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摘要：印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點，屬難處理的工業廢水。近年來，由于化學纖維織物的發展，仿真絲的興起和印染后整理技術的進步，PVA漿料、人造絲堿解物（主要是鄰苯二甲酸類物質）、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，其COD也由原來的數百毫克每升上升到2000～3000mg/L，傳統的生物處理工藝面臨極大的挑戰。以福建地區一印染工業園區污水處理廠中一條處理線路的改造為例，分析“微曝氣水解酸化+平板陶瓷膜過濾+生物活性炭吸附”技術在印染廢水處理中的應用，以供相關研究參考。

關鍵詞：陶瓷膜；印染廢水；廢水處理

本文以福建一印染工業園區中的廢水處理廠改造為例，主要闡述了平板陶瓷膜工藝在印染廢水處理中的應用方式以及能夠解決的問題。根據印染廢水水量大、有機物濃度高、難降解、水質復雜、水質波動大、色度大等特點，結合平板陶瓷膜技術的應用特征，以優化處理出水水質、減少污泥排放量以及降低廢水處理運營成本等幾個方面為最終改造目標，有針對性地設計廢水改造處理工藝，為印染廢水的處理及工程優化改造提供了新的解決思路及方向。

1項目背景

印染工業園區中大部分企業的印染紡織產品以化纖、混紡為主，棉紡為輔，其廢水主要含有分散染料、直接染料及其助劑，并有活性染料、陽離子染料和少量硫化染料、還原染料等。由于處理水量大，原有污水處理廠采用了多條線路同時處理的運行方式，不僅可降低發生事故時的環境風險，而且在生產淡季、水量較少時可采用部分運行的模式，降低運行成本。

1.1設計進出水水質

污水處理廠的初始設計進水水質如表1所示

1.2原有處理工藝流程

從印染工業園區收集到的綜合印染廢水經格柵、篩網以除去粗懸浮物，如棉紗、纖維、塑料雜物等。由管道引到污水廠集水井，經集水井進行沉砂、隔油，然后進入集水池中，其主要起到均質、調節和降溫的作用，再以提升泵泵入水解池，開始生化處理。在水解酸化菌的代謝作用下，將大分子物質和難溶解或難生物降的物質轉化為易于降解的小分子物質，如染料、化學漿料和各類表面活性劑等，以提高后續好氧處理的效率，并克服下一階段好氧處理中泡沫橫飛之弊端。進入A2O（厭氧-缺氧-好氧）生物處理池進行生物降解，再進入混凝—沉淀—砂濾工藝，最后達標排放。

2項目改造必要性

2.1原有工藝運行情況

該條線路建成之初，原有進出水口的監測數據如表3所示。根據表3實際進水水質的統計分析可知：a)各進水指標均低于設計水質；b)各水質指標波動較小；c)B/C比（BOD與COD的比）為0.28～0.32，可生化性較差；d)進水NH3-N質量濃度較低，可忽略不計。根據表3實際出水水質的統計分析可知：SS，CODCr，BOD5，NH3-N和色度等污染物指標已經達到設計出水水質。實際進水水質較大程度優于設計進水水質，因此雖然當年設計出水水質良好，但該條線路的工程中仍需重點關注如今的進水水質。2015年8月，于污水處理廠現場實測進水COD，其中，針織廢水COD為1333mg/L，1號線路廢水COD為6480mg/L，2號線路廢水COD為4320mg/L，遠高于設計進水濃度。根據多次取樣檢測的數據判斷，污水處理廠進水平均COD范圍為1800～2000mg/L，已超過當年設計的1500mg/L。

2.2原有工藝問題

原有工藝存在的問題有以下幾個：a)生物處理工藝段和物化處理工藝段產泥量較大，含水率較高，二次處置費用高；b)生物填料填充比較低，出現老化現象，需更換；c)曝氣系統的曝氣效果極不均勻，需重新鋪設曝氣系統；d)傳統工藝處理成本高，每噸水為2.1～2.5元；e)抗沖擊負荷能力差，出水水質受進水水質波動影響較大；f)進水CODCr超過設計進水，出水水質標準也相應地提高，需重新核算原有主體構筑物處理水量。

3改造工程方案選取

3.1改造工程設計進出水水質及水量

改造線路的設計進水水質如表4所。設計出水水質應執行GB4287—2012《紡織染整工業水污染物排放標準》[1]表5中的直接排放標準。根據原有線路上污水處理構筑物的各生物池池容計算，其污水處理量最高為4000t/d，通過適當改變各構筑物生物處理功能，采用“微曝氣水解酸化+平板陶瓷膜過濾+生物活性炭吸附”處理技術后，其處理能力能夠達到6000t/d。

