【正文】 輻射和電子束等手段對污水中復雜有機物進行降解處理。 T 射線的輻射對提高印染廢水后續(xù)的絮凝效果有重大意義。廢水先經(jīng)過曝氣，再經(jīng) T射線輻射，可以大大提高陽離子染料的去除率。 以上方法處理印染等難降解污水的特點是 :有機物的去除率高、設備占地小、操作 簡便，但裝置昂貴、技術(shù)要求高，而且能耗較大，能量利用率不高。若要真正投入實際運行，還需進行大量的研究工作。 5 2 設計資料 本設計擬在某市 一個印染廠 建設一個日處理量為 6000m3的 印染廢水處理站 ，現(xiàn)把有關設計資料安排如下 。 水量、水質(zhì)、及廢水處理程度 設計水量 Q=6000m3/d= K z = 水 量 變 化 系 數(shù) K = = = ， 工 業(yè) 廢 水 則最大水量： Qmax＝ KzQ= 6000=10800 m3/d 進出水水質(zhì) 表 21 進出水水質(zhì)指標 CODcr(mg/L) BOD5 (mg/L) SS(mg/L) 色度（稀釋倍數(shù)） PH 進水 1050 300 500 400 6～ 9 出水 ≤ 100 ≤25 ≤70 ≤40 6～ 9 出水水質(zhì)達到《給水排水設計手冊》第 6 冊 工業(yè)排水 643 頁 GB897896（ 1998 年 8月 1 日起建設的單位水污染物排放標準中的國家一級標準）。 廢水處理程度（去除率） COD Cr的去除率： （ 1050 100） / 1000 100% ≈ % BOD5的去除率： （ 300 25） /300 100% ≈ % SS的去除率： （ 500 70） /500 100% ≈ % 色度的去除率 :（ 400 40） / 400 100% ≈ % 氣象、水文、地質(zhì)等資料 1） 氣象： 常年平均氣溫 14℃，主導風向東南東風。 2） 水文： 河流位于站區(qū)西部，最高水位 8m。 3） 地質(zhì)： 站內(nèi)地形平坦，地面標高 10m，廢水管 道從站區(qū)東部入站，管底標高 6m。 3 選擇廢水處理工藝流程 廢水處理工藝流程 6 由于該廠廢水中含有多種染料、助劑及纖維雜質(zhì)，屬難生物降解廢水。針對該廢水的特點采取了先生化后物化的處理工藝，工藝流程見圖 21。 印染廢水首先通過格柵渠將廢水中的大塊固體污染物及毛屑纖維隔除。去除大的漂浮物后廢水進入調(diào)節(jié)池，在水力攪拌和機械攪拌的共同作用下使廢水充分混合，起到了均化水質(zhì)和預曝氣的作用減少了對后續(xù)處理單元的沖擊負荷。使廢水的 pH 值達到 69，廢水溫度降至 35℃以下后。廢水經(jīng)提升泵提升到水解 酸化池，在水解酸化池里，復雜的有機物被分解成為簡單的、易于好氧分解的小分子有機物，增加了廢水的可生化性。隨后，廢水進人生物接觸氧化池，利用懸浮在水中及附著在填料上的好氧微生物的新陳代謝作用，廢水中的有機物被微生物攝取分解而去除。 水解酸化池的污泥排人污泥濃縮池，通過帶式壓濾機進行機械脫水后泥餅外運。壓濾機產(chǎn)生的上清液回流到調(diào)節(jié)池重新處理，避免產(chǎn)生二次污染。 