印染廢水處理工藝詳細介紹分析
印染廢水主要是各類紡織印染加工企業過程中產生的廢水，具有高濃度、高色度、高PH值、難降解、多變化五大特征。常用的印染廢水傳統治理和回用工藝存在工藝流程長、運行成本較高，出水水質難達標（寧波部分企業要求CODcr≤60 mg/L）、不穩定等缺點。通過對某印染企業水處理工藝進行簡單分析，提出混凝反應+水解酸化+MBR 為主體的廢水處理工藝，出水通過“活性炭吸附+ RO膜”再生，根據企業不同環節的用水需求，進行分質分流回用，達到了良好的效果。詳情如下：
1.1 印染水來源及特點分析
以針織印染企業產生的廢水為例， 其廢水排放量達2 500m3/d。該企業廢水來源主要為該公司的染色車間，染色車間主要進行全棉染色、滌棉染色和全棉、滌棉的漂白，廢水主要來自染色、清洗等加工工序。污染物按來源可分為兩類：一類來自產品本身的夾帶物； 另一類是加工染色過程中剩余染料、化學助劑等。該企業所用的染料主要為活性染料和分散染料；助劑包括螯合劑、滲透劑、皂洗劑、冰醋酸、保險粉、雙氧水等。
廢水具有以下水質特征：a.各工段廢水間歇式排放；b.水量、水質波動大；c.成份復雜，有機物濃度大，色度高：形成色度和造成有機物含量高的主要因素是，染色過程中染料和有機污染物滲入水中所致；d.水溫較高，進水水溫有時可達70 ℃以上；e.從下表可看出，BOD5 /COD 平均值為0.281， 廢水可生化性較差。
1.2 設計進出水水質
根據《關于寧波市印染行業環境整治及規范發展規定》（2010 年6 月23 日）的要求，該企業廢水不能納管， 則排放指標按CODcr≤60 mg/L、色度≤40 倍執行，廢水重復利用率達到50 %以上。其他指標應符合《紡織染整工業水污染物排放標準》（GB4287-2012）中的一級標準。
1.3 工藝流程、主要構筑物及設備
1.3.1 工藝流程
采用“混凝沉淀+水解酸化+MBR 膜生物反應器”為主體的廢水處理工藝，出水通過“活性炭過濾吸附塔+ RO 膜”系統進行分質回用，具體流程圖如下：
1.3.2 主要構筑物及設備
格柵/熱交換池。在熱交換池前設置機械格柵，廢水經細格柵進入熱交換池，去除廢水各種布條，線頭等等固體顆粒物質，防止提升泵堵塞。細格柵采用回轉式格柵除污機， 單機寬度800 mm，柵條間距2 mm。由于該企業染色、預縮設備都是高溫高壓印染， 有時排放廢水水溫達到近80 ℃，故設置熱交換池，并放置1 臺羅旋管式熱交換器，熱交換面積為100 m2， 對水體降溫并保證后續生化系統能正常運行，并對用水進行加溫，運行結果表明， 可將20 ℃左右的用水加熱到50℃。
調節池（2 500 t/d）。廢水經熱交換池后流入調節池，主要進行調節水質水量，并進一步降低水溫到室外氣溫狀態。數量1 座，鋼筋混凝土結構，地下式結構，HRT=12 h，自吸泵2 臺(1 用1 備)，同時設置穿孔管進行預曝氣， 預曝強度1.5 m3/h.m3（池容）。
混凝沉淀池（2 500 t/d）。調節池水泵出水進入混凝反應池并投加絮凝劑如PAC聚合氯化鋁或者PFS聚合硫酸鐵或者硫酸鋁等，然后搭配使用助凝劑PAM聚丙烯酰胺進一步固液分離沉降，還可使用脫色劑等，使廢水中各種懸浮顆粒相互接觸碰撞形成較大絮體后，進入沉淀池進行泥水分離并脫色。混凝反應池設置三格，利用攪拌機進行攪拌反應，有效水力停留時間HRT=0.5 h；沉淀池采用輻流式，中間進水排泥，周邊排水。由于印染廢水污泥較多，為保證泥水分離效果，沉淀池表面負荷為0.5 m3/(m2.h),有效沉淀時間5 h， 采用半橋式周邊傳動刮泥機，周邊線速度2 m/min，電機功率1.5 KW；出水三角堰的負荷為1.5 L/s·m；鋼筋混凝土結構，半地下式結構，數量1 座。
水解酸化池（2 500 t/d）。混凝沉淀池的出水進入到水解酸化池， 水解酸化池可使固體有機物質降解為溶解性物質， 大分子有機物質降解為小分子物質， 部分碳水化合物等有機物降解為有機酸，主要是乙酸、丁酸和丙酸等。印染廢水經過水解酸化池后可以提高其可生化性，降低污水的pH值，降低廢水難物化降解的色度，減少污泥產量，為后續好氧生物處理創造有利條件。同時在池體設置立體彈性填料以提高整個系統對有機物和色度的去除效果。水解酸化池HRT=14 h，數量1座，鋼筋混凝土結構，半地下式結構。
MBR 膜生物反應系統（3 000 t/d）。水解酸化池出水進入到MBR 膜生物反應系統，MBR 膜生物反應器： 主要是利用好氧微生物與膜過濾相結合的高新技術來除去污水中的有機污染物以及其它污染物，以達到出水水質優于排放水質標準，并為回用水提供良好的水源。MBR 膜生物反應系統：主要由膜組件、膜機架、抽吸泵和鼓風機、PLC自控系統以及相應清洗加藥系統組成。膜組件型號為平板膜RGE-150，膜孔徑0.1 um，單片膜面積1.5 m2/片， 單片膜尺寸：490*1750*7 mm, 單片膜產水量：600 L-800 L/片. 天， 膜總數量4 000片，每組為200 片，每組不銹鋼模架尺寸：3.1 m(L)×0.6 m(W)×2.6 m(H)， 共20 組； 抽吸泵流量150m3/h，兩用一備；鼓風機型號為SSR150，風量22.2m3/min，功率18.5 KW，三用兩備。
