印染廢水臭氧處理工程實例

王康康，徐泰川，來東奇

（1.浙江綠源環?？萍加邢薰?，浙江杭州 310000；2.杭州恒美環保設備有限公司，浙江杭州 311200）

印染廢水的水質水量波動大，有機物污染濃度高、色度深，屬于難處理工業廢水。同時，印染行業廢水排放為全國工業部門廢水排放量的第2 位、污染物排放量的第4 位。近年來，隨著國家對節能減排的重視以及排放標準的日趨嚴格，印染企業越來越重視清潔生產和環境保護，臭氧氧化、芬頓工藝、活性炭吸附等末端深度處理工藝逐漸被應用于印染廢水處理。

某企業采用混凝沉淀/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接觸氧化/混凝沉淀的組合工藝處理印染廢水。該廢水處理工程于2016年初啟動，2016年9月開始設備安裝，2017年1月竣工進入調試運行階段，2017年6月正式運行。監測數據表明，該工程運行效果良好，印染廢水經上述組合工藝處理后達到合同要求，進入企業末端深度處理系統。

1 工程概況

嘉興市某印染廠主要從事棉、化纖布染色、印花加工，染料品種主要為分散染料和活性染料，另有少量混紡染料、還原染料等。為適應當地的環保要求，響應國家節能減排號召，該企業投資建設了一套日處理5 000 m3印染廢水的污水處理系統。污水系統設計進出水水質如表1所示。

表1 設計進水及出水水質

2 工藝設計

2.1 工藝流程

該工程采用混凝初沉/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接觸氧化/混凝沉淀的工藝路線。廢水處理工藝流程見圖1。

圖1 廢水處理工藝流程

2.2 主要處理單元

（1）綜合調節池1座，尺寸為20 m×30 m×5 m，有效水深4.5 m，HRT（水力停留時間）=13.0 h，為地下式鋼砼結構。調節池內設置液位浮球1套，用于控制調節池液位；設置機械格柵1套，用于去除污水中的絨布、短纖等；設置穿孔曝氣系統1套，用于池底曝氣防止調節池底部積泥，降低調節池有效調節空間；設置離心泵2臺，1用1備，單臺Q=220 m3/h，H=23.5 m，P=22 kW，用于污水提升，配套引水罐和水泵變頻；設置電磁流量計1套，DN200污水型，用于處理污水的計量。

（2）初沉池2 座，單座尺寸為5.5 m×26.0 m×5.0 m（含反應池），并聯運行，有效水深4.5 m，q（表面負荷）=0.81 m3/(m2·h)，為地上式鋼砼結構。設置初沉刮泥機2臺，用于將沉淀池底部污泥刮入儲泥斗中；設置加藥系統2 套，含20 m3藥劑桶2 只，氟塑料離心泵4臺，單臺Q=3 m3/h，H=25 m，P=1.5 kW，PAM 自動化藥裝置1 套，螺桿泵3 臺，單臺Q=1.2 m3/h，H=60 m，P=0.75 kW；設置出水堰板2 套，用于初沉池均勻集水；設置排泥泵4 臺，單臺Q=80 m3/h，H=11 m，P=4 kW，用于將沉淀池儲泥斗中污泥排入污泥池。

（3）水解酸化池6座，單座尺寸為8.0 m×8.0 m×7.5 m，并聯運行，有效水深7 m，HRT（停留時間）=12.9 h，為半地上式鋼砼結構。設置脈沖罐6 只，配套布水系統、集水系統，用于水解酸化池內泥水攪拌；設置組合填料1 600 m3，有效長度4 m并配套填料支架，提供水解污泥附著的場所。

（4）中沉池2座，單座尺寸為5.5 m×26.0 m×5.0 m，并聯運行，有效水深4.5 m，q（表面負荷）=0.73 m3/(m2·h)，為半地上式鋼砼結構。設置刮泥機2臺，用于將沉淀池底部污泥刮入儲泥斗中；設置污泥泵4 臺，單臺Q=120 m3/h，H=11 m，P=5.5 kW。

（5）好氧池18座，尺寸為4 m×16 m×6 m、5 m×24 m×6 m，有效水深5.5 m，HRT（停留時間）=36 h，為半地上式鋼砼結構；設置曝氣盤4 200套，單套曝氣量Q=2 m3/h，用于好氧池充氧及攪拌作用；設置羅茨風機2 套并配套風機變頻，一用一備，單臺氣量Q=69 m3/min，最大壓力68.6 kPa，P=132 kW；設置在線溶氧檢測設備1套，用于監測好氧池末端溶解氧。

（6）二沉池2座，單座尺寸為5 m×24 m×5 m，并聯運行，有效水深4.5 m；q（表面負荷）=0.87 m3/(m2·h)，為半地上式鋼砼結構。設置二沉刮泥機2 臺，用于將沉淀池底部污泥刮入儲泥斗中；設置出水堰板1套，用于二沉池均勻集水；設置回流泵2臺，單臺Q=120 m3/h，H=14 m，P=7.5 kW，用于將沉淀池儲泥斗中污泥回流至生化前端或排入污泥池。

