厌氧-A/O生化组合工艺处理印染废水的工程设计

陈次春

（厦门新禹环保科技有限公司，福建厦门 361101）

印染是一种加工处理过程，主要指对麻、丝、毛等纤维材料进行加工，从而满足织造、服装与服饰的加工要求，包括前处理、染色、印花、后整理、洗水等步骤[1]。随着印染行业的发展，现代化印染技术呈现出多元化的特点，满足了社会群体对布料的个性化需求[2]。但大量染色剂在布料中的使用，也对生态环境造成了较大的污染负荷[3]。通常情况下，印染生产后的废水不仅含有染料、油剂等杂质，还包含浆料、无机盐等可对水体造成严重污染的物质，化学需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、悬浮物（SS）、色度、总氮、总磷等生化指标组成较为复杂并难以降解。随着环境可持续发展理念在印染行业领域内不断深化，人们对于环境保护的需求越来越高，也更加关注印染行业生产制造中的污水排放问题[4]。为解决此方面问题，地方政府多策并举，对印染工厂排放污水进行控制，并加大了对此类工厂排污的监管。但要从源头处理此方面的问题，还应辅助现代化手段与技术，使用合理的工艺处理印染废水。

本文旨在相关印染废水研究的基础上，引进厌氧-A/O生化组合工艺，设计了一种合理可靠的印染废水处理工程，希望通过此次研究，探索可以有效降低印染行业生产对环境造成污染与负面影响的新方法。

1 印染废水特点

该公司印染废水实际生产水量6 500～7 200 m3/d。由于多道工序、多种添加剂和工艺条件限制，导致水量、水温变化较大；由于染料、浆料等助剂的添加导致色度高，碱性偏大，同时浆料中添加剂导致水质的可生化性差。印染废水原水指标情况见表1。从表1的数据可以看出，印染原水污染物含量较高，COD、SS、色度、氨氮、总氮、总磷等生化指标均较高，水质复杂，参数影响较多。

表1 印染生产废水（原水）指标

2 厌氧-A/O生化组合工艺特点

在厌氧-A/O生化组合工艺中，前端采用水解酸化工艺，提高水质可生化程度，设计水力停留时间（Hydraulic Retention Time，HRT）为12 h；厌氧工艺段采用上流式厌氧污泥床（Up-flow Anaerobic Sludge Bed/Blanket，UASB）工艺，在淘洗污泥的同时，提高污泥容积负荷；A/O工艺段为前段缺氧设计，后段为好氧段。好氧段活性污泥返回至前段厌氧污泥池进行污泥消化，减少污泥产量。

3 厌氧-A/O生化组合工艺设计

3.1 厌氧-A/O生化组合工艺流程

厌氧-A/O生化组合工艺流程如图1所示。在处理印染废水过程中，废水流经粗、细两道格栅，去除原水中粒径较大、呈现悬浮状态的大型固态物质和纤维等。格栅出水进入调节池进行均质化，提高系统进水水质稳定性，若酸碱性不满足厌氧需求可进行水质pH值调整。通过提升泵将废水提升至冷却塔，水温从43 ℃降低至35 ℃，此时水温对后续水体中的厌氧及好氧生物来说都属于适宜温度，应特别注意夏季水温过高导致后端厌氧污泥的活性降低及冬季温度降低时不能满足厌氧污泥的适宜温度。冷却后的水体在自流作用下进入酸化池进行厌氧发酵，大分子有机物、难降解物质通过水解酸化作用转化为小分子、易降解有机物。水解酸化后废水提升至厌氧-A/O生化组合工艺进行生化指标的进一步改善，好氧出水进入混凝沉淀系统，除部分污泥回流外，剩余污泥进入污泥池沉降压滤后外运，污泥池废水回流入厌氧池。混凝沉淀出水在砂滤后经后端中水回用系统进行回用。

