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1工程概況

1.1水質(zhì)情況

江陰申港工業(yè)污染處理廠，廢水主要來源于申港工業(yè)園針織、印染企業(yè)。部分為化工、電子、機(jī)械及生活污水。其印染廢水產(chǎn)生于印染及針織過程。設(shè)計初始規(guī)模為5000m3/d，其中染整廢水4000m3/d，生活廢水500m3/d，其他工業(yè)500m3/d。其混合廢水水質(zhì)的pH7～11、COD800～1200mg/L、BOD5250～320mg/L、SS500～600mg/L、S2－15～20mg/L、色度為500～600倍。其廢水的特點(diǎn)是:污水中含有大量染料分子、可生化降解性差;各股污水濃度及水量差異比較大;水中含有大量的染料，其色度也較大;原水pH值偏堿。

1.2工藝流程

由于待處理的混合廢水，其主要來水為印染廢水，可生化性差。其BOD5/COD為0.15～0.23，較難生物降解的水體。綜合考慮，采用厭氧+好氧+物化的處理方案，前段污水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，均質(zhì)均量后，采用水解酸化工藝將染織中大分子、難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子的有機(jī)物，提高污水的可生化性，為后續(xù)好氧處理創(chuàng)造有利條件，同時去除大部分的色度;好氧生物處理采用三段式，A段，B段均為活性污泥，且AB段通過曝氣方法分別實(shí)現(xiàn)污泥的自回流，以保證反應(yīng)池內(nèi)生物量的穩(wěn)定，C段采用接觸氧化，避免污泥膨脹現(xiàn)象。

1．3廢水處理效果

混合廢水經(jīng)過水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工藝流程處理后的結(jié)果見表1(表中的排放標(biāo)準(zhǔn)是指《GB4287-2012》中直接排放標(biāo)準(zhǔn)。水解酸化+活性污泥法處理+物化處理印染廢水的工藝可以較好地解決PVA、染料的處理問題。由表1可知，以印染廢水為主的綜合廢水經(jīng)過該工藝處理后，其COD、BOD5、色度、S2－和SS的去除率分別達(dá)到95%、97%、94%、98%和88%。所有指標(biāo)均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

1．4工藝介紹

(1)鑒于該污水處理廠處理污水為園區(qū)內(nèi)多家工廠的廢水，致使廢水水質(zhì)變化較大，調(diào)節(jié)池容量應(yīng)足夠大，本設(shè)計中調(diào)節(jié)池的水力停留時間為8h，使廢水的水質(zhì)、水量得到充分調(diào)節(jié)，保證調(diào)節(jié)池出水水質(zhì)穩(wěn)定。另外，二沉池中剩余的污泥也回流到調(diào)節(jié)池中，提供一定量的微生物及通過潛水推進(jìn)器提供的水力條件在池內(nèi)進(jìn)行初步的水解酸化作用。

(2)該工藝中水解酸化反應(yīng)器是關(guān)鍵的處理設(shè)施，本設(shè)計中水解酸化池采用的是升流式厭氧反應(yīng)器(UASB)。并在污水進(jìn)入UASB水解酸化反應(yīng)器之前，就對pH進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證UASB水解酸化反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行。本設(shè)計有效停留時間為12h。

(3)對廢水的好氧處理采用三段式，即活性污泥A段、B段、C段接觸氧化段。活性污泥A段采用軟管曝氣，設(shè)在沉淀區(qū)并在對面布置曝氣管，通過環(huán)流實(shí)現(xiàn)污泥自回流，以保證池內(nèi)微生物量的穩(wěn)定，相對于池外回流減小了動力消耗。三段的停留時間分別為5.5、5.5和12h。

(4)本污水處理廠，含有一定的生活污水，與印染廢水混合后與一起處理，以提供微生物所需要的N、P。

2相關(guān)統(tǒng)計分析

現(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行7年，對其2010—2012年污水處理廠進(jìn)水水量和污泥產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計，并對2012年各段污泥產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計。與吳江區(qū)某印染廢水處理工程相對比，本工程具有運(yùn)行穩(wěn)定、剩余污泥量低等特點(diǎn)。其中好氧段排出系統(tǒng)外的剩余污泥量為0t，且水解酸化段和物化段所產(chǎn)生的剩余污泥都較低。由于整個系統(tǒng)具有較低的剩余污泥量，因此對其進(jìn)行污泥減量化分析。

2.1工藝運(yùn)行參數(shù)對污泥減量分析

該工藝在設(shè)計中，好氧A段，好氧B段都是采用的曝氣自流沉淀池，生化段的每個反應(yīng)器都能夠?qū)⑺νＡ魰r間(HRT)與污泥停留時間(SRT)分離，保證每個反應(yīng)器都具有較高的污泥停留時間。好氧A段、B段和接觸氧化段的停留時間都較長，根據(jù)以上公式，微生物處在內(nèi)源呼吸階段，細(xì)胞的合成量降低，實(shí)現(xiàn)污泥減量。

