混凝-A2O生化組合工藝用于綜合印染廢水的集中預處理

任 燁，張建良，丁 靜，錢建華，葉立永

(1.紹興柯橋興濱水質檢測有限公司，浙江 紹興 312073；2.中國市政工程東北設計研究總院有限公司，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)領域的廢水排放大戶，印染廢水具有水量大、有機污染物含量高、色度深、堿性大、水質變化大等特點，廢水可生化性較差，屬難處理的工業(yè)廢水[1]。經(jīng)過技術、經(jīng)濟和管理方面的比較，采取印染廢水集中處理的方式，具有一定的優(yōu)勢[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]。在某印染產業(yè)集聚區(qū)將企業(yè)分散建設的預處理設施集中建設，預處理設施的出水達到后續(xù)污水廠進廠要求后進一步處理。配套污水預處理設施通過比較采用混凝- A2O生化組合工藝，出水水質達到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)及其修改單規(guī)定的間接排放標準，之后轉輸至臨近某污水廠進行進一步處理。

1 設計規(guī)模及水質、水量

該印染產業(yè)集聚區(qū)配套污水集中預處理設施主要處理集聚區(qū)企業(yè)產生的綜合印染廢水，不含其他工業(yè)廢水，廢水總量合計2×105m3/d，設計進出水水質見表1。

表1 廢水水質及排放標準

2 工藝流程

該印染產業(yè)集聚區(qū)配套污水預處理設施廢水主要來自集聚區(qū)印染企業(yè)，根據(jù)來水的水質特征，采用“混凝- A2O生化”組合工藝，先對廢水進行混凝沉淀處理，以初步去除水中的污染物質，再通過生化工藝去除廢水中大量的有機物。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，之后進入調節(jié)池以均衡水質、水量。調節(jié)池出水由進水井通過配水渠進入混合池，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區(qū)，加藥反應后污水經(jīng)配水井進入初沉池，利用混凝劑的吸附和凝聚作用去除廢水中的細微懸浮物和膠體顆粒，同時調整pH到弱堿性以保證絮凝效果和后端生化效果。混凝沉淀出水進入生化池，使污染物得到生物降解，調整污水水質，為后續(xù)處理創(chuàng)造穩(wěn)定運行的條件，好氧區(qū)末端至缺氧區(qū)內回流比例200%。生化池后設置二次沉淀池，進行污泥回流，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%。二沉池出水水質達到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)及其修改單規(guī)定的間接排放標準，之后轉輸至臨近某污水廠進行進一步處理。污泥均質池主要收集混凝-沉淀池和二沉池的污泥，混合均勻后輸送至濃縮池，上清液回流至調節(jié)池，濃縮污泥進入儲泥池，進一步通過管道直接進入周邊污泥焚燒廠。

3 主要構筑物及設備

3.1 格柵

廠外泵房輸水的企業(yè)排放的污水首先進入調節(jié)池進水端的格柵。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)設施設備的穩(wěn)定運行。 調節(jié)池進水端設6條進水渠道，安裝細格柵5臺。單臺寬度為2.0 m，隔柵柵條間隙為6 mm，格柵前后設置閘門。

3.2 調節(jié)池

設調節(jié)池1座，主要調節(jié)進水水量及水質，緩沖對后續(xù)處理構筑物的沖擊負荷。采用半地上式鋼混結構，回轉廊道式池型，有效池容為75586 m3，HRT為8 h。調節(jié)池為了調節(jié)水量，需要進行變液位工作方式，因此，在出水域后，設置水力提升區(qū)。設置軸流提升泵6臺，4用2備，4臺變頻的工作方式。單泵工作參數(shù)為：Q=3500 m3/h，H=10.2 m，N=155 kW。

