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优势生物处理系统在印染废水处理的研究进展

在纺织工业中生产生各种废水，其中以印染废水污染较为严重，其排放量约占工业废水总排放量的1/10，我国每年约有6~7亿t印染废水排入水环境中，是当前主要的水体污染源之一，因此印染废水的综台治理已成为一个迫切需要解决的问题。

印染废水主要由退浆废水、煮练废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水等组成，其特点是成分复杂，色度高，有毒物质多，属于含有一定量有毒物质的有机废水，主要含有残留染料，印染助剂、酸碱调节剂和一些重金属离子化学需氧量(COD)较高，而生化需氧量（BOD5）相对较小，可生化性差，是当前国内外公认的较难处理的工业废水之一。染料分子通过一系列氧化、还原、水解、化合等生命活动，Zui终降解成简单无机物或转化为各种营养物及原生质。印染废水处理方法大致可分为生物法、化学法、物理化学法3大类，但由于印染废水成分复杂，单一处理方法往往不能达到理想的处理效果，在实际应用中大多采用几种方法的组合来完成对印染废水的彻底处理。

优势生物法生物处理法是利用微生物酶来氧化或还原有机物分子，通过一系列氧化、还原、水解、化合等生命活动，终将废水中有机物降解成简单无机物或转化为各种营养物及原生质。但混凝沉淀系统的泥量多，运行费用高，占整个系统运行费用50％以上。生物法具有运行成本低、处理效果稳定等优点，在印染废水处理中得到了较为广泛的应用；常用的印染废水生物处理方法有厌氧法、好氧法、厌氧好氧组合法。

好氧生物处理法

好氧生物处理是在有氧条件下，利用好氧微生物（包括兼性微生物）的作用来去除印染废水中的有机物。活性污泥法、生物滤池、生物转盘、氧化沟、生物塘和膜生物反应嚣(MBR)等都属于废水好氧生物处理法。

强化生物铁活性污泥法通过采取向曝气池中

投加氢氧化铁，延长难降解物质的停留时间等措施，能大幅提高曝气池的活性污泥浓度和抗冲击负荷能力，降低污泥负荷，使单位数量菌团承担的有机物降解量减少，使菌胶团表面的有机物得到及时、充分的氧化降解从而提高系统的脱色率和COD去除率。

生物膜法是将微生物细胞固定在填料上，微生物附着于填料上生长繁殖，在其上形成膜状生物污泥。近年开发的厌氧(水解酸化)—好氧处理工艺能在一定程度上弥补好氧工艺的不足。与常规活性污泥法相比生物膜法具有生物体体积浓度大，存活世代长，微生物种类繁多等优点，尤其适合于特种菌在印染度水体系中的投加使用常用的生物膜法包括：生物转盘、生物接触氧化法生物滤池。

膜生物反应器(MBR)技术是用微滤膜组件代替传统活性污泥中的二沉池，与常规活性污泥法相比，该技术具有以下特点：1)通过膜的高技截留作用，实现反应嚣水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离运行控制更加是活稳定；2)反应器内的微生物浓度高、耐冲击负荷；B、筛网筛网通常应用在水量相对较小、废水中含有大量的细小悬浮物如：布毛、线头等，同时还可以去除大颗粒的浮石渣，对悬浮物及大颗粒物质的去除率可达到90%以上。3）有利于增殖缓慢的硝化细j的截留、生长和繁殖提高系统硝化效率，增长难降解有机物在系统中的水力停留时闻提高降解效率；4）反应器在高容积负荷；低污泥负荷、长泥龄下运行，可基本实现无剩余污泥排放，降低了污泥处理费用；5）生物器内能维持高浓度微生物量处理装置容积负荷率高，工艺设备集中，占地面积小，6）系统易于实现自动控制操作管理方便但膜生物反应器(MBR)技术也存在膜污染膜清洗膜更换和能耗高等问题。

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印染废水MBR处理工艺的现状与展望

膜生物反应器(MembraneBioreactor，简称MBR)，是集g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、占地空间小和运行管理简单等特点。生物法脱色是利用微生物酶来氧化或还原染料分子，破坏其不饱和键及发色基团。我国对MBR的研究时间虽不长，但发展十分迅速。

1.1 膜生物反应器(MBR)

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j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。2主要构筑物主要构筑物及参数构筑物名称规格设计水力停留时间/h调节池11。一体式膜生物反应器(SMBR)d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；实践证明，根据印染废水的水量、水质不同，调节池的停留时间也各不相同，当处理水量比较小时，停留时间可选大些，当处理水量比较大时，停留时间可根据具体情况选小些，一般为4-10个小时。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j，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]。

