生物接觸氧化法在印染廢水處理中的運營與管理
摘要：本文介紹了氣浮－水解酸化-接觸氧化工藝在印染廢水處理中的應用與運行管理。運行結果表明，當進水BOD5為200～300mg/l，CODcr為800～1200 mg/l，處理后出水達到國家《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287-92)中規定的二級排放標準。該工藝具有適應性強、處理效果穩定、有機物及色度去除率高等特點，因此在印染廢水處理中具有良好的前景。
關鍵詞：紡織印染廢水；BOT方式；接觸氧化
在工業各行業中，紡織印染業的COD排放量位居第四位。在我國工業行業的四大重點COD排放行業中，從1998～2003年，造紙、食品行業的COD排放比重逐年下降，而紡織印染和化工行業的COD排放比重逐年上升，其中紡織印染業的比重從4.7%上升到2003年的5.6%，五年間上升了0.9%。據統計，2003年紡織行業廢水排放總量為14.13億噸，其中印染廢水約為11.3億噸（占紡織印染業廢水的80%），由于染整過程中產生的廢水量很大，一般可達印染企業用水量的70%～90%。目前我國平均每染100米布產生廢水4～5噸。而且隨著我國紡織出口產量的增長勢必帶來廢水量的增加。
印染廢水由染整工序中排出的助劑、染料、漿料等組成，毒性不大。造成印染廢水色度的是排放出的染料，印染加工過程中約有10%～20%的染料隨廢水排出，廢水中的染料能吸收光線，降低水體透明度，對水生生物和微生物造成影響，不利于水體自凈，同時造成視覺上的污染，嚴重的會影響人體健康。而且隨著花色品種的增加，染整工藝不斷更新，其中某些工藝導致了污染的加重。如近年來風行的堿減量工藝，由于纖維中大量的對苯二甲酸被溶出，導致COD含量大幅增加，其廢水中COD可達20000～80000mg/L；同樣原理，海島絲工藝的廢水中COD高達20000～100000 mg/L。這些新工藝的采用為印染廢水的處理增加了難度。有些企業環保設施質量差，更輕視運營管理。由于企業不愿對治污設施合理投入，使得一些污水處理設施在設計、施工等方面質量低劣，工藝流程短，設備性能差。廢水處理是一項技術含量高的系統工程，從設計、施工、設備選型、調試到生產運營各個環節均需專業知識和嚴格規范，并且要在生產過程中根據水質的變化情況隨時進行調整，需專門的技術人員執業。但由于企業對此不重視，所以在技術人員的配備上基本空缺，更缺乏應有的培訓和管理。因此，印染廢水處理行業亟需正規專業的環保公司，以科學發展觀為指導，全面推行印染行業的運營管理技術，提高我國印染水處理的總體水平。
山東德利環保工程有限公司（原煙臺德利環保工程有限公司），在環境污染治理及市政及設備安裝領域已有近20年歷史。公司在多年的工程設計和實際運行中，根據印染廢水的特點——污染物濃度高、色度高、PH值變化范圍大等特點，開發出適合此類廢水處理、具有自身特點的好氧處理工藝——生物接觸氧化法。于2001年率先以BOT (Build – Operate - Transfer)方式承建了煙臺某紡織印染廢水處理工程，日處理水量2500 m3。
1 工程概況
1.1 水質水量
依據煙臺某紡織印染公司提供的數據及當地環保部門的要求，處理后出水達到國家《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287-92)中規定的二級排放標準。其進出水水質指標見表1。
1.2 處理工藝
由于紡織印染行業廢水水質水量變化大，因而系統具有較高的抗沖擊能力。該廢 水處理工程采用物化處理與生化處理相結合的工藝。工藝流程如圖1所示。
1.3 工藝說明
