ABRCASS混凝沉淀工艺处理印染废水黄永明

156ABR-CASS-混凝沉淀工艺处理印染废水黄永明，杨玉杰，陈中健(华侨大学环境保护设计研究所，福建泉州362021)摘要：印染废水具有有机物浓度高、水质变化大、可生化性差及色度高等的特点。本文介绍了采用添加优势菌的ABR-CASS-混凝沉淀工艺对印染废水进行处理的工程实例。实际运行结果表明：工艺可行，处理效果稳定,出水水质达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—1992)一级标准，47.3%出水可回用于漂洗工序。关键词：优势菌；ABR；CASS；印染废水；混凝沉淀印染废水主要由退浆废水、煮炼废水、漂白废水、丝光废水、染色废水、印花废水和其它废水组成，具有以下特征[1]：水量大、有机污染物含量高、碱度和pH值变化大、水质变化大；可生化性能差，废水BOD/COD比值一般在20%左右；色度高，有时可达4000倍以上。印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机物[2]在废水中的含量大大增加，增加了废水处理难度。一般的生物好氧处理方法(如活性污泥法)虽然对印染废水中的有机物有较好的去除效果，但对色度的去除往往不够理想[3]。罗国维、林世光等人研究开发的“优势菌处理工业废水技术”，将投优势菌的不完全厌氧-接触氧化工艺率先应用于印染废水等工业废水的处理工程实践[4，5]中，使系统脱色率高达90%以上。泉州某染整有限公司采用添加优势菌的ABR-CASS-混凝沉淀工艺对印染废水进行处理，出水水质优于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—1992)的Ⅰ级标准，出水可回用。1工程概况泉州某染整有限公司主要从事涤纶针织品的染色和后染整。其主要生产工艺及废水排放分析见图1。表1废水水质及排放标准Tab.1Wastewaterqualityanddischargestandard项目BOD5(mg/L)CODCr（mg/L）SS（mg/L）色度（倍）pH废水水质100-300700-1000300-600500-10006-10排放标准≤25≤100≤50≤406-92010年第5期2010年5月化学工程与装备ChemicalEngineering&Equipment157黄永明：ABR-CASS-混凝沉淀工艺处理印染废水表2主要构筑物一览Tab.2Thebuildinglist序号名称规格材料单位数量备注1格栅井2.0m×0.8m×4.0m砼座12曝气调节池19.4m×14m×4.5m砼座1HRT=12h；3ABR池25.6m×8.5m×5.0m砼座2见（1）4CASS池25.4m×9.0m×5.5m砼座2见（2）5混凝沉淀池5.0m×3.5m×4m砼座2HRT=1h；Q=190m3/h6砂滤池8.0m×4.0m×4.5m砼座1冲洗强度为15L/(s·m2)7污泥干化场4.0m×4.5m×3.5m砼座1HRT=10h8房13.3m×15m砖座1表3主要设备一览Tab.3Theequipmentlist序号名称规格备注1水泵（Ⅰ）IS125-100-25O，Q=120m3/hH=18.5m，N=11kW3台备用1台2水泵（Ⅱ）100WG，Q=130m3/hH=12m，N=11kW3台备用1台3SSR125风机Q=11.66m3/minH=4000mm，N=15kW1台4SSR125风机Q=11.66m3/minH=6000mm，N=18.5kW5台备用1台5药剂制备罐Φ3×3.52台防腐钢6搅拌机Φ0.4×0.11，4kW2台防腐钢7滗水器DN3004台玻钢8带式压滤机DYL-1000，16.22kW1台钢9水泵（Ⅲ）50WG，Q=24.5m3/hH=15m，N=3kW2台备用1台表4各处理单元处理效果Tab.4Treatmentresultsofeachunit项目进水调节池ABR池CASS池混凝、砂滤池总去除率（%）CODCr（mg/L）1006980685763696.4BOD5(mg/L)220208191181294.5SS（mg/L）30030050401395.6色度（倍）50050090301098.0由上述生产工艺流程可见该公司在生产过程中产生的主要废水是漂染工序产生的，其主要污染物是：COD、BOD、SS、色度和硫化物等。