印染废水处理报告 27页

印染废水处理报告nn目录一、印染废水3（一）分类3（二）处理方法4（三）我国现状4二、印染废水处理工艺5（一）各类纺织印染废水的特征5（二）小结6（三）处理工艺6（四）工艺流程61.判断水质62.治理方法63.处理流程的选择7三、石家庄市窦妪印染厂7（一）处理工艺流程7（二）处理遇到的问题7四、具体的工艺处理11（一）水解酸化—接触氧化工艺处理11（二）IC工艺处理12（三）水解酸化—A2/O—曝气生物滤池工艺处理13（四）MBR工艺处理16五、回用技术（工程实例）19n一、印染废水印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80～90%成为废水。纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。[1] 印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106～4×106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。（一）分类①退浆废水，水量较小，污染物浓度高，主要含有浆料及其分解物、纤维屑、酸、淀粉碱和酶类污染物，浊度大。废水呈碱性，pH值为12左右。用淀粉浆料时BOD、COD均高，可生化性较好；用合成浆料时COD很高，BOD小于5mg/L，水可生化性较差；②煮炼废水，水量大，污染物浓度高，主要含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等。废水碱性很强，水温高，呈褐色，COD与BOD很高，达每升数千毫克。化学纤维煮炼废水的污染较轻；③漂白废水，水量大，污染较轻，主要含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等；④丝光废水，含碱量高，NaOH含量在3%-5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD、SS均较高；⑤染色废水，水质多变，有时含有使用各种染料时的有毒物质（硫化碱、吐酒石、苯胺、硫酸铜、酚等），碱性，PH有时达10以上（采用硫化、还原染料时），含有有机染料、表面活性剂等。色度很高，而SS少，COD较BOD高，可生化性较差；⑥印花废水，含浆料，BOD、COD高；⑦整理工序废水，主要含有纤维屑、树脂、甲醛、油剂和浆料，水量少；⑧碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高（一般>12），而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。n（一）处理方法根据纺织印染行业自身的特点，印染废水的处理，应尽量采用重复回用和综合利用措施，与纺织印染生产工艺改革相结合，尽量减少水碱以及其它印染助剂的用量，对废水中的染料，桨料进行回收。例如，对于合成纤维及含合成纤维75%以上的织物采用干法印花工艺，可以消除生产过程中的印花废水;在使用酸性媒染染料过程中，如果用硝酸钠或双氧水代替重铬酸钾全长为氧化剂，就可以消除废水中的铬的污染。许多印染企业普遍将丝光工艺排放的碱液用于煮炼工序作为煮炼液，煮炼工序排放的废碱液用于退桨工序，多次重复使用可以大大减少整个过程中排放的总碱量。对于含有硫化染料的污水，可以首先在反应锅内加酸，使废水中的硫化氢释放，然后经过沉淀过滤后回收再用。对含有还原染料和分散染料污水，可采用超滤技术将非水溶性染料颗粒回收使用。通过以上这些生产技术的革新，可以有效减少纺织印染行业的污染物排放量。同时也为生产企业节约了许多原料，增加企业的经济效益。棉纺织工业废水的主要处理对象是碱度，不易生物降解或生产降解速度极为缓慢的有机质，染料色素以及有毒物质。在美国，印染污水多数采用二级处理，即物化预处理与生化处理品相结合的工艺路线，个别企业使用了三级处理系统，即在生化处理以后增加活性炭吸附处理。日本的纺织印染企业采用的处理工艺与美国相仿，但应用臭氧化处理的情况多一些。在我国，处理印染废水也主要采用物化处理与二级特殊化处理工艺结合，其中物化处理以混凝沉淀和混凝气浮为主，而在已经投入运行的生化处理设施中，大部分采用了活性污泥法，SBR工艺的应用也在逐步增加。下面我们主要介绍混凝预处理工艺和后续生化处理工艺。1.混凝预处理混凝法是向废水中投加化学药剂，使印染污水中大部分非水溶性的染料颗粒和胶体有机物互相凝聚成大的颗粒，然后再通过自然沉淀，气浮等方式去除。由于混凝过程中絮凝形成的矾花有较强的吸附能力，因经也有一部分水溶性有机物可以被吸附去除。印染废水通过混凝处理后有80%以上的悬浮性有机污染物被去除，同时色度的去除率也可达到50-95%。对印染污水的混凝处理，关键在于选择合适的絮凝剂，常规适用于印染废水处理的絮凝剂主要有硫酸铝，硫酸铁，氯化铁，这些絮凝剂在处理一些非水溶性染料废水是效果明显，例如分散染料，还原染料，硫化染料，COD和色度的去除率真都非常高。（二）我国现状纺织工业发展主要阻碍之一是环保节能（低碳）问题，环保的主要问题是废水，而约80%纺织废水来自于印染行业。统计数据显示，2008年纺织工业废水排放量23亿吨，居各工业行业第3位，占全国工业废水排放量的10。60%。纺织工业排放废水中化学需氧量（CODCr）排放量31。4万吨，居各工业行业第4位，占全国工业废水CODCr的7。76%。该数据是对规模以上企业的统计数据，实际数据可能要大很多。实际上印染行业是以中小企业为主的竞争性行业，中小企业比重占99。6%，非公有制企业占95%，大量小企业数据并未统计在内。若以纤维加工量的70%需进行印染加工计，则年排放废水约在30亿吨左右。印染厂废水处理的问题分析印染厂废水处理成功的实例较多，但是成效不佳的也不少，其原因大致有以下几种情况:(1)印染厂未分析自身废水特质（水质、水量），照搬他厂经验，结果往往不理想。n(1)（2）将城市污水处理的设计规范，用于印染废水处理，仅仅改变一些参数，造成很大的损失。特别是在早期，大型印染厂废水集中处理，都由大型设计院负责，而其对印染废水性质不够深入了解，造成很大损失。(2)新技术、新工艺、新药剂未经中试，直接用于工程，造成很多失败。新技术多应经过小试、中试，才能用于工程，一般试规模是工程水量的3%~5%，即最多放大20倍左右。实验室研究成果直接用于工程，难有成功案例。工程应该采用最成熟、最稳妥的技术。(3)生产工艺相近的废水，可采用相似的处理工艺，但也要根据水质、水量适当调整技术参数，保证处理水平。