印染废水处理节能降耗路径探索范文

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高阳印染工业园区污水处理的物化系统主要消耗物料为混凝剂硫酸铝、有机高分子絮凝剂PAM、工业用水等，占处理总费用的30%。水质调理之后的各项指标变化见图1。由图1可见，污水经调理后，CODCr平均降低了306mg/L，BOD5平均降低了19.5mg/L。B/C比由原来0.26提高到0.34。由图2可见，经过水质调理后，NH3-N平均值由14.86mg/L上升至15.57mg/L，经分析由于部分硝基化合物或其它含氮杂环化合物被还原或转化成胺类物质，因此有一定幅度的升高。磷则会出现较大幅度的下降，TP平均值由3.11mg/L下降至2.17mg/L。随加药量的增加，水色从原来的深黑色变淡黄色，具有较好的透明度，污水中的有色物质（主要是印染染料）被分步去除，较好的降低污水色度。系统的产泥主要来源有两方面。一是生化处理系统，这部分的绝干污泥产率为3.5tDS/万m3污水；另外是由于投加化学混凝剂而产生的化学污泥，产泥率为1.5tDS/万m3污水，折合含水率80%的湿污泥为25m3/万m3污水，调理后污泥产量约为原来的88%，处理成本将降低至1150元/万m3，节约157元/万m3。污泥处理系统的物料消耗主要为PAM药剂，全年平均消耗指标为5.75kg/tDS。水质调理后，节能降耗效果显著。污水水质调理有可能代替后续的物化处理环节。这种强化“源头治理”的理念，从总体上可实现降低能耗及物耗的目标。采取污水调理后，单位运行成本下降0.20元/m3，规模效应极大。

一、厌氧水解反应器节能降耗研究

高阳印染工业园区综合印染废水具有碱度高、色度高、难生化处理的物质含量高等特点。研究表明升流式厌氧水解反应器对高阳印染工业园区污水均有较好的处理效果，研究人员在EGSB、折板厌氧反应器、水解酸化池基础上综合开发出对角升流式厌氧水解系统，有机CODCr总削减量平均达258mg/L，在确保甚至提高最终出水水质的前提下尽量削减CODCr，以降低好氧生物处理的负荷和电耗，从而降低生产总成本。采用对角升流式厌氧反应器运转时，池内搅拌器运行模式为交替运行，反应器设计简单方便，进行简单分格，几乎不产气，不需气体收集顶盖。随着运行时间的增加，反应器内的污泥量也在增加，后设中沉池保证厌氧反应器截留污泥的功能。根据项目运行中研究发现：厌氧削减的CODCr主要表现为对硫酸盐还原作用以及对于SS的去除。高阳印染工业园区综合废水的高SO42-/CODCr(g/g)决定了厌氧时硫酸盐还原菌（SRB）基本抑制了产甲烷菌（MPB）的生长。NH3-N、TN、TP、水温等指标影响较小，从图3中可以看出，CODCr削减趋势与硫酸盐以及SS的变化趋势基本一致。采用对角升流式厌氧水解反应器，可以获得较高的经济效益，具体包括四部分：CODCr削减减少后续好氧供氧费用的收益、剩余污泥减量的收益、扣除工程改造投入和厌氧工艺运行所需费用等。各项费用合计，每年总收益在1000万元以上，或折算成单位处理成本将下降0.15元/m3。

二、闭环智能供氧系统节能降耗研究

污水处理好氧工艺段是污水处理厂消减污染物最主要的工艺单元，其能耗占全厂总能耗的60%～80%，是实现节能的关键环节。本项目开发的闭环智能供氧控制系统包括溶解氧控制环和压力控制单元。流量控制环，根据流量计算回路所确定的流量值，通过调节空气管路上的节流装置菱型电动调节阀来调节进入曝气池的空气流量，使空气流量趋于稳定，并在各系统间达到动态平衡。气量的调节最终应归于鼓风机的控制，通过选用可调风量的鼓风机，确保节能效果；闭环智能供氧系统的压力控制单元，综合所有控制回路的实际气体流量信号及阀位信号，通过精确计算，给出一个最低所需的压力设定，传给鼓风机管理系统来重新调整鼓风机的操作压力（调节出口导叶），适时调节鼓风机的鼓风量，以满足按实际所需供应气体的要求，同时达到节能的目的。高阳印染工业园区闭环智能供氧试验系统安装在生化池上，将DO设定2.5mg/L。试验期间的日DO平均值变化曲线见图4，从图可看出安装了闭环智能供氧系统系统控制目标值2.5mg/L和3.0mg/L上下有规律地波动。安装闭环智能供氧系统后曝气池在2h内达到了溶解氧的稳定，供氧系统波动明显减小。高阳印染工业园区污水处理工程按总处理水量为19万m3/d，其中供氧系统电耗占总电耗的57%，费用为0.39元/t水（按每度电0.55元计）。鼓风机耗电量与供气量基本呈线性变化，因此供气量的节省可视为电量的节省。采用闭环智能供氧方案进行按15%的节能比例计算，一年估计可节省电费405万元。

三、结论

通过研究，要实现印染工业园废水处理必须理好以下几个关键点：（1）原水水质中起始惰性溶解性有机物可达110mg/L，必须强化预处理段的水质调理，降低进入生化系统的SI和毒性物质含量，提高B/C比，降低碱度和pH值，利于后续生化处理；（2）厌氧反应以水解和硫酸盐还原为主，甲烷气基本上不产生。主要的污染物对苯二甲酸（占总CODCr的30%以上）。采用对角升流式厌氧水解反应器，厌氧对CODCr的平均去除量可达258mg/L，节能效果明显。厌氧强化工艺使单位处理成本将下降0.15元/m3。（3）好氧工艺段的供氧工艺操作能耗巨大，闭环智能供氧系统可以在较短时间内实现溶解氧稳定控制、合理布气和节省电耗的目标。安装了闭环智能供氧控制的系统达到稳定的时间约2h，大大优于人工控制；可将溶解氧控制在目标设定值±0.31mg/L，节省电耗15%，供氧成本可以比现在节省单位处理成本将下降0.058元/m3。（4）通过对印染工业生产工艺用水要求及再生水综合利用手段研究，采用UF+RO全膜法再生水回用，实现水资源综合利用。对污水处理厂的废物进行减量化、稳定化、资源化研究，确定污泥资源化的工艺路线采用污泥干化焚烧内循环，污泥减容80%，降低了运行及填埋成本。（本文作者：孙宇单位：乐亭县环境保护局）