MPa，管径DN65，石英砂量650Kg。试验工艺见图1。加工二氧化氯强氧化装置对现有出水进行强氧化。二氧化氯发生器的型号为HTF-50(2000系列)，山大华特生产，有效氯产量50g/h，实验装置包括2个5m3规格的水桶、普罗名特Conc1601计量泵、102L原料储罐、SSQ-150水射器等。二氧化氯强氧化实验工艺见图2。2.3分析测试指标及方法采用重铬酸钾法测定CODCr;采用重量法测定悬浮物;采用稀释与接种法测定BOD5。

3结果与讨论

3.1现有污水处理系统的工艺运行效果污水厂自2007年底投入运行以来，进水量波动大。2008年6月开始处理水量超过设计水量，平均日处理量26988m3，最高日处理量32317m3，最少日处理量仅3356m3。2008～2009年的进水、水解酸化池出水和总出水的各种污染物以周平均值统计分析，得到图3～图8，运行效果分别讨论如下。

3.1.1有机污染物、进出水B/C值、色度和悬浮物去除效果进水、水解酸化池出水和总出水的CODCr浓度见图3。进水的CODCr周平均浓度范围在80～1330mg/L之间，平均值为557.6mg/L，经过水解酸化池后，浓度范围在50～623mg/L之间，平均值为378.1mg/L，平均去除率为32.2%;经过生物池后的总出水浓度范围在46～274mg/L之间，平均值为124.4mg/L，生物池平均去除率仅为67.1%，总平去除率平均为77.7%，无法达到排放要求。装置各为止的BOD5浓度变化趋势见图4。进水的BOD5浓度范围在23～427mg/L之间，平均值为217mg/L，经水解酸化池后，浓度范围在122～277mg/L之间，平均为188mg/L，经过生物池后的总出水浓度范围在5～64mg/L之间，平均值为22.3mg/L，生物池平均去除率为86.6%，总平均去除率为88.9%。色度变化见图5。进水的色度范围在24～265倍之间，平均值为125倍，经过生物池后的总出水的色度范围在8～64倍之间，平均值为33倍，平均去除率为70.7%。进水B/C在0.51～0.24之间，平均值为0.37;水解酸化池出水B/C在0.59～0.36之间，平均值为0.47，比进水平均值提高了0.1。悬浮物浓度见图6。进水的悬浮物浓度范围在44～1943mg/L之间，平均为422mg/L，总出水浓度在21～296mg/L之间，平均值为90mg/L，平均去除率为73.3%。

3.1.2氨氮和磷的去除效果两年来进出水氨氮的浓度变化趋势见图7。进水平均浓度范围在9.4～26mg/L之间，年平均为16.5mg/L，经过水解酸化池的浓度范围8～50mg/L，平均为22.4mg/L，水解酸化池的有机氮氨化作用明显;经过生物池处理后的氨氮浓度为1～12mg/L，平均值为5.5mg/L，平均去除率为75.9%。总磷浓度见图8。进水平均浓度范围在0.9～7mg/L之间，年平均为3.9mg/L;出水平均浓度范围在0.3～1.5mg/L之间，平均值为0.8mg/L，平均去除率为77.2%。可以看出，进水氨氮和总磷不高，出水也比较稳定。3.1.3生物池污泥浓度、进出水pH的变化生物池污泥浓度范围在517～5451mg/L，平均为3090mg/L。pH进水平均范围在7.9～9.3之间，平均值为8.4;出水pH在7.5～8.4之间，平均值为8.0。

3.2运行中存在的问题从生产装置两年运行数据看，在进水CODCr、BOD5、悬浮物、色度超标的情况下，CODCr、BOD5、SS和色度的平均去除率分别为77.7%、88.9%、73.3%、70.7%，出水氨氮、总磷达标;出水的BOD5、色度略高于排放标准;出水的CODCr、SS高于排放标准。