(4)实际运行技术和管理技术不当，未根据废水变化作适当调整，也是运行不稳定的原因。仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物（主要是邻苯二甲酸类物质）、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000～3000mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战;传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。一、印染废水处理工艺随着纺织印染工业的发展，印染废水对环境的影响日益加骤，印染工业废水的治理研发成果也不断地得到转化应用。（一）各类纺织印染废水的特征棉纺织印染废水棉纺织物印染废水（包括前处理工序、染色或印花及后整理工序）均为有机性废水，主要成分为人工合成有机物及部分天然有机物，并含有一定量难生物降解物质。毛纺织印染废水毛纺织产品染色过程中主要使用酸性染料，染料上染率较高，染色废水的色度相对较低。毛纺织产品染色废水可生物降解性较好，很适宜采用生物化学进行处理。丝纺织印染废水真丝绸印染废水为中性有机性废水，可生物降解性好，废水中有机物含量相对低些。麻纺织印染废水n麻纺纤维为纤维素纤维，其加工过程中产生脱胶废水和印染废水。麻纺产品生产过程中脱胶废水为高浓度的有机性废水，较易生物降解。麻纺织产品加工过程中排放的印染废水与棉纺织印染废水相近，只是色度略低.（一）小结总之，各类印染废水总体上属于有机性废水，其中所含的颜色及污染物主要有天然有机物质（天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维素、油脂等）及人工合成有机物质（染料、助剂、浆料等）；由于不同纤维原料的织物在染色和印花过程中，染色溶液和印花溶液为电解质溶液，为更好地印染到不同的织物上，需要在不同pH值条件下进行，因此在印花和染色过程中排放废水的pH值各不相同。不同纤维织物在印花和染色过程中使用的染料不同及其上染率不同，排放废水的颜色也不相同。（二）处理工艺该废水处理的工艺废水－－调节池－－水解酸化－－生物接触氧化－－中沉池－－混凝反应池－－－－气浮池－－出水。该处理工艺中要用到的污水处理药剂为聚丙烯酰胺和聚合氯化铝，用次氯酸钙作为脱色剂。该工艺重点是好氧生物接触氧化，其主要功效是降解有机物。在聚丙烯酰胺的选择上混凝处理一般选择阴离子聚丙烯酰胺和非离子聚丙烯酰胺，污泥脱水选择阳离子聚丙烯酰胺。阳离子选择离子度相对较低的阳离子型号，分子量基本在1000万以上效果较佳。（三）工艺流程1.判断水质1）退浆废水退浆废水是碱性的有机废水，含多种浆料分解物、纤维屑，酸和酶等污染物。其污染程度视浆料的种类而异。过去多用天然淀粉作浆料，水中BOD高，近些年来，逐渐由化学浆料代替，如聚乙稀醇（PVA），废水中BOD很低，但COD很高，从而降低了废水的生物降解性能。2）煮炼废水废水呈深褐色，含碱浓度约0。3%，废水BOD和COD均高达数千毫克/升。3）漂白废水水量大，污染轻，可直接排放或循环回用。4）丝光废水含氢氧化钠3%～5%，一般通过蒸发浓缩回收，工艺上可重复使用，外排的丝光废水呈碱性，BOD高于生活污水。5）染色废水主要污染是有机染料和表面活性剂等助剂。水质变化大，色泽深，pH值高。6）印花废水主要是皂洗、水洗废水。在采用活性染料时要用大量的尿素，故废水中氨氮较高。7）整理废水水量少，含有各种树脂，甲醛，表面活性剂等。2.治理方法首先，从生产工艺上消除和减轻污染源。如采用干法印花工艺，消除印染废水。按水质特点，分别回收，一水多用；用沉淀、过滤法回收土林染料和磁化染料，用超过滤法回收还原染料、分散染料等。其次，对废水进行无害化处理。对废水中碱度，一般设调节池并保证必要的匀质时间；对色度，根据废水排放和利用要求，可用凝聚法，吸附法。氧化法，电解法n等化学或物理法处理，也有培养特殊的细菌在兼气条件下进行脱色。需要指出的是，采用凝聚法对直接染料，还原染料，磁化染料，分散染料的色度，去除效果好，但对酸性染料，活性染料，脱色效果差。活性炭对染料的吸附有选择性，对阳离子染料，直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料有良好吸附性能，但对硫化染料、还原染料、涂料等不溶性染料吸附性能很差。常用的臭氧氧化剂，对直接染料、酸性染料、碱性阳离子和活性染料等亲水性染料，脱色效果好，对还原染料、硫化染料、分散染料等疏水性染料脱色效果差。废水中大量有机物，通常采用生物法处理能达到较满意的效果；对PVA等化学浆料，可采用生物分解法或回收利用法。在生物分解中，可分别采用高MLSS的一段和二段曝气法及厌氧—好氧串酸处理工艺；在回收利用中，可分别采用胶凝盐析法（投加硼砂及硫酸钠）、凝结剂法（如用芒硝和硼砂作凝结剂）、超过滤法（在北京、上海、河南等厂已采用）。 印染废水处理流程的选择，要根据生产工艺采用的原料、产品种类、加工的方法，工艺过程中投加的药剂，染料、助剂性质以及出水最终去向和要求，分别采用一级化．学和物化处理或二级生物法为主的处理或三级深度处理。膜分离技术是一种新型高效、环保的分离技术，随着膜分离技术在国内的不断发展和进步，使得现代高科技的膜分离技术（主要有超滤、纳滤和反渗透技术）已在印染工业中得到了广泛成功应用，并产生了良好的经济和社会效益，为印染行业的技术革新带来新机遇。3.处理流程的选择1）首先考虑清浊废水分流，把一些较浓的染色废水和不易生物降解的废水单独进行化学和物化法回收或处理后，再混合其他废水进行生物处理或排向市政污水处理厂统一处理；2）如水质允许，采用化学凝聚和加压气浮相结合的处理方法，对小型印染厂可选用国内已有的成套装置，运行费用略高，在一般情况下，处理出水能符合要求。3）生物处理可优先考虑活性污泥法，传统的鼓风曝气法和延时曝气法均能取得稳定的效果，在曝气4~6小时的条件下，BOD5去除90%，COD去除60~70%。鼓风曝气污泥负荷为0。3~0。5公斤BOD/公斤MLSS·日，延时曝气法采用污泥负荷为0。1公斤BOD/公斤MLS8·日。如采用加速表面曝气法，曝气池与沉淀池宜分建，这样有利于抑制污泥的膨胀，管理较方便，出水水质稳定。4）当处理出水要求较高或废水处理后作重复使用时，则宜在生物处理后增加吸附或凝聚过滤装置。厌气-好气-活性炭工艺，不仅对化学浆料PVA和色度的去除效果好，而且出水水质好，受到人们注意。