工藝流程圖見圖 21 印染廢水 污泥外運 污泥回流 達標排放 圖 21 工藝流程圖 技術(shù)經(jīng)濟論證 廢水處理工藝技術(shù)論證 工藝流程選擇 生物化學處理方法之一的好氧處理工藝對城市污水和類似于城市污水的有機性工藝廢水處理效果較好，因為這些廢水可生化性較好，同時水質(zhì)較穩(wěn)定，水中對微生物有毒有害的物質(zhì)很少。 紡織印染行業(yè)廢水由于品種變化，化纖織物增加，織布廠在漿紗時所用漿料由淀粉向PVA 等化學漿料轉(zhuǎn)化，坯布在煉漂、染色過程中大 量采用 ABS 等表面活性劑及各種新型染料的使用，使染整行業(yè)廢水的 COD 值增加，可生化性下降。針對廢水性質(zhì)選擇了先生化后物化的處理工藝，即：水解酸化 接觸氧化 生物活性炭 。 水解酸化 +好氧工藝有如下特點： (l)抗沖擊負荷能力較強，可廣泛應用于高濃度、水質(zhì)水量變化較大的工業(yè)廢水的處理。 (2)污水經(jīng)水解酸化后， BODS/COD 的比值有所升高，使其可生化性提高。 (3)運行穩(wěn)定性好，污泥沉降性好，受外界氣溫變化影響小，便于操作。 (4)填料掛膜容易，老化膜靠水力沖刷，曝氣攪動自動脫落 。 (5)剩余污泥量小，也不存在污泥膨脹，運行管理方便。 (6)附著在填料表面的微生物量大，種類多，并形成了從細菌一原生動物一后生動物的食物鏈，使出水水質(zhì)良好 [9]。 生物活性碳池 沉淀池 污泥脫水 污泥濃縮池 調(diào)節(jié)池 格柵 水解酸化池 接觸氧化池 7 經(jīng)水解 酸化 接觸氧化處理后，絕大部分有機物得到了去除，色度也大部分去除，為了更好的去除色度和使處理水達到一級排放標準，應進行生物活性炭處理。當活性炭上生物膜未完全形成使，活性炭主要起吸附作用，它能非常有效地使廢水脫色和去除難降解有機物。但當生物膜完全形成后，活性炭起主要作用的使微生物的催化作用，而不是吸附作用，此時活性炭 是一種載體，活性炭生物膜上的微生物分泌出內(nèi)酶和外酶，使其吸附的有機物不斷分解成 CO H2O 或合成新的細胞物質(zhì)，而 CO H2O 不斷地被排出。在整個處理過程中，活性炭的成分和性質(zhì)不會發(fā)生變化，猶如化學反應中的催化劑?；钚蕴康拇呋趸裳娱L使用周期。根據(jù)經(jīng)濟效益比較，生物炭應按使用 1~2 年后更新。 處理構(gòu)筑物選擇 1)格柵 格柵是廢水處理的第一預處理設施，其功能是攔截廢水中漂浮和懸浮的碎木塊、碎片、布條、塑料制品等固形物，以保證后續(xù)處理設施的正常運行；防止因堵塞或纏繞構(gòu)筑物進出口、管道 而妨礙運轉(zhuǎn)。 格柵是由柵條和清除柵渣機械兩部分組成。格柵攔截污染物的功能是由柵條完成，柵條的間距和形狀決定了格柵的攔截功能和水力特性。現(xiàn)代的格柵基本上都采用機械清除柵渣。一般格柵按照柵條間距進行分類，分為粗、細兩種 [10]。 粗格柵是廢水處理的主要格柵，多采用機械格柵，柵條間距為 640(mm)，基本采用機械除渣。間隙為 (mm)的細格柵不設一級處理的處理系統(tǒng)，以去除更小的固體形物，能明顯減少后續(xù)處理的維護和運行工作及費用，因而獲得一定的經(jīng)濟效益。還有柵隙 的超細格柵，用做一級 處理或是三級處理出水的精制。 柵條基本上分為直條和圓弧型兩種。 