印染废水臭氧处理工程实例

王康康，徐泰川，来东奇

（1.浙江绿源环保科技有限公司，浙江杭州 310000；2.杭州恒美环保设备有限公司，浙江杭州 311200）

印染废水的水质水量波动大，有机物污染浓度高、色度深，属于难处理工业废水。同时，印染行业废水排放为全国工业部门废水排放量的第2 位、污染物排放量的第4 位。近年来，随着国家对节能减排的重视以及排放标准的日趋严格，印染企业越来越重视清洁生产和环境保护，臭氧氧化、芬顿工艺、活性炭吸附等末端深度处理工艺逐渐被应用于印染废水处理。

某企业采用混凝沉淀/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接触氧化/混凝沉淀的组合工艺处理印染废水。该废水处理工程于2016年初启动，2016年9月开始设备安装，2017年1月竣工进入调试运行阶段，2017年6月正式运行。监测数据表明，该工程运行效果良好，印染废水经上述组合工艺处理后达到合同要求，进入企业末端深度处理系统。

1 工程概况

嘉兴市某印染厂主要从事棉、化纤布染色、印花加工，染料品种主要为分散染料和活性染料，另有少量混纺染料、还原染料等。为适应当地的环保要求，响应国家节能减排号召，该企业投资建设了一套日处理5 000 m3印染废水的污水处理系统。污水系统设计进出水水质如表1所示。

表1 设计进水及出水水质

2 工艺设计

2.1 工艺流程

该工程采用混凝初沉/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接触氧化/混凝沉淀的工艺路线。废水处理工艺流程见图1。

图1 废水处理工艺流程

2.2 主要处理单元

（1）综合调节池1座，尺寸为20 m×30 m×5 m，有效水深4.5 m，HRT（水力停留时间）=13.0 h，为地下式钢砼结构。调节池内设置液位浮球1套，用于控制调节池液位；设置机械格栅1套，用于去除污水中的绒布、短纤等；设置穿孔曝气系统1套，用于池底曝气防止调节池底部积泥，降低调节池有效调节空间；设置离心泵2台，1用1备，单台Q=220 m3/h，H=23.5 m，P=22 kW，用于污水提升，配套引水罐和水泵变频；设置电磁流量计1套，DN200污水型，用于处理污水的计量。

（2）初沉池2 座，单座尺寸为5.5 m×26.0 m×5.0 m（含反应池），并联运行，有效水深4.5 m，q（表面负荷）=0.81 m3/(m2·h)，为地上式钢砼结构。设置初沉刮泥机2台，用于将沉淀池底部污泥刮入储泥斗中；设置加药系统2 套，含20 m3药剂桶2 只，氟塑料离心泵4台，单台Q=3 m3/h，H=25 m，P=1.5 kW，PAM 自动化药装置1 套，螺杆泵3 台，单台Q=1.2 m3/h，H=60 m，P=0.75 kW；设置出水堰板2 套，用于初沉池均匀集水；设置排泥泵4 台，单台Q=80 m3/h，H=11 m，P=4 kW，用于将沉淀池储泥斗中污泥排入污泥池。

（3）水解酸化池6座，单座尺寸为8.0 m×8.0 m×7.5 m，并联运行，有效水深7 m，HRT（停留时间）=12.9 h，为半地上式钢砼结构。设置脉冲罐6 只，配套布水系统、集水系统，用于水解酸化池内泥水搅拌；设置组合填料1 600 m3，有效长度4 m并配套填料支架，提供水解污泥附着的场所。

（4）中沉池2座，单座尺寸为5.5 m×26.0 m×5.0 m，并联运行，有效水深4.5 m，q（表面负荷）=0.73 m3/(m2·h)，为半地上式钢砼结构。设置刮泥机2台，用于将沉淀池底部污泥刮入储泥斗中；设置污泥泵4 台，单台Q=120 m3/h，H=11 m，P=5.5 kW。

（5）好氧池18座，尺寸为4 m×16 m×6 m、5 m×24 m×6 m，有效水深5.5 m，HRT（停留时间）=36 h，为半地上式钢砼结构；设置曝气盘4 200套，单套曝气量Q=2 m3/h，用于好氧池充氧及搅拌作用；设置罗茨风机2 套并配套风机变频，一用一备，单台气量Q=69 m3/min，最大压力68.6 kPa，P=132 kW；设置在线溶氧检测设备1套，用于监测好氧池末端溶解氧。

（6）二沉池2座，单座尺寸为5 m×24 m×5 m，并联运行，有效水深4.5 m；q（表面负荷）=0.87 m3/(m2·h)，为半地上式钢砼结构。设置二沉刮泥机2 台，用于将沉淀池底部污泥刮入储泥斗中；设置出水堰板1套，用于二沉池均匀集水；设置回流泵2台，单台Q=120 m3/h，H=14 m，P=7.5 kW，用于将沉淀池储泥斗中污泥回流至生化前端或排入污泥池。