5）关于生物处理中采用生物膜法时：①接触氧化法-采用容积负荷2。3～5。0公斤BOD/（米·日）。优点是处理时间短且污泥不必回流，但气水比高，基建费和运行费略高。②生物转盘-适用于处理水量小的印染厂，如水量在1OOO米³/日以内，运行简单，耗电省。关键在转盘材质和转盘前调节池的设置。有机负荷采用15～30克BOD5/（米·日），水力负荷采用0。1～0。25米。/（米·日）。n③塔式滤池-主要特点是省地，它是一个不完全处理构筑物，采用容积负荷1。6～1。8公斤BOD/（米·日）时，COD去除率40%～50%，BOD去除率50%～60%。一、石家庄市窦妪印染厂（一）处理工艺流程格栅——水中和池——调节池——水解酸化池——生物接触氧化池——二沉池——脱色（NaClO)——污水处理厂污泥回流往水解酸化池（二）处理遇到的问题Q1：气浮池设计时需要控制哪些参数，有哪些设计要求？加压溶气气浮法是目前常用的气浮处理方法。该法是使空气在加压的条件下溶解于水，然后通过将压力降至常压而使过饱和溶解的空气以细微气泡形式释放出来。加压溶气气浮系统主要由水泵、溶气罐、气浮池、刮渣机等设备组成，溶气罐中的空气注入可用空气压缩机或射流器。加压溶气气浮法根据加压溶气水的来源不同可分为三种基本流程：全加压溶气流程、部分加压溶气流程、部分回流加压溶气流程。加压溶气气浮法的基本原理是由于悬浮颗粒对水的润湿性质不同，其对气泡的粘附情况也有很大的差别。因此需要研究气、液、颗粒这三相间的相互关系。（1）空气在水中的溶解度与压力及温度的关系：在一定范围内，温度越低、压力越大，其溶解度就越大。一定温度下，溶解度与压力成正比。（2）水中的悬浮颗粒与微小气泡相粘附的原理：①气泡与悬浮颗粒粘附的条件：液体表面分子所受的分子引力与液体内部分子所受的分子引力不同，表面分子所受的作用力是不平衡的，这种不平衡的力有把表面分子拉向液体内部、缩小液体表面积的趋势，这种力称为液体的表面张力。要使表面分子不被拉向液体内部，就需要克服液体内部分子的吸引力而做功，可见液体表面分子具有更多的能量，这种能量成为表面能。②“颗粒—气泡”复合体的上浮速度（3）投加化学药剂提高气浮效果：一般的疏水性或亲水性的悬浮物质，均需投加化学药剂，以改变颗粒的表面性质，增加气泡与颗粒的吸附。如：混凝剂、浮选剂、助凝剂、抑制剂、调节剂。压力溶气气浮法系统的组成及设计：压力溶气气浮法系统的组成与主要工艺参数：①压力溶气系统：包括加压水泵、压力溶气罐、空气供给设备及其他附属设备。加压水泵：作用是提升废水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐，其扬程的选择应考虑溶气压力和管路系统的水利损失两部分；n压力溶气罐：作用是使水与空气充分接触，促进空气的溶解。溶气罐的形式有很多种，其中以罐内填充填料的溶气罐效率最高；影响填料溶气罐效率的主要因素为：填料特性、填料层高度、罐内液位高度、布水方式和温度等。主要工艺参数为：过流密度：2500~5000m3/（m2.d）填料层高度：0.8~1.3m液位的控制高度：0.6~1.0m溶气罐承压能力：大于0.6Mpa。②空气释放系统：是由溶气释放装置和溶气水管路组成。③气浮池：功能衰竭提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气絮体与水分离。（2）压力溶气气浮池的主要设计计算内容包括空气量、加压溶气水量、溶气罐尺寸和气浮池主要尺寸等。Q2：污水中的COD过高，很难达到排放标准，如何改进工艺？（1）对高浓度有机物废水采用酸化水解-厌氧消化处理工艺，利用了其处理效率高、能耗低、耐负荷而且产生沼气等特点。酸化水解池把复杂的难降解大颗粒的有机物水解成小颗粒易降解的简单有机物使废水中的SS含量大大降低，而且同时让PH提高减少 冲击力。处理工程经过实践，处理效果稳定而且可以到达处理标准（2）UASB反应器是近年来国内外快速发展的一种厌氧处理技术，因为其容易形成颗粒污泥让反应器的污泥浓度大大提高从而让水力停留时间大大缩短，所以为国内外废水处理常用工艺。 三相分离器的合理设计和反应器里一定比例的颗粒污泥可以让UASB高效稳定的运行。洪育才等研究开发了一种新型UASB反应器，其特点是它的新型三相分离器可以保证反应器内维持高的微生物量，因此进一步缩短了水力停留时间和提高了有机负荷。UASB中颗粒污泥的形成也进行了广泛研究。 UASB反应器对废水处理的效果可见一斑。UASB-SBR-砂滤-生物活性炭过滤工艺针对豆制品废水特点，水质水量变化大、SS含量高、容易酸化、容易产生污泥膨胀等，可以产生良好的处理效果。A/O是常用的废水好氧处理工艺。通过缺氧和好氧工艺处理的结合，不仅使废水中的有机物得到降解，还使废水中的氮磷得到去除，这是传统的处理工艺不能做到的。A/O工艺将缺氧处理和好氧处理串联在一起，A段的溶解氧不大于0.2毫克每升，O段溶解氧为2~4毫克每升。MSBR池属于改良型SBR工艺，实质是由A2/O工艺与SBR系统串联而成，具有生物除磷脱氮和连续进水、出水的功能，与传统的SBR有着本质的区别。在优化与处理阶段的除渣以及臭气处理的基础上，通过采用ABR-MSBR好氧生化处理工艺处理，出水可以稳定达到并优于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准，具有处理效果好、运行稳定、投资和运行费用低的特点，有较高的行业推广价值。nQ3：水解酸化池中有搅拌，搅拌的时间和频率对水解酸化有什么影响？水解酸化池主要用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，是一个比较重要的工艺。如果后级接入UASB工艺，可以大大提高UASB的容积负荷，提高去除率。 水解工艺并不是简单的，处理时要考虑水中有机物的性质，确定水解工艺性质，水力停留时间、搅拌方式、循环方式、污泥回流方式、设计负荷、污水酸化度、污泥消解能力、后级配套工艺（如UASB或接触氧化）。 水解酸化可将大分子物质转化成小分子物质，将环状结构转化为链状结构，进一步提高污水的BOD/COD的比值，提高了废水的可生化性，为后续好氧处理创造了良好的条件。 水解酸化处理有机废水，取其厌氧处理的前两个阶段（水解阶段、酸化阶段），不需密封及搅拌，在常温下进行即可提高废水的可生化性。由于水解酸化池反应迅速，故池容小，停留时间短，水解酸化反应能适应较大的水质变化，出水水质稳定。影响水解酸化过程的主要因素（1）基质的种类和形态基质的种类和形态对水解(酸化)过程的速率有着重要影响。