该公司生产废水量为3000m3/d，废水水质及排放标准如表1所示。2工艺流程印染废水色度高、BOD5/CODCr值低、水质水量波动大，常规活性污泥法、接触氧化法无法正常运行或运行时BOD5达标，CODCr不能达标等。选用投优势菌的ABR-CASS-混凝沉淀工艺，保证各项指标都能达标。优势菌[6]为经实验室培养、驯化的兼性厌氧好氧复合微生物群体。将其与普通活性污泥混合后投入反应器进行培养与驯化。培养驯化期间应通过镜检密切观察微生物相的变化，检测到污泥中有大量活跃的钟虫和轮虫出现表明活性污泥培养驯化基本成功。厌氧折流板反应器（ABR）[7，8]是一类源于分158黄永明：ABR-CASS-混凝沉淀工艺处理印染废水段多相厌氧反应器理论的第三代厌氧反应器，其特点是：反应器内置竖向导流板，将反应器分隔成几个串联的反应室，每个反应室都是一个相对独立的上流式污泥床系统，其中的污泥以颗粒化形式或絮状形式存在。水流由导流板引导上下折流前进，逐个通过反应室内的污泥床层，进水中的底物与微生物充分接触而得以降解去除。ABR中投入优势菌能去除大部分有毒物质和色度，提高废水的可生化性。选用循环活性污泥系统(CASS)工艺[9，10]的主要原因是：建设费用低，省去了二次沉淀池及污泥回流设备，建设费用可节省20%-30%；工艺流程简单，运转费用低，由于曝气是周期性的，池内溶解氧是变化的，沉淀和排水阶段溶解氧降低，重新开始曝气时氧浓度梯度大，传递效率高，节能效果显著；对有机物的去除率高，出水水质好；管理简单，运行可靠，不易发生污泥膨胀；污泥产量低，性质稳定。具体废水处理工艺流程如图2所示。废水先经格栅去除大的线头、毛渣、漂浮物等杂质，以防止管道和泵堵塞；再流入调节池调节水量、均化水质；然后由提升泵提升流入ABR池，在此主要利用厌氧菌和兼性菌的共同作用，对废水脱色，将不易生物降解的大分子物质降解为小分子物质，提高废水的可生化性，有利于后续好氧进一步去除；ABR池出水进入CASS池，通过好氧微生物的生理代谢作用以及CASS池独特的结构和间歇运行方式，完成硝化、反硝化以及BOD5的生化降解，有效地去除有机物，一部分出水达标排放；另一部分出水再经混凝沉淀、砂滤三级处理后回用。系统产生的剩余污泥经压滤机压干后外运填埋。3主要设备和构筑物参数3.1主要构筑物主要构筑物见表2。3.1.1ABR池ABR池为地上式，分为2座，单座尺寸为25.6m×8.5m×5.0m，单座分为5格，单格上下向流速比为3∶1，有效容积为2000m3，昀后一格上向池内设置半软性填料，填料高度2.5m，有利于防止厌氧污泥流失，HRT为8h，容积负荷为3.4kgCOD/(m3·d)，设置回流水泵（Ⅰ）3台，1台备用，将后续第5格厌氧污泥抽升进入ABR前段与进水混合。3.1.2CASS池CASS池是处理系统的核心构筑物，分为2座，每座尺寸为25.4m×9.0m×5.5m，每池分为3部分：生物选择区，占反应器容积的5%；预反应区，占反应器容积的10%；主反应区，占反应器容积的85%。CASS池运行周期为9h，曝气6.5h、沉淀1.5h、排水1h。容积负荷为0.09kgBOD/(kgMLSS·d)。排水采用自动滗水器，每个CASS池配套1台滗水器，排水量为800m3/h。设置回流水泵（Ⅱ）3台，1台备用。采用SSR125风机曝气，微孔曝气器共850个(效率为20%)。3.2主要设备主要设备见表3。4运行效果分析工程投产后经过2个多月的调试运行，系统逐步完善，各主要处理单元处理效果见表4。表4数据为多次监测平均值。由表4可知：ABR池对CODCr、BOD5、SS、色度的去除率分别为30.1%、8.17%、83.3%、82.0%；CASS池对CODCr、BOD5、SS、色度的去除率分别为88.9%、90.5%、20.0%、66.7%；混凝沉淀-砂滤池对CODCr、BOD5、SS、色度的去除率分别为52.6%、33.3%、67.5%、66.7%。