印染废水处理工艺设计与分析

摘要：以某工业园区污水处理厂为例，对印染废水的水质和水量特点进行分析，提出解决方案，并进一步进行工艺设计。经实际运行后发现，该污水处理厂出水水质可以稳定达标，取得良好的经济效益。

关键词：印染废水；污水处理厂；设计参数；经济效益

中图分类号：X791 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.073

Design and Analysis of Printing and Dyeing Wastewater Treatment Process

HOU Wei1， WANG Jinye2， SUN Zhongshu3

（1. Liaocheng Ecological and Environmental Protection Comprehensive Law Enforcement Detachment;

2. Comprehensive Laboratory of Shandong Liaocheng Ecological Environment Monitoring Center;

3. Shandong Qiuzhuo Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Liaocheng 252000， China）

Abstract： Taking a sewage treatment plant in an industrial park as an example， this paper analyzes the key and difficult points of the water quality and quantity characteristics of printing and dyeing wastewater， proposes solutions， and further designs the process. After actual operation， it was found that the effluent quality of the sewage treatment plant can stably meet the standard. It was found that the sewage treatment plant can achieve good economic benefits.

Keywords： printing and dyeing wastewater; sewage treatment plant; design parameter; economic benefit

印染是指对纺织材料进行物理或化学处理过程的总称，印染过程中包括产生前处理废水、染色废水、脱水废水以及印花废水等多种污废水，因其水质不一且水量常处于波动状态，难以处理。因此，以某工业园区污水处理厂为例，分析印染废水处理工艺设计。

1 项目概况

为减少污染物排放量，改善工业园区的居住环境和生态环境，新建工业园区污水处理厂，污水处理规模为6.0万m3/d，主要污水来源是生活污水与工业区的印染、印花及洗水企业，设计采用粗格栅及提升泵房+细格栅及调节池+冷却系统+初沉池+厌氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，A2O）+二沉池+高效沉淀池+臭氧催化氧化池+硝化-反硝化生物滤池+二氧化氯消毒工艺流程。

2 进出水水质

本项目的设计进水水质依据现有实测工业污水资料及和同类印染工业污水处理厂进水水质确定。出水水质执行《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅴ类水标准，总氮执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—2012）。进水水质监测结果及出水限值如表1所示。主要监测指标包括化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，CODCr）、五日生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand after 5 days，BOD5）、悬浮物（Suspended Solids，SS）、氨氮、总氮（Total Nitrogen，TN）、总磷（Total Phosphorus，TP）以及色度。

3 工艺设计重点与难点分析

本项目污水主要为印染废水，难以确定进水周期和瞬时进水水质，而厌氧反应对水质、水量及冲击负荷较为敏感，因此设置调节池对水质、水量、pH及水温进行调节，保障后续厌氧反应稳定进行，同时起到事故排水和预曝气的作用。

印染废水的水温一般在40～50 ℃，会导致生化系统难以稳定运行，影响后续水质达标，因此需要设置热交换器，印染废水经混合后进入热交换器冷却，控制温度至35 ℃以下，再进入后续构筑物进行处理。

考虑到本项目的工业废水占比约为98%，而入驻企业的进水周期依据现实条件不断变化，使工业废水的水质、水量存在不确定性，可生化性比较差，需要抗冲击负荷能力大，因此延长A2O生化池厌氧段的水力停留时间（Hydraulic Retention Time，HRT），使其达到水解酸化阶段，以提高印染废水可生化性。最终，确定以厌氧（水解）缺氧+好氧池作为印染废水处理工艺。

4 工艺方案设计

4.1 预处理方案设计

印染废水经进水管流至粗格栅井，随后污水泵站提升后进入细格栅井，然后流入调节池调节水质水量，经提升泵提升进入冷却塔，再进入初沉池。

粗格栅井装有机械粗格栅，用以去除印染废水中的较大杂物，并保护后续设备。机械格栅依据液位差通过可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）进行清污，配备定时自动控制及手动控制两种方式。通过提升泵站中的潜水泵提升印染废水至细格栅池，泵通过设定水位实现自动控制。细格栅井装有机械细格栅，用以去除较细杂物，细格栅采用PLC并依据栅前、栅后的液位差自动控制清污，配备定时自动控制及手动控制两种方式。印染废水经机械分离后进入调节池，在此调节水质、水量，再通过提升进入冷却塔冷却后进入初沉池，在该池中添加混凝剂、聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM），达到初步去除一部分污染物的目的。该阶段产生的杂物，砂粒等，可送至垃圾填埋场处理。

