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低能耗印染废水处理工艺及运行条件
低能耗印染废水处理工艺及运行条件 1废水水量、水质 该污水处理厂，其废水主要由针织印染废水组成，少部分为化工、电子等 工厂产生的污水以及生活污水。初始设计水量为5000m3/d，其中印染废水占80%， 其他废水占总设计水量的20%。混合后废水水质指标如下:COD=800～1200mg/L， BOD5=250～320mg/L，SS=500～600mg/L，pH=7～11，S2－=15～20mg/L，色 度500～600倍。2废水处理流程 2.1主体工艺选择 处理的混合废水，其主要部分为印染废水，可生化性较差，色度大。综合 考虑，采用厌氧+好氧+物化的处理方法对混合后废水进行处理。混合污水先进 入调节池，进行均质均量后，进入到水解酸化反应器中，去除一部分色度，提高 污水的可生化性，为后续的好氧处理创造条件，而好氧生物处理工艺对BOD5的 去除效果明显，采用三段好氧式对水解酸化后出水进行处理，其中A段，B段为 活性污泥，且AB段通过曝气分别实现各段的污泥自回流，以保证AB反应器生物 量的稳定;C段采用接触氧化，避免污泥膨胀现象。
2.2工艺特点 为了节省占地，调节池采用地下式，内设有导流墙。生化沉淀池中的污泥 回流到调节池的后端，与调节后的污水混合，通过提升泵提升至水解酸化池。水 解酸化池采用的是UASB水解酸化反应器，混合后废水中的大分子有机物在缺氧 或者厌氧的调节下被降解，且回流的剩余污泥也能够被降解。好氧处理段设置为 A/B/C段好氧池，控制各段的运行工况，以便各个反应器能够形成其独特的微生 物，有利于废水中污染物的去除。另外A，B段好氧段，在沉淀区对面布置曝气 管，通过环流实现污泥的回流，也能够保证其反应器内微生物量的稳定;混凝沉 淀反应段，设有加氯装备，以保证出水的色度能够达到最终出水要求，但实际运 行中，该装置从未启动。
3主要构筑物及设计参数 3.1格栅井/中和池采用FH08自动格栅机1台，栅宽为800mm;栅条间隙10mm;调节池尺寸 为:16000×2500×6500mm，钢筋混凝土结构，此设施的主要作用是调节废水的pH 值，以满足后序生化处理的条件。在进水端通过计量泵计量投加稀硫酸以降低废 水pH值，保证出水端pH值在9左右。
3.2粗沉池 外形尺寸:7000×20000×6500mm，有效水深3m，钢筋混凝土结构。设计停 留时间1h，采用平流、多斗式布置，泥斗内穿孔管排泥。三角堰出水，不设置出 水挡板。
3.3调节池 外形尺寸:38000×20000×6500mm，有效水深4.2m，钢筋混领土结构，水力 停留时间8h，此设施的主要作用进行均质、均量。主要设备有潜污泵2台，并通 过浮球开关进行高中低液位控制。
3.4UASB水解酸化反应器 外形尺寸:16000×16000×14000mm，钢筋混凝土结构，共2座，有效水深8.5m， 三相分离区3m，布水区1.5m，超高0.5m;水力停留时间为8h，设计容积负荷 为:2.5kgCOD/(m3d)。另外，整个系统采用小阻力布水系统，在单个池体内均匀 布水，每个反应区设置喇叭型出水口。
3.5A/B/C段好氧反应器 外形尺寸:45000×18000×7000mm，钢筋混凝土结构，共1座。该整个反应 器分为活性污泥A段、B段和接触氧化C段。其设计容积负荷分别为1.0、0.8和 0.7kgCOD/(m3d)。A活性段采用自截留好氧反应器，即在反应器内就能够完成污 泥的自回流，保证A段的污泥浓度。B段的布置形式与A段相同，两反应器的水力 停留时间均为5.5h，沉淀区的水力停留时间为0.5h;C段即接触氧化段，采用软性 纤维填料为生物膜附着体，采用软管曝气，水力停留时间为10h，有效水深5.8m。
此处理设施作用是好氧菌提供适宜的生长、繁殖的条件，微生物吸附、吞噬废水 中可生物降解的污染因子。从而降低废水的污染物浓度，实现废水的达标排放。
主要设备:HA65-6.5型曝气软管900m，ZV-150-100型组合纤维填料1300m3。3.6二沉池 外形尺寸:=16000×5000mm，共1座，钢筋混凝土结构，局部用素混凝土填 充。采用辅流式沉淀池，其有效水深为4.0m，水力停留时间为3.0h。
