高浓度印染废水处理方法
将一些集中在城区中心或分散在不同地方的印染企业集中在一个工业园区，形成较大生产规模的纺织印染区，对产生的印染废水采用集中治理的方式，能杜绝企业的偷排现象，降低企业负担，提高运行管理水平和达标排放率，符合国家环境保护部提出的集中与分散相结合的治理方针。
某工业园内建有十余家大中型牛仔服装洗漂厂和牛仔布浆染及洗水厂。园区内配套建有一家废水处理厂，集中处理工业园内牛仔服装洗漂废水(COD＜500mg/L)。
采用“物化/生物接触氧化”工艺，设计规模为7．4×104m3/d，其中一期工程规模为1×104m3/d，二期工程规模为3×104m3/d，三期工程规模为3．4×104m3/d。总投资约为5000万元。
1工程改造背景
近年来，随着工业园区内工厂产能的增加，废水水质不断变化，新建数家工厂排放的退浆、丝光等高浓度废水不断增多;由于原有工艺对高浓度废水处理存在着设计不合理等原因，导致该厂废水处理设施运行不稳定，出水水质经常出现超标现象，严重影响周围水体环境，必须对原处理工艺进行改造和优化。
改造工程设计进、出水水质见表1。
1.1改造前的水质、水量及工艺流程
改造前废水处理厂实际处理规模为5．6×104m3/d。除新建工厂外，其他工厂排放的废水均符合该废水处理厂进水水质要求，处理出水排入当地的水域。现今要求出水水质必须达到广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二时段的一级标准，若采用原工艺处理，出水不能达标排放。
改造前废水处理工艺流程如图1所示。
改造前进、出水水质见表2。
1.2存在的主要问题
经过现场调研及理论分析，原有废水处理系统主要存在以下问题:
①由于废水集中处理，间接进水，污染物浓度高，因此水质不稳定。其中含有高锰酸钾废水和碱丝光废水，增加了系统生化处理的难度。
②工业园区内由于各生产厂家不同的染整工艺，不同的染料造成废水中的pH值、COD、色度等各不相同，B/C值无法稳定。
③原工艺接触氧化池不定期出现污泥浓度降低、出水水质变差等情况。
④现有药剂对含有还原染料、硫化染料及活性染料的废水絮凝效果不佳。
2改造方案
2.1改造工艺的选择
根据现场调研分析发现，由于新增废水浓度较高，导致接触氧化池中的污泥负荷过重，部分污泥中毒死亡。分析这两家工厂排放的混合废水还发现B/C＜0．3，说明其生化性极差。现采用高效硅藻精土与“双面导流”生物活性污泥工艺对原有工艺进行技术改造。高浓度废水的排放总量为6000～8000m3/d，将一期工艺改造成“双面导流”工艺专门处理这些高浓度废水，而其他低浓度废水由二期和三期处理。一期改造后工艺流程见图2。
高浓度混合废水进入调节池调节水质水量，沉淀大部分颗粒悬浮物后排入二沉池，进一步强化调节池的处理效果，稳定后续工艺的进水水质、水量，减轻负荷。出水后加高效硅藻精土处理剂与原水混合进入水力澄清池，去除有机胶体微粒、纤维等悬浮物，然后进入一期接触氧化池(改为“双面导流”生物处理池)经生物降解后排放。
2.2高效硅藻精土净水剂
硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻的遗体堆积后，经过初步成岩作用而形成的多孔性生物硅质岩。硅藻土的主要化学成分是无定型SiO2，并含有少量Al2O3、Fe2O3、CaO和有机质等。硅藻土作为吸附剂具有孔隙率高、比表面大、容重小、吸附性强、耐磨、耐酸等优良特性，可作为吸附剂用于废水处理行业。经过特殊方法提纯，将硅藻富集到92%以上称为硅藻精土。在水处理中根据水质类别在精土中加入一定量的改性物质，配制成各种硅藻精土水处理剂。
硅藻在精选过程中将与其共生的杂质分离除去，这样使硅藻表面本已平衡的电位形成不平衡电位。在进行水处理时，硅藻精土处理剂被微量加入后，在高速搅拌或抽吸泵机叶片旋转下，瞬间散于水体之中，由于电位中和与沉淀作用，凝集成较大的絮体沉淀至底部;加上硅藻巨大的比表面积、巨大的孔体积和较强的吸附力，将细微和超细微物质吸附到硅藻表面形成链式结构。由非晶体SiO2组成的硅藻，具有在水体中凝聚和自由沉降为硅藻饼的性能，再加上精土被改性后产生的絮凝作用加快了硅藻等凝聚到水底形成硅藻饼的速度，使硅藻吸附时电位中和，污染物质和细菌瞬间下沉与水体分离，清水向上溢出，这样就达到了净水的目的。