生產廢水經過粗、細兩道格柵，截留較大的懸浮物或漂浮物，如纖維、塑料制品等，以便減輕后續處理構筑物的處理負荷，再進入沉砂池中，去除比重較大的無機顆粒，如泥砂等雜質。進入中和反應池，在此加入酸調節廢水的pH值至中性。進入調節預曝池，在此調節水量、均化水質，池底設穿孔管通入空氣進行攪拌，使廢水充分混合，避免懸浮物沉淀，還可起到預曝氣的作用。出水進入氣浮池，在此加入絮凝劑、助凝劑，去除大部分懸浮物及色度，氣浮浮渣排入污泥濃縮池。出水進入水解酸化池，廢水在此利用厭氧產酸菌的作用，將大分子和不易降解的有機物降解為易于降解的小分子有機物，提高廢水的可生化性和溶解性，提高了廢水中溶解性的BOD與COD的比值，以利于后續好氧生物處理。出水進入生物接觸氧化池。生物接觸氧化池采用多段法處理工藝，在池內充填組合式生物填料，通入空氣進行曝氣，向微生物提供所需的氧，并起到攪拌與混合的作用，已經充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經填料，在填料上布滿生物膜，污水與生物膜充分接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機污染物得到去除，污水得到凈化。其基本構造如圖2。出水進入沉淀池，廢水在此進行泥水分離，從填料上脫落的生物膜，在這里形成污泥排出系統，澄清水達標排放。
氣浮池產生的浮渣、水解酸化池產生的污泥、沉淀池產生的污泥排入污泥濃縮池，污泥在此濃縮，以減小污泥體積，便于后續處理，降低投資運行成本。濃縮后的污泥由泵送入污泥脫水機脫水干化，干泥外運；濃縮池上清液返回調節池重新處理。
1.4 技術經濟分析
該工程運行成本含電費、人工費、藥劑費、自來水費，合計1.481元/噸廢水。
該工程主要技術經濟指標見表2。
1.5 主要設備
整個處理系統主要包括格柵沉砂池、調節預曝池、過濾水池、反沖洗水池、兼氧池、好氧池、二沉池、污泥濃縮池、污泥回流池等，與之配套的設備依次有粗細格柵、潛污泵、氣浮機、溶氣罐、空壓機、加藥系統、鼓風機、微孔曝氣器、刮泥機、過濾泵、活性炭過濾器、石英砂過濾罐、反沖洗泵、污泥脫水機、濾布沖洗水泵、污泥泵等。
2 運營管理
運行管理按三班運行，設置操作人員6人，含化驗員1人，站長1人，整個系統可實現全自動和手動運行，達到室內操作和現場操作相結合。
在五年的運行管理中，廢水處理系統運行結果良好，各項指標均達到或優于國家《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287-92)中規定的二級排放標準，去除率均達到80%以上。污水處理設施正常運行1800多天，累計處理廢水363萬噸，設施正常運轉率達98%以上，廢水排放達標率達95%以上，每年可減少向環境排放CODcr達930多噸，減輕了對環境的污染，保護了環境，取得了顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。
廢水處理站具體運行數據如表3：
總結五年的運行經驗，要運營管理好一個污水處理工程,必須要有一個專業化的運營管理隊伍，要有一個具備高度責任心的調試隊伍，要有一個堅強的技術服務隊伍，還要有政府與排污企業的積極配合。具體有以下幾點：
（1）積極與政府和企業搞好溝通，引導企業全面推行清潔生產
推行清潔生產是從源頭上治理污染的根本舉措。由于紡織印染行業廢水堿度高，減少其使用原料的浪費是降低pH值的有利措施。由此建議排污企業制定具體措施并落實到具體班組，堵塞跑、冒、滴、漏現象，使廢水中pH值由12～13降為9～10，使企業節省了資金，減輕了污染負荷。同時由于廢水pH值較高，每天需用HCl中和pH值，在當地環保部門的支持下，與酸洗場形成聯合，將其20%的廢酸運至污水站，即節省酸的用量，又減少了污染，降低了污水站的運行費用。
（2）建立一支高效、專業化的運營管理隊伍
