CQF型浅层离子气浮印染废水处理的杰出应用

1 概述

某纺织公司主营针织布染色、棉针织布印染。所排废水量约10000吨/天，废水处理系统采用了“水解酸化—好氧”生化工艺。工程于2003年12月动工建设，2004年8月投入运行，由于该废水在针织布印染废水中比较特殊，运行几年都不能稳定达标，于2009年1月在水解酸化池前增加了一套浅层气浮池，而后出水各项指标均达到了《污水综合排放标准》GB8978-96中一级排放标准。并且增加了三级处理措施，直接选用三级处理专用的CQJ(F)型浅层离子气浮作为达标排放的把关措施。

2 进水水质及排放标准

表1 进水水质及排放标准

3 废水的特殊性及应对措施

　印染工业在我国比较发达，废水的主要特点是废水色度、COD浓度较高，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱，纤维杂质及无机盐等，其处理工艺也相对成熟，国内多数印染废水一般采用厌氧——好氧生物处理工艺，厌氧水解的主要作用是使印染废水中的难降解有机物及其发色基团解体、被取代或裂解，从而降低废水的色度，改善其可生化性，提高其BOD₅/CODcr比值；好氧段的主要作用是氧化分解厌氧反应后的产物，包括一些易降解小分子有机物及染料中的某些发色基团等在好氧段中进一步去除。由于国家新的排放标准的执行，印染工业废水经厌氧—好氧工艺处理不能保证新的排放要求（CODcr<100 mg/l，色度<50倍），同时考虑占地、投资、运行成本等问题，选择增加CQJ型浅层离子气浮作为预处理及三级深度处理工艺主要设备，达标排放的把关措施。从实际运行情况来看，CQJ型浅层离子气浮是最佳选择。

4 工艺流程

在原有处理单元的基础上，增加了预处理浅层离子气浮及三级深度处理浅层离子气浮，工艺流程如图：

工艺流程图

印染废水→调节池→预处理气浮→厌氧或水解→好氧→二沉池→三级深度处理气浮→外排

所产生的浮渣及生化污泥进污泥池，惊讶率及脱水后外运处置。

5 主要构筑物及工艺参数

1)筛网滤池、调节池

筛网滤池与调节池合建，废水首先通过不锈钢筛网进入调节池，不锈钢筛网用来拦截废水中的线头、短纤、塑料袋等杂物，以免造成提升泵的堵塞，废水在调节池进行水质、水量的调节，调节池停留时间7.0h，配备潜水提升泵3台。

2)预处理浅层离子气浮系统

此系统运用了“浅池理论”及“零速原理”进行设计，停留时间仅需3-5分钟，强制布水，进出水都是静态的，微气泡与絮粒的粘附发生在包括接触区在内的整个气浮分离过程，浮渣瞬时排出，水体扰动小出水悬浮物低，出渣含固率高，悬浮物去除率可达93-99.5%。此系统能够有效的去除废水中的油、COD（去除率达50~70%）、BOD，提高BC比降低了生化系统的处理负荷，同时对色度的去除也比较显著，气浮设备安装在水解酸化池上（保证了系统的一次提升，降低运行成本），外型尺寸：φ11000×800mm，有效水深600～700mm。

3)水解酸化池

预处理气浮出水进入水解酸化池后，通过微生物的降解使大分子不可生化的有机物转化为小分子可生化的有机物，同时使废水的pH值降低，能够使废水有机物在后续好氧处理过程中达到有效去除，停留时间为10h，有效水深为6m，水解酸化布水方式为脉冲布水，配备2套脉冲布水器。

4)好氧池

废水经过水解酸化处理后进入好氧池，好氧池采用完全混合式活性污泥工艺。利用鼓风机提供氧气和微孔曝气器来均匀布气，曝气的安装采用柔性曝气系统，好氧池停留时间为11h，有效水深为5m，与水解酸化池合建，节省投资。好氧池气水比为17：1，配备罗茨鼓风机4台，池内安装溶解氧在线仪，用于检测水中的溶解氧的含量，对鼓风机进行变频控制。大大节约了运行成本。