就多糖、蛋白质和脂肪三类物质来说，在相同的操作条件下，水解速率依次减小。同类有机物，分子量越大，水解越困难，相应池水解速率就越小。比如，就糖类物质来说，二聚糖比三聚糖容易水解;低聚糖比高聚糖容易水解。就分子结构来说，直链比支链易于水解;支链比环状易于水解;单环化合物比杂环或多环化合物易于水解。（2）水解液的pH值水解液的pH值主要影响水解的速率、水解(酸化)的产物以及污泥的形态和结构。大量研究结果表明，水解(酸化)微生物对pH值变化的适应性较强，水解过程可在pH值宽达3.5—10.0的范围内顺利进行，但最佳的pH值为5.5—6.5。pH朝酸性方向或碱性方向移动时，水解速率都将减小。水解液pH值同时还影响水解产物的种类和含量。（3）水力停留时间水力停留时间是水解反应器运行控制的重要参数之一。它对反应器的影响，随着反应器的功能不同而不同。对于单纯以水解为目的的反应器，水力停留时间越长，被水解物质与水解微生物接触时间也就越长，相应地水解效率也就越高。一般为3-4小时。（4）温度n水解反应是一典型的生物反向，因此.温度变化对水解反应的影响符合一般的生物反应规律，即在一定的范围内，温度越高，水解反应的速率越大。但研究表明，当温度在10一20oC之间变化时，水解反应速率变化不大，由此说明，水解微生物对低温变化的适应较强。（5）粒径粒径是影响颗粒状有机物水解(酸化)速率的重要因素之—粒径越大，单位重量有机物的比表面积越小.水解速率也就越小。由于颗粒态有机物的粒径对水解速宰相效率影响较大，因此，一些研究者建议，对含颗粒态有机物浓度较高的废水或污泥，在进入水解反应器前可利用泵或研磨机破碎，以减小污染物的粒径，从而加快水解反应的进行。Q4：二沉池的出水悬浮物过高是由什么导致的？可能的原因有：（1）二沉池工艺参数选择 ：二沉池设计参数是否选择恰当是出水悬浮固体指标会否超标的重要因素。 （2）活性污泥质量 ：活性污泥质量的好坏是影响出水悬浮物是否超标的重要因素。 （3）进水SS/BOD5 生物系统活性污泥中MLVSS比例与进水SS/BOD5有很大的关系，当进水SS/BOD5高时，生物系统活性污泥中MLVSS比例则低，反之则高。 （4）有毒物质 入流污水中含有强酸、强碱或重金属等有毒物质将会使活性污泥中毒，失去处理功效，严重的甚至发生污泥解体，造成污泥无法沉淀，出水悬浮物超标。 （5）温度 ：温度对活性污泥工艺的影响是很广泛的。Q5：二沉池之后为什么要打回流，回流比如何？外回流不仅可以提高系统的污泥浓度；而且回流污泥中的硝态氮进行反硝化，可起到脱氮的作用。外回流由系统需要的污泥浓度决定；（外回流+内回流）由总氮去除率决定。一般情况下，外回流只回流至厌氧池和缺氧池；需要注意的仅仅是控制好回流至厌氧池的量，避免过量的硝态氮进入厌氧池与释磷菌竞争碳源。如果存在内回流时，将外回流回流至好氧池，势必会减少其反硝化作用，而需要增加内回流量，这样会增加设备投资和能耗。即使在不存在内回流的情况下，将外回流回流至缺氧池可以提高缺氧池的污泥浓度，可减小缺氧池的容积；硝态氮在缺氧池的反硝化可以回收部分碱度和需氧量，不仅可以保持出水的碱度还能减小好氧池的需氧量。n一、具体的工艺处理（一）水解酸化—接触氧化工艺处理印染厂排放废水主要来自染色和漂洗工段，一般印染废水中有机物含量高，残留染料多，颜色深，碱性强，水质变化大，可生化性差。主要污染因子为COD和色度。采用水解酸化——接触氧化工艺，目的是通过废水的水解酸化反应，把难降解的高分子物质转化为较小的分子，从而改善废水的可生化性，为接触氧化创造条件。水解酸化是把难降解的高分子物质通过水解（酸化）中产酸细菌，分解成低分子、溶解性、可生化性强的物质，为好氧菌作进一步分解创造有利条件。水解（酸化）中经驯化后的产酸细菌将成为降解污水高分子有机物的主要细菌微生物，其代谢产物为有机酸。通常是通过监测消化液中挥发性脂肪酸VFA来控制厌氧消化过程的运行。水解酸化池内设生物填料和搅拌装置，池中挂填料，使污泥附着在填料上形成膜，从而增大污水与污泥的接触面积，达到增加泥水接触时间的目的。色度的去除主要集中在水解池。水解池对色度的平均去除率为76.3%。生物分解消耗，从而使废水得到净化处理。生物接触氧化池可采用高、低不同的有机负荷，以产生不同的生物相，优化出水并减少剩余污泥量，池内设特殊设计的不同类型的生物填料和高效水下曝气装置。填料挂膜是首要环节，如果挂膜不成功，水处理就没有效果。挂膜好，微生物生长繁殖快，新陈代谢良性循环，水处理就会有效果。挂膜要选好菌种，一般采用接种方法，可引进同类型水质处理的菌种。这种方法周期短，适应性强，成本低。处理印染废水微生物的培养、驯化，营养基料的投加十分重要。据生物环境适应原理，适应于印染废水环境中生长的微生物来源于相似类型处理工艺的污泥或是在印染废水中自然形成的沟泥中，一般可投放新鲜脱水污泥量为池容积的1%。生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生膜法之间的生物处理工艺。兼有活性污泥法与生物膜法优点，其机理是在曝气反应池内设置填料，池内既有活性污泥又有生物膜，形成密集的生物群体，增加了废水与生物接触的面积，连续曝气和生物膜的及时更新，增强了生物的活性。生物接触氧化池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，脱落的生物膜将随出水流出池外，废水中污染物在此过程中被微进水一定要控制进水温度<35℃，避免毒物大量进入，出水一定要控制PH值在n6-9，否则易使生化系统受到破坏，为保证调节池发挥最大效用，适当调高水位，搅拌机经常开启，进水悬浮物及时清理，防止潜水搅拌器和提升泵的堵塞以及降低处理效果和处理能力。要防止生物量堵塞填料间隙。一旦发生堵塞可进行反冲洗对生物膜强行剥离生物膜内层为厌氧膜，表面为好氧膜。当生物膜长到一定厚度时，生物膜内层不能支撑其表面的生物群体时，生物膜就瓦解，同时在填料上又形成新的生物膜，新陈代谢处于良性循环。生物膜厚度决定于水中有机物浓度和风量。生物膜的厚度随负荷的增高而增大，负荷过高则生物膜过厚，引起填料堵塞并可能形成短路，影响出水水质。风量大，也可限制生物膜的厚度，提高生物膜的活性。一般厚度控制在300—400微米左右，因此控制有机物的浓度和调节风量很重要。防止生物膜过厚的方法还有瞬时加大曝气量、加大进水量或采用闷曝的办法使生物膜在厌氧条件下发酵，产生气体促其脱膜。（一）IC工艺处理IC工艺厌氧内循环反应器,是由荷兰PAQUES公司在80年代中期开发的专利技术。