專(zhuān)利減泥高效印染污水處理

應(yīng)用范圍

◆電鍍工業(yè)污水處理、印染工業(yè)污水處理、線路板工業(yè)污水處理、藥廠工業(yè)污水處理

◆發(fā)電廠工業(yè)污水處理、有色金屬冶煉工業(yè)污水處理、化肥廠工業(yè)污水處理、

◆酒廠工業(yè)污水處理、飲料廠工業(yè)污水處理、食品廠工業(yè)污水處理。

◆煤化工工業(yè)污水處理、設(shè)備冷卻工業(yè)污水處理、造紙工業(yè)污水處理、石油開(kāi)采冶煉工業(yè)污水處理。

◆洗滌清洗工業(yè)污水處理；濕式油煙凈化、廢氣處理工業(yè)污水處理。

印染工業(yè)污水處理分析

印染工業(yè)污水的水質(zhì)隨采用的纖維種類(lèi)和加工工藝的不同而異,污染物組分差異很大 ,一般印染廢水PH值為6-10,CODcr為600-1000mg／L,BOD₅為100-400 mg／L,SS為500 mg／L,色度為500倍。當(dāng)印染工藝及采用的纖維種類(lèi)和加工工藝變化后，廢水水質(zhì)將有較大變化。如，當(dāng)廢水中含有滌綸仿真絲印染工序中產(chǎn)生的堿減量廢水時(shí)，廢水的CODcr將增大到2000-3000 mg／L以上，BOD₅增大到800 mg／L以上，PH值達(dá)11.2-12，并且廢水水質(zhì)隨滌綸仿真絲印染堿減量廢水的加入量增大而惡化，當(dāng)加入的堿減量廢水中CODcr的量超過(guò)廢水中CODcr的量20%時(shí)，生化處理將很難適應(yīng)，印染各工序的排水情況一般是：

（1）退漿廢水：水量較小，但污染物濃度高，其中含有各種漿料，漿料分解物，纖維屑，淀粉堿和各種助劑。廢水呈堿性，PH值為12左右，上漿以淀粉為主的（如棉布）退漿廢水，其中COD,BOD值都很高，可生化性較好；上漿以聚乙烯醇（PVA）為主的（如滌棉經(jīng)紗）退漿廢水，COD高而B(niǎo)OD低,廢水可生化性較差.

(2)煮煉廢水:水量大,污染物濃度高,其中含有纖維素,果酸,蠟質(zhì),油脂,堿,表面活性劑,含氮化合物等,廢水呈強(qiáng)堿性,水溫高,呈褐色.

(3)漂白廢水:水量大,但污染較輕,其中含有殘余的漂白劑,少量醋酸,草酸,硫代硫酸鈉等.

(4)絲光廢水:含堿量高, NaOH含量在3%-5% ,多數(shù)印染廠通過(guò)蒸發(fā)濃縮回收NaOH,所以絲光廢水一般很少排出,經(jīng)過(guò)工藝多次重復(fù)使用最終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性,BOD,COD,SS均較高.

(5)染色廢水:水量較大,水質(zhì)隨所用染料的不同而不同,其中含漿料,染料,助劑,表面活性劑等一般呈強(qiáng)堿性,色度很高,COD較BOD高得多,可生化性較差.

(6)印花污水水:水量較大, 除印花過(guò)程的廢水外,還包括印花后的皂洗,水洗廢水,污染物濃度較高,其中含有漿料，染料，助劑等，BOD,COD均較高。

（7）整理廢水：水量較小，其中含有纖維，樹(shù)脂，油劑，漿料等。

（8）堿減量廢水：是滌綸仿真堿減量工序產(chǎn)生的，主要含滌綸水解物對(duì)本二甲酸，乙二醇等，其中對(duì)本二甲酸含量高達(dá)75%。堿減量廢水不僅PH高，而且有機(jī)物濃度高，堿減量工序排放的廢水中CODcr高達(dá)9萬(wàn)，高分子有機(jī)物及部分染料很難被生物降解，此種廢水屬高濃度降解有機(jī)廢水。