（7）臭氧反應池2座，尺寸為5.0 m×5.0 m×7.5 m，有效水深7 m，HRT（停留時間）=1.6 h，為半地上式鋼砼結構；設置鈦合金曝氣盤50套，單套曝氣量Q=10 m3/h，用于釋放臭氧氣體。設置臭氧發生裝置（空氣源）1套，臭氧產量15 kg/h，用于產生污水用臭氧。進出水系統1套，采用水池上端均勻布水、水池下端均勻集水的形式。

（8）接觸氧化池1座，尺寸不規則，有效水深7 m；HRT（停留時間）=3.5 h，為半地上式鋼砼結構；設置曝氣盤400 套，單套曝氣量Q=2 m3/h，用于接觸氧化池充氧及攪拌作用；設置組合填料400 m3，有效長度4 m 并配套填料支架，提供污泥附著的場所；與好氧池共用風機，同時配套在線溶解氧檢測設備1套，用于監測接觸氧化池末端溶解氧。

（9）終沉池2座，單座尺寸為5.5 m×26.0 m×5.0 m（含反應池），并聯運行，有效水深4.5 m；q（表面負荷）=0.81 m3/(m2·h)，為半地上式鋼砼結構。設置終沉池刮泥機2臺，用于將沉淀池底部污泥刮入儲泥斗中；設置加藥系統1 套，含20 m3藥劑桶1 只，氟塑料離心泵 2 臺，單臺Q=3 m3/h，H=25 m，P=1.5 kW，PAM 自動化藥裝置 1 套，螺桿泵2 臺，單臺Q=1.2 m3/h，H=60 m，P=0.75 kW；設置出水堰板1套，用于終沉池均勻集水；設置排泥泵2 臺，單臺Q=80 m3/h，H=11 m，P=4 kW，用于將沉淀池儲泥斗中污泥排入污泥池。

（10）污泥池2座，單座尺寸為8 m×8 m×6 m，有效水深5.5 m，為半地上式鋼砼結構。設置污泥泵2臺，單臺Q=100 m3/h，H=11.8 m，P=5.5 kW；設置污泥調理罐2個，單個容積30 m3；設置恒壓進料泵2臺，單臺Q=20 m3/h，P=1.8 MPa，N=18.5 kW；設置壓榨水泵及壓榨水箱一套，壓榨水泵Q=8 m3/h，H=160 m，P=7.5 kW；設置隔膜壓濾機2 臺，單臺過濾面積200 m3，翻板不銹鋼。

本工程污水處理系統為兩層結構，上層為初沉池、水解酸化池、中沉池、部分好氧池，下層為調節池、好氧池、二沉池、臭氧反應池、接觸氧化、終沉池。

3 工程處理效果及分析

本工程采用混凝初沉/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接觸氧化/混凝沉淀的組合工藝，工程于2017年1月開展調試工作，并于2017年6月完成調試工作交付業主使用，至今仍穩定運行。在2017年5月15日至2017年6月1日期間，每天同步監測系統各單元進出水的pH、CODCr、色度、SS、苯胺類等水質指標，其平均值如表2所示。

由表2可見，混凝沉淀/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接觸氧化/混凝沉淀組合工藝的實際運行達到了預期效果。從pH可知，臭氧反應池pH的降低和接觸氧化pH 的升高，側面反映了臭氧氧化為代表的高級氧化法在反應過程中將有機物礦化分解成二氧化碳或者分解為小分子有機酸的反應過程。從色度可知，臭氧氧化工藝對印染廢水末端脫色效果極佳，出水色度可接近工業水色度水平。從苯胺類數據可知，水解+好氧的組合工藝具有接近50%的苯胺類去除效率；另外，一些難以被生化降解的含苯胺類物質經過臭氧氧化工藝后可繼續被生化工藝處理。

表2 各個處理單元的處理效果

由圖2可知，在調試期間終沉池出水COD 始終低于設計標準（COD≤80 mg/L），充分說明了末端工藝的可靠性和穩定性。另外，在5月22、23、25日接觸氧化出水已達標的情況下，應企業要求停止在終沉池投加絮凝藥劑，降低了企業污水系統的運行成本，同時也反映了本系統的靈活性。

圖2 調試期間末端各工藝段COD去除效果

4 技術經濟分析

工程總投資1 493萬元，其中設計、設備、安裝、調試投資728 萬元，土建投資765 萬元。日處理1 m3污水需電費2.38元，藥劑費0.63元，人工費0.27元，機修化驗費 0.08 元，污泥處置費 1.17 元（按單噸污泥 250元/t考慮），因此，本工程運行成本合計約4.53元/m3。

5 結論

（1）本工程出水水質遠低于現有國家紡織印染行業外排標準，末端處理工藝（臭氧氧化/接觸氧化/混凝沉淀）適用于今后印染企業提高提標改造工程。

（2）臭氧工藝使用后，pH 明顯降低，經接觸氧化后又逐步回升，側面反映了臭氧工藝將大分子有機物分解為小分子有機酸后又被生物利用的過程，說明臭氧工藝確實可以提高末端污水可生化性。

（3）針對苯胺類污染物，本工程采用了二段生化法，一段采用常規水解+好氧工藝，二段采用接觸氧化工藝，輔以臭氧工藝提高苯胺類物質的生化去除效率，實現了較高的去除效率，可被其他印染企業借鑒。