物化+三级生化法处理浆染厂生产废水

黄强，贾宝琼，李亚峰
（广州市环境保护工程设计院，广东 广州 510115）

　　摘要：浆染厂生产废水具有高浓度、高色度和含有大量难降解有机物的特点，用单一的化学法或生物法处理效果不好。广州某浆染厂采用物化+三级生化处理浆染生产废水，设计处理能力80Om³/d，废水进水ρ(CODcr)，ρ(BOD₅)，ρ(SS)和色度分别为3500mg/L，800mg/L，500mg/L和12000倍，经处理后，CODcr，BOD₅，SS和色度的去除率分别达98％，97％，90％和99.6％，出水稳定并达到污水排放一级标准。
　　关键词：浆染废水；废水处理；化学混凝；水解酸化；活性污泥；接触氧化
　　中图分类号：X703.1；X796
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009-2455(2002)05-0050-03

Treatment of Wastewater from Starch-Dyeing Mill by A Physicochemical
and Three-Stage Biochemical Process
HUANG Qiang，JIA Bao-qiong，LI Ya-feng
（Guangzhou Environmental Protection Engineering Design IN_Stitute，Guangzhou 510115，China）

　　Abstract：The wastewater from starch-dyeing mills features high concentration，high color and high content of organics difficult to degrade．The use of only chemical method or biological method does not give good resultsof treatment．A physicochemical plus three-stage biochemical method was used by a starch-dyeing mill in Guangzhou in the treatment of the wastewater from the starch-dyeing process with a design capacity of 800 m³/d．The ρ(CODcr)，ρ(BOD₅)，ρ(SS) and colourity of the inlet water were 3500 mg/L，800 mg/L，500 mg/L and 12000 times respectively，Through the treatment, the removal rates of CODcr，BOD₅，SS and colourity reached 98％，97%, 90% and 99.6％ respeetively，so that the outlet water steadily reached the standard for the first-class ef fluent water．
　　Key words：wastewater from starch-dyeing process；wastewater treatment；chemical coagulation；hydrolytic acidification；activated sludge；contact oxidation

　　广州市某浆染厂主要产品为牛仔布，生产过程分染纱、织造两大工序。该厂的生产废水主要在浆染生产过程中产生，生产过程中主要使用靛蓝、硫化黑染料。外排的生产废水中含有大量的悬浮态和胶体态有机染料及残碱，具有色度高、可生化性差等特点。针对这类生产废水的特征，设计采用先经混凝沉淀，使大部分染料和助剂得以絮凝，然后再经三级生化处理，利用高度驯化的特种微生物去除有机物。该工艺具有处理负荷高、耐冲击、出水稳定等特点，在实际应用中取得了理想的效果。

1 废水水质水量及排放标准

　　1.1 废水水量
　　设计废水水量：800m³/d。

　　1.2 废水水质
　　根据现场多次取样监测结果废水水质见表1。

表1 生产废水进水水质 项目 ρ(BOD₅)/(mg·L^-1) ρ(CODcr)/(mg·L^-1) ρ(SS)/(mg·L^-1) 色度/倍 废水水质 800 3500 500 12000

　　1.3 废水排放标准
　　废水处理后要求达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）和广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中一级排放标准，具体指标见表2。 表2 废水排放标准 项目 ρ(BOD₅)/(mg·L^-1) ρ(CODcr)/(mg·L^-1) ρ(SS)/(mg·L^-1) 色度/倍 排放标准 ≤20 ≤100 ≤60 ≤50

2 废水处理工艺流程及主要设计参数

2.1 废水处理工艺流程
　　废水处理工艺流程见图1。
2.2 工艺特点
　　该浆染厂生产废水处理工程由预处理系统、物化处理系统、厌氧处理系统和好氧处理系统组成。工艺特点为：

