一.項目概述

印染廢水是印染廠加工棉、麻、化纖及其混紡產(chǎn)品產(chǎn)生的廢水。其特點是廢水量大，有機(jī)污染物含量高，堿度高，水質(zhì)變化大。印染廢水作為一種工業(yè)廢水，其成分復(fù)雜，包括染料、沙類物質(zhì)、纖維雜質(zhì)、酸堿、油劑、添加劑、漿料、無機(jī)鹽等，極難處理。

1.進(jìn)水水質(zhì)

某印染企業(yè)排放的印染廢水水質(zhì)見表1。

2.出水水質(zhì)

污水通過處理后，企業(yè)要求達(dá)到“污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)”(GB8978-1996)一級標(biāo)準(zhǔn)后才能排放。

二。選擇[/K31/]工藝

1.工藝分析

印染廢水污染程度高，水質(zhì)水量波動大，成分復(fù)雜。如果直接進(jìn)入主體工藝處理，會沖擊處理工藝，無法達(dá)到預(yù)期效果處理。因此，有必要調(diào)整廢水的水質(zhì)和水量。進(jìn)水COD為500-600mg/L，氨氮為400 mg/L，研究中擬采用生物法處理，通過曝氣水解酸化池和厭氧反應(yīng)器處理對廢水進(jìn)行預(yù)處理，使廢水中的高分子有機(jī)物開環(huán)分解成小分子，去除一部分COD，同時在厭氧條件下將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮， 然后在后續(xù)中，通過添加特殊的填料，使池內(nèi)存在好氧和兼氧兩種環(huán)境，廢水可以生物降解，同時硝化反硝化，達(dá)到去除COD和氨氮的目的。

2.去除主要污染物的原則

A.氨氮的去除

生物脫氮過程中，首先在好氧條件下，廢水中的氨氮會被硝化細(xì)菌氧化成NOX-，然后在缺氧條件下，NOX會被反硝化細(xì)菌還原成N2。硝化細(xì)菌具有明顯的好氧和自養(yǎng)特性，而反硝化細(xì)菌具有明顯的缺氧和異養(yǎng)特性，兩者之間存在明顯的差異。因此，兩者的脫氮過程通常需要在一個反應(yīng)器中依次進(jìn)行，或者直接在兩個反應(yīng)器中獨立進(jìn)行。

如果混合液處于缺氧狀態(tài)或進(jìn)入缺氧池，反硝化菌工作，反硝化菌處于抑制狀態(tài)；如果混合污泥處于好氧狀態(tài)或進(jìn)入好氧池，情況則完全相反。根據(jù)上述原理，如果能采取一定的措施，將污泥中兩種性質(zhì)不同的菌群放在同一個反應(yīng)器中同時工作，形成同步硝化反硝化(SND)，那么反硝化工藝不僅簡化了步驟，而且效率更高。

同時，就SND工藝而言，反硝化產(chǎn)生的OH還可以中和硝化產(chǎn)生的H+，避免了硝化過程中產(chǎn)酸導(dǎo)致pH值下降的嚴(yán)重問題，減少了pH值的波動，提高了兩個生物反應(yīng)的效率，特別是對于高氨氮廢水的反硝化。因此，合理控制工藝參數(shù)，如停留時間、溶解氧值、C/N比、溫度和污泥濃度，是成功實現(xiàn)同步硝化反硝化的關(guān)鍵。

同時，在微氧條件下，脫氮有兩種方式:一是同步硝化反硝化；它是短程硝化反硝化。在常規(guī)的硝化反應(yīng)中，氮氣的硝化分為兩步，分別由不同的微生物完成。反應(yīng)如下:

因此，生物反硝化中NO2-氧化成NO3-和NO3-還原成NO2-這兩步是無意義的，采取有效措施加以避免，可節(jié)省約40%的有機(jī)碳源和約25%的氧氣。

短程硝化反硝化是將反應(yīng)控制在硝化階段，使反硝化可以直接進(jìn)行。廢水中的氨和微溶氧對亞硝酸鹽氧化菌有抑制作用，有利于氨氧化菌成為微氧條件下的優(yōu)勢菌，從而有利于短程硝化反硝化。但溶解氧越低越好，要適當(dāng)控制。如果溶解氧的質(zhì)量濃度過低，氨氧化細(xì)菌的活性會受到影響。因此，實現(xiàn)短程硝化反硝化的關(guān)鍵是如何控制反硝化階段的硝化反應(yīng)。

該廢水含有尿素并且具有高含量的有機(jī)氮。經(jīng)過微氧調(diào)節(jié)池和厭氧反應(yīng)器處理后，大部分有機(jī)氮會轉(zhuǎn)化為氨氮。后續(xù)處理將采用微氧同步硝化反硝化技術(shù)，將廢水中的氨氮去除至排放標(biāo)準(zhǔn)以下。

考慮到廢水中碳源相對較少，反硝化過程消耗堿度，選擇在微氧反應(yīng)池中適當(dāng)補(bǔ)充NaHCO3和NaOH，增加廢水的碳源和堿度，保證硝化和反硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。

好氧池內(nèi)裝有FSB玻璃球填料，具有微孔結(jié)構(gòu)，能吸附更多的活性污泥，提高微生物濃度。同時，由于填料的特殊結(jié)構(gòu)，在曝氣條件下可由內(nèi)向外形成厭氧、兼氧和好氧環(huán)境，為硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌提供必要的生存條件，使各種微生物(包括硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌)在同一反應(yīng)器內(nèi)保持良好的共生關(guān)系，從而實現(xiàn)硝化和反硝化作用。

