高浓印染废水提标改造工程实例
中国是纺织大国，纺织印染废水占了工业废水排放量的35%[1]。印染废水具有水质水量变化大、一般呈碱性、色度高、可生化性差、难降解等特点[2-6]。嘉兴市某印染企业产品中，浅色布产品约占30%、深色布产品约占70%。该公司原污水收集处理达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)3级后进入园区管网，由园区污水厂进行深度处理。随着企业的发展和《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4278-2012)在2015年的全面实施[7-8]，该企业原有的污水处理系统已无法确保处理水达标排放。故该企业对污水处理站进行改造升级，达到GB4278-2012的间接排放标准。
本文介绍了该公司1500m3/d高浓度废水处理工艺流程及主要构筑物参数，以期为同类型废水排放企业提供工程设计经验。
1废水来源和水质水量概况
1.1高浓度废水的主要来源
印染车间的高浓度废水主要来源于四股废水：
(1)坯布碱减量废水。碱减量废水主要含有从化纤脱落下来的浆料、半纤维素等，具有CODCr浓度高、碱性大(现场取水样pH>12)的特点，较难处理。目前，采用加酸调整pH后，酸析、压滤处理。
(2)烂花废水。烂花废水同样具有碱性大(现场取水样pH>12)、浓度高的特点。
(3)深色印染高温废水(水温>45℃)。在染色漂洗过程中，部分染料(10%~30%)进入染色废水中，浓度较高。
(4)一次绳状机废水。该四股高浓度废水含有较多的难以降解的有机物，具有pH高且波动范围大、色度高、难生化物质含量高的特点，处理难度较大。
1.2设计进出水量、水质
根据该企业的实际情况，企业产生的废水(进出水水质见表1)经厂内废水处理站处理后排入园区废水管网，执行GB4278-2012间接排放标准，再由园区污水厂进行深度处理。
2设计工艺流程及参数
2.1改造前工艺流程
公司污水处理站现有碱减量废水处理装置及综合调节池一座。印染车间碱减量废水单独收集后，调整pH、经板框压滤机压滤处理，泥饼外运处置，滤液排入综合废水调节池。印染车间综合废水排入综合废水调节池，与预处理后的碱减量废水混合处理后外排至市政管网，工艺流程如下：
2.2改造后工艺流程
改造后印染废水处理工艺流程如下：
高浓度印染废水自车间收集后经格栅去除大颗粒漂浮物后进入废水集水池(碱减量废水收集池)改造，再通过水泵提升至调节池。调节池内设穿孔曝气管，废水在调节池均和水质、调节水量后通过水泵提升至初沉池。初沉池内加入混凝剂和助凝剂，通过化学反应和物理沉降，去除部分废水中的悬浮物和部分有机物、色度等，出水自动流入生化处理池。生化池由水解酸化池和缺氧池、好氧池组成，通过微生物的分解，将废水中的有机物、色度等污染物予以降解、去除，生化池出水自流进入混凝沉淀池。混凝沉淀池通过物理沉降将生化出水混合液中的活性污泥沉降下来，同时，进一步降低胶体等有机物，上清液即可达到纳管标准排入市政管网。
初沉池沉淀的污泥、混凝沉淀池的剩余污泥通过污泥泵送至污泥池储存，最终经机械脱水后成为泥饼，外运处置，脱水机滤液回流至集水池循环处理。
2.3主要构筑物及参数
2.3.1改造前主要构筑物
废水调节池：地下钢砼结构，尺寸19.5m×9.3m×2.2m，有效水深1.7m，有效容积308m3，水利停留时间5h。配套设备为潜污泵2台(一用一备)。碱减量废水收集池1：地下钢砼结构，尺寸12m×9.3m×2.1m，有效水深1.7m，有效容积190m3。碱减量废水收集池2：地下钢砼结构，尺寸2.8m×9.3m×2.1m，有效水深1.7m，有效容积44m3。pH调节池：下钢砼结构，尺寸1.95m×1.95m×1m，有效水深0.9m。板框压滤机：型号BAS60/635-25，暗流式。配套设备：一台砂浆泵。
2.3.2改造后主要构筑物
废水集水池：利用原有综合废水调节池。
新建组合池：由高浓度废水调节池、混凝初沉池、
水解酸化池、好氧池、混凝沉池、污泥池组成。地上钢砼结构，尺寸32.5m×20.0m×5.5m。
