UASB-A/O工艺处理印染废水

印染废水是指印染过程中各工序排放的废水所产生的混合废水。主要包括前处理阶段排放的漂白、煮练和丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的皂洗废水和印花废水；整理阶段排放的整理废水。印染废水的水质因原料、生产类型和生产工艺的不同而不同。因此，印染废水成分复杂。印染废水是一种有机物含量高、色度深、可生化性差、难降解的工业废水。印染废水达标排放，减少印染废水对环境的污染，是印染行业面临的重要问题之一。

由于印染废水成分复杂，前一阶段一般采用传统的物理化学方法去除色度、SS和COD，如硫酸亚铁铵/石灰水法、硫酸亚铁/石灰和阴离子PAM法、石墨电极电氧化法、FeSO4载体法和新型脱色絮凝剂等。，然后采用生化方法实现印染废水的达标处理。最常见的物理和化学方法是添加石灰、硫酸亚铁和PAM。但这种方法会消耗大量的石灰和硫酸亚铁，同时会产生大量的物化污泥。根据计算，每1000m3印染废水将产生3.2~3.6t含水率为60%~65%的板框压滤泥饼，造成印染厂污泥堆积如山，增加运行成本和管理风险。厌氧-好氧生物处理技术充分利用了厌氧和好氧生物处理技术的优点，已成为国内外研究和应用的热点。鉴于此，本研究采用物化处理的方式，减少化学药剂的用量，减少污泥的产生，降低废水处理的运行成本。

以某纺织厂印染废水实际工程为例，介绍了采用UASB反应器和A/O生化处理工艺处理印染废水，并采用末端理化检测，说明了各工艺段的设计参数和设备配置，分析了各工艺的运行状况和调试过程中发现的问题，为印染废水生化处理后的物化法达标处理提供了工程实践参考。

1.项目概述

某纺织厂印染废水处理站设计规模为3000m3/d，2017年8月建成投产。设计出水水质满足《纺织染整工业水污染物排放标准》表2中的间接排放标准。

2.工艺流程设计

2.1设计水质

项目废水设计水质见表1。

2.2工艺流程

印染废水处理工艺流程见图1。

2.3流程描述

污水自车间流出。首先，废水中的大的悬浮固体、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质被格栅拦截。然后流入调节池调节水质水量，由提升泵提升至气浮池。气浮是在不使用化学药品的情况下去除浮油和漂浮物。气浮水流入厌氧配水池，然后被泵入厌氧塔，使废水中的大分子污染物变成小分子污染物，难降解的污染物变成易降解的污染物。厌氧塔中的厌氧微生物极大地去除了有机物，提高了废水的B/C。厌氧出水进入A/O生化池，减少了空气用量，从而降低了运行成本，并对废水中大部分有机污染物进行好氧生物降解和脱氮除磷。二次沉淀池用于分离泥浆和水，并澄清出水。二沉池采用辐流式，操作简单，运行可靠，排泥彻底。沉淀池中的污泥一部分回流到A/O好氧池，一部分回流到厌氧塔进一步厌氧消化，达到污泥减量的目的。二沉池出水进入物化反应沉淀池后，通过化学絮凝沉淀，进一步降低废水中的悬浮物和COD，确保出水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》表2中的间接排放标准。出水控制指标为COD质量浓度小于200mg/L，物理化学沉淀后的污泥进入污泥浓缩池。

2.4各结构的设计

2.4.1细格栅和调节池。细格栅和调节池合建。设计尺寸:18.9米×16.2米×4.5米，有效水深4米，有效容积1000立方米，钢筋混凝土结构，1台。水池配有机械细格栅，格栅槽宽0.8m，格栅间隙5mm，安装角度75°，额定功率(N)N)1.5 kw水池内有两台自吸无堵塞污水泵(流量(Q)=180m3/h，扬程(H)=12m，功率(P)=15kW，一用一备)。电磁流量计1套，液位计1套；升降式曝气器，规格:φ67mm×750mm×4mm，数量:120台。风机与A/O好氧池共用风机。

2.4.2浅层气浮池

设计尺寸:φ7.0m×3.0m，钢结构，1套。处理水量150m3/h，配自吸无堵塞污水泵(Q=180m3/h，H=22m，P=22kW，1用1备)；1套加药设备；1电磁流量计和液位计。

UASB厌氧塔

设计尺寸:φ 12.0 m× 14.0 m，钢结构，2台，单座有效容积1500m3，停留时间(HRT)1.0d，有机负荷0.5kg/(m3·d)，工作温度30 ~ 35℃，内防腐，外保温。单个厌氧塔配有1套进水布水器和分配器、8套三相分离器、2套集气箱、2套防堵装置、1套泥水分离袋(φ1.5m×1.5m)、1套水封(φ1.2m×1.5m)、强制内回流泵(Q=80m3/h、H=15m、P = 5.5kW)

2.4.4 A/O生化池

设计尺寸:35.7米×21.6米×5.5米，有效水深5米，单座有效容积3000立方米，有机载荷0.6千克/(立方米·天)。配备空气悬浮风机(Q=50m3/min，H=6m，P=75kW，1用1备)，300台可升降曝气器，尺寸:φ 67mm× 750mm，4组，数量:300台，混合泵(Q=100m3/h，H=15m，P=7