在2004年12月份，隨著環境溫度的變低，好氧池中出現一種蜘蛛狀蟲，它大面積破壞生物膜致使生物膜嚴重脫落，COD不能充分降解，出水水質變差，該蟲繁殖迅速，破壞力驚人，通過認真調查、精心研討，發現其生存條件為：溫度＜15℃，DO值高于4～5 mg/L，CODcr值介于200～300 mg/L之間時，4～10天即可大面積繁殖。當DO值介于1～2 mg/L時，蜘蛛狀蟲繁殖受到抑制。針對此情況，提高進水溫度，使之控制在35℃左右，進入污水站中大約25℃左右，鼓風機原來2臺運行，現在調整為1臺運行，好氧池中加入面粉、復合肥等，提高其養分。經過兩周培養，生物膜得到恢復，蜘蛛狀蟲也逐漸消失。
（3）組建一支技術力量雄厚、專業水平精良的技術服務隊伍
技術是企業持續發展的動力支持。沒有一支技術過硬的服務隊伍，勢必會阻礙企業的發展，使企業難以立足。因此應注重選用具有刻苦鉆研、勇于創新的專業技術人員到技術服務隊伍中去，注重提高技術人員的專業技術水平，開擴視野，拓展知識面，提高解決實際問題的能力。
（4）組建一支專業水平高、責任心強的調試隊伍
調試人員的調試技能的高低、責任心的強弱直接影響著污水站的運行管理。因此應注重選用具有專業知識和技能的人員到污水站，同時逐步培養和提高其專業技術水平，加強其工作責任心，使污水站的運行水平持續提高。
（5）建立設備齊全、檢測手段完善的檢測系統
建立日常運行檢測記錄，控制好運行參數，按時監測各項指標，及時調整運行數據是保證污水處理系統正常運行、達標排放的根本措施。
化驗室水質分析是污水站正常運營管理的前提。污水站應設立專門的化驗室，對指導廢水處理站的正常運行和控制水質處理達標起重要作用。在調試過程中，調試人員要經常觀察生物相，分析系統運行情況，及時總結經驗；同時還要經常測定pH值、溶解氧、溫度值，尋找微生物最適宜的生存條件，控制運行參數，這些沒有完善的檢測系統是無法做到的。
（6）建立完善的設備日常運行、維護、保養制度
首先在設備選型上就注重選用質量可靠、運行穩定的設備，其次注重日常維護、保養，建立設備日常運行記錄。運營人員每天都仔細聽、看、察各設備的運行狀況，按時紀錄，有問題及時發現，及時維護，從源頭上減少了設備產生大故障的可能性，降低了維修費用。
3 結論和建議
在五年的運行管理中，通過不斷總結經驗，逐漸提高運營管理水平，提高專業技術水平，提高對外服務水平，使污水站的運營管理走上了新臺階。通過采用氣浮+水解酸化+接觸氧化處理工藝處理印染廢水，可以提高污水的可生化性和溶解性，運行效果穩定，在水質水量變化較大時，具有較好的耐沖擊性。
采用BOT方式運行管理污水處理廠，可以吸收社會資金投入到環保行業中來，減輕政府負擔。污水處理廠內部的運行管理具有健全的管理措施，有利于節約資金，降低運行成本，提高效率，有利于污水處理廠的正常運行。采用本技術，日節約自來水80t，年節約水費可達4.8萬元，經過處理后水質達標排放，每年減少污水排放900000t，年削減CODcr近930t，減輕了環境污染，保護環境。2004年10月，果汁生產廢水和印染廢水處理兩項工程被評為“2004年國家重點環境保護實用技術示范工程”。
“十一五”發展規劃把資源和生態環境放在更加突出的位置，該項運行管理技術具有投資少、便于操作、便于維修，動力和運行費用低、易于管理等特點，在節省水費的同時，還減少了治理污染的投資。非常適合我國國情，通過推廣應用該管理運行技術，對建設“資源節約型、環境友好型社會”及全面推行清潔生產具有非常重要的意義，可實現經濟和社會的可持續發展，推動環保產業發展及技術進步。
參考文獻
[1] 張自杰，林榮沈，金儒霖. 《排水工程》.北京: 中國建筑工業出版社出版, 2005年7月 241～244.
[2] 武江津，王凱軍，丁庭華等. 《三廢處理工程技術手冊—廢水卷》.化學工業出版社, 2000年10月597～602.
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