2.3“双面导流”工艺
双面导流式生物处理方法及其设备简称“双面导流”，配套的高效硅藻精土属于生物活性污泥法范畴。该技术在活性污泥及氧化沟、SBR处理技术的基础上，对污泥的回流系统进行了改进，利用曝气上升气流带动下产生的水流在导流板夹缝间形成的负压让污泥由沉降区自动回流，取代了传统的机械回流;同时导流板将处理池分隔成好氧区(曝气区)和厌氧区(污泥沉降、清污分流区)，水和污泥在水流的带动下在好氧区和厌氧区之间自动反复循环，将过去分散的各个工序集中在一个处理池内自动完成。
从生物学角度来看，“双面导流”系统中由于导流板的作用，使得自养型硝化菌和异养型反硝化菌能够在同一个反应器中并存，从而使“同步硝化—反硝化”的发生成为可能。“双面导流”系统中能够存在高浓度的活性污泥，限制了氧气向污泥絮体内部的扩散，因而在污泥絮体内部能够形成缺氧环境。在这种条件下，硝化反应可以在有氧的污泥絮体表面进行，而反硝化则可以在缺氧的絮体内部进行。3改造方案的实施
①调节池及二沉池。原有调节池有效容积为2500m3，停留时间为6h。园区内的企业由于生产工艺的要求，排放的废水水质和水量在不同时段相差悬殊，很不稳定。调节池除要具有调节水质和水量、平衡水温、调节pH值的基本功能外，还兼有沉淀和水解酸化的作用，同时兼作事故池，才能确保废水处理系统的正常运行。现有工艺使废水在调节池中停留时间短，高浓度、水质复杂的工业废水调节池停留时间一般需12h以上。池内导流隔墙只有一座，易造成废水短流，废水水质未能完全混合。现在调节池内增加隔墙，延长废水混合时间及流水线路，强化沉淀作用，独立分区，需要排泥时可根据各池内不同的污泥浓度分时排泥，无需停产。强化调节池的水解酸化作用，不需密封及搅拌，在常温下即可提高废水的可生化性。为提高水解酸化及沉淀功能，调节池出水后直接进入原二沉池，减少水力澄清池絮凝剂的加药量。调节池内设置排泥泵及污泥搅拌机。
②水力澄清池。高浓度混合废水在水射器的作用下将絮凝剂和原水充分混合，从而加强了废水中固体颗粒间的接触和吸附作用，形成良好的絮凝效果，加快了沉降速度，使废水得到澄清。原水力澄清池(简称“一期圆池”)为上部进水，动能低于水射器，混合效果不佳，出水堰出水速度小于进水速度，不能起到出水均匀、拦截较大污物的作用。现将水力澄清池改为下部喷嘴进水，增加出水堰。改造前使用的絮凝剂为PAM，对废水中悬浮物的絮凝效果不理想，为此更换絮凝剂，使用高效硅藻精土水处理剂。
③接触氧化池。原生物接触氧化工艺不适合处理可生化性差的废水，很难达到COD的减排效果，填料生长生物膜后其有效比表面积就会大大下降，即使是正常生物膜厚度也是如此，故污泥浓度及抗冲击能力均低于普通活性污泥工艺。将原接触氧化池内的生物膜及支架拆除、原有隔墙开口封闭，形成6个独立“双面导流”池;更换原穿孔管曝气为曝气盘，安装“双面导流”组件、污泥搅拌机、污泥泵等设备。
4运行效果及效益分析
经过近三个月的调试后，系统成功启动。当地环保部门水质监测站对其进行监测验收，其稳定运行期间的处理效果见表3。
由表3可知，经工艺改造后对COD、BOD5、氨氮、SS、色度的去除率分别达到89．8%、91．5%、81．9%、93．9%、96．3%，出水各项指标均优于广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二时段中的一级标准。该改造工程总造价为92万元，改造后高浓度废水处理运行成本为1．28元/m3，其中包括药剂费、电费和人工费，不包括折旧费和污泥处理费。
5结论
①采用高效硅藻精土净水剂与“双面导流”工艺处理较高浓度印染废水是非常有效的，处理出水水质符合广东省《水污染物排放限值》(DB44/26—2001)第二时段的一级标准。
②“双面导流”技术更能高效地降解COD以及氨氮等污染物，不发生污泥膨胀，使废水处理能节约投资、减少占地、提高处理效率，可实现全自动运行。
③改造工程对原有构筑物进行了最大限度地利用，实现一次提升，达到厌氧、好氧生物处理以及物化处理的结合。
④改造工艺实现了基本无剩余污泥排放，具有环境、经济的双重效益。
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