2.4.5二沉池

设计尺寸:φ 16.0 m× 4.5 m，表面荷载0.70 m3/(m2·h)；沉降时间为3~5h，钢筋混凝土结构，1套。配备单周驱动刮泥机，型号:ZBGN-16，行走速度2.6m/min，n = 1.5kw，泥浆泵:(Q=100m3/h，H=15m，P=7.5kW，1用1备)。

2.4.6物化反应沉淀池

反应罐设计尺寸:φ4.0m×4.5m，水力停留时间30分钟，1套机械搅拌。物化沉淀池设计尺寸:φ 16.0 m× 4.5 m，表面负荷0.7m 3/(m2·h)，沉淀时间2.0~3.0h，一座钢筋混凝土结构。配备单外设驱动刮泥机，型号:ZBGN16，行走速度2.6m/min，n = 1.5kw，污泥泵(Q=50m3/h，H=15m，P=5.5kW，1用1备)，2套加药设备，分别加PAC和PAM。2.3.7污泥浓缩池设计尺寸:φ7.0m×4.5m，钢筋混凝土结构，1座，立式流污泥浓缩池，污泥浓缩池固体通量20k g/(m2·d)，进水污泥质量浓度CI = 6000mg/L，出水污泥质量浓度CE = 1000mg/L，用于收集物化污泥、生化污泥排放和气浮浮渣。污泥压滤机为板框压滤机，过滤面积200m2，1台。

3.运营效果分析

3.1调节池和气浮池

污水经调节池调节水质水量后，泵入气浮池。气浮不加化学药剂，气浮水通过提升泵进入UASB厌氧反应器。

3.2反应器运行效果分析

UASB厌氧反应器进出水COD和COD去除率随时间的变化图见图2。从图2可以看出，UASB厌氧反应器的进水COD浓度在1200mg/L ~ 1500mg/L左右波动，平均厌氧进水COD浓度在1400mg/L左右，经过UASB厌氧反应器后，HRT为1d，厌氧出水COD浓度从1500mg/L下降到750mg/L，并稳定在600 ~ 800 mg/L左右，一般来说，在UASB反应器的初期启动阶段，小型有机有机负荷通常通过逐渐增加进水浓度来增加。研究表明，采用间歇进水，逐步延长每次进水时间的方法，可以促进颗粒污泥的形成，实现厌氧污泥的驯化。

3.3 A/O系统运行效果分析

A/O好氧系统进水和出水的COD和COD去除率随时间的变化见图3。从图3可以看出，好氧系统进水COD在600mg/L至800mg/L之间波动，平均进水COD浓度约为750mg/L，出水COD浓度从750mg/L降至200mg/L，并稳定在150 ~ 250 mg/L左右，A/O好氧系统COD去除率在70%以上。

3.4物理化学反应沉淀池

二沉池出水进入物化反应沉淀池。PAC和PAM的用量分别为0.55kg/m3和0.003kg/m3。物化反应沉淀后，COD质量浓度小于150mg/L，达到排放标准。物化污泥量为每1000m3印染废水0.8~0.9t，为常规方法。

3.5操作问题及解决方案

(1)废水站运行过程中，进水pH值不稳定，有时降至5.0左右，导致COD去除率下降。这可能是因为pH值的变化引起微生物群落的变化，导致厌氧菌处理效果不理想。解决方法是在UASB反应器前的气浮池前增加一个pH值调节桶，用强碱将厌氧进水的pH值提高到7左右。pH值调节试验后，比较了pH值分别为5、5.5、6、6.5、7、7.5和8时的COD去除率。结果表明，当pH值从5增大到8时，COD去除率先增大后减小，当pH值为7时，COD去除率先增大。而A/O系统的COD去除率受pH值影响较小，始终在85%以上。

(2)运行进入冬季，室外温度低于0℃时，UASB反应器的进水温度只有25℃左右，这使得微生物的生理活动变得极其缓慢，废水处理的效果也随之下降。向气浮池的出水中通入蒸汽加热进入UASB反应器的水，当反应器内部温度稳定在32~35℃时，COD的去除率恢复正常。

4.概况

废水处理站于2017年9月正式建成并投入使用。经过三个月的调试和三个月的稳定运行，达到了《纺织染整行业水污染物排放标准》表2中的间接排放标准，并通过了环保局的验收。废水处理站2017年11月至2018年3月平均水质见表2。

5.结论和建议

(1)采用浅层气浮+UASB反应器+A/O+物化工艺处理印染废水，实现《纺织染整工业水污染物排放标准》表2中的间接排放标准。

(2)在不投加化学药剂只进行气浮除油的情况下，UASB反应器COD去除率在50%以上，A/O生化池COD去除率在85%以上。二沉池投加少量化学药剂后，系统出水COD质量浓度小于150 mg/L

(3)采用末端物化反应，是前一次物化反应产生污泥量的1/4，物化污泥的产生降到最低。

(4)系统运行稳定可靠，为印染废水生化处理后物化法达标处理提供了工程实践参考。(来源:苏州苏沃特环境科技有限公司、南昌航空大学)

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