CN105110465A - 一种印染废水的三相厌氧处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种印染废水的三相厌氧处理系统，包括依次贯通连接的三相厌氧池、缺氧池、好氧池及沉淀池；所述三相厌氧池由依次贯通连接的一级反应池、二级反应池和三级反应池组成；所述一级反应池内设置有用于废水流入的进水口；所述三级反应池内安装有用于废水曝气处理的动力装置；所述三级反应池、好氧池及沉淀池内安装有用于回流的回流装置。本发明使工业废水中的大分子物质或难降解物质能够分步骤降解，最大程度提高了难降解物质的去除率和可生化性，提高了抗冲击能力，获得了较为稳定的处理效果，使得本工艺出水水样的COD去除率达到91%以上，色度去除率超过95%。

Description

一种印染废水的三相厌氧处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种三相厌氧处理系统及处理方法，尤其适用于印染废水的处理，属于废水处理领域。

背景技术

印染废水是加工棉、麻、化学纤维以及混纺产品为主的印染厂排出的废水。由于印染加工过程中的预处理、染色、印花和整理四个工序都需要排放废水，并且不同阶段的产品和加工方式不同，因此各阶段所排放出的废水成分也不尽相同。

混合后的印染废水水量很大，传统废水处理工艺很难经受住大水量的冲击。此外，印染废水的成分十分复杂，其污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。印染废水中还包含了不少有毒化学成分，包括汞及其无机化合物、镉及其化合物、六价铬化合物、砷及其化合物、铅及其化合物等。不仅如此，近年来，随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。

由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜色等复杂多变。特殊情况下，排出的印染废水的COD（ChemicalOxygenDemand，即化学需氧量）值可达10万mg/L以上，pH值≥12，对于此类印染废水必须进行预处理，把碱回收，并投加酸降低pH值，经预处理达到一定要求后，才能与其他印染废水一起进行处理。

此外，印染废水的另一个特点是色度高，甚至可达到标准色度的4000倍以上，因此印染废水处理的另一个重要任务就是对废水进行脱色处理。

正是由于印染废水具有上述特点，从而导致传统的物化法、生化法、化学法等废水处理方法的处理效果较差，难以达到国家规定的排放标准。且传统厌氧生物处理方法中的产甲烷菌对环境的变化十分敏感，抗冲击能力很差，从而在很大程度上导致了一般厌氧处理工艺的处理效果极不稳定。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种适用于印染废水的处理的三相厌氧处理系统及处理方法。

本发明的目的，将通过以下技术方案得以实现：

一种印染废水的三相厌氧处理系统，包括依次贯通连接的三相厌氧池、缺氧池、好氧池及沉淀池；所述三相厌氧池由依次贯通连接的一级反应池、二级反应池和三级反应池组成；所述一级反应池内设置有用于废水流入的进水口；所述三级反应池内安装有用于废水曝气处理的动力装置；所述三级反应池、好氧池及沉淀池内安装有用于回流的回流装置。

优选地，所述一级反应池、二级反应池和三级反应池的容积比为3:2:4。

优选地，所述一级反应池、二级反应池和三级反应池内均盛放有富含厌氧微生物的厌氧污泥，所述厌氧微生物为产甲烷菌。

优选地，所述进水口开设于所述一级反应池的底部。

优选地，所述一级反应池、二级反应池与三级反应池内部侧壁均设置有用于控制反应池内水位高程、有助于反应池内污水均布的出水堰。

优选地，所述动力装置包括设置于所述三级反应池内的泵机及与所述泵机相连接的微孔曝气器。

优选地，所述回流装置包括设置于所述三级反应池及所述好氧池内的污水泵，以及设置有所述沉淀池内的污泥螺杆泵。

一种印染废水的三相厌氧处理系统的处理方法，包括如下步骤：

S1、三级厌氧降解步骤，包括：

1）预水解酸化步骤：废水经一级反应池底部进水口进入一级反应池内，与池内泥水充分混合，混合后的废水在所述一级反应池内发生水解酸化作用，并动态静置停留8~10h；

2）消化及深度化步骤：污水以较为稳定的水质进入到二级反应池内，并静置停留5.33~6.66h，二级反应池内的产甲烷菌会对废水进行充分消化及深度化处理；

3）曝气步骤：处理后的废水进入三级反应池后，启动所述三级反应池（13）内的动力装置，进行废水曝气处理；

S2、污水回流步骤，包括：

一级回流步骤：曝气后的废水一部分将回流至二级反应池中，剩余部分则流入缺氧池，由所述三级反应池回流至二级反应池内的废水流量与所述二级反应池的废水进水流量比为1:1；