洗漂污水由于其成分復(fù)雜、可生化性較差，是較難處理的工業(yè)污水種類(lèi)之一。早期大多采用簡(jiǎn)單物化沉淀或氣浮，然后用活性污泥法來(lái)處理。隨著人們對(duì)周?chē)w的環(huán)境質(zhì)量要求越來(lái)越高，排放污染物的控制指標(biāo)（如BOD、COD）越來(lái)越嚴(yán)，我公司采用成熟的“預(yù)處理-厭氧(酸化水解)-接觸氧化-沉淀-消毒”綜合處理的工藝。廢水通過(guò)沉砂、篩網(wǎng)過(guò)濾預(yù)處理后進(jìn)入調(diào)節(jié)池，生化處理采用“厭氧(酸化水解)—接觸氧化”，利用微生物多級(jí)新陳代謝來(lái)降解和去除廢水中的污染物。生化后的污水采用沉淀池進(jìn)行泥水分離，上清液在消毒池中經(jīng)強(qiáng)氧化劑消毒，達(dá)到殺菌的目的，使之達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

預(yù)處理可由物化法和生化法完成。

物化法一般分為格柵、絮凝沉淀、自然沉淀、斜管斜板沉淀、化學(xué)沉淀、化學(xué)氧化、化學(xué)還原、離子交換、過(guò)濾等等，

生化法一般分為厭氧處理法和好氧處理法。

4.1物化法的確定

對(duì)于一般洗滌污水采取格柵—沉淀—水解酸化是最有效的方法，一般可在同一個(gè)池體或者塘中完成，以便減少投資成本和管理成本。水力停留2-4小時(shí)可達(dá)到沉淀懸浮物、打破大分子鏈、均勻水質(zhì)水量，為后續(xù)工藝減輕負(fù)荷。

絮凝沉淀需要添加化學(xué)藥劑增加成本，同時(shí)產(chǎn)生許多污泥引起二次污染，本方案不予考慮，而讓其自然沉淀。

4.2生化法的確定   

生化法一般分為厭氧生化、好氧生化工藝。

厭氧生物處理

厭氧生物處理適用于高濃度有機(jī)廢水（COD_cr>2000mg/L,BOD₅>1000mg/L）。它是在無(wú)氧條件下，靠厭氧細(xì)菌的作用分解有機(jī)物。在這一過(guò)程中，參與生物降解的有機(jī)基質(zhì)有50％～90％轉(zhuǎn)化為沼氣（甲烷），而發(fā)酵后的剩余物又可作為優(yōu)質(zhì)肥料和飼料。厭氧生物處理包括多種方法，有化糞池、厭氧生物濾池、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、兩段厭氧處理法、厭氧膨脹床、厭氧流化床、厭氧生物轉(zhuǎn)盤(pán)和擋流板厭氧法等。

下表為幾種厭氧處理方法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表4-1：

表4-1各類(lèi)厭氧處理法的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)厭氧的設(shè)計(jì)控制原則是：

A保持較長(zhǎng)的滯留期；B:有較好的溫度（10-55度）；C:封閉保溫和杜絕復(fù)氧；D:避免引起短流。

(1.1)、升流式厭氧污泥床(UASB)生物技術(shù)

升流式厭氧污泥床(UASB)是在升流式厭氧濾池的基礎(chǔ)上改良而來(lái)的， 它取消了濾池內(nèi)的全部填料， 并在池子的上部設(shè)置了氣、液、 固三相分離器， 這就構(gòu)成了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 處理效能高的新型反應(yīng)器—升流式厭氧污泥床反應(yīng)器.污水從反應(yīng)器底部向上通過(guò)包含顆粒污泥或絮狀污泥的的污泥床， 在厭氧狀態(tài)下產(chǎn)生沼氣， 沼氣的產(chǎn)生引起內(nèi)部循環(huán)對(duì)于顆粒污泥的形成和維持是有利的， 因此，有利于有機(jī)物的降解。

升流式厭氧污泥床具有污泥濃度高， 平均污泥濃度為(20 ～40)gVSS/L， 水力停留時(shí)間長(zhǎng)， 容積負(fù)荷一般為(6 ～11)kgCOD/(m ³ .d)左右。 無(wú)混合攪拌設(shè)備，靠水流和發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣的上升運(yùn)動(dòng)， 使污泥床上部的污泥處于懸浮狀態(tài)， 對(duì)下部的污泥層也有一定程度的攪動(dòng)。

