高濃度印染廢水處理方法
將一些集中在城區中心或分散在不同地方的印染企業集中在一個工業園區，形成較大生產規模的紡織印染區，對產生的印染廢水采用集中治理的方式，能杜絕企業的偷排現象，降低企業負擔，提高運行管理水平和達標排放率，符合國家環境保護部提出的集中與分散相結合的治理方針。
某工業園內建有十余家大中型牛仔服裝洗漂廠和牛仔布漿染及洗水廠。園區內配套建有一家廢水處理廠，集中處理工業園內牛仔服裝洗漂廢水(COD＜500mg/L)。
采用“物化/生物接觸氧化”工藝，設計規模為7．4×104m3/d，其中一期工程規模為1×104m3/d，二期工程規模為3×104m3/d，三期工程規模為3．4×104m3/d。總投資約為5000萬元。
1工程改造背景
近年來，隨著工業園區內工廠產能的增加，廢水水質不斷變化，新建數家工廠排放的退漿、絲光等高濃度廢水不斷增多;由于原有工藝對高濃度廢水處理存在著設計不合理等原因，導致該廠廢水處理設施運行不穩定，出水水質經常出現超標現象，嚴重影響周圍水體環境，必須對原處理工藝進行改造和優化。
改造工程設計進、出水水質見表1。
1.1改造前的水質、水量及工藝流程
改造前廢水處理廠實際處理規模為5．6×104m3/d。除新建工廠外，其他工廠排放的廢水均符合該廢水處理廠進水水質要求，處理出水排入當地的水域。現今要求出水水質必須達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二時段的一級標準，若采用原工藝處理，出水不能達標排放。
改造前廢水處理工藝流程如圖1所示。
改造前進、出水水質見表2。
1.2存在的主要問題
經過現場調研及理論分析，原有廢水處理系統主要存在以下問題:
①由于廢水集中處理，間接進水，污染物濃度高，因此水質不穩定。其中含有高錳酸鉀廢水和堿絲光廢水，增加了系統生化處理的難度。
②工業園區內由于各生產廠家不同的染整工藝，不同的染料造成廢水中的pH值、COD、色度等各不相同，B/C值無法穩定。
③原工藝接觸氧化池不定期出現污泥濃度降低、出水水質變差等情況。
④現有藥劑對含有還原染料、硫化染料及活性染料的廢水絮凝效果不佳。
2改造方案
2.1改造工藝的選擇
根據現場調研分析發現，由于新增廢水濃度較高，導致接觸氧化池中的污泥負荷過重，部分污泥中毒死亡。分析這兩家工廠排放的混合廢水還發現B/C＜0．3，說明其生化性極差。現采用高效硅藻精土與“雙面導流”生物活性污泥工藝對原有工藝進行技術改造。高濃度廢水的排放總量為6000～8000m3/d，將一期工藝改造成“雙面導流”工藝專門處理這些高濃度廢水，而其他低濃度廢水由二期和三期處理。一期改造后工藝流程見圖2。
高濃度混合廢水進入調節池調節水質水量，沉淀大部分顆粒懸浮物后排入二沉池，進一步強化調節池的處理效果，穩定后續工藝的進水水質、水量，減輕負荷。出水后加高效硅藻精土處理劑與原水混合進入水力澄清池，去除有機膠體微粒、纖維等懸浮物，然后進入一期接觸氧化池(改為“雙面導流”生物處理池)經生物降解后排放。
2.2高效硅藻精土凈水劑
硅藻土是古代單細胞低等植物硅藻的遺體堆積后，經過初步成巖作用而形成的多孔性生物硅質巖。硅藻土的主要化學成分是無定型SiO2，并含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO和有機質等。硅藻土作為吸附劑具有孔隙率高、比表面大、容重小、吸附性強、耐磨、耐酸等優良特性，可作為吸附劑用于廢水處理行業。經過特殊方法提純，將硅藻富集到92%以上稱為硅藻精土。在水處理中根據水質類別在精土中加入一定量的改性物質，配制成各種硅藻精土水處理劑。
硅藻在精選過程中將與其共生的雜質分離除去，這樣使硅藻表面本已平衡的電位形成不平衡電位。在進行水處理時，硅藻精土處理劑被微量加入后，在高速攪拌或抽吸泵機葉片旋轉下，瞬間散于水體之中，由于電位中和與沉淀作用，凝集成較大的絮體沉淀至底部;加上硅藻巨大的比表面積、巨大的孔體積和較強的吸附力，將細微和超細微物質吸附到硅藻表面形成鏈式結構。由非晶體SiO2組成的硅藻，具有在水體中凝聚和自由沉降為硅藻餅的性能，再加上精土被改性后產生的絮凝作用加快了硅藻等凝聚到水底形成硅藻餅的速度，使硅藻吸附時電位中和，污染物質和細菌瞬間下沉與水體分離，清水向上溢出，這樣就達到了凈水的目的。