S3、沉淀回流步骤：废水进入沉淀池并完全沉淀后，沉淀池内50%的污泥会回流至三级反应池中，随后进行污泥的厌氧消化。

优选地，当使用本处理方法在处理含氨氮的废水时，所述S2的生物脱氮步骤还包括，二级回流步骤：废水进入好氧池内，经好氧消化后的废水部分回流至缺氧池中，剩余部分流入沉淀池，由所述好氧池回流至缺氧池内的废水流量与缺氧池的废水进水流量比为3:1。

本发明所提供的技术方案，其突出效果为：本发明所述的处理工艺采用三相分离的方法，将不同的优势菌群分散于三个不同的反应器中，使其在各自最佳的生长条件均能够充分发挥其功效，使工业废水中的大分子物质或难降解物质能够分步骤降解，最大程度提高了难降解物质的去除率和可生化性，提高了抗冲击能力，获得了较为稳定的处理效果，使得本工艺出水水样的COD去除率达到91%以上，色度去除率超过95%。

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明揭示了一种适用于印染废水处理的三相厌氧处理系统及方法。

本方法中的处理装置由依次相连的三级厌氧反应池1、缺氧反应池2、好氧反应池3、沉淀池4和各级回流装置组成。所述三级厌氧反应池1内包含有三个子反应池，具体为一级反应池11、二级反应池12和三级反应池13。所述一级反应池11、二级反应池12与三级反应池13内的侧壁上均设置有出水堰，设置出水堰的目的在于控制反应池内水位的高程，同时也有助于反应池内污水的均匀分布。所述一级反应池11、二级反应池12和三级反应池13内均设置有泵机组。除此之外，为了完成后续的废水处理工序，所述一级反应池11与二级反应池12之间，二级反应池12与三级反应池13之间还可借助废水本身的重力流来提供动力。所述一级反应池11、二级反应池12和三级反应池13三者间的体积比为3:2:4。为了保证处理效果，当所述第一反应池11内的泵机组开始工作时，底面上升流速度v控制在0.5~1.23m/h。

所述一级反应池11的底部设置有进水口，之所以将进水口设置在池底位置是为了保证废水经收集进入反应池后，废水能够与泥水进行充分地混合接触，从而在所述一级反应池11容积固定的前提下提高其内部的空间利用率。

所述一级反应池11内主要用于进行水解酸化，即废水的预处理。所述水解酸化工艺是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，根据产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，为后续处理奠定良好基础。

由于未经处理的印染废水的流量、流速以及其内部成分等都难以确定，所以所述一级反应池11的存在及其内部的结构设置在废水处理过程中起到了的前期预警与缓冲的作用，从而使整个三相厌氧处理方法的抗冲击能力增强。

此外，需要说明的是，所述一级反应池11、二级反应池12与三级反应池13内都预先盛放有厌氧污泥。所述厌氧污泥内富含厌氧微生物菌群（如水解酸化与产甲烷菌等），可对进入反应池内的污水进行消化处理。具体而言，所述一级反应池11内分布有初步水解酸化菌，所述二级反应池12内分布有二次水解酸化菌和产甲烷菌，所述三级反应池13内分布有深度水解酸化菌和产甲烷菌等。按照上述菌群分布的方式进行设置，则能够将不同的优势菌群分散于三个不同的反应器中，使其在各自最佳的生长条件均能够充分发挥其功效，最大程度提高了难降解物质的去除率和可生化性。

当印染废水在所述一级反应池11内充分水解酸化后，将会在一级反应池11内停留8~10h。需要说明的是，此处所说的停留指的是一种动态静置，即所述一级反应池11的进水口及出水口同时打开，且二者流速、流量一致，所述一级反应池11内的废水达到一种动态平衡。随后，废水以稳定的水质，此处稳定的水质的判断标准为污水的BOD（BiochemicalOxygenDemand，即生化需氧量）：COD＞0.3。进入到二级反应池12内，废水在二级反应池12内的停留时间为5.33~6.66h。在此期间，所述二级反应池12内的厌氧微生物会对废水进行充分消化以及深度化。经产甲烷菌作用后，所述二级反应池12内会产生少量甲烷气体。由于在本方案中反应所产生的甲烷气体的量可以忽略不计，因此，在本方案中对所述甲烷气体不作处理，可直接排放于大气中。