B.COD去除

污水中COD的去除依靠微生物的吸附和代謝，然后污泥與水分離。

活性污泥中的微生物利用污水中的一部分有機(jī)物在好氧條件下合成新的細(xì)胞，另一部分有機(jī)物分解代謝獲得細(xì)胞合成所需的能量，最終產(chǎn)物為CO2和H2O等穩(wěn)定物質(zhì)。在這個合成代謝和分解代謝的過程中，可溶性有機(jī)物(如低分子有機(jī)酸等易降解有機(jī)物)直接進(jìn)入細(xì)胞利用，而不溶性有機(jī)物則先吸附在微生物表面，再被酶水解后進(jìn)入細(xì)胞利用。

可以看出，微生物的好氧代謝對污水中的溶解性和不溶性有機(jī)物都有影響，代謝產(chǎn)物是無害穩(wěn)定的物質(zhì)，所以處理 污水中的COD殘留濃度可以很低。

對于那些成分以生活污水為主或與生活污水相近的工業(yè)廢水，BOD5/COD比值往往接近0.5甚至大于0.5，污水具有良好的可生化性，出水COD值可控制在較低水平。而印染廢水有機(jī)物濃度高，分子量大，不易生化處理，對微生物有很大的抑制作用。

微氧調(diào)節(jié)池水解酸化可以解毒，破壞分子結(jié)構(gòu)，提高廢水的可生化性，降解30%的COD。厭氧反應(yīng)器和一級好氧池可降解60%以上的COD和部分氨氮。廢水從一級好氧池出來，然后進(jìn)入二級好氧池。在添加碳源和堿度的條件下，可以進(jìn)行同步硝化反硝化，使出水COD≤100mg/L，NH 3 -N≤15成為可能。

綜上所述，本研究方案擬采用工藝格柵集水井+微好氧調(diào)節(jié)池+厭氧反應(yīng)器+一級好氧池+二級好氧池。同時，通過在微好氧調(diào)節(jié)池和厭氧反應(yīng)器中按不同比例投加一定量的FSB玻璃球填料，可以提高池內(nèi)微生物濃度，提高處理效率，從而保證出水能夠達(dá)標(biāo)排放。

3.工藝流程圖

4.工藝流程描述

A.格柵集水井

用于收集各工段的廢水，提前打撈廢水中可能造成后續(xù)處理設(shè)施設(shè)備堵塞的雜物，以保證后續(xù)工藝的連續(xù)穩(wěn)定運行。

B.微氧調(diào)節(jié)池

傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)水解酸化池只起到調(diào)節(jié)水量平衡水質(zhì)的作用，對水中有機(jī)物的降解分解作用不大。在調(diào)節(jié)池中放置一定比例的FSB生物填料，通過向廢水中適當(dāng)曝氣，使調(diào)節(jié)池處于水解酸化狀態(tài)，將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，從而提高廢水的可生化性。在調(diào)節(jié)水質(zhì)平衡水量的同時，可以減輕后續(xù)主體構(gòu)筑物的負(fù)擔(dān)，提高各種污染物的去除率，還可以將部分有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮。

C.厭氧反應(yīng)器

印染廢水中含有大量的高分子有機(jī)物。在裝有FSB玻璃球填料的厭氧反應(yīng)器中，當(dāng)廢水通過厭氧反應(yīng)器時，池中裝填的FSB玻璃球填料可以很好地截留水中的活性污泥，增加污泥濃度，提高抗沖擊負(fù)荷能力。同時，高分子有機(jī)物被厭氧菌水解，分解成低分子易降解物質(zhì)，發(fā)生反硝化反應(yīng)。在厭氧菌自身代謝和反硝化反應(yīng)的作用下，厭氧池的出水COD已經(jīng)大大降低，剩余的COD進(jìn)入好氧反應(yīng)池后被好氧菌完全降解。

D.初級好氧池

FSB玻璃球填料具有多孔結(jié)構(gòu)，吸附性好，可吸附金屬離子、有機(jī)污染物、色素等。在廢水和污水中。利用FSB玻璃球填料的吸附作用和填料中微生物對有機(jī)物的分解作用，可以提高填料的吸附能力。同時，在微生物生長過程中，顆粒填料表面可以形成生物膜，結(jié)合了活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點，提高了降解效率。

在適當(dāng)?shù)脑O(shè)計和運行條件下，一級好氧池保持好氧狀態(tài)，生長在填料表面的大量好氧微生物充分發(fā)揮其對有機(jī)物的降解作用，顯著改善出水水質(zhì)，延長填料的使用壽命，F(xiàn)SB玻璃球填料在池內(nèi)置換，更有利于廢水與填料接觸，更大程度地起到生物降解的作用。

E.二級好氧池

與一級好氧池不同，考慮到廢水中氨氮的去除，二級好氧池處于微氧狀態(tài)。同時在罐內(nèi)適當(dāng)加入NaOH、NaHCO3和甲醇，保證反應(yīng)罐內(nèi)有足夠的營養(yǎng)。同時，池內(nèi)FSB填料仍處于置換狀態(tài)，使廢水與微生物充分接觸后，廢水中的氨氮得到更大程度的去除。

三。結(jié)論

根據(jù)以上工藝流程及運行條件，進(jìn)行了中試，出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計要求。沿線水質(zhì)變化分析表見表3。

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