4.2 二级处理方案设计

污水自初沉池进入二级处理单元。二级处理主要由厌氧池（水解酸化池）、缺氧池、好氧池构成。缺氧和厌氧池安装潜水搅拌器，以防止污泥沉降并保证印染废水及回流污泥均匀混合。厌氧池中，磷自积聚的污泥团中释放，因富磷吸收现象，在好氧条件下被污泥吸收，通过排除剩余污泥以去除污水中的P。厌氧池出水与好氧池内回流污水经过均匀混合，呈缺氧状态，满足反硝化反应条件，反硝化菌开始作用，以去除污水中的大部分氮[1]。

好氧池采用微孔爆气，以提高氧气及设备利用率，减少能耗，节约用地及基建投资，气源通过鼓风机提供。

4.3 污水深度处理方案设计

二沉池出水须继续进行深度处理，经过高效沉淀池+臭氧催化氧化池+硝化-反硝化生物滤池工艺，才可使水质达到排放标准。

通过高效沉淀池提高SS去除效果，同时确保去除前端生化工序不能达标的Cu、P等，保障出水水质达标。采用臭氧催化氧化池用于分解二级处理仍无法去除的难降解有机物，然后通过硝化-反硝化生物滤池去除低浓度TN、TP、SS、BOD5等污染物[2-3]，出水经接触消毒池消毒，后进行印染废污水回用或达标排放。

4.4 污泥处理方案设计

为维持生化池污泥浓度，需排出剩余污泥。剩余污泥通过污泥泵提升至污泥浓缩池，而初沉池及高效沉淀池产生的污泥也排入污泥浓缩池，由污泥螺杆泵提升至高压板框压滤机进行脱水。干滤饼的干固含量需达到40%以上（即含水率60%以下）。脱水后污泥在热电厂未建成之前交有严控废物资质的企业进行处置，或外运进行填埋。脱水机房中应设置出水池来水及自来水两套反冲洗水源，日常运行时采用处理后清水为反冲洗水源。

4.5 工艺流程

针对本项目进水水质、水量情况及进行重难点分析后，最终确定采用粗格栅及提升泵房+细格栅及调节池+冷却塔+初沉池+厌氧缺氧池+好氧池+二沉池+高效沉淀池+臭氧催化氧化池+硝化-反硝化生物滤池+二氧化氯消毒工艺流程。具体工艺流程如图1所示。

5 去除效果

经污水处理厂实际运行后，各印染废水处理阶段的污染物去除率如表2所示，经污水处理厂处理后，最终出水水质指标以稳定达到设计出水水质要求。

6 技术经济分析

本项目总投资共计45 918.58万元，项目投资内部收益率（所得税后）为6.220%，项目投资财务净现值（所得税后）10 388.18万元，项目投资回收期（所得税后）约为15.2年，年平均总成本为11 863.73万元/年，平均单位总成本为5.992元/m3，年平均经营成本为9 494.04万元/年，平均单位经营成本为4.795元/m3，盈亏平衡点为61.65%，项目计算期内累计盈余资金为100 115.78万元。

7 结论

某污水处理厂针对印染废水现状复杂的进水水质，提出针对性解决措施，在出水水质能稳定达标的基础上，项目计算期内累计盈余资金为100 115.78万元，取得良好的经济效益，能够为其他印染废水的处理提供参考。

参考文献

1 王洪刚，纪海霞，程树辉.哈尔滨市某污水处理厂提标改扩建工程设计[J].中国给水排水，2024（10）：64-68.

2 杨 墨，史航标，程瑞丰，等.武汉市某污水处理厂地下式扩建设计案例[J].净水技术，2024（增刊1）：341-347.

3 冯静娴，曹倩倩，刘晶晶.某开发区污水处理厂二期工程工艺设计[J].工业用水与废水，2023（6）：71-75.