3.2污染物去除思路分析

3.2.1COD

設計進水CODCr為2000mg/L，出水要求CODCr小于等于80mg/L，去除率達96%。印染廢水中的有機物大多為難降解有機物，常規的生物處理法對這類污染物去除率較低；物化處理法僅能去除顆粒態的有機物，對溶解態的有機物去除率較低。原有工藝為常規的生物處理法與物化處理法的聯用工藝，根據上述分析，該工藝對溶解態的難降解有機物去除率較低，而印染廢水中這部分有機物占有較大的比例。可采用的對策與措施有以下幾點：a)強化厭氧水解處理。將部分難降解有機物轉化為可降解有機物，通過強化厭氧水解處理工藝進一步提高廢水可生化性。b)將好氧處理改為微氧處理。在微氧條件下，活性污泥中的微生物種群會改變，使生物反應過程也發生改變，有利于微生物對難降解有機物進行分解，且老化的微生物會被新生的微生物分解，保證有機物污泥大幅減量，大幅降低污泥二次處置費用。c)增加膜過濾設施，形成MBR（膜生物反應器）工藝。MBR工藝可以截留廢水中的顆粒態污染物和微生物，大幅提升生物處理工藝中污泥濃度，提高生物反應效率。d)增加活性炭吸附。活性炭能吸附溶解性有機物，并利用炭孔內的微生物對被吸附的有機物進行深層次降解，利于活性炭再生。

3.2.2BOD5

BOD5屬于常規有機污染物。污水中BOD5的去除靠異養微生物的吸附和代謝作用完成，其去除率與單項污染物去除率、污染物去除的總體要求有關，只要滿足COD達標排放，BOD5達標排放基本滿足，因此不作為重點控制指標。

3.2.3SS

尾水中SS質量濃度涉及到出水SS指標、出水中的BOD5等指標，因為出水SS的主要成分為活性污泥生物絮體，較高的出水SS質量濃度會使出水的BOD5增加。一般1mg/L出水SS含有0.30～0.75mg/L的BOD5。本工程要求出水SS質量濃度為50mg/L，現采用物化處理的方式降低出水SS質量濃度，由于需要擴大原有工藝的處理規模，若采用原來的沉淀方法即斜管沉淀池和砂濾池，其負荷均提升66.7%，容易使出水的SS超標。為了在擴大處理規模的條件下保證出水SS達標，采取膜過濾措施即可實現SS的高效去除，出水SS質量濃度低于1mg/L。

3.2.4色度

印染廢水中的染料成分復雜、種類繁多。活性染料多為偶氮染料，結構較穩定，水溶性好，呈溶解態，可利用生物降解或吸附的方法去除；直接和分散染料多為不溶性染料，可利用物化的方法去除。原工藝主要通過厭氧水解、好氧分解以及物化處理方法去除色度，色度處于30～35倍范圍內。為進一步提高工藝對色度的去除率，避免提升處理水量后色度不達標的情況，可采取以下兩項措施：a)對于活性染料，可采用活性炭吸附的方法。吸附溶解性的染料，并利用炭孔內的微生物進行二次分解，最終分解成H2O，CO2和N2等簡單分子化合物。b)對于不溶性染料，可采用膜過濾的方法。膜過濾能將不溶性的染料完全截留。

3.3工藝改造方案

根據污染物去除的思路，針對該線路原有工藝存在的問題，分別對各構筑物逐一進行改造：將原有的厭氧水解酸化池改造為微曝氣水解酸化池。厭氧過程中在降解去除高質量濃度有機物的同時伴有硫酸鹽還原反應的發生，少量硫酸鹽的存在有益于厭氧過程的進行。硫酸根離子本身對生物處理系統無任何不良影響，生物處理過程中毒性抑制作用的產生主要由其還原產物———硫化物引起，且以游離態H2S的毒性最大。工程應用實踐表明，有機負荷越高，生物體對H2S的毒性越敏感。同時，更換水解酸化池中的填料，以解決池內填料老化的問題；所有需曝氣的構筑物內重新鋪設曝氣管道，以解決池內曝氣不均勻的問題；在好氧池中添加填料，以增大好氧池的容積負荷，提高污水處理能力；將斜管沉淀池改造為平板陶瓷膜池；將砂濾池改造為活性炭濾池。

3.4改造后的優勢

微曝氣環境對硫酸鹽還原反應存在抑制作用，對周圍環境條件有明顯的改善作用，同時其對廢水水解酸化效果有促進作用。因此微曝氣水解具有以下幾點優勢：a)強化微氧兼性菌的生理代謝功能，提高產酸量，強化水解酸化效果，將大分子難降解物質轉化為可生物降解物質；b)抑制臭味類物質的產生，改善污水廠環境衛生條件；c)污泥內源消耗，減少污泥量，同時，更換填料，可適當減少剩余污泥排放量，解決污泥產量大的問題。膜技術能去除水中的懸浮物質，其中陶瓷膜具有比有機膜更高的機械強度、更窄的膜孔分布范圍和更長的使用壽命，能提供更可靠的水質。此外，應用膜技術不需另外投加混凝劑來增強顆粒的沉淀能力，因此可以減少污泥產量。活性炭吸附可以增強對毒性物質和負荷變化的穩定性，改善污泥脫水及硝化的性能。

4結語

通過這一系列的技術改造，采用“微曝氣水解酸化+陶瓷膜過濾+活性炭吸附”技術，能有效解決該條處理線路的原有問題，提高污水處理量和處理效果，同時減少運行成本，達到國內先進水平。

參考文獻：

［1］中國紡織經濟研究中心，東華大學，環境保護部環境標準研究所，等.GB4287—2012紡織染整工業水污染物排放標準［S］.北京：中國環境科學出版社，2013.

作者：熊倩  路濤 單位：深圳市前海東江環保科技服務有限公司