混凝-A2O生化組合工藝用于綜合印染廢水的集中預(yù)處理

任 燁，張建良，丁 靜，錢建華，葉立永

(1.紹興柯橋興濱水質(zhì)檢測(cè)有限公司，浙江 紹興 312073；2.中國(guó)市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100141；3.紹興柯橋江濱水處理有限公司，浙江 紹興 312073)

印染行業(yè)是工業(yè)領(lǐng)域的廢水排放大戶，印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、色度深、堿性大、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，廢水可生化性較差，屬難處理的工業(yè)廢水[1]。經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和管理方面的比較，采取印染廢水集中處理的方式，具有一定的優(yōu)勢(shì)[2]。常規(guī)印染廢水處理工藝包含物化、生化和深度處理法，多數(shù)采用幾種方法的組合[3-5]。在某印染產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)將企業(yè)分散建設(shè)的預(yù)處理設(shè)施集中建設(shè)，預(yù)處理設(shè)施的出水達(dá)到后續(xù)污水廠進(jìn)廠要求后進(jìn)一步處理。配套污水預(yù)處理設(shè)施通過(guò)比較采用混凝- A2O生化組合工藝，出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)及其修改單規(guī)定的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，之后轉(zhuǎn)輸至臨近某污水廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。

1 設(shè)計(jì)規(guī)模及水質(zhì)、水量

該印染產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)配套污水集中預(yù)處理設(shè)施主要處理集聚區(qū)企業(yè)產(chǎn)生的綜合印染廢水，不含其他工業(yè)廢水，廢水總量合計(jì)2×105m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1。

表1 廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

2 工藝流程

該印染產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)配套污水預(yù)處理設(shè)施廢水主要來(lái)自集聚區(qū)印染企業(yè)，根據(jù)來(lái)水的水質(zhì)特征，采用“混凝- A2O生化”組合工藝，先對(duì)廢水進(jìn)行混凝沉淀處理，以初步去除水中的污染物質(zhì)，再通過(guò)生化工藝去除廢水中大量的有機(jī)物。具體工藝流程見圖1。

圖1 印染廢水處理工藝流程

印染廢水經(jīng)管網(wǎng)收集后混入格柵去除較大的漂浮固體和懸浮物，之后進(jìn)入調(diào)節(jié)池以均衡水質(zhì)、水量。調(diào)節(jié)池出水由進(jìn)水井通過(guò)配水渠進(jìn)入混合池，并投加混凝劑(FeSO4、NaOH)和助凝劑PAM，經(jīng)混合的污水流入絮凝反應(yīng)區(qū)，加藥反應(yīng)后污水經(jīng)配水井進(jìn)入初沉池，利用混凝劑的吸附和凝聚作用去除廢水中的細(xì)微懸浮物和膠體顆粒，同時(shí)調(diào)整pH到弱堿性以保證絮凝效果和后端生化效果?；炷恋沓鏊M(jìn)入生化池，使污染物得到生物降解，調(diào)整污水水質(zhì)，為后續(xù)處理創(chuàng)造穩(wěn)定運(yùn)行的條件，好氧區(qū)末端至缺氧區(qū)內(nèi)回流比例200%。生化池后設(shè)置二次沉淀池，進(jìn)行污泥回流，保證生化池中的活性污泥濃度，二沉池至生化池污泥回流比例100%。二沉池出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)及其修改單規(guī)定的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，之后轉(zhuǎn)輸至臨近某污水廠進(jìn)行進(jìn)一步處理。污泥均質(zhì)池主要收集混凝-沉淀池和二沉池的污泥，混合均勻后輸送至濃縮池，上清液回流至調(diào)節(jié)池，濃縮污泥進(jìn)入儲(chǔ)泥池，進(jìn)一步通過(guò)管道直接進(jìn)入周邊污泥焚燒廠。

3 主要構(gòu)筑物及設(shè)備

3.1 格柵

廠外泵房輸水的企業(yè)排放的污水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)水端的格柵。格柵用于截留、去除廢水中較小的漂浮固體和懸浮物，以保證后續(xù)設(shè)施設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。 調(diào)節(jié)池進(jìn)水端設(shè)6條進(jìn)水渠道，安裝細(xì)格柵5臺(tái)。單臺(tái)寬度為2.0 m，隔柵柵條間隙為6 mm，格柵前后設(shè)置閘門。