5)平流沉淀池

对好氧池出来的混合液进行泥水分离，回流污泥至生化系统，剩余污泥至污泥浓缩池，沉淀池与水解池、好氧池合建，表面负荷0.78m³/ m²·h，沉淀时间3.9h，有效水深3.0m，污泥回流比50~100%，配备行车式虹吸刮泥机1台，污泥回流泵3台。

6) 三级深度处理专用浅层离子气浮系统

   深度处理脱色专用CQJ（F）型超效浅层离子气浮是在CQJ型离子气浮基础上进一步提升的，它采用了独特的具有世界先进水平专利技术，大幅度地减小了微气泡的直径。微气泡直径平均仅约5μm，与目前国内外平均约150μm的水平比较至少减小了30倍。这大大的改变了水分子的表面张力强度，并且微气泡带有一定的电荷，能吸附溶解于水的交替大分子。由于当溶气量一定时，微气泡的总面积与其直径的平方成反比，因而微气泡的总面积至少增大了100倍，而微气泡的密集度则增大了近上千倍。理论研究及试验均表明，微气泡直径约小，气泡吸附悬浮物的趋势越强，吸附力越大，这可以用界面能理论来解释，微气泡总面积呈几何数增加等效于废水中固、水、气三相总届面呈几何级数增加，于是它们力图通过吸附降低表面能的趋势大幅增强。 在气浮理论中，悬浮物自水体的分离，除了气泡吸附、气泡顶托、絮体吸附机理之外，还存在所谓的“气泡裹携”作用，它指的是：部分未与气泡或絮体吸附的细小悬浮物，在密集气泡上升过程中，因无论细小悬浮物怎样细小，其粒径仍远大于水分子，它们将可能被挟带在气泡群的气泡间隙中被裹携至水面而分离。显然，气泡群越密集，这个作用将越强烈， 所能挟带的悬浮物也将越细小。

生化系统出水通过投加高效絮凝剂和助凝剂，进入浅层离子气浮系统，与气浮溶气系统产生的集成化带电气泡混合，改变了水的表面张力，吸附水中的有色基团及部分亲水性胶体，进一步降低了COD、色度，保障了出水达到排放标准的要求，外型尺寸：φ11000×800mm，有效水深600～700mm，水力停留时间3～5min。 

7)污泥处理与处置

1）污泥浓缩池：采用间歇式重力浓缩，储存并浓缩物化污泥及剩余污泥；

2）污泥脱水：污泥脱水机采用带式脱水机，可将污泥的含水率从99.5%降到75%左右；

3）处理后的污泥运至垃圾填埋厂进行处置。

6 实际运行结果

表中列出了增加预处理浅层离子气浮和三级深度处理气浮后运行测定结果的部分数据，处理水量一般在7000-10000m³/d左右。

从表中可以看出，各项出水指标均达到一级排放标准，该工程已通过当地环保部门的竣工验收监测。

7 运行费用

1) 总装机容量：          362.0 kW

2) 实际运行功率：         220.0kW

3) 耗电量：             0.528kWh/m³废水

4) 工资福利费：        0.023元/m³废水

5) 药剂费：            0.30元/m³废水

6) 运行费用：          0.745元/m³废水(电费按0.80元/kWh)

注：以上均为直接运行费用，不含设备折旧、维修以及财务费用等。

8 结论

1) 该项目通过增加预处理浅层离子气浮和三及深度处理专用浅层离子气浮后连续运行一年多，通过连续对出水水质化验的结果显示，该系统运行情况良好，处理后废水的各项指标均达到设计要求，合格率达95%以上，系统运行也良好；

2) 预处理浅层离子气浮系统的运行好坏，决定了生化处理系统的处理效率，三级深度处理专用浅层离子气浮系统对废水达标排放的保障起了至关重要的作用。

3) CQF型浅层离子气浮与水解酸化、好氧的组合工艺处理在印染废水是一种非常有效的工艺。

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