是第三代高效厌氧反应器的代表性工艺,具有高容积符合HRT(水力停留时间)<80%,且出水VFA<5mmol/L为标准。从第33天至第70天共37天的流量冲击过程中,在每一个负荷段,基本上都是COD去除率在提高负荷时降低到70%左右,然后又逐渐回升到80%左右。进水浓度不变的条件下,不断增加流量使得HRT缩短。相应的,废水在反应器内的上升流速也在增加,污泥床膨胀率增加,同时,反应器内颗粒污泥维持较高浓度26kgCOD/m3·d左右,HRT降低到6.2h。COD去除率仍然维持在80%左右。进一步增加水力负荷发现COD去除率快速下降,竟然降到65%左右,出水中开始出现大量细小悬浮污泥。表明处理印染废水时,连续运行,只能使得负荷维持在26kgCOD/m3·d以下,HRT在6h以上。可以取得较好净化效果。在反应器启动过程中,运行到第12天时,从反应器顶端的气液分离罐观察到有内循环出现,在第19天时出现了很明显的内循环,而且随着容积负荷的提升,内循环量不断增大,在人工废水培养初期和混合废水培养初期,容积负荷对于产气速率的影响不大。在培养后期产气速率有所提升,在混合废水阶段每提高一次印染废水比例,产气速率会有所下降,随后又会上升。在全部为印染废水时,间歇运行提高负荷阶段,产气速率基本处于连续上升过程,到了连续运行阶段随着负荷的不断提高产气速率仍然缓慢上升。在实验过程中,IC反应器在12～15d出现内循环,到25～33nd完全为印染废水并逐渐提高到较高负荷时,仍有较高的去除效率。全部为印染废水时,COD去除率仍能达到80%左右。对色度也有一定的去除率,可达70%以上。因此可以说,采用IC厌氧反应器处理印染废水,控制得当,可以得到较为满意的处理效果。（一）水解酸化—A2/O—曝气生物滤池工艺处理该污水处理厂原主体工艺为A2/O法。此工艺虽操作简单、运行成本低，但由于进水中印染废水所占比重较大，废水的可生化性不好，导致直接采用A2/O工艺时，出水中的COD、色度、TP指标难以满足现行法规的要求。另外，由于印染废水中COD主要来源于各种印染助剂、蜡质、果胶、纤维素、半纤维素等，而色度主要来源于各种染料，这些污染物大多属难降解物，B/C较低。而水解酸化可以降解大分子、提高B/C，并增加废水的可生化性，提高后续好氧生化的处理效果。尽管水解酸化占地面积和初次投资较高，但其运行费用几乎为零，而且也是污泥减量、脱色较经济的方法〔6〕。因此，笔者改建工程选择处理工艺时，根据进水水质及水量变化的实际情况，在保留预处理（混凝沉淀）及核心工艺A2/O的基础上，增加了厌氧折流板反应器（ABR）水解酸化和曝气生物滤池，改造后的处理流程如图1所示。中试工艺采用图1所示主体工艺，主要研究厌氧水解、A2/O以及后续曝气生物滤池对原水中COD、BOD5、TN、TP及色度的处理效果（实线代表污水流程；虚线代表污泥流程）。（2）水解酸化。由于印染废水中含有大量的活性染料、浆料、表面活性剂、印染助剂等，这些物质属于难以生物降解的大分子有机物质。为了提高废水的可生化性，并为后续二级处理创造有利条件，特采用ABR作为水解酸化工艺。在ABR水解池中特有的厌氧环境下，这些大分子的有机物质通过水解酸化过程，被转化成易于生物降解的小分子，同时提高废水的可生化性。ABR水解池外形尺寸为4.5m×2.5m×1.5m，有效容积为12m3。分为6格，前面5格为水解反应室，最后1格起沉淀作用。在每个上向流室进水口的下部设置一个45°的导流板。反应器中添加组合填料（D150mm，江苏宜兴晨翔环保设备厂），添加量为前5格总容积的70%。（3）A2/O工艺。主要用来去除废水中的有机物，同时利用厌氧+缺氧+好氧的特殊环境，脱除废水中的氨氮和部分磷。总有效容积为33m3。厌氧、缺氧、好氧这3个区的水力停留时间分别为8、10、15h。好氧区添加部分组合填料（D150mm，江苏宜兴晨翔环保设备厂），添加量为好氧区总容积的70%。（4）曝气生物滤池。曝气生物滤池作为最后一道新增的设施，其目的主要是对生化处理后的废水作进一步深度净化，以脱除废水中残余的有机物、色度和部分悬浮物SS。反应器高3.8m，内径0.9m，2座，有效容积为4.1m3，水力停留时间为4.1h。填料采用生物陶粒（3~5mm，江西省萍乡市科顺滤料有限公司），滤料高3.2m。进水方式为上流式，曝气方式采用管道开孔曝气，气水比为3∶1。（1）混凝沉淀。前置的混凝沉淀主要用于固液分离、去除部分色度和有机物。以PAC为混凝剂投加到混凝池中，投加量为0.05~0.10g/L，采用机械搅拌快速混合。混凝和沉淀有效容积分别为0.36m3和2.0m3，pH控制在10.0~11.0。出水进入后续ABR水解池。n中试时间为6个月，采用混凝沉淀、ABR水解酸化、A2/O生物处理和曝气生物滤池组合工艺，下图所列数据均为中试后期稳定阶段的采样数值。3.1ABR厌氧水解ABR水解池进水来自前置混凝沉淀的出水，实验结果表明，前置混凝沉淀出水中的色度、有机物含量等大幅下降，其对有机物和色度的去除率分别为32%和56%左右。出水进入ABR水解池初始平均COD、BOD5分别为473.69、89.13mg/L，水解池进水平均色度为217倍时，ABR水解酸化对COD、BOD5、色度的去除效果如图2所示。ABR厌氧水解对废水可生化性的影响如图3所示。由图2、图3可见，ABR水解池对COD的去除率大约为23.6%，经过ABR酸化后，出水平均COD为361.66mg/L。出水平均BOD5为110.34mg/L，出水BOD5不降反升。这说明一部分难于生物降解的大分子有机物在ABR反应器内，通过水解酸化过程被转化成易于生物降解的小分子有机物，从而导致出水BOD5升高。这一点从图3中B/C可以反映出来。综合废水经过ABR水解酸化后，B/C由进水的0.19增加到0.31，提高了63.2%，废水的可生化性明显提高，这说明ABR水解酸化对提高印染废水的可生化性是有明显帮助的。ABR水解池进水平均TP为9.2mg/L，出水平均TP分别为7.2mg/L。结果表明：ABR水解酸化对废水中TP的去除效果不明显。对于色度指标，由于水解池进水色度变化幅度较大，水解池出水色度随进水色度的变化而相应发生变化。中试表明，当水解池进水平均色度为217倍时，出水平均色度为86倍，水解池对色度去除率较高，平均去除率为60.4%。对ABR各反应室的ORP值进行测定发现，沿水流方向氧化还原电位逐渐降低，从第一格的-55.5mV逐渐下降到-80.4mV。在该区段内，水解酸化池内反应条件良好，而这则非常有利于水解酸化过程的进行。3.2A2/O生化段污水经过预处理段后，进入A2/O池的厌氧段。