UASB 內(nèi)設(shè)三相分離器， 通常不設(shè)沉淀池， 被沉淀區(qū)分離出來(lái)的污泥重新回到污泥床反應(yīng)區(qū)內(nèi)，而且污泥床不填載體， 節(jié)省造價(jià)并可避免填料堵塞的問(wèn)題， 正因如此， UASB 反應(yīng)器已成為第二代厭氧反應(yīng)器中發(fā)展最為迅速、應(yīng)用最為廣泛的裝置。 厭氧生物處理法不僅適用于高濃度有機(jī)廢水， 進(jìn)水 BOD 最高濃度可數(shù)以萬(wàn)計(jì)， 也適用于低濃度有機(jī)廢水，如城市污水等． 有人實(shí)驗(yàn)證明采用 UASB/SBR/氧化塘工藝處理養(yǎng)豬廢水， 經(jīng) UASB 處理后 COD 去除率為82%， BOD 去除率為 79%， NH 3 － N 去除率為31%。

UASB 反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物有較理想的去除率， 但對(duì)氨氮和磷的去除效果不理想． 此外進(jìn)水中懸浮物不宜過(guò)高， 一般控制在 100mg/L 以下， 防止懸浮物對(duì)處理效果的影響．

(1.2)、厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)生物技術(shù)

ABR 工藝作為第三代新型厭氧反應(yīng)器， 是一種高效反應(yīng)器，相對(duì)于 UASB， AF 厭氧處理工藝具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 投資少、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

ABR 反應(yīng)器如圖 所示．

由于在反應(yīng)器中安裝了一系列垂直的折流板， 將反應(yīng)器分隔成幾個(gè)串聯(lián)的反應(yīng)室， 每個(gè)反應(yīng)室都可以看成是相對(duì)獨(dú)立的上流式厭氧污泥床(UASB)， 每個(gè)反應(yīng)室中的水流都可以看成是完全混合的， 處理過(guò)程中反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的氣體使反應(yīng)器內(nèi)的微生物固體在折流板形成的各個(gè)隔室內(nèi)做上下運(yùn)動(dòng)，而整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的水流則以較慢的速度做水平流動(dòng)。 因此， ABR 反應(yīng)器的水力流態(tài)在整體上又可以看成是推流式。

ABR 反應(yīng)器中， 相互串聯(lián)的隔室有利于微生物種群在沿反應(yīng)器長(zhǎng)度上的不同隔室中順次實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分離， 從而在單個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)兩相或多相分離．這樣可以使不同類(lèi)型的微生物在最適宜的條件下生長(zhǎng)， 實(shí)現(xiàn)較高的有機(jī)物降解能力。

采用 ABR 工藝處理高濃度豆制品廢水， 當(dāng)進(jìn)水 COD 濃度達(dá)到(9000 ～ 10000)mg/L 時(shí)， COD 的容積負(fù)荷最高為 6 kgCOD(m 3 ·d)， 水力停留時(shí)間 48 h 左右， 去除率在 75% ～85%， 出水 COD 濃度在(1500 ～2000)mg/L， 產(chǎn)氣率在 0.4 m ³ /(kgCOD)． 但是， ABR 工藝對(duì) NH₃-N幾乎沒(méi)有去除效果。

綜合上所述并結(jié)合本設(shè)計(jì)污水的特點(diǎn)，考慮采用較為成熟的升流式厭氧污泥床(UASB)生物技術(shù)作為厭氧段的反應(yīng)器。

2、好氧生物處理

下圖是公司曝氣生物濾池的原理圖。

在污水好氧生物處理工藝的發(fā)展和應(yīng)用中，活性污泥法（A2O/CASS/SBR/MBR/氧化溝）和生物膜法一直占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著新型濾料的開(kāi)發(fā)和配套技術(shù)的不斷完善，與活性污泥法平行發(fā)展起來(lái)的生物膜工藝技術(shù)得以快速發(fā)展，即獨(dú)立又幾乎已經(jīng)結(jié)合到污水處理的各種其它工藝中，這是由于生物膜法具有諸多優(yōu)點(diǎn)：

處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好、體積小、運(yùn)營(yíng)管理穩(wěn)定、低成本、低能耗、投資省、運(yùn)營(yíng)成本低、不存在活性污泥法的污泥膨脹問(wèn)題、可以維持較高的污泥齡、生物相相對(duì)豐富穩(wěn)定、具有較高的微生物量、水力停留時(shí)間較短、對(duì)毒性物質(zhì)和沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的抵抗性、具有一定的消化和反消化功能、可以實(shí)現(xiàn)封閉式運(yùn)轉(zhuǎn)、解決臭味問(wèn)題　       產(chǎn)品具有良好的可加工性、耐大氣腐蝕性，占地面積小、污泥少、效率高、不需要反沖洗、一年清理一次污泥即可。并且可以多種形式放置，地埋式、移動(dòng)式、半地上式或完全地上式。