经厌氧微生物充分消化和深度化后的废水将进入到三级反应池13中。所述三级反应池13内设置有动力装置，即泵机及与其相连接的微孔曝气器。所述微孔曝气器能够使空气中的氧由泵机压缩后借助曝气器外罩的微孔均匀地扩散到水中，由于气泡细小，气液相接触面大、氧气利用率高，因此具有高效低耗的技术性能，更具有防腐蚀、耐老化、寿命长的独特优点。当废水进入三级反应池13中后，可通过打开或关闭动力装置，完成废水的曝气操作，来调节废水的溶解氧含量。

所述三级反应池13可以作为厌氧池也可以作为缺氧池使用，所述三级厌氧池13与装置后续的缺氧反应池2及好氧反应池3共同组成了一套完整的A/A/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic）工艺，即厌氧—缺氧—好氧法，从而达到了去除废水中的有机物和脱氮的作用。

本方案中的废水处理系统还包括用于回流的回流装置，所述回流装置包括污水泵以及污泥螺杆泵。所述污水泵固定设置于所述三级反应池13及所述好氧池3的底部，用于废水的后续回流操作。所述污泥螺杆泵固定设置于所述沉淀池4的底部，用于污泥的后续回流操作。

具体而言，废水经过所述三级反应池13的处理后，一部分将回流至二级反应池12中，剩余部分则流入缺氧池2内。由所述三级反应池13回流至二级反应池12内的废水流量与二级反应池的废水进水流量比为1:1。随后废水进入好氧池3内，经好氧消化后的废水部分回流至缺氧池2中，剩余部分流入沉淀池4。由所述好氧池3回流至缺氧池2内的废水流量与缺氧池2的废水进水流量比为3:1。

此处设置两次废水回流的目的在于达到更好的脱氮效果，若印染废水中氮含量较少则可省略由所述好氧池3回流至缺氧池2内这一步骤。印染废水大体可分为不含氨氮的印染废水及含有氨氮的印染废水两大类，本实施例中的技术方案对于这两类印染废水均可以进行相应的处理，仅需要调整装置运行方式即可。

经过上述回流处理后的废水流入沉淀池4中，废水完全沉淀后，其中沉淀池4底部50%的污泥将回流至三级反应池13中，经过污泥厌氧消化作用，从而避免了了后期对剩余污泥的处置问题。

在本处理系统的实际使用过程中，操作者发现，使用本套处理系统在处理COD值在1000-2000mg/L范围内的污水时，能够达到最佳的处理效果。

最后结合上述说明，总结本发明的三相厌氧处理方法的具体步骤：

S1、三级厌氧降解步骤，包括：

1）预水解酸化步骤：废水经一级反应池11底部进水口进入一级反应池11内，与池内泥水充分混合，混合后的废水在所述一级反应池11内发生水解酸化作用，并静置停留8~10h；

2）消化及深度化步骤：污水以较为稳定的水质进入到二级反应池12内，并静置停留5.33~6.66h，二级反应池内12内的产甲烷菌会对废水进行充分消化及深度化处理；

3）曝气步骤：处理后的废水进入三级反应池13后，启动所述三级反应池13内的动力装置，进行废水曝气处理；

S2、污水回流步骤，包括：

一级回流步骤：曝气后的废水一部分将回流至二级反应池12中，剩余部分则流入缺氧池2，由所述三级反应池13回流至二级反应池12内的废水流量与二级反应池12的废水进水流量比为1:1；

S3、沉淀回流步骤：废水进入沉淀池4并完全沉淀后，沉淀池4内50%的污泥会回流至三级反应池13中，进行污泥的厌氧消化，减少后期污泥处置量，降低成本。

在此需要说明的是当使用本处理方法在处理含氨氮的废水时，所述S2的生物脱氮步骤中还包括二级回流步骤，所述二级回流装置

所述二级回流步骤为：废水进入好氧池3内，经好氧消化后的废水部分回流至缺氧池2中，剩余部分流入沉淀池4，由所述好氧池3回流至缺氧池2内的废水流量与缺氧池2的废水进水流量比为3:1。