3.3 混凝反應池

混凝主要是通過投加混凝劑和助凝劑來大量的去除水中的污染物質，減少后續(xù)生化處理的壓力。沉淀池前設置機械攪拌絮凝反應池2組，采用半地上式鋼混結構，每組具有2套相對獨立的反應單元，每個單元由進水井(共用)、進水配水渠(共用)、1格混合池、2級絮凝區(qū)以及排水渠(共用)組成。進水井有效池容為98.3 m3；單格混合池有效池容為39.4m3，HRT為90.4 s；單格絮凝反應區(qū)有效池容為166.4 m3，HRT為9.58 min。混合區(qū)配置雙層φ1200 mm混合攪拌機2套，N=3.0 kW，絮凝區(qū)配置φ4800 mm絮凝攪拌機8套，一級反應轉速5～6 r/min，N=3.0 kW；二級反應轉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構，主要用于混凝后的泥水分離。每座直徑48 m，最大水量時表面負荷為1.44 m3/m2/h，周邊水深4.5 m，HRT為3.9 h，設每組初沉池設全橋周邊傳動刮泥機1臺，設干式排泥泵2臺，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)進行處理。單臺污泥泵參數(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構，回轉廊道式池型。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，調整污水水質，為后續(xù)處理創(chuàng)造穩(wěn)定運行的條件。厭氧區(qū)內設置攪拌器4臺，φ=600 mm，N=10.0 kW；缺氧區(qū)內設置潛水推流器4套，φ=2500 mm，N=6.8 kW；好氧區(qū)內攪拌器9套，φ=2.5 m，N=6.8 kW。好氧池末端至缺氧池設置內回流泵3臺，Q=2010 m3/h，H=0.5 m，N=5.0 kW；曝氣頭采用球形微孔曝氣器，單個供風量為0～2.5 m3/h，單池內共計18882個，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，半地上式鋼混結構。沉淀池直徑為50 m，最大表面負荷為0.66 m3/m2/h，周邊水深4.5 m，超高0.5 m。HRT為6.25 h。每座設全橋周邊驅動吸泥機1臺。

3.7 二沉池配水井及污泥泵站

每4座二沉池中間設計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4臺污泥提升泵(3用1備，全部變頻)和剩余污泥泵。回流污泥泵單臺參數(shù)為：Q=1390 m3/h，H=7～9 m，N=45 kW，剩余污泥泵單臺參數(shù)為：Q=210 m3/h，H=15 m，N=13 kW。

3.8 污泥均質池

由于污泥來自工藝流程中多個出泥點，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，方便運行管理。設置污泥均質池1座，有效池容為2588 m3，HRT為2 h，設置潛水攪拌器4臺，N=2.2 kW。

3.9 污泥濃縮池

8座，從污泥均質池排出的污泥輸送至污泥濃縮池進行濃縮，濃縮池內徑為28 m，池邊水深4 m，污泥固體負荷為52.13 kg/m2/d，污泥停留時間為25.6 h。每池配置1臺直徑為28 m的半橋式中心傳動濃縮機，濃縮機工作橋為鋼筋砼結構，橫跨于全池，水下刮臂設置濃縮板，以提高污泥濃縮效果。池底設1：10底坡，濃縮后的污泥被污泥濃縮機擠壓至池底中心集泥井后，通過排泥管將污泥排至池邊的排泥井，由設在排泥井內的排泥泵提升進入儲泥池。

4 調試運行情況

4.1 調試情況

該系統(tǒng)經(jīng)過幾個月調試，各反應器啟動成功。調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

通過加藥泵向混凝反應池中投加混凝劑FeSO4、質量分數(shù)為32%的NaOH和助凝劑PAM，根據(jù)廢水質和水量情況，確定混凝劑和NaOH的投加比例，以pH值達到7.5～8.5和混凝沉淀效果較好、初沉池無明顯浮泥為準。每日排泥一次，當處理水量和去除效果達到設計要求時，即完成調試。

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。進水為前端混凝沉淀出水，回轉式氧化溝選菌區(qū)采用全封閉厭氧，調試階段控制缺氧區(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，不額外投加營養(yǎng)物質，營養(yǎng)物質比例在BOD/N/P=100∶10∶1左右。好氧池末端至缺氧池內回流比例200%，二沉池至生化池污泥回流比例100%。根據(jù)運行情況逐步提高進水流量和容積負荷，直至達顯微鏡下污泥菌膠團較好，二沉出水水質達到排放要求為準，即完成調試。

4.2 運行效果

系統(tǒng)調試完成后即開始穩(wěn)定運行，每日做好進出水水質的取樣監(jiān)測。根據(jù)運行情況，廢水經(jīng)過該工藝處理后，最終出水水質達到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》(GB4287-2012)及其修改單中規(guī)定的間接排放標準，部分指標可以達到其直接排放標準。各單元處理效果見表2。

表2 各單元處理效果

5 運行費用

該項目主要運行費用包括電費、藥劑費等、其他折舊、大修等不計。具體見表3。

表3 運行費用測算

6 結論

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