印染废水处理工艺设计

一.项目概述

印染废水是印染厂加工棉、麻、化纤及其混纺产品产生的废水。其特点是废水量大，有机污染物含量高，碱度高，水质变化大。印染废水作为一种工业废水，其成分复杂，包括染料、沙类物质、纤维杂质、酸碱、油剂、添加剂、浆料、无机盐等，极难处理。

1.进水水质

某印染企业排放的印染废水水质见表1。

2.出水水质

污水通过处理后，企业要求达到“污水综合排放标准”(GB8978-1996)一级标准后才能排放。

二。选择[/K31/]工艺

1.工艺分析

印染废水污染程度高，水质水量波动大，成分复杂。如果直接进入主体工艺处理，会冲击处理工艺，无法达到预期效果处理。因此，有必要调整废水的水质和水量。进水COD为500-600mg/L，氨氮为400 mg/L，研究中拟采用生物法处理，通过曝气水解酸化池和厌氧反应器处理对废水进行预处理，使废水中的高分子有机物开环分解成小分子，去除一部分COD，同时在厌氧条件下将有机氮转化为氨氮， 然后在后续中，通过添加特殊的填料，使池内存在好氧和兼氧两种环境，废水可以生物降解，同时硝化反硝化，达到去除COD和氨氮的目的。

2.去除主要污染物的原则

A.氨氮的去除

生物脱氮过程中，首先在好氧条件下，废水中的氨氮会被硝化细菌氧化成NOX-，然后在缺氧条件下，NOX会被反硝化细菌还原成N2。硝化细菌具有明显的好氧和自养特性，而反硝化细菌具有明显的缺氧和异养特性，两者之间存在明显的差异。因此，两者的脱氮过程通常需要在一个反应器中依次进行，或者直接在两个反应器中独立进行。

如果混合液处于缺氧状态或进入缺氧池，反硝化菌工作，反硝化菌处于抑制状态；如果混合污泥处于好氧状态或进入好氧池，情况则完全相反。根据上述原理，如果能采取一定的措施，将污泥中两种性质不同的菌群放在同一个反应器中同时工作，形成同步硝化反硝化(SND)，那么反硝化工艺不仅简化了步骤，而且效率更高。

同时，就SND工艺而言，反硝化产生的OH还可以中和硝化产生的H+，避免了硝化过程中产酸导致pH值下降的严重问题，减少了pH值的波动，提高了两个生物反应的效率，特别是对于高氨氮废水的反硝化。因此，合理控制工艺参数，如停留时间、溶解氧值、C/N比、温度和污泥浓度，是成功实现同步硝化反硝化的关键。

同时，在微氧条件下，脱氮有两种方式:一是同步硝化反硝化；它是短程硝化反硝化。在常规的硝化反应中，氮气的硝化分为两步，分别由不同的微生物完成。反应如下:

因此，生物反硝化中NO2-氧化成NO3-和NO3-还原成NO2-这两步是无意义的，采取有效措施加以避免，可节省约40%的有机碳源和约25%的氧气。

短程硝化反硝化是将反应控制在硝化阶段，使反硝化可以直接进行。废水中的氨和微溶氧对亚硝酸盐氧化菌有抑制作用，有利于氨氧化菌成为微氧条件下的优势菌，从而有利于短程硝化反硝化。但溶解氧越低越好，要适当控制。如果溶解氧的质量浓度过低，氨氧化细菌的活性会受到影响。因此，实现短程硝化反硝化的关键是如何控制反硝化阶段的硝化反应。

该废水含有尿素并且具有高含量的有机氮。经过微氧调节池和厌氧反应器处理后，大部分有机氮会转化为氨氮。后续处理将采用微氧同步硝化反硝化技术，将废水中的氨氮去除至排放标准以下。

考虑到废水中碳源相对较少，反硝化过程消耗碱度，选择在微氧反应池中适当补充NaHCO3和NaOH，增加废水的碳源和碱度，保证硝化和反硝化反应的正常进行。

好氧池内装有FSB玻璃球填料，具有微孔结构，能吸附更多的活性污泥，提高微生物浓度。同时，由于填料的特殊结构，在曝气条件下可由内向外形成厌氧、兼氧和好氧环境，为硝化细菌和反硝化细菌提供必要的生存条件，使各种微生物(包括硝化细菌和反硝化细菌)在同一反应器内保持良好的共生关系，从而实现硝化和反硝化作用。

