紡織印染廢水成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、水質(zhì)變化大，是我國(guó)最難處理的工業(yè)廢水之一。目前，國(guó)內(nèi)印染廢水處理方法主要是物理、化學(xué)和生物法。近年來(lái)，由于印染行業(yè)科技的進(jìn)步，印染廢水中出現(xiàn)了PVA材料、新型添加劑等難以被生物降解去除的成分，降低了印染廢水的可生化性，增加了印染廢水處理的難度，對(duì)傳統(tǒng)的印染廢水處理技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。因此，探索更加穩(wěn)定高效的印染廢水處理技術(shù)成為解決當(dāng)前行業(yè)問(wèn)題的關(guān)鍵。

污水廠位于印染企業(yè)集中區(qū)，處理的污水大部分是周邊紡織印染企業(yè)排放的廢水。公司深度處理工程采用二沉池→氣浮池→活性炭濾池工藝，日處理能力可達(dá)10萬(wàn)噸，出水水質(zhì)達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB4287-2012) (CODCr≤80mg/L)的直排要求。近期根據(jù)相關(guān)部門要求，執(zhí)行浙經(jīng)信委環(huán)發(fā)(2012)60號(hào)文件，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)提升至CODcr ≤ 60 mg/L。

臭氧氧化技術(shù)能將大分子發(fā)色團(tuán)分解成小分子，具有消毒、脫色、防污、提高廢水可生化性等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理。BAF具有生物氧化降解和過(guò)濾功能，BAF處理后的出水水質(zhì)較高。為了保證最終出水的CODCr穩(wěn)定在60mg/L以下，我們考慮在原有工藝流程的基礎(chǔ)上增加“臭氧-BAF組合工藝”技術(shù)，為了驗(yàn)證和優(yōu)化該廢水生物處理技術(shù)的可行性，我們?cè)黾恿酥性図?xiàng)目。

1.設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)

中試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水量為36m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水為氣浮池處理后的出水。處理目標(biāo)是與臭氧-曝氣生物濾池工藝處理后的最終出水相比，CODCr≤60mg/L，色度≤10倍，SS≤10mg/L。

2.處理過(guò)程

2.1工藝流程

臭氧-曝氣生物濾池組合工藝如圖1所示。提升泵將氣浮水泵入臭氧氧化塔。經(jīng)臭氧氧化后，出水被泵入BAF進(jìn)行深度處理，然后通過(guò)BAF高位出水堰流入清水池，收集BAF出水并測(cè)量相關(guān)指標(biāo)。清水池的出水經(jīng)活性炭過(guò)濾器過(guò)濾后直接排放。運(yùn)行一段時(shí)間后，BAF生物填料層被清水池儲(chǔ)存的水反沖洗，反沖洗廢水排至生化段循環(huán)使用。

2.2主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)

主要結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表2。

2.3主要工藝參數(shù)

設(shè)計(jì)進(jìn)水流量1.5m3/h，臭氧氧化塔無(wú)填料，有效容積0.88m3，BAF卵石高度0.5m，陶粒填料高度2.5m，填料量3m3，孔隙率0.5，單池有效容積1.5m3，表面水力負(fù)荷約1.2m 3/(m2·h)，氣水比3∶1，清水池有效池容量2.4m3

2.4分析方法

中試實(shí)驗(yàn)中需要分析的水質(zhì)指標(biāo)采用標(biāo)準(zhǔn)方法檢測(cè)，主要包括pH、SS、色度、CODCr，臭氧濃度采用碘量法測(cè)定。具體分析方法見(jiàn)表3。

3.調(diào)試及運(yùn)行效果分析

3.1觸摸開(kāi)始

曝氣生物濾池采用接種和自然掛膜相結(jié)合的方式啟動(dòng)。中試試驗(yàn)中，氧化溝排出的剩余污泥接種100L污泥，污泥用量約為有效容積的5%。掛膜-好氧工藝分為兩個(gè)階段:第一階段為悶曝階段，按C∶N∶P=100∶5∶1的質(zhì)量比加入淀粉、碳酸氫銨和磷酸二氫鉀營(yíng)養(yǎng)液，加入營(yíng)養(yǎng)液后，污泥連續(xù)曝氣4天，使其恢復(fù)良好活性，有效增值。在悶曬期間，觀察到過(guò)濾材料表面上的微生物生長(zhǎng)。第二階段是自然成膜的啟動(dòng)階段，流速0.5m3/h，水力停留時(shí)間。