本发明所述的处理工艺采用三相分离的方法，将不同的优势菌群分散于三个不同的反应器中，使其在各自最佳的生长条件均能够充分发挥其功效，使工业废水中的大分子物质或难降解物质能够分步骤降解，最大程度提高了难降解物质的去除率和可生化性，提高了抗冲击能力，获得了较为稳定的处理效果，使得本工艺出水水样的COD去除率达到91%以上，色度去除率超过95%。举例而言，COD为1550mg/L的印染废水进水经该三相厌氧反应池1处理后，出水水样的COD为485mg/L，去除率为68.71%，较一般的厌氧处理工艺提高了26~45%。进水色度810倍的印染废水进水经该三相厌氧反应池1处理后，出水水样的色度为238倍，去除率为70.62%。废水经过三相厌氧反应池1的处理后，出水经过后续的缺氧反应池2及好氧反应池3的继续处理，就能够达到《纺织染整工业水污染排放标准》中所规定的印染行业进管浓度标准，即COD200mg/L以下、色度70倍以下。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种印染废水的三相厌氧处理系统，其特征在于：包括依次贯通连接的三相厌氧池（1）、缺氧池（2）、好氧池（3）及沉淀池（4）；所述三相厌氧池（1）由依次贯通连接的一级反应池（11）、二级反应池（12）和三级反应池（13）组成；所述一级反应池（11）内设置有用于废水流入的进水口；所述三级反应池（13）内安装有用于废水曝气处理的动力装置；所述三级反应池（13）、好氧池（3）及沉淀池（4）内安装有用于回流的回流装置。

2.根据权利要求1所述的一种印染废水的三相厌氧处理系统，其特征在于：所述一级反应池（11）、二级反应池（12）和三级反应池（13）的容积比为3:2:4。

3.根据权利要求1所述的一种印染废水的三相厌氧处理系统，其特征在于：所述一级反应池（11）、二级反应池（12）和三级反应池（13）内均盛放有富含厌氧微生物的厌氧污泥，所述厌氧微生物包括兼性菌、水解酸化菌和产甲烷菌等。

4.根据权利要求1所述的一种印染废水的三相厌氧处理系统，其特征在于：所述进水口开设于所述一级反应池（11）的底部。

5.根据权利要求1所述的一种印染废水的三相厌氧处理系统，其特征在于：所述一级反应池（11）、二级反应池（12）与三级反应池（13）内部侧壁均设置有用于控制反应池内水位高程、有助于反应池内污水均布的出水堰。

6.根据权利要求1所述的一种印染废水的三相厌氧处理系统，其特征在于：所述动力装置包括设置于所述三级反应池（13）内的泵机及与所述泵机相连接的微孔曝气器。

7.根据权利要求1所述的一种印染废水的三相厌氧处理系统，其特征在于：所述回流装置包括设置于所述三级反应池（13）及所述好氧池内的污水泵，以及设置有所述沉淀池（4）内的污泥螺杆泵。

8.根据权利要求1所述的一种印染废水的三相厌氧处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、三级厌氧降解步骤，包括：

（1）预水解酸化步骤：废水经一级反应池（11）底部进水口进入一级反应池（11）内，与池内泥水充分混合，混合后的废水在所述一级反应池（11）内发生水解酸化作用，并动态静置停留8~10h；

（2）消化及深度化步骤：污水以较为稳定的水质进入到二级反应池内（12），并静置停留5.33~6.66h，二级反应池内（12）内的产甲烷菌会对废水进行充分消化及深度化处理；

（3）曝气步骤：处理后的废水进入三级反应池（13）后，启动所述三级反应池（13）内的动力装置，进行废水曝气处理；

S2、污水回流步骤，包括：

一级回流步骤：曝气后的废水一部分将回流至二级反应池（12）中，剩余部分则流入缺氧池（2），由所述三级反应池（13）回流至二级反应池（12）内的废水流量与所述二级反应池（12）的废水进水流量比为1:1；

S3、沉淀回流步骤：废水进入沉淀池（4）并完全沉淀后，沉淀池（4）内50%的污泥会回流至三级反应池（13）中，随后进行污泥的厌氧消化。

9.根据权利要求8所述的一种印染废水的三相厌氧处理，其特征在于，当使用本处理方法在处理含氨氮的废水时，所述S2的生物脱氮步骤还包括，二级回流步骤：废水进入好氧池（3）内，经好氧消化后的废水部分回流至缺氧池（2）中，剩余部分流入沉淀池（4），由所述好氧池（3）回流至缺氧池（2）内的废水流量与缺氧池（2）的废水进水流量比为3:1。