3.7混凝反应沉淀池 外形尺寸:18000×9000×5000mm，钢筋混凝土结构，共1座。混凝反应沉淀 池由混合池、混凝反应池及斜管沉淀池组成。混合池中先后加入氯、碱式氯化铝， 通过机械搅拌充分混合，而后废水进入旋流反应器发生絮凝反应，形成颗粒较大、 沉降性能较好的絮体，在斜板沉淀池中进行泥水分离。混合池，有溶积为18m3， 水力停留时间6min。絮凝反应池水力停留时间30min，斜板沉淀池有效水深2.5m， 水力停留时间1.0h。
4运行处理效果 混合废水经过水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工艺流程处理后的结果见表 1(表中的排放标准是指《GB4287-2012》中直接排放标准。水解酸化+活性污泥 法处理+物化处理印染废水的工艺可以较好地解决PVA、染料的处理问题。由表1 可知，以印染废水为主的综合废水经过该工艺处理后，其COD、BOD5、色度、 S2－和SS的去除率分别达到95%、97%、94%、98%和88%。水质达标排放。
5电耗对比及分析 5.1电耗 废水处理运行费用主要由人工费、电费、污泥处理费、药剂费构成，该系 统每处理一顿污水的总运行费用为0.86元，其中运行电费为0.36元。而卢徐节等 采用水解酸化/接触氧化/生物滤池工艺处理印染废水，其每处理一顿污水的电耗 为0.86元。与之相比，本系统具有较低的能耗。
5.2节能措施分析 (1)由于该污水处理厂有多段印染废水和其他废水进入处理，因此设有调 节池，对进水进行均质作用。在调节池均设有推流器，搅拌器等设备，以达到均 匀水质的效果，而在调节池中设计导流墙可使得调节池内的水流平稳的运动。工 程运行中表明，导流墙的设置，有利于减少水头损失，降低推流器的功率，以达到减能的目的。(2)水解酸化作为印染废水处理中不可缺少的一个环节，采用不 同的处理设备，其所配套的电力设施也不一样，能耗也不一样。此工艺设计中采 用的是UASB水解酸化反应器，其主要配套电力设施有4台污水提升泵(三用一备)， 其功率为18.5kW。但如果采用传统的填料式水解酸化反应器，设计相同处理的 反应器所需要的配套电力设施为潜污泵2台，每台功率为22kW，4台潜水搅拌机， 每台的功率为5kW，并且采用了UASB水解酸化反应器，其对COD的去除率能达 到45%，而传统的填料式水解酸化反应器其对COD的去除率只能够达到35%，因 此，这2种反应器每去除1kgCOD所需要的电量分别为(0.23±0.05)kWh和 (0.46±0.15)kWh。将这2个相比较，可以得出UASB水解酸化反应器的运用降低了 整个系统的能耗。(3)不同好氧反应段中控制的溶解氧浓度的不同。A段、B段和 C段的溶解氧分别为0.3、0.8和3.8mg/L。A段、B段维持在较低溶解氧水平。采用 了低溶解氧技术，低溶氧的意义是通过改进曝气系统，促使供氧量与需氧量之间 的富余值控制在科学经济的范围内，以保证有足够的溶解氧供给有机物氧化，氨 氮的硝化。工程运行表明，好氧A段，B段溶解氧控制在0.3mg/L和0.8mg/L左右。
在这种状态下，氧的传递作用是在氧亏的条件下进行的，传递的效率得到了很大 的提高，整个鼓风系统的供氧量也随之降低。该工程中在好氧A段、B段、C段设 有高精度的溶解氧检测仪并实现在线控制，如果A段中溶解氧浓度超过0.3mg/L， 立刻通过变频装置，降低鼓风机的输出功率;同理，如果溶解氧监测仪监测出含 量低于0.1mg/L，则会立即增加鼓风机的鼓风量，这种在线控制，能够实现自动 化调节，其操作简便，而且节约能耗。
6结论 (1)采用UASB水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工艺能够较好的处理以印染 废水为主的混合废水，达标排放。并在运行工程中，通过导流墙的设置、UASB 水解酸化反应的运用以及运行工况的控制，使得整个污水处理系统能耗降低。(2) 采用454高通量焦磷酸测序法鉴定系统中A段、B段中的优势菌种，证明其含有反 硝化脱硫菌，进一步从微观上证明了该系统在脱氮方面需氧量较低，从而也降低 了系统的能耗。
作者:王学华 刘峰 王浩 黄勇 单位:苏州科技学院环境科学与工程学院 苏州科大环保工程有限公司