從圖2可以看出，陶粒表面逐漸出現(xiàn)灰褐色生物膜，CODCr的去除效果趨于穩(wěn)定，CODCr去除率穩(wěn)定在22%，出水CODCr約為100mg/L，取BAF出水用顯微鏡觀察，可以看到明顯的細(xì)菌膠團(tuán)和輪蟲(chóng)等微生物。生物膜形成初步完成，可以進(jìn)入調(diào)試和優(yōu)化試驗(yàn)階段。

3.2調(diào)試和運(yùn)行

3.2.1臭氧投量對(duì)CODCr去除率的影響

調(diào)試期間，首先控制BAF的停留時(shí)間為2.5h，逐步增加臭氧投加量，使臭氧-BAF組合工藝在不同臭氧濃度下穩(wěn)定運(yùn)行3d。每天監(jiān)測(cè)中試系統(tǒng)的進(jìn)水和出水的CODCr，并計(jì)算去除率。根據(jù)5天的平均值，確定了臭氧BAF組合工藝的較佳臭氧投量，對(duì)比效果如圖3所示。

從圖3可以看出，隨著臭氧投加量的增加，廢水的CODCr去除率逐漸增加，而出水的CODCr逐漸降低。100mg/L臭氧投加量繼續(xù)增加后，廢水的CODCr去除率下降約77%，出水CODCr基本趨于穩(wěn)定，約為35 mg/L。分析原因臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，能將水中的難降解有機(jī)物、大分子有機(jī)物和不飽和化合物氧化成臭氧化物，部分有機(jī)物完全氧化成CO2和H2O，其他不易降解的大分子有機(jī)物可轉(zhuǎn)化成易于生物降解的小分子有機(jī)物，從而達(dá)到去除CODCr的效果。但隨著投加量的增加，水中的不飽和有機(jī)物全部被臭氧氧化，臭氧投加量對(duì)CODCr降解沒(méi)有明顯影響。因此，綜合考慮處理效果和成本，本實(shí)驗(yàn)的最佳臭氧投加量為100mg/L

3 . 2 . 2 BAF停留時(shí)間對(duì)CODCr去除率的影響

控制臭氧投加量為100mg/L，逐步增加BAF停留時(shí)間，使臭氧-BAF組合工藝在不同的BAF停留時(shí)間下穩(wěn)定運(yùn)行3天。每天監(jiān)測(cè)中試系統(tǒng)進(jìn)水和出水的CODCr，計(jì)算去除率。根據(jù)3天的平均值確定臭氧曝氣生物濾池組合工藝的最佳曝氣生物濾池停留時(shí)間。比較效果如圖4所示。

從圖4可以看出，廢水在BAF中停留的時(shí)間越長(zhǎng)，CODCr去除率越大。停留時(shí)間為2.5h后，停留時(shí)間越長(zhǎng)，CODCr去除率的提高幅度越小，約為75%，出水CODCr趨于穩(wěn)定。綜合考慮處理效果和處理成本，本試驗(yàn)中曝氣生物濾池的最佳停留時(shí)間為2.5h

3.2.3反沖洗周期對(duì)CODCr去除效果的影響

在系統(tǒng)中試運(yùn)行過(guò)程中，由于系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，BAF沒(méi)有及時(shí)反沖洗，導(dǎo)致效果下降，并帶出少量生物絮體，使部分指標(biāo)略超過(guò)設(shè)計(jì)值。如果某一天進(jìn)水CODCr為122mg/L，出水CODCr為62mg/L，色度為12倍，SS為14mg/L，為了保持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，考慮用BAF進(jìn)行反沖洗?？刂瞥粞跬都恿繛?00mg/L，BAF停留時(shí)間為2.5h，使臭氧-BAF組合工藝在不同的BAF反沖洗周期運(yùn)行，每天監(jiān)測(cè)中試系統(tǒng)的進(jìn)水和出水的CODCr并計(jì)算去除率，根據(jù)反沖洗周期數(shù)據(jù)的平均值確定較好的反沖洗周期。比較效果如圖5所示。