B.COD去除

污水中COD的去除依靠微生物的吸附和代谢，然后污泥与水分离。

活性污泥中的微生物利用污水中的一部分有机物在好氧条件下合成新的细胞，另一部分有机物分解代谢获得细胞合成所需的能量，最终产物为CO2和H2O等稳定物质。在这个合成代谢和分解代谢的过程中，可溶性有机物(如低分子有机酸等易降解有机物)直接进入细胞利用，而不溶性有机物则先吸附在微生物表面，再被酶水解后进入细胞利用。

可以看出，微生物的好氧代谢对污水中的溶解性和不溶性有机物都有影响，代谢产物是无害稳定的物质，所以处理 污水中的COD残留浓度可以很低。

对于那些成分以生活污水为主或与生活污水相近的工业废水，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值可控制在较低水平。而印染废水有机物浓度高，分子量大，不易生化处理，对微生物有很大的抑制作用。

微氧调节池水解酸化可以解毒，破坏分子结构，提高废水的可生化性，降解30%的COD。厌氧反应器和一级好氧池可降解60%以上的COD和部分氨氮。废水从一级好氧池出来，然后进入二级好氧池。在添加碳源和碱度的条件下，可以进行同步硝化反硝化，使出水COD≤100mg/L，NH 3 -N≤15成为可能。

综上所述，本研究方案拟采用工艺格栅集水井+微好氧调节池+厌氧反应器+一级好氧池+二级好氧池。同时，通过在微好氧调节池和厌氧反应器中按不同比例投加一定量的FSB玻璃球填料，可以提高池内微生物浓度，提高处理效率，从而保证出水能够达标排放。

3.工艺流程图

4.工艺流程描述

A.格栅集水井

用于收集各工段的废水，提前打捞废水中可能造成后续处理设施设备堵塞的杂物，以保证后续工艺的连续稳定运行。

B.微氧调节池

传统的调节水解酸化池只起到调节水量平衡水质的作用，对水中有机物的降解分解作用不大。在调节池中放置一定比例的FSB生物填料，通过向废水中适当曝气，使调节池处于水解酸化状态，将大分子有机物分解为小分子有机物，从而提高废水的可生化性。在调节水质平衡水量的同时，可以减轻后续主体构筑物的负担，提高各种污染物的去除率，还可以将部分有机氮转化为氨氮。

C.厌氧反应器

印染废水中含有大量的高分子有机物。在装有FSB玻璃球填料的厌氧反应器中，当废水通过厌氧反应器时，池中装填的FSB玻璃球填料可以很好地截留水中的活性污泥，增加污泥浓度，提高抗冲击负荷能力。同时，高分子有机物被厌氧菌水解，分解成低分子易降解物质，发生反硝化反应。在厌氧菌自身代谢和反硝化反应的作用下，厌氧池的出水COD已经大大降低，剩余的COD进入好氧反应池后被好氧菌完全降解。

D.初级好氧池

FSB玻璃球填料具有多孔结构，吸附性好，可吸附金属离子、有机污染物、色素等。在废水和污水中。利用FSB玻璃球填料的吸附作用和填料中微生物对有机物的分解作用，可以提高填料的吸附能力。同时，在微生物生长过程中，颗粒填料表面可以形成生物膜，结合了活性污泥法和生物膜法的优点，提高了降解效率。

在适当的设计和运行条件下，一级好氧池保持好氧状态，生长在填料表面的大量好氧微生物充分发挥其对有机物的降解作用，显著改善出水水质，延长填料的使用寿命，FSB玻璃球填料在池内置换，更有利于废水与填料接触，更大程度地起到生物降解的作用。

E.二级好氧池

与一级好氧池不同，考虑到废水中氨氮的去除，二级好氧池处于微氧状态。同时在罐内适当加入NaOH、NaHCO3和甲醇，保证反应罐内有足够的营养。同时，池内FSB填料仍处于置换状态，使废水与微生物充分接触后，废水中的氨氮得到更大程度的去除。

三。结论

根据以上工艺流程及运行条件，进行了中试，出水水质达到设计要求。沿线水质变化分析表见表3。

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