臭氧BAF用于印染废水处理的成功实践研究

　　1 工程概况
　　该项目污水主要来源于企业生产的梭织染纱、针织染纱、染棉、后整理工序和洗水车间及少量生活污水。2012 年实施新标准要求出水CODcr 小于80mg/L 后处理厂可能出现超标风险。鉴于上述情况，拟对现有污水厂进行提标设计，根据目前的实际处理水量，要求设计处理能力为25000m3/d。考虑到后续国家排放标准提高的可能性及出水达标的稳定性、安全性，拟改造后的处理系统具备最终出水CODcr 稳定在60mg/L 及以下的能力，同时在排放标准允许的情况下通过调整运行参数也可使出水CODcr 稳定在80mg/L 以下，从而降低运行费用，达到经济性最佳的运营状况。
　　2 工艺流程
　　2.1 印染废水成分分析
　　印染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团( 如：-C=C-、-N=N-、-N=O=、=C=O 等) 及极性基团( 如：-SO3Na、-OH、-NH2), 含少量亲水基团但分子量很大或完全不含亲水基团的染料分子，在水中常以胶体形式存在[1], 属于较难处理的废水。目前常规采用物化+ 生化的处理工艺勉强可满足旧标准的要求，CODcr基本能稳定在100 mg/l 左右。但按新标准要求CODcr 稳定在60 mg/l 以下需要进一步处理。
　　2.2 印染废水深度处理难点分析
　　印染废水中含有大量难生物降解有机物，深度处理中，如何进一步去除水中CODcr 是关键，首先必须提高废水的可生化性，再通过深度处理工艺使出水水质达标。目前，国内外仍采用以生物法为主、化学法或物理法为辅的组合处理方法。但这些技术均存在一些不足之处，且技术投资、运行费较高，企业不易接受。
　　2.3 进出水各项指标(单位：mg/L)
　　化学需氧(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮物、色度(稀释倍数)、氨氮、总磷进水分别为：120、25、60、40、10、0.5;出水分别为：60、15、20、30、8、0.5。
　　2.4 处理系统工艺流程
　　原系统二沉池出水 调节池 泵 高效沉淀池 臭氧接触催化池 曝气生物滤池 砂滤罐 清水池 重力流入原系统排江水池
　　系统产生的污泥 剩余污泥泵 原系统初沉池
　　3 主要构筑物及设备
　　3.1 高效沉淀池单元
　　设置目的：去除水中悬浮物、降低进水CODcr。工作原理：在混合反应区内靠搅拌器的提升作用完成泥渣、药剂、原水的快速凝聚反应，然后经叶轮提升至推流反应区进行慢速絮凝反应，以结成较大的絮凝体，再进入斜管沉淀区进行分离。澄清水通过集水槽收集进入后续处理构筑物，沉淀物通过刮泥机刮到泥斗中，经容积式循环泵提升将部分污泥送至反应池进水管，剩余污泥排放。
　　建筑结构： 数量：2 座混 合 区 净 尺 寸：2.5m2.5m6.0m，水力停留时间3.9min絮凝区净尺寸：4.5m10.0m 澄清区净尺寸：10.0m10.0m6.0m，斜管区上升流速11.40m/s。主要设备配置：斜管：158m2，斜长L=1300mm，直径80mm，60 混合区搅拌器：2 台，N=4.0KW，搅拌器直径1.25m;絮凝区搅拌器：4 台，N=0.75KW，搅拌器直径2.25m;配套导流筒;污泥浓缩机：2 台，10.06.0m，N=0.55KW;回流污泥泵：3 台(2 用1 库备)，Q=27m3/h，H=10m，N=7.5KW。
　　3.2 臭氧氧化单元
　　设置目的：设置臭氧系统主要用于去除部分CODcr 和SS，并同时提高废水的可生化性。臭氧系统选择3 套单台制备能力为25kg/h 臭氧设备，2 用1 备。
