生物接触氧化法在印染废水处理中的运营与管理
摘要：本文介绍了气浮－水解酸化-接触氧化工艺在印染废水处理中的应用与运行管理。运行结果表明，当进水BOD5为200～300mg/l，CODcr为800～1200 mg/l，处理后出水达到国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)中规定的二级排放标准。该工艺具有适应性强、处理效果稳定、有机物及色度去除率高等特点，因此在印染废水处理中具有良好的前景。
关键词：纺织印染废水；BOT方式；接触氧化
在工业各行业中，纺织印染业的COD排放量位居第四位。在我国工业行业的四大重点COD排放行业中，从1998～2003年，造纸、食品行业的COD排放比重逐年下降，而纺织印染和化工行业的COD排放比重逐年上升，其中纺织印染业的比重从4.7%上升到2003年的5.6%，五年间上升了0.9%。据统计，2003年纺织行业废水排放总量为14.13亿吨，其中印染废水约为11.3亿吨（占纺织印染业废水的80%），由于染整过程中产生的废水量很大，一般可达印染企业用水量的70%～90%。目前我国平均每染100米布产生废水4～5吨。而且随着我国纺织出口产量的增长势必带来废水量的增加。
印染废水由染整工序中排出的助剂、染料、浆料等组成，毒性不大。造成印染废水色度的是排放出的染料，印染加工过程中约有10%～20%的染料随废水排出，废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，对水生生物和微生物造成影响，不利于水体自净，同时造成视觉上的污染，严重的会影响人体健康。而且随着花色品种的增加，染整工艺不断更新，其中某些工艺导致了污染的加重。如近年来风行的碱减量工艺，由于纤维中大量的对苯二甲酸被溶出，导致COD含量大幅增加，其废水中COD可达20000～80000mg/L；同样原理，海岛丝工艺的废水中COD高达20000～100000 mg/L。这些新工艺的采用为印染废水的处理增加了难度。有些企业环保设施质量差，更轻视运营管理。由于企业不愿对治污设施合理投入，使得一些污水处理设施在设计、施工等方面质量低劣，工艺流程短，设备性能差。废水处理是一项技术含量高的系统工程，从设计、施工、设备选型、调试到生产运营各个环节均需专业知识和严格规范，并且要在生产过程中根据水质的变化情况随时进行调整，需专门的技术人员执业。但由于企业对此不重视，所以在技术人员的配备上基本空缺，更缺乏应有的培训和管理。因此，印染废水处理行业亟需正规专业的环保公司，以科学发展观为指导，全面推行印染行业的运营管理技术，提高我国印染水处理的总体水平。
山东德利环保工程有限公司（原烟台德利环保工程有限公司），在环境污染治理及市政及设备安装领域已有近20年历史。公司在多年的工程设计和实际运行中，根据印染废水的特点——污染物浓度高、色度高、PH值变化范围大等特点，开发出适合此类废水处理、具有自身特点的好氧处理工艺——生物接触氧化法。于2001年率先以BOT (Build – Operate - Transfer)方式承建了烟台某纺织印染废水处理工程，日处理水量2500 m3。
1 工程概况
1.1 水质水量
依据烟台某纺织印染公司提供的数据及当地环保部门的要求，处理后出水达到国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)中规定的二级排放标准。其进出水水质指标见表1。
1.2 处理工艺
由于纺织印染行业废水水质水量变化大，因而系统具有较高的抗冲击能力。该废 水处理工程采用物化处理与生化处理相结合的工艺。工艺流程如图1所示。
1.3 工艺说明