生物膜及活性污泥出現(xiàn)的微生物比較

（2.1）、活性污泥的厭氧、缺氧、好氧（ A²/O）處理法

A²/O工藝亦稱(chēng)A-A-O工藝。按實(shí)質(zhì)意義來(lái)說(shuō)，本工藝應(yīng)為厭氧-缺氧-好氧法，生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱(chēng)。A²/O工藝是流程最簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣泛的脫氮除磷工藝。

該工藝各反應(yīng)器單元功能及工藝特征如下：

1）厭氧反應(yīng)器：原污水及從沉淀池排出的含磷回流污泥同步進(jìn)入該反應(yīng)器，其主要功能是釋放磷，同時(shí)對(duì)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化；

2）缺氧反應(yīng)器：污水經(jīng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器，其首要功能是脫氮，硝態(tài)氮是通過(guò)內(nèi)循環(huán)由好氧反應(yīng)器送來(lái)的，循環(huán)的混合液量較大，一般為2Q（Q——原污水量）；

3）好氧反應(yīng)器——曝氣池：混合液由缺氧反應(yīng)器進(jìn)入該反應(yīng)器，其功能是多重的，去除BOD、硝化和吸收磷都是在該反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的，這三項(xiàng)反應(yīng)都是重要的，混合液中含有NO₃-N，污泥中含有過(guò)剩的磷，而污水中的BOD(或COD)則得到去除，流量為2Q的混合液從這里回流到缺氧反應(yīng)器；

4）沉淀池：其功能是泥水分離，污泥的一部分回流厭氧反應(yīng)器，上清液作為處理水排放。

該工藝處理效率一般能達(dá)到：BOD₅和SS為90%~95%，總氮為70%以上，磷為90%左右，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。但A²/O工藝的基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)均高于普通活性污泥法，運(yùn)行管理要求高，所以對(duì)目前我國(guó)國(guó)情來(lái)說(shuō)，當(dāng)處理后的污水排入封閉性水體或緩流水體引起富營(yíng)養(yǎng)化，從而影響給水水源時(shí)，才采用該工藝

但該工藝處理水只能達(dá)到國(guó)標(biāo)B，對(duì)于氮磷的再次去除沒(méi)有突破性進(jìn)展。同時(shí)需要在厭氧和缺氧段進(jìn)行攪拌，和回流沉淀池的污泥，管理復(fù)雜、污泥產(chǎn)生量大造成二次污染，處理費(fèi)高。

（2.2）傳統(tǒng)活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法主要由曝氣池，曝氣系統(tǒng)，二沉池，污泥回流系統(tǒng)和剩余污泥排放系統(tǒng)組成，廢水在經(jīng)過(guò)沉砂、初沉等工序進(jìn)行一級(jí)處理，去除了大部分懸浮物和部分BOD后即進(jìn)入曝氣池，再經(jīng)過(guò)二次沉淀池，最后出水。傳統(tǒng)活性污泥法的BOD和懸浮物去除率都很高，達(dá)到90～95%左右。但是傳統(tǒng)活性污泥法對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)能力不強(qiáng)，產(chǎn)生的剩余污泥量大，且對(duì)所供的氧的利用率低。

（2.3）SBR法

SBR是序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess）的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀^[1] 。

SBR法運(yùn)行效果穩(wěn)定；耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)滯留的處理水能稀釋、緩沖污水，有效抵抗水量和有機(jī)物的沖擊；運(yùn)行靈活。但是SBR法自動(dòng)化控制要求高，排水時(shí)間短，且對(duì)后處理設(shè)備要求大