在厌氧条件下，聚磷菌将体内的有机磷转化成无机磷释放掉。厌氧段出水自流进入A2/O池缺氧段后，进行反硝化脱氮过程。在该工序中，反硝化菌对硝态氮进行反硝化的同时，废水中有机物作为碳源被消耗掉，导致出水BOD5和COD有所降低。缺氧段出水进入好氧段后进行硝化和脱碳过程。出于除磷的需要，一部分好氧段出水作为硝化液回流到厌氧池。回流比为100%。生化段对COD的去除效果（以二沉池出水为准）以及生化段内平均MLSS变化情况如图4所示。由图4可见，整个中试实验中，A2/O段对综合印染废水中的有机物具有较高的去除效率，当进水平均COD为361.7mg/L时，二沉池出水平均COD为90.1mg/L，COD去除率达到75%左右。在中试初期，受污水厂进水水质影响，进水COD变化幅度大，二沉池出水COD随运行时间缓慢降低。中试后期，进水COD变化趋于稳定，二沉池出水水质也相对稳定。同时，生化段显示了良好的耐低负荷污染物冲击的能力，当进水水质随时间波动较大时，活性污泥并没有出现明显的老化现象，二沉池出水也没有受到太大影响。MLSS对二沉池出水COD有一定影响。当MLSS为3000mg/Ln以下时，二沉池出水COD随着MLSS的升高而降低。当MLSS为3000~3400mg/L时，二沉池出水COD趋于稳定，此时二沉池出水效果最好。当MLSS高于3400mg/L时，A2/O段对综合印染废水中有机物的去除率呈下降趋势。A2/O对综合印染废水中的TN和TP去除效果如图5所示。由图5可见，此段，进水平均TN、TP分别为19.76、7.23mg/L，出水平均TN、TP分别为14.51、1.45mg/L。A2/O段对TN的去除率不高，平均去除效率仅为33.0%。不过由于进水TN本身不高，二沉池出水TN保持在20mg/L以下，已经达到设计目标。对于废水中的TP，A2/O对综合印染废水中的TP具有较好的去除效果，尽管进水TP在4.52~7.37mg/L之间波动较大，二沉池出水TP却始终比较稳定，平均值仅为1.5mg/L。3.3曝气生物滤池通过中试研究发现，当气水比为3∶1、水力负荷为0.64~0.95m3/（m2·h）、温度为23~28℃、pH控制在7.6~8.3之间时，曝气生物滤池对污染物的去除效率最大。曝气生物滤池对有机物、色度、TP去除效果如图6所示。由图6可见，曝气生物滤池对有机物的去除效果较好，COD平均去除率保持在50%以上，出水平均BOD5和COD分别在18、45mg/L以下，达到了中试目的。实验结果证明，曝气生物滤池进水TP变化较大，在1.04~2.17mg/L范围波动，然而出水TP却相对稳定，始终保持在0.7mg/L以下。当进水平均色度在55倍时，曝气生物滤池对综合印染废水的色度具有较好的去除效率，出水色度始终保持在30倍以下，去除效果理想。（1）对于废水可生化性较差的综合印染废水，采用混凝沉淀—ABR水解酸化能显著降低后续生化工序的负荷，并提高废水的可生化性，有利于后续生物处理过程的高效进行。（2）混凝沉淀—ABR水解酸化—A2/O—曝气生物滤池工艺对综合印染废水具有较强的抗冲击负荷能力和较好的处理效果。在中试后期，COD、色度平均去除率分别达93%、94%，出水水质指标达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准。（3）结合中试研究，应在用地面积尽量少而常规工艺需要全面升级时，考虑物化生化多方法联合，利用组合工艺来进行升级改造，如将混凝沉淀、厌氧水解预处理与A2/O法、曝气生物滤池处理相联合，可以大大提高综合印染废水处理后的出水水质。（一）MBR工艺处理膜生物反应器(MembraneBioreactor,简称MBR),是集高效膜分离技术和生物反应器的生物降解作用于一体的生物化学反应系统。它用膜组件替代传统活性污泥法中的沉淀池,实现泥水分离,从而对废水进行处理,具有固液分离率高、出水水质好、处理效率高、占地空间小和运行管理简单等特点。我国对MBR的研究时间虽不长,但发展十分迅速。n目前,我国研究的膜生物反应器(MBR)主要用于固液分离与截留,即分离膜反应器,它是悬浮生长反应器和膜过滤装置的结合。按照膜单元的放置,MBR分为外置式[循环式,图1(a)和浸没式(一体式,图1(b)];按照是否需要氧,又可分为好氧和厌氧膜生物反应器。外置式膜生物反应器(RMBR)的特点是,膜组件自成体系,运行稳定可靠,膜通量较大,清洗、更换和增设方便等。其缺点是泵高速旋转产生的剪切力,会使某些微生物细菌体失活,而且一般条件下,为减少污染物在膜表面的沉积,由循环泵提供的水流流速都较高,因此动力消耗也较大。一体式膜生物反应器(SMBR)最大的特点是,运行费用低,但其膜通量相对也较低,易发生膜污染,膜组件的拆装、清洗通常也较困难。不过,中空纤维式膜组件由于体积较小、组装灵活,可分组设置成若干框架结构,便于从曝气池中拿出,克服了不易拆装的缺点。膜组件和生物反应器的结合,使MBR具有许多优点:膜能将活性污泥完全截留在反应器内,因此污泥浓度高,大大提高了反应速率,增强了系统的耐冲击力,还减少了污泥的产生量;实现了SRT(泥龄)和HRT(水力停留时间)的分别控制,有利于自动化控制,提高污染物停留时间,一些难降解的大分子颗粒状物质和活性大分子化合物也能被膜截留下来;增加了生长时间较长的细菌,如硝化菌和亚硝化菌等,因此MBR脱氮除磷效果比传统活性污泥法大为增强[2]。我国是纺织大国,印染行业每天有400多万吨的废水排放[1],占工业废水的1/10,且每年要耗用100多亿吨清洁水,是我国用水量大、排放量大的工业部门之一。按1t印染废水污染20t清洁水体计算,每年未达标排放的废水又会污染清洁水150亿吨。印染废水具有“高浓度、高色度、高pH值、难降解和多变化”等五大特征[3],其处理难度主要集中在以下两个方面。加工生产中运用的助剂(渗透剂、助染剂等),95%以上滞留在印染废水中,造成COD浓度高。染料废水中的污染物以有机物为主,理论上大部分可生化,但其水质BOD(生物需氧量)与COD比值一般较低,因此可生化而又不易生化。同时,曝气池活性污泥对多变化的染料中间体废水的驯化、适应也不甚容易。这些都是印染废水难以被有效降解,净化后水质COD值仍然偏高的症结所在。如何提高COD去除率,是印染废水亟待解决的难题之一。印染废水中还有一些有机物质,无论其对微生物有无抑制作用,都不能被微生物摄食。而在实际生产运行中,这类有机物质经多次生化仍难以大量去除,净化后的COD值仍然较高。