生产废水经过粗、细两道格栅，截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，再进入沉砂池中，去除比重较大的无机颗粒，如泥砂等杂质。进入中和反应池，在此加入酸调节废水的pH值至中性。进入调节预曝池，在此调节水量、均化水质，池底设穿孔管通入空气进行搅拌，使废水充分混合，避免悬浮物沉淀，还可起到预曝气的作用。出水进入气浮池，在此加入絮凝剂、助凝剂，去除大部分悬浮物及色度，气浮浮渣排入污泥浓缩池。出水进入水解酸化池，废水在此利用厌氧产酸菌的作用，将大分子和不易降解的有机物降解为易于降解的小分子有机物，提高废水的可生化性和溶解性，提高了废水中溶解性的BOD与COD的比值，以利于后续好氧生物处理。出水进入生物接触氧化池。生物接触氧化池采用多段法处理工艺，在池内充填组合式生物填料，通入空气进行曝气，向微生物提供所需的氧，并起到搅拌与混合的作用，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料，在填料上布满生物膜，污水与生物膜充分接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。其基本构造如图2。出水进入沉淀池，废水在此进行泥水分离，从填料上脱落的生物膜，在这里形成污泥排出系统，澄清水达标排放。
气浮池产生的浮渣、水解酸化池产生的污泥、沉淀池产生的污泥排入污泥浓缩池，污泥在此浓缩，以减小污泥体积，便于后续处理，降低投资运行成本。浓缩后的污泥由泵送入污泥脱水机脱水干化，干泥外运；浓缩池上清液返回调节池重新处理。
1.4 技术经济分析
该工程运行成本含电费、人工费、药剂费、自来水费，合计1.481元/吨废水。
该工程主要技术经济指标见表2。
1.5 主要设备
整个处理系统主要包括格栅沉砂池、调节预曝池、过滤水池、反冲洗水池、兼氧池、好氧池、二沉池、污泥浓缩池、污泥回流池等，与之配套的设备依次有粗细格栅、潜污泵、气浮机、溶气罐、空压机、加药系统、鼓风机、微孔曝气器、刮泥机、过滤泵、活性炭过滤器、石英砂过滤罐、反冲洗泵、污泥脱水机、滤布冲洗水泵、污泥泵等。
2 运营管理
运行管理按三班运行，设置操作人员6人，含化验员1人，站长1人，整个系统可实现全自动和手动运行，达到室内操作和现场操作相结合。
在五年的运行管理中，废水处理系统运行结果良好，各项指标均达到或优于国家《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287-92)中规定的二级排放标准，去除率均达到80%以上。污水处理设施正常运行1800多天，累计处理废水363万吨，设施正常运转率达98%以上，废水排放达标率达95%以上，每年可减少向环境排放CODcr达930多吨，减轻了对环境的污染，保护了环境，取得了显著的经济效益、社会效益和环境效益。
废水处理站具体运行数据如表3：
总结五年的运行经验，要运营管理好一个污水处理工程,必须要有一个专业化的运营管理队伍，要有一个具备高度责任心的调试队伍，要有一个坚强的技术服务队伍，还要有政府与排污企业的积极配合。具体有以下几点：
（1）积极与政府和企业搞好沟通，引导企业全面推行清洁生产
推行清洁生产是从源头上治理污染的根本举措。由于纺织印染行业废水碱度高，减少其使用原料的浪费是降低pH值的有利措施。由此建议排污企业制定具体措施并落实到具体班组，堵塞跑、冒、滴、漏现象，使废水中pH值由12～13降为9～10，使企业节省了资金，减轻了污染负荷。同时由于废水pH值较高，每天需用HCl中和pH值，在当地环保部门的支持下，与酸洗场形成联合，将其20%的废酸运至污水站，即节省酸的用量，又减少了污染，降低了污水站的运行费用。
（2）建立一支高效、专业化的运营管理队伍