（7）臭氧反应池2座，尺寸为5.0 m×5.0 m×7.5 m，有效水深7 m，HRT（停留时间）=1.6 h，为半地上式钢砼结构；设置钛合金曝气盘50套，单套曝气量Q=10 m3/h，用于释放臭氧气体。设置臭氧发生装置（空气源）1套，臭氧产量15 kg/h，用于产生污水用臭氧。进出水系统1套，采用水池上端均匀布水、水池下端均匀集水的形式。

（8）接触氧化池1座，尺寸不规则，有效水深7 m；HRT（停留时间）=3.5 h，为半地上式钢砼结构；设置曝气盘400 套，单套曝气量Q=2 m3/h，用于接触氧化池充氧及搅拌作用；设置组合填料400 m3，有效长度4 m 并配套填料支架，提供污泥附着的场所；与好氧池共用风机，同时配套在线溶解氧检测设备1套，用于监测接触氧化池末端溶解氧。

（9）终沉池2座，单座尺寸为5.5 m×26.0 m×5.0 m（含反应池），并联运行，有效水深4.5 m；q（表面负荷）=0.81 m3/(m2·h)，为半地上式钢砼结构。设置终沉池刮泥机2台，用于将沉淀池底部污泥刮入储泥斗中；设置加药系统1 套，含20 m3药剂桶1 只，氟塑料离心泵 2 台，单台Q=3 m3/h，H=25 m，P=1.5 kW，PAM 自动化药装置 1 套，螺杆泵2 台，单台Q=1.2 m3/h，H=60 m，P=0.75 kW；设置出水堰板1套，用于终沉池均匀集水；设置排泥泵2 台，单台Q=80 m3/h，H=11 m，P=4 kW，用于将沉淀池储泥斗中污泥排入污泥池。

（10）污泥池2座，单座尺寸为8 m×8 m×6 m，有效水深5.5 m，为半地上式钢砼结构。设置污泥泵2台，单台Q=100 m3/h，H=11.8 m，P=5.5 kW；设置污泥调理罐2个，单个容积30 m3；设置恒压进料泵2台，单台Q=20 m3/h，P=1.8 MPa，N=18.5 kW；设置压榨水泵及压榨水箱一套，压榨水泵Q=8 m3/h，H=160 m，P=7.5 kW；设置隔膜压滤机2 台，单台过滤面积200 m3，翻板不锈钢。

本工程污水处理系统为两层结构，上层为初沉池、水解酸化池、中沉池、部分好氧池，下层为调节池、好氧池、二沉池、臭氧反应池、接触氧化、终沉池。

3 工程处理效果及分析

本工程采用混凝初沉/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接触氧化/混凝沉淀的组合工艺，工程于2017年1月开展调试工作，并于2017年6月完成调试工作交付业主使用，至今仍稳定运行。在2017年5月15日至2017年6月1日期间，每天同步监测系统各单元进出水的pH、CODCr、色度、SS、苯胺类等水质指标，其平均值如表2所示。

由表2可见，混凝沉淀/水解酸化/好氧生化/臭氧氧化/接触氧化/混凝沉淀组合工艺的实际运行达到了预期效果。从pH可知，臭氧反应池pH的降低和接触氧化pH 的升高，侧面反映了臭氧氧化为代表的高级氧化法在反应过程中将有机物矿化分解成二氧化碳或者分解为小分子有机酸的反应过程。从色度可知，臭氧氧化工艺对印染废水末端脱色效果极佳，出水色度可接近工业水色度水平。从苯胺类数据可知，水解+好氧的组合工艺具有接近50%的苯胺类去除效率；另外，一些难以被生化降解的含苯胺类物质经过臭氧氧化工艺后可继续被生化工艺处理。

表2 各个处理单元的处理效果

由图2可知，在调试期间终沉池出水COD 始终低于设计标准（COD≤80 mg/L），充分说明了末端工艺的可靠性和稳定性。另外，在5月22、23、25日接触氧化出水已达标的情况下，应企业要求停止在终沉池投加絮凝药剂，降低了企业污水系统的运行成本，同时也反映了本系统的灵活性。

图2 调试期间末端各工艺段COD去除效果

4 技术经济分析

工程总投资1 493万元，其中设计、设备、安装、调试投资728 万元，土建投资765 万元。日处理1 m3污水需电费2.38元，药剂费0.63元，人工费0.27元，机修化验费 0.08 元，污泥处置费 1.17 元（按单吨污泥 250元/t考虑），因此，本工程运行成本合计约4.53元/m3。

5 结论

（1）本工程出水水质远低于现有国家纺织印染行业外排标准，末端处理工艺（臭氧氧化/接触氧化/混凝沉淀）适用于今后印染企业提高提标改造工程。

（2）臭氧工艺使用后，pH 明显降低，经接触氧化后又逐步回升，侧面反映了臭氧工艺将大分子有机物分解为小分子有机酸后又被生物利用的过程，说明臭氧工艺确实可以提高末端污水可生化性。

（3）针对苯胺类污染物，本工程采用了二段生化法，一段采用常规水解+好氧工艺，二段采用接触氧化工艺，辅以臭氧工艺提高苯胺类物质的生化去除效率，实现了较高的去除效率，可被其他印染企业借鉴。