2.3“雙面導流”工藝
雙面導流式生物處理方法及其設備簡稱“雙面導流”，配套的高效硅藻精土屬于生物活性污泥法范疇。該技術在活性污泥及氧化溝、SBR處理技術的基礎上，對污泥的回流系統進行了改進，利用曝氣上升氣流帶動下產生的水流在導流板夾縫間形成的負壓讓污泥由沉降區自動回流，取代了傳統的機械回流;同時導流板將處理池分隔成好氧區(曝氣區)和厭氧區(污泥沉降、清污分流區)，水和污泥在水流的帶動下在好氧區和厭氧區之間自動反復循環，將過去分散的各個工序集中在一個處理池內自動完成。
從生物學角度來看，“雙面導流”系統中由于導流板的作用，使得自養型硝化菌和異養型反硝化菌能夠在同一個反應器中并存，從而使“同步硝化—反硝化”的發生成為可能。“雙面導流”系統中能夠存在高濃度的活性污泥，限制了氧氣向污泥絮體內部的擴散，因而在污泥絮體內部能夠形成缺氧環境。在這種條件下，硝化反應可以在有氧的污泥絮體表面進行，而反硝化則可以在缺氧的絮體內部進行。3改造方案的實施
①調節池及二沉池。原有調節池有效容積為2500m3，停留時間為6h。園區內的企業由于生產工藝的要求，排放的廢水水質和水量在不同時段相差懸殊，很不穩定。調節池除要具有調節水質和水量、平衡水溫、調節pH值的基本功能外，還兼有沉淀和水解酸化的作用，同時兼作事故池，才能確保廢水處理系統的正常運行。現有工藝使廢水在調節池中停留時間短，高濃度、水質復雜的工業廢水調節池停留時間一般需12h以上。池內導流隔墻只有一座，易造成廢水短流，廢水水質未能完全混合。現在調節池內增加隔墻，延長廢水混合時間及流水線路，強化沉淀作用，獨立分區，需要排泥時可根據各池內不同的污泥濃度分時排泥，無需停產。強化調節池的水解酸化作用，不需密封及攪拌，在常溫下即可提高廢水的可生化性。為提高水解酸化及沉淀功能，調節池出水后直接進入原二沉池，減少水力澄清池絮凝劑的加藥量。調節池內設置排泥泵及污泥攪拌機。
②水力澄清池。高濃度混合廢水在水射器的作用下將絮凝劑和原水充分混合，從而加強了廢水中固體顆粒間的接觸和吸附作用，形成良好的絮凝效果，加快了沉降速度，使廢水得到澄清。原水力澄清池(簡稱“一期圓池”)為上部進水，動能低于水射器，混合效果不佳，出水堰出水速度小于進水速度，不能起到出水均勻、攔截較大污物的作用。現將水力澄清池改為下部噴嘴進水，增加出水堰。改造前使用的絮凝劑為PAM，對廢水中懸浮物的絮凝效果不理想，為此更換絮凝劑，使用高效硅藻精土水處理劑。
③接觸氧化池。原生物接觸氧化工藝不適合處理可生化性差的廢水，很難達到COD的減排效果，填料生長生物膜后其有效比表面積就會大大下降，即使是正常生物膜厚度也是如此，故污泥濃度及抗沖擊能力均低于普通活性污泥工藝。將原接觸氧化池內的生物膜及支架拆除、原有隔墻開口封閉，形成6個獨立“雙面導流”池;更換原穿孔管曝氣為曝氣盤，安裝“雙面導流”組件、污泥攪拌機、污泥泵等設備。
4運行效果及效益分析
經過近三個月的調試后，系統成功啟動。當地環保部門水質監測站對其進行監測驗收，其穩定運行期間的處理效果見表3。
由表3可知，經工藝改造后對COD、BOD5、氨氮、SS、色度的去除率分別達到89．8%、91．5%、81．9%、93．9%、96．3%，出水各項指標均優于廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二時段中的一級標準。該改造工程總造價為92萬元，改造后高濃度廢水處理運行成本為1．28元/m3，其中包括藥劑費、電費和人工費，不包括折舊費和污泥處理費。
5結論
①采用高效硅藻精土凈水劑與“雙面導流”工藝處理較高濃度印染廢水是非常有效的，處理出水水質符合廣東省《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二時段的一級標準。
②“雙面導流”技術更能高效地降解COD以及氨氮等污染物，不發生污泥膨脹，使廢水處理能節約投資、減少占地、提高處理效率，可實現全自動運行。
③改造工程對原有構筑物進行了最大限度地利用，實現一次提升，達到厭氧、好氧生物處理以及物化處理的結合。
④改造工藝實現了基本無剩余污泥排放，具有環境、經濟的雙重效益。
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