一.項目概述

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

1.進水水質

某印染企業(yè)排放的印染廢水水質見表1。

2.出水水質

污水通過處理后，企業(yè)要求達到“污水綜合排放標準”(GB8978-1996)一級標準后才能排放。

二。選擇[/K31/]工藝

1.工藝分析

印染廢水污染程度高，水質水量波動大，成分復雜。如果直接進入主體工藝處理，會沖擊處理工藝，無法達到預期效果處理。因此，有必要調整廢水的水質和水量。進水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器處理對廢水進行預處理，使廢水中的高分子有機物開環(huán)分解成小分子，去除一部分COD，同時在厭氧條件下將有機氮轉化為氨氮， 然后在后續(xù)中，通過添加特殊的填料，使池內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菌氧化成NOX-，然后在缺氧條件下，NOX會被反硝化細菌還原成N2。硝化細菌具有明顯的好氧和自養(yǎng)特性，而反硝化細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器中依次進行，或者直接在兩個反應器中獨立進行。

如果混合液處于缺氧狀態(tài)或進入缺氧池，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)或進入好氧池，情況則完全相反。根據上述原理，如果能采取一定的措施，將污泥中兩種性質不同的菌群放在同一個反應器中同時工作，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，反硝化產生的OH還可以中和硝化產生的H+，避免了硝化過程中產酸導致pH值下降的嚴重問題，減少了pH值的波動，提高了兩個生物反應的效率，特別是對于高氨氮廢水的反硝化。因此，合理控制工藝參數，如停留時間、溶解氧值、C/N比、溫度和污泥濃度，是成功實現同步硝化反硝化的關鍵。

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)的硝化反應中，氮氣的硝化分為兩步，分別由不同的微生物完成。反應如下:

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%的有機碳源和約25%的氧氣。

短程硝化反硝化是將反應控制在硝化階段，使反硝化可以直接進行。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，要適當控制。如果溶解氧的質量濃度過低，氨氧化細菌的活性會受到影響。因此，實現短程硝化反硝化的關鍵是如何控制反硝化階段的硝化反應。

該廢水含有尿素并且具有高含量的有機氮。經過微氧調節(jié)池和厭氧反應器處理后，大部分有機氮會轉化為氨氮。后續(xù)處理將采用微氧同步硝化反硝化技術，將廢水中的氨氮去除至排放標準以下。

考慮到廢水中碳源相對較少，反硝化過程消耗堿度，選擇在微氧反應池中適當補充NaHCO3和NaOH，增加廢水的碳源和堿度，保證硝化和反硝化反應的正常進行。

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

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物在好氧條件下合成新的細胞，另一部分有機物分解代謝獲得細胞合成所需的能量，最終產物為CO2和H2O等穩(wěn)定物質。在這個合成代謝和分解代謝的過程中，可溶性有機物(如低分子有機酸等易降解有機物)直接進入細胞利用，而不溶性有機物則先吸附在微生物表面，再被酶水解后進入細胞利用。

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物都有影響，代謝產物是無害穩(wěn)定的物質，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。

微氧調節(jié)池水解酸化可以解毒，破壞分子結構，提高廢水的可生化性，降解30%的COD。厭氧反應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，然后進入二級好氧池。在添加碳源和堿度的條件下，可以進行同步硝化反硝化，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+微好氧調節(jié)池+厭氧反應器+一級好氧池+二級好氧池。同時，通過在微好氧調節(jié)池和厭氧反應器中按不同比例投加一定量的FSB玻璃球填料，可以提高池內微生物濃度，提高處理效率，從而保證出水能夠達標排放。

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)處理設施設備堵塞的雜物，以保證后續(xù)工藝的連續(xù)穩(wěn)定運行。

B.微氧調節(jié)池

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

C.厭氧反應器

印染廢水中含有大量的高分子有機物。在裝有FSB玻璃球填料的厭氧反應器中，當廢水通過厭氧反應器時，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，提高抗沖擊負荷能力。同時，高分子有機物被厭氧菌水解，分解成低分子易降解物質，發(fā)生反硝化反應。在厭氧菌自身代謝和反硝化反應的作用下，厭氧池的出水COD已經大大降低，剩余的COD進入好氧反應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構，吸附性好，可吸附金屬離子、有機污染物、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。

在適當的設計和運行條件下，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)揮其對有機物的降解作用，顯著改善出水水質，延長填料的使用壽命，FSB玻璃球填料在池內置換，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)。同時在罐內適當加入NaOH、NaHCO3和甲醇，保證反應罐內有足夠的營養(yǎng)。同時，池內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。結論

根據以上工藝流程及運行條件，進行了中試，出水水質達到設計要求。沿線水質變化分析表見表3。

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