　　①预处理系统包括格栅井和调节池，以去除大块漂浮物，均化水质水量。调节池内设有预曝气的管道系统，利用鼓风机通入压缩空气，将污水充分混合，并使废水中的可溶性染料重新被氧化为不溶性物质，保证后续处理系统连续正常运转。
　　②物化处理系统采用化学混凝沉淀法。先调节废水pH值，然后加入混凝剂，去除废水中悬浮物和胶体物质，脱除大部分色度，并可改善水质，有利于后续处理。
　　③厌氧生化处理系统只发生水解和酸化作用。污水在兼性微生物的作用下进行水解酸化，使复杂且难降解的大分子有机物分解成易降解的小分子有机物，悬浮和胶体状的有机物降解成可溶性物质，使废水中溶解性有机物和可生物降解有机物所占比例显著增加，改善废水的可生化性，为后续好氧生化处理创造条件。水解酸化池中安装潜水搅拌机进行搅拌，以增强废水与污泥之间的接触，避免产生分层，提高处理效率。
　　④好氧生化处理系统采用二级好氧法。第一级采用活性污泥曝气池，中沉池为竖流式沉淀池，中沉池中污泥回流至水解酸化池；第二级采用生物接触氧化池，二沉池采用竖流式沉淀池。这样能相对培养出不同的属性菌种，有利于提高处理效率，和不分段曝气池比较能缩短曝气时间和节省曝气量。而且第二级采用接触氧化法，可提高处理效率，减少占地、节省能耗。
　　⑤二沉池后设快滤池，主要用于去除二沉池出水中的悬浮物（主要为脱落的生物菌膜）。现在二沉池出水各项指标均已达标，故通常无需经快滤池便可直接排放。
2.3 主要工艺设计参数
　　①调节池。有效容积为200m³，停留时间为6h，设预曝气系统。
　　②混凝反应池。有效容积为8m³，反应时间为15min。
　　③混凝沉淀池。为斜管沉淀池，表面负荷为1.5m³/(m²·h)，有效停留时间为1h。
　　④水解酸化池。有效容积为400m³，水力停留时间为12h。在池中安装潜水搅拌机使泥水充分混合。
　　⑤活性污泥曝气池。有效容积为400m³，污泥负荷为N_S=0.68kg[CODcr]/(kg[MLVSS]·d)，污泥沉降比为30％～50％。
　　⑥中沉池。为竖流式沉淀池，表面负荷为2.2m³/(m²·h)，有效停留时间为1.25h，污泥回流比为100％。
　　⑦接触氧化池。有效容积为160m³，填料负荷为1.2kg[CODcr]/(m³·d)。采用推流式鼓风曝气系统。
　　⑧二沉池。采用竖流式沉淀池，表面负荷为1.1m³/(m²·h)，停留时间为2.5h。
　　⑨砂滤池。滤层高为1.0m，滤速为6m/h。

3 工程调试运行及处理效果

　　该工程于2001年9月动工，2002年初建成，2002年1月开始设备调试以及菌种的培养和驯化。先进行混凝反应沉淀池加药试验，经过几种药剂的试验比较，最后确定了2种经济有效的药剂及投加量为：混凝剂选用硫酸亚铁，投加量为150mg/L；絮凝剂选用聚丙烯酰胺，投加量为5mg/L。随后进行菌种的培养和驯化，为缩短培菌时间，尽快使废水处理站投人正常运行，采用边培养边驯化的方法。在活性污泥的培养过程中，不断加入经混凝处理后的车间废水，并在好氧池内投加同类厂家的活性污泥及定量的面粉、尿素、磷酸三钠等营养物。同时调整pH值及溶解氧。先闷曝一段时间，使池内活性污泥逐渐增加，然后逐渐加大进水量，直到满足设计水量。经过2个月的培养和驯化，活性污泥池内污泥的质量浓度达到3.0kg/m³左右。从显微镜观察，生物生长稳定。
　　经过1个多月的稳定运行，工程于2002年4月通过环保验收，监测结果见表3。整套设施自运行以来一直处于高效稳定的状态。 表3 工程运行监测结果 项目 ρ(CODcr)/(mg·L^-1) ρ(BOD₅)/(mg·L^-1) ρ(SS)/(mg·L^-1) 硫化物/(mg·L^-1) 色度/倍 进水 3500 800 500 120 12000 出水 50.6 12.3 55.0 0.41 40

4 运行费用分析

　　该工程总投资为180万元，废水处理工程满负荷状态下的处理成本见表4。 表4 废水外理成本 项目 单价 费用/(万元·a^-1)（300d计） 人工费（6人）/(元·a^-1·人) 9000 5.4 电费/(元·d^-1) 568 17.04 药剂费/(元·d^-1) 859 25.77 折旧费（5％） 90 总计 57.21

　　该废水处理工程年运行费用为57.21万元，单位处理成本2.38元/m³，单位直接处理成本（不含折旧费用）为1.98元/m³。

5 结论

　　①采用混凝沉淀-水解酸化-二级好氧生化成功地处理了广州市某浆染厂排出的生产废水，该方法具有处理效率高、出水稳定、操作简便、耐冲击、日常维护方便等特点。
　　②浆染厂生产废水中含染料及残碱等复杂成分，应使用物化、生化法联合处理。把物化系统放于生化系统之前，可以去除大部分硫化物及残碱，降低CODcr，为后续生化处理创造有利条件。
　　③水解酸化在整个处理工艺中的作用不可忽视，它直接影响处理效果的好坏。
　　④浆染厂生产废水经“物化+三级生化”法处理后，CODcr，BOD₅，SS和色度的去除率分别达到98％，97％，90％及99.6％，出水各项指标均达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）及广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）中一级标准。

作者简介：黄强（1966～），男．广西博白人，工程师，1988年毕业于南京大学环境工程系，主要从事水和废水处理工程设计、研
究和管理工作，电话(020)83317846。