3.2 調(diào)節(jié)池

設(shè)調(diào)節(jié)池1座，主要調(diào)節(jié)進(jìn)水水量及水質(zhì)，緩沖對(duì)后續(xù)處理構(gòu)筑物的沖擊負(fù)荷。采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)廊道式池型，有效池容為75586 m3，HRT為8 h。調(diào)節(jié)池為了調(diào)節(jié)水量，需要進(jìn)行變液位工作方式，因此，在出水域后，設(shè)置水力提升區(qū)。設(shè)置軸流提升泵6臺(tái)，4用2備，4臺(tái)變頻的工作方式。單泵工作參數(shù)為：Q=3500 m3/h，H=10.2 m，N=155 kW。

3.3 混凝反應(yīng)池

混凝主要是通過(guò)投加混凝劑和助凝劑來(lái)大量的去除水中的污染物質(zhì)，減少后續(xù)生化處理的壓力。沉淀池前設(shè)置機(jī)械攪拌絮凝反應(yīng)池2組，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，每組具有2套相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)單元，每個(gè)單元由進(jìn)水井(共用)、進(jìn)水配水渠(共用)、1格混合池、2級(jí)絮凝區(qū)以及排水渠(共用)組成。進(jìn)水井有效池容為98.3 m3；單格混合池有效池容為39.4m3，HRT為90.4 s；單格絮凝反應(yīng)區(qū)有效池容為166.4 m3，HRT為9.58 min?；旌蠀^(qū)配置雙層φ1200 mm混合攪拌機(jī)2套，N=3.0 kW，絮凝區(qū)配置φ4800 mm絮凝攪拌機(jī)8套，一級(jí)反應(yīng)轉(zhuǎn)速5～6 r/min，N=3.0 kW；二級(jí)反應(yīng)轉(zhuǎn)4 r/min，N=2.2 kW。

3.4 初次沉淀池

輻流式沉淀池兩組8座，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，主要用于混凝后的泥水分離。每座直徑48 m，最大水量時(shí)表面負(fù)荷為1.44 m3/m2/h，周邊水深4.5 m，HRT為3.9 h，設(shè)每組初沉池設(shè)全橋周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)1臺(tái)，設(shè)干式排泥泵2臺(tái)，1用1備，全部變頻。沉淀后的污泥經(jīng)污泥提升泵，輸送至泥區(qū)進(jìn)行處理。單臺(tái)污泥泵參數(shù)為：Q=160 m3/h，H=13 m，N=11.0 kW。

3.5 A2O生化池

生化池共2座，每座2組，采用半地上式鋼混結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)廊道式池型。單池有效容積為93900 m3，HRT為45 h，環(huán)流水平流速0.25～0.3 m/s，采用環(huán)形推流式的A2O形式，分厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)。其中厭氧區(qū)HRT為3 h，在此工藝段進(jìn)行泥水混合，菌種的選擇，防止污泥膨脹；缺氧區(qū)HRT為6 h，在此工藝段進(jìn)行反硝化脫氮；好氧區(qū)HRT為36 h，污水在此處理工藝段，使污染物得到生物降解，調(diào)整污水水質(zhì)，為后續(xù)處理創(chuàng)造穩(wěn)定運(yùn)行的條件。厭氧區(qū)內(nèi)設(shè)置攪拌器4臺(tái)，φ=600 mm，N=10.0 kW；缺氧區(qū)內(nèi)設(shè)置潛水推流器4套，φ=2500 mm，N=6.8 kW；好氧區(qū)內(nèi)攪拌器9套，φ=2.5 m，N=6.8 kW。好氧池末端至缺氧池設(shè)置內(nèi)回流泵3臺(tái)，Q=2010 m3/h，H=0.5 m，N=5.0 kW；曝氣頭采用球形微孔曝氣器，單個(gè)供風(fēng)量為0～2.5 m3/h，單池內(nèi)共計(jì)18882個(gè)，采用氣水比為13.6∶1。

3.6 二沉池

兩組8座，采用輻流式沉淀池，半地上式鋼混結(jié)構(gòu)。沉淀池直徑為50 m，最大表面負(fù)荷為0.66 m3/m2/h，周邊水深4.5 m，超高0.5 m。HRT為6.25 h。每座設(shè)全橋周邊驅(qū)動(dòng)吸泥機(jī)1臺(tái)。

3.7 二沉池配水井及污泥泵站

每4座二沉池中間設(shè)計(jì)1座配水井及污泥泵站，污泥回流泵站與配水井合建。每組沉淀池設(shè)4臺(tái)污泥提升泵(3用1備，全部變頻)和剩余污泥泵?；亓魑勰啾脝闻_(tái)參數(shù)為：Q=1390 m3/h，H=7～9 m，N=45 kW，剩余污泥泵單臺(tái)參數(shù)為：Q=210 m3/h，H=15 m，N=13 kW。