     （2.4）接觸氧化法

接觸氧化法是一種兼有活性污泥法和生物膜法特點(diǎn)的一種新的廢水生化處理方法。在不透氣的曝氣池中裝有焦炭、礪石、塑料蜂窩等填料，填料被水浸沒(méi)，用鼓風(fēng)機(jī)在填料底部曝氣充氧；空氣能自下而上，夾帶待處理的廢水，自由通過(guò)濾料部分到達(dá)地面，空氣逸走后，廢水則在濾料間格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不隨水流動(dòng)，因生物膜直接受到上升氣流的強(qiáng)烈攪動(dòng)，不斷更新，從而提高了凈化效果^[2]。生物接觸氧化法具有處理時(shí)間短、體積小、凈化效果好、出水水質(zhì)好而穩(wěn)定、污泥不需回流也不膨脹、耗電小等優(yōu)點(diǎn)。但是其濾料間水流緩慢，生物膜只能自行脫落，剩余污泥不易排走，滯留在濾料間易引起水質(zhì)惡化，影響處理效果。

（2.5）新隔離型曝氣生物濾池

新隔離型曝氣生物濾池是兼有生物接觸氧化法和活性污泥法以及生物濾池法的三種技術(shù)的融合版，也是曝氣生物濾池的升級(jí)改造版。

曝氣生物濾池法     

A:定義

微生物細(xì)胞幾乎能在水環(huán)境中任何適宜的載體表面牢固的附著，并在其上生長(zhǎng)和繁殖，由細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外延伸的胞外多聚物使微生物細(xì)胞形成纖維狀的纏結(jié)結(jié)構(gòu)，便被稱(chēng)之生物膜。

B:好氧生物膜法的原理

污水長(zhǎng)期與填料接觸，就會(huì)在其表面形成生物膜，并逐漸成熟。固定生物膜法中，微生物附著在載體表面生長(zhǎng)而形成膜狀，當(dāng)污水流經(jīng)載體表面和生物膜接觸的過(guò)程中，污水中的有機(jī)污染物被微生物吸附、穩(wěn)定、最終轉(zhuǎn)化為H₂O、CO₂、NH₃和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化。

C:生物膜的特點(diǎn)

生物膜中的微生物不像活性污泥那樣承受較強(qiáng)的攪拌沖擊，易于生長(zhǎng)繁殖。生物膜是由細(xì)菌（好氧、兼性、厭氧）、真菌、藻類(lèi)、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物以及一些肉眼可見(jiàn)的蠕蟲(chóng)、昆蟲(chóng)和幼蟲(chóng)等組成。

微生物量多，處理能力大，凈化功能顯著提高。由于微生物附著生長(zhǎng)并使生物膜具有較低的含水率，單位反應(yīng)器內(nèi)的生物量可高達(dá)活性污泥法的5-20倍，因而生物膜反應(yīng)器具有較高的處理能力。

生物膜法都分段處理，在每段都自然形成自己獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的生物圈，這種現(xiàn)象對(duì)有機(jī)污染物是相當(dāng)有利的。生物膜法對(duì)于進(jìn)水BOD在50mg/L以下的水能很好的處理成5-10mg/L.而活性污泥對(duì)于低于60mg/L的沒(méi)有辦法處理。

D：優(yōu)越性

如今國(guó)內(nèi)大部分使用活性污泥法，凈水后均產(chǎn)生大量的污泥，這些污泥含有高濃度的有機(jī)物，極難處置，形成二次污染的污染源。污泥的產(chǎn)生是傳統(tǒng)污水處理技術(shù)難以突破的瓶頸。由于人工曝氣量大，微生物膜在完成使命死亡后自身發(fā)生氧化，因此本技術(shù)的最大特點(diǎn)是凈化污水時(shí)幾乎不產(chǎn)生有機(jī)污泥，這正是傳統(tǒng)凈化技術(shù)的致命軟肋。

E.好氧、厭氧、兼氧生物膜一體化技術(shù)

為了保持生物膜好氧菌的活性，向生物膜提供氧氣創(chuàng)造好氧條件，本技術(shù)采用曝氣強(qiáng)制通風(fēng)供氧。好氧層的厚度和污水的流量和濃度相關(guān)聯(lián)

微生物的生長(zhǎng)繁殖使生物膜厚度增大，營(yíng)養(yǎng)物和氧的傳遞阻力加大，使生物膜深處的營(yíng)養(yǎng)物和氧供應(yīng)不足，促使微生物內(nèi)源代謝產(chǎn)生厭氧層。中間部分形成兼氧層。

好氧、厭氧、兼氧一體化，在親水的表層形成的好氧層吸收、氧化、分解水中的有機(jī)物。好氧、厭氧和兼氧同時(shí)形成了硝化和反硝化。因此具有脫氮的功能。