　　配置气源控制系统，内循环冷却水系统，投加系统、尾气破坏系统及配套的自动控制(PLC)、检测仪器等。使用合格氧气气源，经在线露点仪监测后，分别进入每台臭氧发生器，经粉尘过滤器过滤气体中的杂质颗粒后，再经调压阀调压稳压、压力监测后进入臭氧发生室。臭氧发生器进气管路上设计了安全阀，当系统压力超过设计值后开启，以保证系统工作安全。在臭氧发生室内的中频高压电场内，部分氧气变成臭氧，产品气体为臭氧化气体，经压力、温度检测，自动调节阀后排出。3台臭氧出气汇到一条主管道后通向投加臭氧接触池。
　　建构筑物：臭氧接触池：1 座，分2 格，全地上式钢筋砼结构。规格尺寸： 27.510.48.0m 臭氧发生器间：1 座，框架结构; 规格尺寸：25.010.56.0m 主要设备：1) 进口臭氧发生器：2 台，单台产气量25kg/h，氧气源;2) 国产臭氧发生器：1台，单台产气量25kg/h，氧气源;3) 循环冷却系统螺杆冷水机组：1 台，配套用冷却塔： 1 台保温水箱：1 台，5m3，不锈钢SS304 材质;4) 氮气补加及仪表风系统;因补氮需气量很小，但风的清洁度要求高，故与仪表用风共同选用一套;无油式仪表风制备系统。空气压缩机类型：静音无油螺杆空压机台数：2 台;5) 投加曝气系统臭氧扩散装置;数量： 2 套;扩散器类型：微孔曝气;膜板、外壳材料：DN150 钛板+ 不锈钢;曝气量：2-6 m3/h(每一个);外形形状：板式;6) 尾气系统臭氧尾气破坏器;数量： 2 套;型号：按氧气源25kg/h 配置;类型：加热催化。
　　3.3 曝气生物滤池单元
　　设置目的：经臭氧氧化后，水中难生物降解得长链、大分子有机物转化为较小且可生物降解的有机物，同时臭氧还增加了水中的溶解氧含量，上述两种因素都有利于好氧菌的生长繁殖，所以臭氧工艺与曝气生物滤池结合在一起，能取得满意的处理效果。曝气生物滤池同时具有生物氧化降解和过滤的作用，因而可获得高品质的出水水质，其出水可满足排放标准的要求。对工业废水，即使在可生化性不强的情况下，曝气生物滤池处理效果也优于一般的工艺，因为曝气生物滤池处理有机物不仅依赖于生物氧化，还存在显著的生物吸附和过滤作用，不仅可去除粒径较大的污染物，还可吸附去除一些可生化性不强的物质。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS 很低，一般不超过20mg/l，出水非常清澈透明;因不断的反冲洗，生物膜得以有效更新，表现为生物膜较薄(一般为110微米左右)，活性很高。高活性的生物膜不仅体现在生物氧化、降解方面，更表现为生物絮凝、吸附作用。对一些难降解的物质，可将其吸附、截留在池中，得以去除。
　　建构筑物：曝气生物滤池：8 座，半地上式钢筋砼结构;规格尺寸：9.68.0有效水深：6.0m;主要设备：陶粒滤料：1966m3，粒径3-5mm ;长柄滤头：22680 套，ABS 材质;滤料拦截装置：8 套，UPVC 材质;滤料切割装置：8 套，不锈钢材质;曝气风机：10 台(2 台库备)，罗茨，Q=10.64m3/min，P=68.6KPa，N=22Kw;反洗风机：2 台(1 用1 备)，罗茨，Q=27.64m3/min，P=68.6KPa，N=55Kw。
　　4 运行效果
　　通过一段时间运行，实际来水量约为24000 吨/ 天。
　　5 经济分析
　　通过运营期间测得数据，液氧消耗约为：0.20-0.34 元/ 吨，电耗约为：0.21-0.35 元/ 吨，吨水消耗约为：0.51-0.84 元，符合各项经济技术指标。
　　6 结论
　　采用该工艺, 出水各项指标均能达到纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-2012)中表3 直接排放的出水水质要求。