3.2.1污水处理系统的COD难以达标现象分析(1)进水的污染物总量高，处理装置的污泥负荷过高，出水悬浮状COD较多。由于进水量超过设计值，且进水的污染物浓度高，运行两年来，尽管设计的污泥负荷为0.09kgBOD5/(kgMLSS•d)，实际污泥负荷达到0.07～0.40kgBOD5/(kgMLSS•d)，改良SBR池的污泥浓度平均为3090mg/L，由于二沉池的澄江时间少，出水的悬浮物较高，导致悬浮状的COD偏高。(2)废水的难降解有机物较多。企业排放废水含有多种印染助剂及抑制生物的惰性物质，成分复杂;进水格栅上常沾满黏稠的化学污泥。园区近20家企业大都采用“中和调节池—混凝沉淀池－水解酸化池(一级或多级)－接触氧化池(一级或多级)－沉淀池(或气浮池)”等设施进行污水处理，工艺流程较长且基本相同，容易生化处理的污染物大部分已被去除，COD主要由难降解污染物组成，去除的难度大，B/C仅仅为0.1左右，如CODCr、BOD5、悬浮物、色度的进水高值分别为5059mg/L、659mg/L、3612mg/L、512mg/L。(3)设计处理工艺和实际处理废水的水质有一定的差异，且缺乏抗冲击能力。工程设计时采用城市污水处理厂工艺，而实际进水为印染废水，设计时考虑的工艺调控措施实际应用时达不到预计效果等。由于进水水量波动较大，且生产企业存在偷排现象，其环保装置偷排污泥现象时有发生，对水解酸化池造成较大冲击影响，进而引起SBR生物处理系统频繁遭受冲击，往往尚未恢复又受冲击，不能持续平稳运行［4］。

3.3提高总出水水质的实验研究

3.3.1总出水的砂滤实验先后进行了3次出水砂滤实验，每次连续运行3天。试验期间各项污染物指标的变化曲线见以图9～12。由图9～图12可知，砂滤对悬浮物去除效果最明显，出水的SS可稳定与20mg/L以下;其次是色度，降低了1倍左右;过滤后COD下降了10～20mg/L，BOD5则没有明显的去除效果。砂滤对悬浮物的去除效果最为显著，扩建后无论采用砂滤池还是滤布滤池，都要对二沉池出水悬浮物浓度预留控制措施，可以采用二沉池前加絮凝剂或助凝剂，或在二沉池和滤池之间增加高效沉淀池，这样就能保证在二沉池出水悬浮物或COD较高的情况下，投机絮凝剂粉末活性炭等，降低过滤负荷，确保出水悬浮物在10mg/L以下，也可以进一步保证出水COD、总磷达标排放。

3.3.2总出水的二氧化氯氧化实验持续进行了6天小试，每天两次。实验方法为将水桶装满总出水，利用计量泵投加二氧化氯，水射器混合药剂和水，二氧化氯氧化时间为30分钟，取试验前后的水样，分析CODCr变化，如表2。由图13可知，随着二氧化氯投加量增加，COD的去除率呈现则增加趋势，氧化后的COD也降低到达标排放要求。二氧化氯投加量为20mg/L时，COD去除率约为30%，成本约为0.09元/吨污水。建议扩建工程选用二氧化氯氧化COD时，可以该投加剂量作为出水氧化备用手段。

4结论

4.1分析认为水厂出水不达标的主要原因是水厂进水水量波动较大，污泥负荷过高，出水悬浮状COD较多，难降解有机物较多，即设计进水水质与实际进水水质严重不符，导致设计的SBR工艺在处理实际进水时存在许多局限，无法达到理想的处理效果。

4.2小试模拟试验表明，生化处理的出水经过石英砂过滤后，SS大幅降低，可稳定低于20mg/L，出水的色度也可降低一半;COD可降低10～20mg/L，砂滤对BOD5的去除不明显。总出水采用二氧化氯强氧化时，当二氧化氯的浓度达到20mg/L时，能够保证出水达到一级A排放标准。

4.3建议建设印染工业园区污水处理厂时，尽量接入部分城市生活污水，不仅能使投资和运行更为经济，同时还能提高污水处理效果，便于污水回用水。通过扩建和选择新的工艺，最终实现提标并稳定达标排放。