2)調(diào)節(jié)池 紡織印染廠由于其特有的生產(chǎn)過程，造成廢水排放的間斷性和多變性，使排出廢水的水質(zhì)和水量在一日內(nèi)，甚至每班內(nèi)都有很大的變化。而廢水處理設備都是按一定的水質(zhì)和水量標準設計的，要求均勻進水。特別對生物處理設備更為重要。為了保證處理設備的正常運行，在廢水進入處理設備之前，必須預先進行調(diào)節(jié)。將不同時間排出的廢水，貯存在同一水池內(nèi)，并通過機械或空氣的攪拌達到出水均勻的目的，調(diào)節(jié)池具有預沉淀、預曝氣、降溫和貯存臨時事故排水的功能。 最終使調(diào)節(jié)池的出 水 PH 值在 69之間，溫度在 35℃以下。 3)水解酸化池 水解池屬于升流式反應器，污水由反應器底部進入反應器，顆粒物質(zhì)和膠體物質(zhì)迅速被生物膜截留和吸附，這是一個物理過程的快速反應，一般只要幾秒種到幾十秒鐘即可完成。截留下來的物質(zhì)吸附在生物膜的表面，慢慢地被分解代謝。其在系統(tǒng)內(nèi)的停留時間要大于水力停留時間。在大量水解細菌的作用下將不溶性有機物水解為溶解性物質(zhì)，同時在產(chǎn)酸菌的協(xié)同作用下將大分子物質(zhì)、難于生物降解物轉(zhuǎn)化為易于生物降解的小分子物質(zhì)，重新釋放到液體中，在較高的水力負荷下隨水流出系統(tǒng)。由于水解和產(chǎn)酸菌世 代期較短，往往以分鐘和小時計。因此，這一降解過程也是迅速的。在這一過程中，溶解性 BOD、 COD去除率雖然從表面上講很低，但是由于顆粒有機物發(fā)生水解增加了系統(tǒng)中溶解性有機物的濃度。 因此，水解酸化反應后的污水可生化性提高，為后繼的好氧微生物降解有機物創(chuàng)造了良好的條件。水解池將不溶性有機物轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄杂袡C物，大分子物質(zhì)分解成小分子有機物，為后續(xù)的好氧生物處理縮短了反應時間，降低了處理能耗。 需要說明的是，水解酸化一好氧工藝中的水解過程與好氧 A2O， AB 工藝中 A 段的水解過程存在較大區(qū)別。首先是菌群不同。前 者的優(yōu)勢菌群是厭氧微生物，以兼性菌為主 。而后者中的優(yōu)勢菌以好氧菌為主。其次，反應器中的污泥濃度不同。水解酸化 好氧工藝中8 的水解池為升流式反應器，污泥濃度可以高達 15259/l，而 AAO， AB 中從二沉池回流的污泥濃度一般最高為 1/59。以上差別造成了前者的水解工藝是完全的水解，而后者僅僅發(fā)生部分水解。 總之，水解池可將污水中固體態(tài)大分子的不易生物降解的有機物，降解為易于生物降解的小分子，它和后續(xù)好氧工藝結(jié)合，特別適合于難生物降解污水的處理。 解酸化 好氧處理工藝與單獨好氧工藝相比，具有以下優(yōu)越性 : (1)由于在水解階段可大幅度地去除水中懸浮物或有機物 (視工藝要求而定 )，其后續(xù)好氧處理工藝的污泥量可得到有效地減少，從而設備容積也可縮小。 (2)水解酸化工藝的產(chǎn)泥量遠低于好氧工藝 (僅為好氧工藝的 1/l01/6)，并已高度礦化，易于處理。同時其后續(xù)的好氧處理所產(chǎn)生的剩余污泥必要時可回流至厭氧段，以增加厭氧段的污泥濃度同時減少污泥的處理量 [11]。 (3)水解工藝可對進水負荷的變化起緩沖作用，從而為好氧處理創(chuàng)造較為穩(wěn)定的進水條件。 (4)厭氧處理運行費用低，且其對廢水中有機物的去除亦可節(jié)省好 氧段的需氧量，從而節(jié)省整體工藝的運行費用。 (5)水解酸化不僅可為好氧工藝提供優(yōu)良的進水水質(zhì) (即提高廢水的可生化性 )條件，從而可提高好氧處理的效能，而且可利用產(chǎn)酸菌種類多、生長快及對環(huán)境條件適應性強的特點 .以利于運行條件的控制和縮小處理設施的容積。 4）接觸氧化池 雖然是水解酸化一好氧法，但對有機物去除起最主要作用的還是好氧階段。因此，好氧階段運行效果的好壞，將直接影響最終處理效果。故而必須選擇最佳的好氧段工藝。 生物接觸氧化技術(shù)是在生物濾池的基礎上發(fā)展起來的，從生物膜固定和污水流 動來說，相似于生物濾池，從污水充滿曝氣池和采用人工曝氣看，它又相似于活性污泥法。所以生物接觸氧化法兼有生物濾池法和活性污泥法的優(yōu)點。 在生物接觸氧化法中，微生物主要以生物膜的狀態(tài)固著在填料上，同時又有部分絮體或碎裂微生物膜懸浮于處理水中。最初，稀疏的細菌附著于填料表面，隨著細菌的繁殖，在溶解氧和食料充足的條件下，生物膜逐漸加厚。廢水中的溶解氧和有機物擴散到生物膜內(nèi)，為好氧菌利用。但當生物膜長到一定厚度時，溶解氧無法向生物膜內(nèi)擴散，好氧菌死亡，溶化，而內(nèi)層的厭氣菌得以繁殖發(fā)展。經(jīng)過一段時間后，厭氣菌數(shù) 量亦開始下降，加上代謝氣體的逸出，使內(nèi)層生物膜出現(xiàn)許多空隙，附著力減弱，終于大快脫落，在脫落的填料表面，生物膜又重新生長，這樣就使去除有機物能力保持在一定水平上。 生物接觸氧化法中固著的生物膜與一般生物膜不同。在氧化池中采用曝氣方式，不僅提供較充足的溶解氧，而且由于曝氣攪動，加速了生物膜的更新，從而更加提高了膜的活力與氧化能力。另外，曝氣會形成水的紊流，使固著在填料上的生物膜可以連續(xù)地、均勻地與污水相接觸，避免生物濾池中存在的接觸不良的缺陷。 接觸氧化法生物膜上的生物相很豐富。在正常運行和生 物膜降解能力良好時，生物相中占優(yōu)勢的原生動物以固著性的纖毛蟲等為主，所以，它們是生物接觸氧化系統(tǒng)運轉(zhuǎn)良好的有價值的指示性生物。在運行時，若固著性蟲突然消失，絲狀菌稀少，而游泳性蟲大量出現(xiàn)，則出水水質(zhì)變差 。反之則說明出水水質(zhì)變好。 與活性污泥法不同的是，在生物接觸氧化法中的生物膜上存在著大量的后生動物，如輪蟲等，它們能軟化生物膜，促使生物膜脫落，從而保持活性和良好的凈化功能。所以若輪蟲等數(shù)量多且活躍，則出水水質(zhì)好 。反之，則預示著生物處理效果下降。 生物接觸氧化法具有如下特點 : (1)生 物接觸氧化法兼有活性污泥法的特點，它利用固著在填料上的生物膜吸附水中的有機物，并加以氧化分解，使污水凈化。由于填料浸沒在水中，增加了污水與微生物的9 接觸表面積。由于生物膜浸沒在水中，也需像活性污泥法一樣，設置曝氣裝置，不斷向水 中供氧 [12]。 (2)生物接觸氧化法體積負荷高，處理時間短。 一般情況下，接觸氧化法的容積負荷為 35kgBOD5/m3填料日，接觸只需 小時?？s短了處理時間，同樣大小的設備體積，處理