BAF長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行會(huì)對(duì)生物膜產(chǎn)生一些負(fù)面影響，甚至縮短反沖洗周期。因此，不僅要保證進(jìn)水水質(zhì)在設(shè)計(jì)要求之內(nèi)，而且要間隔對(duì)BAF進(jìn)行反沖洗。運(yùn)行結(jié)果表明，曝氣生物濾池的反沖洗周期為兩周，可以達(dá)到較好的處理效果。

3.3穩(wěn)定運(yùn)行分析

臭氧-曝氣生物濾池中試系統(tǒng)經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的優(yōu)化和調(diào)試。根據(jù)調(diào)試期間優(yōu)化的參數(shù)，臭氧投加量控制在100mg/L，BAF停留時(shí)間為2.5h，臭氧-BAF組合工藝穩(wěn)定運(yùn)行60d。工藝流程為氣浮池出水-臭氧氧化-BAF生物降解-清水池-出水，每天檢測(cè)中試系統(tǒng)進(jìn)出水的CODCr、ss和色度。

從圖6和圖7可以看出，在設(shè)計(jì)條件下，經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的運(yùn)行，中試系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，CODCr≤40mg/L，SS≤10mg/L，色度≤10，臭氧-BAF組合工藝對(duì)CODCr、SS和色度的平均去除率分別達(dá)到75%、60%和77%。

4.問(wèn)題和改進(jìn)措施

臭氧-BAF如果不及時(shí)反沖洗，出水CODCr、SS、色度都會(huì)超標(biāo)，需要通過(guò)反沖洗和增加臭氧投加量來(lái)解決。

在運(yùn)行過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)臭氧出水的溶解氧濃度能夠滿足BAF的好氧需求，因此可以適當(dāng)優(yōu)化BAF池的曝氣量，減少風(fēng)機(jī)的耗電量，從而降低運(yùn)行成本。

運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)臭氧曝氣生物濾池易滋生藻類，導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。因此，可以覆蓋BAF以防止陽(yáng)光和藻類生長(zhǎng)。

為了應(yīng)對(duì)中試系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)異常導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的情況，可增加CODCr在線監(jiān)測(cè)儀，調(diào)整出水流向。當(dāng)出水不達(dá)標(biāo)時(shí)，將切換到生化階段進(jìn)行進(jìn)一步處理，但根本措施仍是優(yōu)化處理工藝，控制進(jìn)水水質(zhì)，不斷加強(qiáng)廢水處理工藝的運(yùn)行管理。

臭氧受熱極易分解，一定要做好室外臭氧管道的保溫，防止管道被太陽(yáng)暴曬后升溫分解。

臭氧腐蝕性很強(qiáng)，建議其管件采用含鉻25%以上的不銹鋼制品，閥門和法蘭密封應(yīng)采用聚四氟乙烯制品。

5.結(jié)論

采用“臭氧+BAF”的基本工藝處理氣浮池出水。運(yùn)行實(shí)踐證明，該工藝對(duì)印染廢水具有良好且穩(wěn)定的處理效果。臭氧濃度、曝氣生物濾池停留時(shí)間和ABF反沖洗周期對(duì)處理效果有很大影響。當(dāng)臭氧濃度為100mg/L，曝氣生物濾池停留時(shí)間為2.5h，曝氣生物濾池反沖洗周期為兩周時(shí)，該工藝效果較好。(來(lái)源:紹興柯橋興賓水質(zhì)檢測(cè)有限公司)

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標(biāo)簽:  印染廢水深度處理臭氧-BAF組合工藝