3.8 污泥均質(zhì)池

由于污泥來(lái)自工藝流程中多個(gè)出泥點(diǎn)，所以，各處的污泥性狀、含水率等特性均不同。為了方便污泥濃縮，提高污泥脫水效率，方便運(yùn)行管理。設(shè)置污泥均質(zhì)池1座，有效池容為2588 m3，HRT為2 h，設(shè)置潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，N=2.2 kW。

3.9 污泥濃縮池

8座，從污泥均質(zhì)池排出的污泥輸送至污泥濃縮池進(jìn)行濃縮，濃縮池內(nèi)徑為28 m，池邊水深4 m，污泥固體負(fù)荷為52.13 kg/m2/d，污泥停留時(shí)間為25.6 h。每池配置1臺(tái)直徑為28 m的半橋式中心傳動(dòng)濃縮機(jī)，濃縮機(jī)工作橋?yàn)殇摻铐沤Y(jié)構(gòu)，橫跨于全池，水下刮臂設(shè)置濃縮板，以提高污泥濃縮效果。池底設(shè)1：10底坡，濃縮后的污泥被污泥濃縮機(jī)擠壓至池底中心集泥井后，通過(guò)排泥管將污泥排至池邊的排泥井，由設(shè)在排泥井內(nèi)的排泥泵提升進(jìn)入儲(chǔ)泥池。

4 調(diào)試運(yùn)行情況

4.1 調(diào)試情況

該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)幾個(gè)月調(diào)試，各反應(yīng)器啟動(dòng)成功。調(diào)試的范圍主要包括混凝-沉淀池、 A2O生化池。

4.1.1 混凝-沉淀池

通過(guò)加藥泵向混凝反應(yīng)池中投加混凝劑FeSO4、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%的NaOH和助凝劑PAM，根據(jù)廢水質(zhì)和水量情況，確定混凝劑和NaOH的投加比例，以pH值達(dá)到7.5～8.5和混凝沉淀效果較好、初沉池?zé)o明顯浮泥為準(zhǔn)。每日排泥一次，當(dāng)處理水量和去除效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，即完成調(diào)試。

4.1.2 A2O生化池

A2O生化池的接種污泥取自園區(qū)某工業(yè)污水處理廠的二沉池污泥，接種體積為30%池容。進(jìn)水為前端混凝沉淀出水，回轉(zhuǎn)式氧化溝選菌區(qū)采用全封閉厭氧，調(diào)試階段控制缺氧區(qū)溶氧量不大于0.5 mg/L，好氧區(qū)溶解氧3～4 mg/L，pH值7.0～8.5，不額外投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)比例在BOD/N/P=100∶10∶1左右。好氧池末端至缺氧池內(nèi)回流比例200%，二沉池至生化池污泥回流比例100%。根據(jù)運(yùn)行情況逐步提高進(jìn)水流量和容積負(fù)荷，直至達(dá)顯微鏡下污泥菌膠團(tuán)較好，二沉出水水質(zhì)達(dá)到排放要求為準(zhǔn)，即完成調(diào)試。

4.2 運(yùn)行效果

系統(tǒng)調(diào)試完成后即開始穩(wěn)定運(yùn)行，每日做好進(jìn)出水水質(zhì)的取樣監(jiān)測(cè)。根據(jù)運(yùn)行情況，廢水經(jīng)過(guò)該工藝處理后，最終出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)及其修改單中規(guī)定的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，部分指標(biāo)可以達(dá)到其直接排放標(biāo)準(zhǔn)。各單元處理效果見表2。

表2 各單元處理效果

5 運(yùn)行費(fèi)用

該項(xiàng)目主要運(yùn)行費(fèi)用包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)等、其他折舊、大修等不計(jì)。具體見表3。

表3 運(yùn)行費(fèi)用測(cè)算

6 結(jié)論

采用混凝- A2O生化組合工藝對(duì)綜合印染廢水進(jìn)行集中預(yù)處理，運(yùn)行穩(wěn)定且處理效率高，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012)及其修改單規(guī)定的間接排放標(biāo)準(zhǔn)，其中SS、NH3-N、TN、TP的出水濃度分別為42、1.44、11.1、0.337 mg/L，可以達(dá)到其規(guī)定的直接排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接進(jìn)入深度處理，有效減少后續(xù)壓力。該工程對(duì)于印染廢水的規(guī)模化預(yù)處理具有很好的借鑒和參考意義。