我国科技工作者在对江、浙、沪、闽、鲁和粤等主要纺织地区调研过程中发现,目前国内大部分印染企业为提高COD去除率,通常采用增加絮凝和生化反应时间的方法,即所谓“生化再生化”、“絮凝再絮凝”。n这将导致污水处理工程占地面积大、流程长、工程费用高,而处理效果也难以令人满意。在上海、山东、辽宁等地,一些企业把并联曝气池改为串联运行,生化处理效率有所提高,但污水净化程度的提高相当有限。近年来,国内外对染料、颜料类工业废水的脱色方法进行了大量技术研究,总结出了许多行之有效的脱色技术,如絮凝法、吸附法、氯气和次氯酸钠法等。这些技术针对性较强,对不同的废水处理都能取得一定的效果。但是,由于印染废水中含有的染料及其中间体品种多、类别复杂,在处理上有相当难度。加之国产染料上染率较低,印染生产企业一般都会超量投加,导致染色后剩余染料较多,不但造成资源浪费,而且产污量比发达国家多近一倍,加剧了废水污染的程度。从行业调查的情况看,目前我国印染废水治理普遍存在脱色困难的问题。国内比较成熟的生物活性污泥池处理法和物理化学处理法等处理技术,都不同程度地存在各种各样的问题,脱色效率都不高。如上所述,在印染废水的处理中,传统方法总存在COD降低不完全、色度去除率低和处理成本高等问题,而MBR技术在理论上则有较强的针对性。国际上将MBR应用于处理印染废水,开始于处理生活污水和市政污水之后,发展相对缓慢。在国内,该方面的研究也并不多[4],如图2。20世纪90年代初期,中国科学院生态环境研究中心在国内率先采用分离式膜生物反应器对印染废水进行处理研究[1]。刘超翔等采用一体式膜生物反应器,对毛纺废水处理进行了中试研究,系统出水COD<20mg/L,无SS,色度<4°,水质明显优于原先采用接触氧化工艺处理的出水[5]。中国科学院生态环境研究中心郑祥等采用中试规模的厌氧-好氧膜生物反应器(A/OMnBR)处理毛纺印染废水,当HRT为7h时,进水COD、BOD5分别为179～358mg/L和44.8～206mg/L。试验系统COD、BOD5、色度、浊度的平均去除率分别为92.1%、98.4%、60.7%、98.9%,出水水质浓度或指标值分别为20.2mg/L、1.6mg/L、25倍、0.51NTU,出水水质指标达到建设部生活杂用水水质标准(CJ2511289)[6]。仝攀瑞对MBR处理印染废水的膜污染及清洗进行了研究。结果表明,膜污染主要是由膜表面凝胶层造成的;化学清洗的效果优于物理清洗(化学清洗能恢复膜通量约90%以上,而物理清洗仅能恢复膜通量约70%);NaOH的清洗效果优于NaClO[7]。杨颖波等采用ABR-MBR组合工艺处理纺织废水,在废水COD为476～980mg/L、BOD5为113～392mg/L、色度为40～290倍、浊度为45～107NTU时,相应的出水指标分别为22.7mg/L、5.3mg/L、20.2倍、0.89NTU。厦门大学洪俊明等采用A/O膜生物反应器组合工艺处理活性染料废水,研究了在不同的基质浓度、染料浓度以及氨氮浓度下,A/OMBR对模拟印染废水的降解特性。研究结果表明,该工艺对活性染料的脱色主要由厌氧槽的水解酸化来完成,而好氧槽主要起去除COD的作用;增加进水葡萄糖以及氨氮浓度,对染料的脱色率基本没有影响[9]。东华大学王春玲等采用复合式MBR(与水解酸化联用)对印染废水进行处理研究,出水水质良好,且比较稳定,系统出水COD、氨氮、色度较低,无SS[10]。邹海燕等为提高膜生物反应器(SMBR)的处理效果,在一体式膜生物反应器中加入氢氧化铁絮体,提出了生物铁-SMBR法,结果表明,与PAC-SMBR及普通SMBR法相比,生物铁-SMBR法在提高印染废水处理效果方面具有明显的优势;在其容积负荷比普通SMBR平均高25%的情况下,生物铁-SMBR法对COD、染料、NH3-N(氨-氮)的去除率分别高1.0%、9.5%、5.2%;与普通SMBR相比,PAC-SMBR也能够提高对印染废水的处理效果,在其容积负荷比普通SMBR平均高6%的情况下,对COD、染料、NH3-N的去除率分别比普通SMBR要高0.6%、4.0%、5.3%[11]。天津工业大学膜天膜工程技术有限公司的胡维超采用酸化水解-电解絮凝-MBR工艺对印染厂污水处理系统进行了改造,工艺运行平稳,耐冲击负荷较高;CODCr平均去除率达90%以上,色度平均去除率约95%,出水pH值为7～8,出水各项指标达到国家GB4287—1992《纺织印染行业污染物排放标准》一级标准[12]。迄今为止,我国在MBR处理印染废水方面的研究主要有以下特点:(1)总体研究量少,研究面相对较窄,多数研究集中在处理效果上,对反应机理研究甚少,涉及膜污染方面的内容也不多;(2)研究规模主要为小试和中试,大多数是在实验室完成的,有的甚至采用模拟印染废水,与实际偏差较大,工程实际应用研究极少;(3)在工艺方面,基本上为好氧MBR与其它工艺组合处理印染废水,MBR技术优势没有完全体现;(4)高校在该项研究中占主要力量,如东华大学和天津工业大学,前者前身是中国纺织大学,与纺织印染行业联系紧密,后者直属企业天津工大膜天膜集团公司,是我国膜行业的佼佼者,他们开展该方面的研究均与其特殊的身份有关。未来MBR工艺的应用及其在印染废水处理方面的发展,与我国印染行业的变化有很大的关系。当前及未来较长一段时间内,我国印染行业将呈现以下特点:n(1)行业规模越来越大,废水产量也将随之增长;(2)在纺织业集中的东部沿海地区,已经形成了一些以中小企业为主体的市(县)、镇纺织产业集群,这些分散、小规模、以追求利润为目标的中小企业对环境存在极大的威胁[3];(3)水质日趋复杂,随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步,新型助剂、染料等在印染行业中被大量使用,难降解有毒有机组分的含量也越来越多。MBR技术的研究将集中在:(1)膜污染机理的研究和预防,保持膜通量的基础上降低运行和维护成本;(2)新型膜材料的研究和开发;(3)自动化程度的进一步提高等。(4)膜技术作为21世纪最有前景的水处理技术,将有着更加广泛的发展前景,未来MBR处理印染废水的研究将呈现以下几种趋势;(1)由于MBR技术对印染废水处理有较强的适用性,MBR工艺处理印染废水的研究和应用将越来越多。(2)多样化的组合工艺与MBR工艺组合处理印染废水,可弥补MBR技术的不足,充分发挥其作用。单独采用MBR工艺处理印染废水也将会是未来研究的一个新方向。(3)MBR技术处理印染废水将会更多地应用到实际工程中,小处理量的成型MBR设备将会出现,并被推广应用于小型分散型印染企业。