图1 厌氧-A/O工生化组合工艺流程图

3.2 厌氧-A/O生化组合工艺设计

（1）根据印染企业进水实际状态，原水先后进入回转式粗格栅、细格栅，格栅各设置2台，粗格栅的过滤精度为20 mm，细格栅的过滤精度为2 mm，电机功率1.5 kW，过流水量300 m3/h。规格为1.5 m×0.8 m×6.0 m，材质为SS304，设在进水收集池前端。

（2）冷却塔是钢筋混凝土结构，选择自然通风冷却塔，尺寸为25 m×12 m×15 m，在最不利状态下污水水温可降低8 ℃。主要降温工艺为利用布水器使废水均匀布水，增设连续式台阶，废水自上而下连续跌落。连续跌落在增强了污水搅动的同时增加了废水与空气的接触，废水与大气的热交换更加充分，从而达到最佳的降温效果。

（3）水解酸化池为钢筋混凝土结构，尺寸30.0 m×15.0 m×3.5 m，有效水深2.5 m，有效容积为1 125 m3，水力停留时间为3.75 h。在池内设置填料，使废水中大分子有机物、难以直接溶解的物质可充分进行水解酸化。

（4）厌氧-A/O生化组合工艺主要依据公式（1）和（2）进行设计和校核。

式中，V1表示按照废水有机负荷量计算得到的厌氧池反应体积，m3；V2表示按照污水在池内停留时间计算得到的厌氧池反应体积，m3；Q表示厌氧池设计流量，m3/d；S表示设计COD去除率；η表示进水COD浓度，mg/L；q表示有机负荷量，单位：kg（BOD5）/（m3·d）或 kg（COD）/（m3·d）；HRT为水利停留时间，d。

厌氧池为钢筋混凝土结构，尺寸20.0 m×15.0 m×7.5 m，有效水深7 m，有效容积为2 100 m3，水力停留时间为7 h。在厌氧池内废水和厌氧污泥充分接触，污泥填充量为20%～25%，污泥浓度可达28.3 g（VSS）/L（VSS为挥发性悬浮物），有机负荷为8.5 kg（COD）/m3，依靠下部污泥产气量对废水进行无动力搅动。

厌氧出水进入A/O一体化生化组合工艺段，A池采用钢筋混凝土结构，尺寸30.0 m×5.0 m×4.5 m，有效水深4 m，有效容积为600 m3，水力停留时间为2 h。延迟曝气O池采用钢筋混凝土结构，尺寸30.0 m×30.0 m×4.5 m，有效水深4 m，有效容积为3 600 m3，水力停留时间为12 h。好氧段污泥浓度为4.32 kg/m3，风机鼓风量为96 m3/min、电机功率110 kW，配备微孔曝气器660 套。

4 厌氧-A/O生化组合工艺出水指标

采用厌氧-A/O生化组合工艺系统性处理印染废水，日处理水量6 500～7 200 m3，工艺出水指标结果和《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）对比结果如表2所示。

表2 厌氧-A/O生化组合工艺出水指标与排放标准对比

通过水质检测结果对照分析，采用厌氧-A/O生化组合工艺系统性处理印染废水能够有效解决印染废水中COD、SS、色度、氨氮、总氮、总磷等生化指标超标问题，能够满足并优于GB 4287—2012水质指标达标排放要求，整体上提升水质达标的可实施性，并为进一步中水回用提供了有力保障。

5 结论

项目主体采用厌氧-A/O生化组合工艺系统性处理印染废水，结合UASB工作原理和延迟曝气理论的应用，按照CODCr、有机负荷容量和水力停留时间（HRT）等需求、要求进行设计和校核，提升了废水生化处理的可行性，能够有效解决印染废水COD、SS、色度、氨氮、总氮、总磷等生化指标过高问题，能够满足并优于GB 4287—2012水质指标达标排放要求，整体上提升水质达标的可实施性，并为进一步中水回用提供了有力保障。