活性炭過濾器（2 000 t/d）。MBR 出水部分進入到標準排放口進行達標排放， 部分進入到回用系統，進行分質分流回用，為更好提高回用水質，并為RO 膜系統提供保護作用， 特設置活性炭過濾器。活性炭過濾器主要是吸附廢水中一些剩余的有機物和色度等其它污染物， 盡量降低RO 膜進水污染物濃度，延長RO 膜使用壽命。活性炭過濾器采用Φ2.5 m×4.2 m， 兩組并聯運行， 過濾速度：8-10 m/h， 碳床采用高1.2 m 的5-20 目椰殼活性炭。
RO膜反滲透系統。主要利用RO 膜元件進行物理方法除鹽。通過高壓泵提供除鹽的動力, 利用RO 膜除去水中98 %以上的無機離子和有機物,保證出水滿足企業各個工藝用水， 出水部分指標可達到飲用水標準。本工程采用抗污染型RO 膜，該膜表面因特殊配方和工藝的涂層技術而擁有明顯抗污染性。
RO系統：主要由RO 膜元件、多級離心泵、立式泵、加藥系統、精密過濾器和PLC 自控系統等組成。本工程RO 系統分兩組，單組處理能力為35 m3/h， 并聯運行， 膜元件型號為陶氏BW-30-365FR（有效膜面積為365 平方英尺（34 平方米），產水率70 ％，脫鹽率99.5 ％），共72 支，每組36支；玻璃鋼膜殼R8040C30S-6W 12 支，不銹鋼保安過濾器1 000×5 μ×16 芯，兩套，不銹鋼高壓泵型號：CR64-6 流量：40 m3/h,揚程：140 米H2O 柱,功率22 kw，共兩臺。
其它系統。主要為污泥濃縮池脫水系統，加藥系統，羅茨風機曝氣系統，電控系統，管理房等。
系統運行效果分析
2.1 格柵池、熱交換池、調節池
由于采用了機械細格柵有效避免了泵和管道堵塞現象， 同時也未發生調節池堆積大量固體污染物現象。車間排水的水溫日平均溫度基本達到50℃左右，通過熱交換器之后一般能降低30 ℃左右，然后通過調節池的自然降溫，水溫在25 ℃左右達到常溫，能保證后續生化系統運行。同時調節池底部設置曝氣穿孔管采用空氣攪拌進行調節，減少因間隙排放時水質、水量的大幅度波動對后續處理帶來的影響。從表3 可看出基本達到了設計要求。
2.2 混凝沉淀池
調節池出水泵入混凝反應池，混凝反應池分三格，第一格投加PH 調節劑和300 mg/l 的絮凝劑，第二格投加100 mg/l 專用脫色劑，第三格投加5 mg/l PAM聚丙烯酰胺助凝劑，其中PH 調節劑是利用PH 表在線裝置自動投加，其它藥劑采用自動計量泵投加，投加量是根據日常調試確定的最佳投加量。由于本工程沉淀池表面負荷設計較低，可看出保證很高的污染物去除率，達到了設計要求，為后續的生化處理創造了很好的條件。
2.3 水解酸化、MBR 膜生物反應器單元
廢水進入水解酸化池后， 主要利用水解酸化菌改善廢水中難降解有機物的可生化性， 為后續MBR 膜生物反應器處理工藝創造條件。水解酸化處理池各污染物出水平均含量和去除率如表5 所示，從結果可看出各污染物均得到了一定的去除，色度也得到了大幅度去除說明水解酸化過程使染料分子結構發生改變（開環、斷鍵、基團取代和還原等）， 從而使染料廢水的組分也相應地發生變化。同時SS 升高主要是水解酸化池部分污泥隨著水流進入到后續MBR 膜生物反應器。
MBR 膜生物反應器出水各污染物平均含量均優于排放標準。主要是由于MBR膜生物反應器保持了非常高的污泥濃度， 其MLSS 在1 000 mg/L～2 000 mg/L 比傳統的活性污泥法與生物接觸氧化法高3 倍左右， 保證系統始終處于高效運行狀態， 并結合超微濾膜的過濾效果使得CODcr、BOD5和SS 的去除率達到80 %以上，保證了出水能穩定達標排放。
2.4 回用水處理系統
回用水水質狀況主要看RO 膜反滲透系統對MBR 膜出水中的各種有機物ODcr、色度和含鹽量（電導率）的截留作用，如下所示：
2.4.1 CODcr 和色度
MBR 出水與RO 系統運行8 周出水的CODcr 和色度的變化。由圖可見，當MBR 出水CODcr 穩定在60 mg/l 以下，色度最大值為38 倍，RO 系統出水CODcr 最高值為8 mg/l,色度最大值為4 倍。因此可看出RO 系統對COD，色度的截留作用顯著， 出水遠遠優于表3 的的回用水質要求。
2.4.2 電導率
電導率是反應廢水中鹽含量高低的一個指標，其除去率是反應RO 的截留作用是否良好，系統是否正常運行的最重要參照指標。MBR 出水電導率在1 354 μS/cm -1 834 μS/cm ，RO 膜出水電導率在36-66 μS/cm 遠小于飲用水（自來水電導率在150 μS/cm 左右），去除率達到96.5 %以上， 表明RO 系統對離子的截留作用顯著，系統出水滿足回用水要求。
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