据统计,2007年全国印染布产量达660亿m,占世界总量30%以上,废水排放总量居全国工业部门第五位,COD排放总量居第六位。近年来,随着新型染化料助剂的开发和应用,丝绸印染废水呈现出有机污染物浓度高、组分复杂、色度深且波动大的特点,需要进行深度处理。试验在借鉴同类废水处理工艺的基础上,研究缺氧-生物接触氧化-混凝气浮-生物活性炭组合工艺的处理效果及工艺参数。1·试验1.1　原水水质试验原水来源于某研究机构的丝绸印染废水。废水中含有染料、表面活性剂、固色剂、酸、碱以及蚕丝上的杂质与水解产物等,有机物浓度高、波动范围大,色度较深。原水水质及污水排放标准见表1。1.2　试验装置及流程由表1可知,试验原水的BOD/COD比为0.50左右,总体可生化性尚好,因而采用生物与物化相结合的组合处理工艺,试验工艺流程见图1。试验装置及主要参数如下:(1)进水池　采用聚氯乙烯塑料箱,容积50L。(2)缺氧池、生物接触氧化池　有机玻璃制,内径100mm,高1.0m,有效容积6.28L,采用组合纤维填料。(3)混凝气浮池　有机玻璃制,内径100mm,高1.0m。考虑混凝剂经济性、可行性及应用经验,采用聚合氯化铝(PAC)和氯化铁进行试验。(4)生物活性炭池　有机玻璃制,内径50mm,高1.0m,有效容积1.42L。活性炭采用柱状净水炭,主要性能指标:碘吸附值≥1000mg/g,耐磨强度90%。(5)进水采用电子蠕动泵,可实现无级调速。(6)充氧由气泵通过底部的多孔砂芯曝气器进入缺氧池、生物接触氧化池及生物活性炭池。1.3　试验方法(1)连续生化试验每天取丝绸印染废水至进水池,用蠕动泵提升至缺氧池进行连续生化处理,调整工艺运行参数并取样分析。经缺氧-接触氧化-混凝气浮单元处理的废水流入生物活性炭池,定期取样分析。(2)混凝试验采用生物接触氧化池出水进行混

凝试验,通过混凝效果比较,优选较佳的混凝剂。(3)生物活性炭深度处理试验对丝绸印染废水中的固色剂和染料等难降解物质进行模拟废水配制,配水方案见表2。配制的试验废水通过蠕动泵提升至生物活性炭池,进水流量为11L/d,定期测量进、出水COD变化情况,研究生物活性炭技术对难降解物质的处理效果。1.4　测试方法水质检测均按国家标准分析方法及国家环保局组织编写的《水和废水监测分析方法》(第四版)进行。2·结果与分析2.1　连续生化试验连续生化试验历时3个月,其中填料挂膜驯化期约30d,驯化稳定期可观察到粘附在填料上的生物膜结构密实、污泥絮体成球状。对生物接触氧化池内的填料进行显微镜观察,若发现有大量菌胶团存在,说明生物膜基本驯化成功,污泥沉降性能良好,可进行连续试验。试验结果见图2。由图2可知,缺氧水解对丝绸印染废水COD具有一定的去除效果。进入稳定运行阶段后,进水COD为900~2500mg/L,废水经缺氧处理后,COD明显降低,再经生物接触氧化进一步处理,出水COD基本控制在300mg/L以下,平均去除率为82%,表明缺氧-接触氧化系统对废水COD 变化具有较好的适应性,能够适应丝绸印染废水COD波动大的特点。测定缺氧池进出水挥发性脂肪酸(VFA)发现,原水VFA为 0.6~0.7mmol/L,缺氧池出水VFA为1.1~1.4mmol/L,表明经缺氧处理后,部分高分子有机物已转化为分子量较小的有机酸组分,改善了印染废水的可生化性。2.2　混凝试验在相同条件下,聚合氯化铝对废水COD去除率为20%~30%,且受进水浓度的影响较小,混凝效果较为稳定。而氯化铁对COD的去除率为 10%~25%,但波动较大,因而确定采用聚合氯化铝作混凝剂。经混凝处理的生物接触氧化池出水COD仍大于100mg/L,不能满足排放标准,需要进一步处理。2.3　生物活性炭深度处理试验生物活性炭法处