(1)高浓度废水调节池，工艺尺寸15m×7m×5.5m×+5m×6.5m×5.5m，有效水深5.0m，有效容积675m3，停留时间10.8h，主要功能：均和水质、调节水量、废水收集和提升。配套设备为2台高浓度废水提升泵和穿孔曝气管。
(2)初沉池，工艺尺寸7.0m×10.0m×5.5m，有效水深5.1m，表面负荷1.0m3(/m2˙h);主要功能：降低废水中的SS、COD以及色度，提高废水可生化性。配套设备为两台(一用一备)污泥泵，斜管及支架，出水溢流堰及挡渣板一套。附属设施：混凝反应池，废水调节pH，并且与混凝剂、助凝剂充分反应。工艺尺寸2.0m×6.5m×5.5m(分三格，快混一格、慢混两格)，有效水深3.5m，采用硫酸亚铁作为混凝剂、聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂，pH=8.0~8.5，反应时间45min。配套设备为框式反应搅拌机3台，搅拌速度分别为20r/min、10r/min、5r/min。
水解酸化池：工艺尺寸9.0m×7.0m×5.5m+4.5m×13.0m×5.5m，有效水深5.00m，有效容积540m3，停留时间8.6h。配套设备为生物组合填料和三台潜水搅拌机。主要功能：废水在缺氧状态下进行水解酸化，将废水中的大分子有机物分解为小分子，提高废水可生化性，降低废水中的大部分色度以及少量COD。
A/O池：工艺尺寸9.0m×19.8m×5.5m，有效水深4.9m，有效容积873m3，污泥负荷为0.41kgCODCr/kgMLSS/d，停留时间14h。主要功能：经水解酸化的废水在缺氧状态下与好氧段(O池)回流的污泥充分接触、混合，在微生物的作用下进行有机物矿化反应。
二沉池：工艺尺寸6.5m?.5m?.5m，两座，有效水深4.8m，表面负荷：0.75m3/(m2穐)，配套设备为两台(一用一备)污泥回流泵和出水溢流堰及挡渣板。
污泥池：工艺尺寸5.0m?.0m?.5m，有效水深4.00m，有效容积80m3，主要功能：污泥贮存。配套设备为一台污泥搅拌机和两台污泥螺杆泵。
3工程调试及处理效果
3.1工程调试
生化段初期，接种污泥取自园区水处理厂的剩余污泥，接种质量为8t，含水率80%。闷曝3d后，间歇方式进水，经过15d后，改用连续进水方式调试，并通过逐步增加进水流量的方式提高负荷。经过20d的运行，反应器的运行负荷达到设计要求。20d后，好氧池污泥呈茶褐色，泥水界面清晰，上清液较清澈，污泥质量浓度4500mg/L，污泥沉降比约为30%，镜检发现存在大量的菌胶团、累枝虫、钟虫及极少量线虫，且出水水质较稳定。通过污泥性状、生物相及出水水质判断处理系统运行良好，系统接种驯化完成并进入稳定运行阶段，即工程生化段驯化50d天后基本达到稳定。
3.2稳定期运行效果
采用升级改造的“水解酸化+AO处理+混凝沉淀”处理工艺后，整体工程经过3个月调试后稳定运行，一年来，出水指标均正常，符合《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4278-2012)间接排放标准。各单元出水典型检测数据见表2。
4工程投资和经济效益分析
4.1工程投资
工程投资见表3。
4.2技术经济分析
该高浓度印染废水处理工程，电费为1061元/d，即0.71元/m3废水;药剂为阴离子PAM4kg/d、PAC固体粉剂100kg/d、阳离子PAM1kg/d，药剂费合计269元/d，即0.18元/m3废水;废水处理站操作人员4人，按人工工资25000元/a计，则人工费为274元/d，即0.18元/m3废水;水费为25元/d，即0.01元/m3废水;日常维修费约0.04元/m3废水。稳定后，运行费用为1.12元/m3废水，日运行费用1680元，年运行费用为50.40万元(按全年运行300d计)。
5结论
(1)1500t/d高浓度印染废水经“水解酸化+AO处理+混凝沉淀”改造提升后，处理效果良好，出水指标达到GB4278-2012间接排放标准。
(2)1500t/d高浓度印染废水工程改造投资313.77万元，稳定后运行费用1.12元/m3废水，日运行费用为1680元，年运行费用为50.40万元(按全年运行300d计)。
(3)为了更好地节约用水和处理成本，建议该厂将产生的低浓印染废水进行处理并回用于生产。