在2004年12月份，随着环境温度的变低，好氧池中出现一种蜘蛛状虫，它大面积破坏生物膜致使生物膜严重脱落，COD不能充分降解，出水水质变差，该虫繁殖迅速，破坏力惊人，通过认真调查、精心研讨，发现其生存条件为：温度＜15℃，DO值高于4～5 mg/L，CODcr值介于200～300 mg/L之间时，4～10天即可大面积繁殖。当DO值介于1～2 mg/L时，蜘蛛状虫繁殖受到抑制。针对此情况，提高进水温度，使之控制在35℃左右，进入污水站中大约25℃左右，鼓风机原来2台运行，现在调整为1台运行，好氧池中加入面粉、复合肥等，提高其养分。经过两周培养，生物膜得到恢复，蜘蛛状虫也逐渐消失。
（3）组建一支技术力量雄厚、专业水平精良的技术服务队伍
技术是企业持续发展的动力支持。没有一支技术过硬的服务队伍，势必会阻碍企业的发展，使企业难以立足。因此应注重选用具有刻苦钻研、勇于创新的专业技术人员到技术服务队伍中去，注重提高技术人员的专业技术水平，开扩视野，拓展知识面，提高解决实际问题的能力。
（4）组建一支专业水平高、责任心强的调试队伍
调试人员的调试技能的高低、责任心的强弱直接影响着污水站的运行管理。因此应注重选用具有专业知识和技能的人员到污水站，同时逐步培养和提高其专业技术水平，加强其工作责任心，使污水站的运行水平持续提高。
（5）建立设备齐全、检测手段完善的检测系统
建立日常运行检测记录，控制好运行参数，按时监测各项指标，及时调整运行数据是保证污水处理系统正常运行、达标排放的根本措施。
化验室水质分析是污水站正常运营管理的前提。污水站应设立专门的化验室，对指导废水处理站的正常运行和控制水质处理达标起重要作用。在调试过程中，调试人员要经常观察生物相，分析系统运行情况，及时总结经验；同时还要经常测定pH值、溶解氧、温度值，寻找微生物最适宜的生存条件，控制运行参数，这些没有完善的检测系统是无法做到的。
（6）建立完善的设备日常运行、维护、保养制度
首先在设备选型上就注重选用质量可靠、运行稳定的设备，其次注重日常维护、保养，建立设备日常运行记录。运营人员每天都仔细听、看、察各设备的运行状况，按时纪录，有问题及时发现，及时维护，从源头上减少了设备产生大故障的可能性，降低了维修费用。
3 结论和建议
在五年的运行管理中，通过不断总结经验，逐渐提高运营管理水平，提高专业技术水平，提高对外服务水平，使污水站的运营管理走上了新台阶。通过采用气浮+水解酸化+接触氧化处理工艺处理印染废水，可以提高污水的可生化性和溶解性，运行效果稳定，在水质水量变化较大时，具有较好的耐冲击性。
采用BOT方式运行管理污水处理厂，可以吸收社会资金投入到环保行业中来，减轻政府负担。污水处理厂内部的运行管理具有健全的管理措施，有利于节约资金，降低运行成本，提高效率，有利于污水处理厂的正常运行。采用本技术，日节约自来水80t，年节约水费可达4.8万元，经过处理后水质达标排放，每年减少污水排放900000t，年削减CODcr近930t，减轻了环境污染，保护环境。2004年10月，果汁生产废水和印染废水处理两项工程被评为“2004年国家重点环境保护实用技术示范工程”。
“十一五”发展规划把资源和生态环境放在更加突出的位置，该项运行管理技术具有投资少、便于操作、便于维修，动力和运行费用低、易于管理等特点，在节省水费的同时，还减少了治理污染的投资。非常适合我国国情，通过推广应用该管理运行技术，对建设“资源节约型、环境友好型社会”及全面推行清洁生产具有非常重要的意义，可实现经济和社会的可持续发展，推动环保产业发展及技术进步。
参考文献
[1] 张自杰，林荣沈，金儒霖. 《排水工程》.北京: 中国建筑工业出版社出版, 2005年7月 241～244.
[2] 武江津，王凯军，丁庭华等. 《三废处理工程技术手册—废水卷》.化学工业出版社, 2000年10月597～602.
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