(4)深入研究MBR处理印染废水过程中的污染情况,预防和降低膜污染,促进MBR在印染废水处理中的应用。(5)更多的社会科研机构和个人将会参与MBR技术处理印染废水的研究。MBR作为一种较新的印染废水处理系统,由于其诸多优点而得到广泛的研究和应用。印染废水的特点与MBR工艺有着良好的切合点,随着MBR技术研究的发展和印染行业清洁生产的倡导,采用MBR技术处理印染废水将会有良好的应用前景,其对印染行业清洁生产的实现也将作出重要贡献。一、回用技术（工程实例）印染行业是工业用水大户，其废水具有高nCOD，高色度、可生化性差、水质变化大等诸多特点，属难处理的工业废水。在水资源日益匮乏，环保要求日益严格的形势下，提高水回用率、减少新鲜水使用、降低废水排放量势在必行。随着《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB4287－2012)的颁布实施、产业升级的需要，以及水价提升、排放总量控制等措施的陆续出台，企业必须对印染废水进行深度处理及回用。先进的膜技术产水水质好，能直接回用于印染环节，以膜生物反应器(MBＲ)、超滤(UF)、反渗透(ＲO)为深度处理核心路线的膜法水处理技术日益得到推广应用。本项目为圣山集团有限公司废水处理站深度处理回用工程。该公司原废水处理站采用调节－水解－好氧－二沉池的处理工艺，深度处理回用工程进水为原二沉池出水，设计进水量为8000m3/d，通过深度处理实现回用水量4000m3/d。深度处理与回用工艺路线采用近以UF－ＲO为核心的双膜技术，目前国内还少有如此大型的双膜处理设施来处理废水。回用系统进水为现有废水处理站二沉池出水，其设计水质如表1所示。回用系统设计出水回用至印染工序，其主要对电导率及色度要求较高，其设计水质如表2所示。因为UF对进水有一定的要求，需在UF前设置粗过滤以保护UF膜，否则UF膜易发生严重的污染堵塞导致产水水量和水质下降。粗过滤的主要作用是去除颗粒杂质及粘泥类污染物。常见的UF前道粗滤工艺如表3所示。n综合比较，选择砂滤作为UF的前道粗过滤，为防止漏砂等问题，再在UF前设置一道保安过滤器。因为印染废水含盐量通常较高，因此反渗透或类似的电渗析等除盐工艺是必须要考虑的工艺。考虑到反渗透的成熟稳定性和投资经济性，选择反渗透作为核心除盐手段，同时为了降低运行成本，选用低压反渗透膜。ＲO总产水量4000m3/d，超滤系统产水量8000m3/d，设计系统回收率50%，超滤系统设计通量30－40L/(m2．h)，超滤8080膜元件共计180支，运行压力0．10－0．25Mpa;反渗透系统设计通量18－22L/(m2．h);低压反渗透膜元件324支，运行压力:0．45－0．85Mpa。n为了提高过滤效果，可考虑废水进入砂滤前投加絮凝剂，强化去除去除水体中大部分悬浮性颗粒物，使浊度、SS、色度等物理指标明显改观。超滤膜的膜筛截留绝大部分非溶解性杂质，使SDI等关键指标满足ＲO进水需求，同时对COD、色度有部分脱除功效。反渗透膜的除盐作用大幅度降低水体的电导率、硬度等指标。本项目将部分超滤产水与反渗透产水混合后进入回收水箱(ＲO水箱)，可降低运行成本，保障回用水质。砂滤、超滤、反渗透等各单元都有各自的冲洗工序，以定期恢复过滤性能，UF、ＲO还设有各自的在线药洗工序。采用了超亲水性超滤膜、低压反渗透膜、浓水回收利用技术，大功率泵采用变频调节，与常规膜法系统相比，反渗透运行压力从通常的13BAＲ左右降低到不足9BAＲ，使能耗大幅度降低。系统采用智能化控制，压力、流量、温度、电导率、OＲP等关键性的参数可依据水质情况、设备运行状况在人机界面可以进行实时调整设置，使系统稳定连续运行。膜法中水回用系统自2014年秋季投运10个月以来，连续运行产水，总体性能令人满意。其关键的超滤、反渗透系统运行情况如下:超滤膜采用浓水循环的方式，提高进水在超滤膜表面的流速，减少污染物在膜表面沉积，同时采用气水反冲洗，超滤系统按时间设置周期性反洗，30－60min进行一次。反洗采用超滤产水逆向对膜面截留的污染物进行短时间冲洗，以恢复膜的过滤性能，超滤装置采用全自动控制，设定程序进行正常过滤、气擦洗、水反洗、在线化学清洗，反冲洗水可以返回污水处理单元前端系统进行再处理，减少外排水。超滤的产水通过反渗透增压泵提升进入二级保安滤器，再由高压泵提升压力和流量进入反渗透膜堆，膜堆采用一段式设计，在反渗透进水加入阻垢剂，以保证反渗透系统稳定运行，并提高反渗透膜堆离子的截留，同时也提高了膜的清洗恢复率，延长膜的使用寿命。设置了专用的反渗透快速冲洗系统，采用反渗透产水，主要作用是用反渗透产水置换反渗透膜中停机后滞留的浓水，目的是防止滞留的浓水对反渗透装置的腐蚀及浓水侧亚稳定状态的结垢物质出现析出结垢和有机物污染，以保护反渗透膜，延长反渗透清洗周期。反渗透控制系统与超滤系统一样采用自动控制，根据程序进行过滤、加药、停机冲洗以及离线化学清洗。反渗透系统运行情况如表3所示。n运行费用主要由药剂、电、超滤膜、反渗透膜的折旧更换以及人工等费用组成。电费方面，ＲO系统采用低压膜，可选用较低功率的泵型，同时采用变频控制，依据水质实时调整ＲO运行压力，达到节能的目的;膜的折旧更换费方面，充分利用预处理以及多项膜污染控制措施，延长膜使用寿命，减少膜更换成本;人工费方面，系统采用PLC智能化控制，降低人工劳动强度，仅设置1个操作人员即可满足系统正常维护运行。具体运行费用见表4。当初设计时考虑到水体管路防腐需要，系统大量运用了UPVC管路，在实际使用中出现大管径手工开孔管件接口漏水现象，这一方面与印染行业水温较高导致粘接或塑料焊牢固度下降有关，另一方面也体现出塑料管道在大管径管路安装中的劣势，其对安装细节要求反而比钢制管路更高，若以后DN200以上的管路都统一采用成品UPVC管件或钢衬塑法兰等方式连接，可以更好的保障系统的稳定运行。因为ＲO系统要定期做清洗维护，当ＲO设备在线清洗时难以实现彻底清洗，后来单独制作了一套离线清洗机，可以一次性对多只ＲO膜进行离线彻底清洗，这在同行同类设备应用中还没有先例，值得以后项目的借鉴。本项目是圣山集团有限公司实施节水减排，增产降污的重要举措，符合国家倡导的环境友好、节能减排、绿色发展的总体要求。项目实施后每年可节约新鲜水近130万吨，同时减少近130万吨外排污水量，实现了水资源大量回收利用，为实现清洁生产迈出了重要一步，有利于企业可持续发展。本项目的成功实施为同行其他单位起了示范作用，有利于印染废水回用技术的推广，从而带动同行业单位的节水减排。综合考虑自来水水费和排污费用，项目设备静态投资回收期不到3年，经济效益和社会效益明显。n