2.2水解酸化對污泥減量分析

印染廢水處理中，水解酸化作為主要的處理工藝被廣泛應(yīng)用。水解酸化不僅能實(shí)現(xiàn)大分子的降解、生化需氧量與化學(xué)需氧量比(B/C比)的提高，同時水解酸化也是污泥減量最經(jīng)濟(jì)的方法。在印染廢水處理中，可在不改變原處理工藝條件下，可利用水解酸化作用實(shí)現(xiàn)對剩余污泥減量。該工程運(yùn)行穩(wěn)定后，整個系統(tǒng)生化段的剩余污泥只從UASB水解酸化反應(yīng)器中排出。好氧A段，好氧B段以及接觸氧化所產(chǎn)生的剩余污泥，均回流到調(diào)節(jié)池中，與污水混合后，進(jìn)入到UASB水解酸化反應(yīng)器，進(jìn)行降解。與填料式水解酸化反應(yīng)相比，UASB水解酸化反應(yīng)器具有獨(dú)特的三相分離器，保證污泥在反應(yīng)器中充分降解。另外，此回流系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對剩余污泥的減量，還補(bǔ)充了廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)，避免對印染廢水的處理過程中進(jìn)行N、P的投加。

2.3生物捕食對污泥減量分析

生物捕食的機(jī)理是基于生態(tài)學(xué)理論，食物鏈越長，能量在傳遞過程中被消耗的比例就越大。在廢水處理系統(tǒng)中存在著細(xì)菌—原生動物—后生動物這樣的食物鏈。在這條生物鏈中，原生動物和后生動物在食物鏈的最高端，起捕食者的作用，將污泥轉(zhuǎn)化為能量和二氧化碳，從而使污泥量減少。在該工藝流程，采用了三段好氧處理，其中B段好氧處理和C段接觸氧化段形成了兩段法，第1段為B段好氧處理，促進(jìn)分散細(xì)菌生長的同時達(dá)到對污水中有機(jī)物的降解;第2段為C段接觸氧化段，相當(dāng)于生物捕食器，促進(jìn)原、后生動物的生長。對各反應(yīng)器中污泥進(jìn)行采樣，委托上海歐易生物醫(yī)學(xué)科技有限公司對其分析。通過對Shannon和Simpson指數(shù)的計算對各個反應(yīng)器的微生物群落的多樣性進(jìn)行估計。NicoBoon等研究了印染廢水的shannon指數(shù)為0.98，與其相比，該處理系統(tǒng)中微生物具有較高多樣性，同時，根據(jù)生態(tài)學(xué)中的“多樣性導(dǎo)致穩(wěn)定性原理”，三段好氧的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)置所呈現(xiàn)的微生物的多樣性有利于COD、BOD5的去除，保證二沉池出水的穩(wěn)定。并通過采樣觀察，在接觸氧化池中，已經(jīng)形成了小螺絲等微型動物，形成了細(xì)菌—原生動物—后生動物的生物鏈。有利于剩余污泥的減量。

2.4物化污泥減量分析

物化污泥產(chǎn)生量的多少與投藥量的多少直接相關(guān)，此工程實(shí)例中，由于生化段的高效運(yùn)行，使其而二沉池出水指標(biāo)較好，因此混凝沉淀所加入的藥劑量也有所降低。每處理1t污水所投加的PAM、PAC量分別為1.15g和34.34g，與蔣彬等所設(shè)計運(yùn)行的印染廢水處理工藝相比，藥劑使用量較少，因此其污泥產(chǎn)生量也大為減少，節(jié)約了成本。

2．5運(yùn)行費(fèi)用對比

該印染廢水處理系統(tǒng)每天的運(yùn)行費(fèi)用由人工費(fèi)、電費(fèi)、藥劑費(fèi)和污泥處置費(fèi)4部分構(gòu)成。這4部分的每處理1t污水花費(fèi)分別為0.23元、0.36元，0.14元和0.13元，因此該系統(tǒng)的總運(yùn)行費(fèi)用為0.86元，與鄭廣宏等設(shè)計運(yùn)行的印染廢水處理工藝相比，運(yùn)行費(fèi)用具有一定的優(yōu)勢。

3結(jié)論

(1)三段好氧的構(gòu)造設(shè)置，每段都能夠形成所特定的微生物群落，有利于廢水的處理，且在接觸氧化段形成了良好的生物鏈，有利于污泥的減量。

(2)采用“UASB水解酸化反應(yīng)器+三段好氧+混凝沉淀”工藝處理印染廢水，運(yùn)行效果良好，對印染廢水中各污染物處理穩(wěn)定，并且污泥產(chǎn)量較低，節(jié)約了污水處理廠的運(yùn)行成本。

作者：王學(xué)華 黃勇 王浩 單位：蘇州科技學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院