该公司的生产污水经系统处理后部分污水回用，回用率为47.3%。总排放口的污水量26.35t/h，经监测其污水污染物的平均排放浓度分别为：pH值7.08-7.69；CODCr76.2mg/L；BOD518.4mg/L；SS20.1mg/L；色度12倍；硫化物均未检出。各项指标均达到《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—1992)的表3的Ⅰ级标准。经计算污染物的年排放量分别为CODCr150.05吨；BOD552.27吨；SS3.82吨。废水排放量及水污染物的排放总量均达到泉州环保局对该项目污染物排放的控制指标。5经济效益分析污水处理工程总投资283.58万元：土建部分127.12万元；设备及材料126.1万元；安装费及其它费用共30.36万元。处理成本主要包括药剂费、电费及人工费：药剂费主要是絮凝剂，费用为0.30元/m3；耗电量为1165.2(kW·h)/d，电价为0.6元/(kW·h)，电费为0.233元/m3；操作工共计7人，月工资800元，人工费为0.062元/m3。计算可得废水处理成本为0.595元/m3。6结论（1）该公司印染废水色度高，加入优势菌脱色效果明显，使废水达标排放。（2）废水可生化性差，选择ABR池对废水进159黄永明：ABR-CASS-混凝沉淀工艺处理印染废水行厌氧处理，能显著提高B/C比值，为后续好氧处理提供有利条件。ABR具有工艺技术简单、建设投资费用低、固液分离效果好、运行管理方便、耐冲击负荷能力强等优点，使其适应于处理印染废水。（3）主体设计采用CASS工艺，具有处理效率高、投资成本低等特点。（4）采用添加优势菌的ABR-CASS-混凝沉淀工艺处理印染废水能够保证出水各项指标优于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287—1992)的Ⅰ级标准，出水可回用。参考文献[1]沈东升，冯孝善，沈益民，等．我国印染废水处理技术的现状和发展趋势[J]．环境污染与防治，1996；18(1)：26-28.[2]张忠祥，钱易．废水生物处理新技术．北京：清华大学出版社，2004：444-445.[3]方旭，付振强，韩宏大．复合式好氧生物法处理印染废水[J]．环境保护科学，2004；30(3)：20-23.[4]罗国维，林世光．工业废水处理技术研究与应用[M]．华南理工大学出版社，1992：141.[5]白韬光，周建仁．物化—厌氧—好氧工艺在印染废水处理中的应用[J]．辽宁城乡环境科技，2004；24(1)：33-35.[6]曾丽璇，罗国维．优势菌处理印染废水中的工艺及脱色机理研究[J]．环境科学进展，1999；7(2)：92-96.[7]赵丹，王承武，沈耀良，等．厌氧折流板反应器（ABR）的水动力学及污泥特性[J]．环境工程，2001；19（2）：12-15.[8]苏鸿洋，夏雪芬，董发开．复合式折流板厌氧反应器处理城市污水[J]．福州大学学报(自然科学版)，2002；30(6)：908-912.[9]曹瑞川．CASS法处理生活污水工艺设计[J]．河北建筑工程学院学报，2005；123(3)：5-7.[10]花勇刚，林华东，王秋艳．污水处理中CASS工艺活性污泥培养与驯化[J]．中国市政工程，2008；134(4)：52-54TreatingPrintingandDyeingWastewaterwithABR-CASS-CoagulationandSedimentationTechnologyHUANGYong-ming，YANGYu-jie，ChenZhong-jian(EnvironmentProtectionandDesignInstitutionofHuaQiaoUniversity,Quanzhou362021,China)Abstract:Printinganddyei