理废水,这一过程涉及活性炭颗粒、微生物、水中污染物(基质)及溶解氧4类物质在水溶液中的相互作用[1-2]。由于表面微生物的存在,生物活性炭对废水中污染物具有降解作用,可以提高活性炭的吸附量,并延长使用周期[3]。另一方面,活性炭的孔隙可作为污染物吸附平衡的“仓库”, 有机物液相浓度高时,吸附物质进入活性炭;液相浓度低时,吸附物质扩散离开活性炭,被生物降解[4-5]。试验原水经连续生化-混凝处理后,出水仍不能达到排放标准,因而需采用生物活性炭法进行吸附-降解试验。2.3.1　废水中难降解物质的深度处理经分析印染废水的组成发现,接触氧化处理后,固色剂和染料对废水COD的贡献较大,且是主要的难降解物质。因此对这些难降解物质单独配水,进行生物活性炭池处理试验。结果见表3和表4。由表3和表4可知,生物活性炭对染料COD的去除率达50%以上,对固色剂COD的去除率在30%以上。研究结果也表明,难降解物质经活性炭吸附调节及催化作用后,需要有足够的时间完成微生物降解过程[2]。因此,难降解物质结构及停留时间是影响生物活性炭去除率的重要因素。表4表明,对于丝绸印染废水中的主要难降解物质,在相应的停留时间条件下,采用生物活性炭深度处理可达到较好的去除效果。对色度的去除率达到90%以上,可较好地解决丝绸印染废水的脱色问题。2.3.2　混凝气浮出水的深度处理丝绸印染废水经连续生化处理后,进入混凝气浮单元,采用组合工艺,最终出水作为回流溶气水,回流比为20%~30%。由于溶气水的稀释作用及气泡对混凝絮体的粘附截留作用,混凝气浮单元对废水COD的去除率达到30%~40%。混凝气浮出水COD为170mg/L左右,再经生物活性炭处理, 出水COD基本达到排放标准要求。处理效果见图3。由图3可知,生物活性炭的处理效果受进水水质影响,COD去除率会出现波动。这可能是进水有机污染物浓度较

高时,其中难降解物质含量也相对较高, 而微生物对废水中难降解物质的去除效果有限。因此,处理后出水回流是稳定运行效果的重要措施之一。丝绸印染废水通过缺氧-接触氧化-混凝气浮-生物活性炭组合工艺处理后,出水COD≤100mg/L。3·工程应用在对丝绸印染废水进行具体分析和试验研究的基础上,结合该单位场地情况进行工程设计和建设。3.1　工艺流程工程建设的工艺流程见图4。由于废水水温较高,需先经冷却塔冷却后,再进入调节池。调节池内废水由泵输送至生物缺氧池,自流入生物接触氧化池进行生化处理。处理后的出水经混凝反应池后先进入气浮处理系统,再进入生物活性炭滤池和纤维球过滤器进行深度处理,处理出水达标排放。收集气浮池中的污泥,进入污泥反应池,由污泥脱水机进行脱水,脱水后的污泥含水率为75%左右。3.2　处理系统进出水水质为保证微生物系统的稳定性,工程设计中在缺氧池前设置了调节池,原水、调节池内废水及处理后的出水水质见表5。由表5知,该工程调试稳定后,运行情况良好,出水CODCr≤100mg/L,色度≤10倍,BOD5≤10mg/L,达到国家《污水综合排放标准》GB8978—1996的一级标准。4·结论(1)缺氧-生物接触氧化处理系统对丝绸印染废水COD有较好去除效果,进水COD为900~2500mg/L时,出水COD低于300mg/L,平均去除率为82%。系统对进水COD的变化具有较好的适应性,能够适应丝绸印染废水COD波动大的特点。(2)生物活性炭对进一步去除丝绸印染废水中的难降解物质有较好效果,对染液色度有较高的去除率,是深度处理丝绸印染废水的有效途径之一。(3)采用缺氧-接触氧化-混凝气浮-生物活性炭组合工艺处理丝绸印染废水,处理效果稳定,实际工程运行良好,出水水质达到国家《污水综合排放标准》GB8978—1

996的一级标准。