我国印染废水情况

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。印染废水处理方法大致可分为生物法、化学法、物理化学法3大类，但由于印染废水成分复杂，单一处理方法往往不能达到理想的处理效果，在实际应用中大多采用几种方法的组合来完成对印染废水的彻底处理。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。

印染污泥填埋处理

印染污泥要进行填埋处理，污泥必需满足填埋场对其力学指标的要求：横向剪切强度>25 kPa，单轴压强>50 kPa〔13〕。要达到这样的要求，关键在于污 泥脱水前的调理方式和脱水机的选择。

目前国内常用的印染污泥调理方式主要是化学方法调理，其使用方法是在需要脱水的印染污泥中加入化学药剂，主要是化学混凝剂，使污泥颗粒絮凝，改善其脱水性能。投加的化学药剂可分为无机药剂和有机药剂两类。无机化学药剂是铁盐和铝盐，如三氯化铁、硫s亚铁、硫酸铁、硫酸铝，有时也使用其他诸如膨润土等一些无机药剂〔14〕。鉴于无机陶瓷膜具有以上诸多优点以及国内外发展陶瓷膜的经验,无机陶瓷膜在我国的应用领域极其广泛。印染污泥在调理过程中除使用无机化学药剂外，还常常有必要用石灰来调节硬度。这样无机药剂和石灰会在污泥中形成一个能够承受高压的骨架改善其结构，从而改善了其力学性能。

有机化学药剂主要是人工合成的高分子化学药剂如聚b烯酞胺、聚乙烯醇、聚乙烯氧化物，与无机药剂所不同的是，有机高分子化学药剂在污泥中不会产生额外的固体物〔14〕。

无机化学药剂使用价格较为低廉，但在使用过程中需要另外添加一些固体物质辅助来进行调理，调理后污泥的体积会增加。有机化学药剂使用效果好，而且不额外增加污泥的体积。但价格较高。按功能分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等。一般可以根据污水处理站的规模以及印染污泥的体积来进行选择合适的调理方法。规模较大时，可选用无机化学药剂进行调理。

印染工业园污水处理CEAO工艺

CEAO工艺(China EverAnaerobic Oxidation process)为广州中环万代环境工程有限公司近年来自主开发的污水处理新技术，其为可投加絮凝剂的物化处理单元与“水解酸化+好氧”生物处理单元的有机结合，实质是AO 法为主、改良的物化技术为辅的水处理技术。采用节能型专用工艺，运行费用远远低于排污费及取水费，企业投资回收快。该技术在增城市新塘镇新洲环保工业园水质净化厂的应用取得了良好的效果，该工程于2003 年4 月动工建设，2004年5月投入运行，到目前为止运行良好，日处理综合印染废水5万吨(综合印染废水主要包括牛仔服装洗漂废水、牛仔纱线浆染废水、梭织布印染废水、针织布印染废水等)，出水远优于广东省地方标准《水污染物排放限值》DB44／26—2001。

选择性物化技术

废水需要进行混凝预处理，提高后续生化系统的稳定运行。混凝一沉淀具有投资小、占地面积大、处理时间长、污泥含水率高、运行管理简单、故障率低等优点。废水水质特点印染废水种类划分：高浓度印染废水机织布的退煮漂废水、牛仔线的浆染废水、印花废水、蜡染废水、碱减量废水和绣花废水等。根据广州中环万代环境工程有限公司多年的运行管理经验，发现投加混凝剂去除污染物时，有一个j点，可用j济的药品量取得z好的去除效果。在废水处理中有针对性的加入混凝药剂，投加量保持在j点附近，污染物去除效果j，这就是选择性物化技术。

选择性物化技术相对普通絮凝技术具有如下优点：

沉淀池在调试初期，承担主要的污染物去除负荷，减轻调试初期对脆弱的生化系统的冲击；

废水处理系统调试正常后，生化系统能够承担较高污染负荷，并且有较强的耐冲击能力，可降低物化加药量；

投y方法上，可根据需要减少投药量，或多加助凝剂少加絮凝剂，从而减少污泥量并降低处理费用。

CEAO 工艺中的生化处理部分包括厌氧和好氧处理工艺。厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和j烷化阶段。水解酸化能将难降解有机物分解成易降解有机物，将大分子有机物降解成小分子有机物，其产物为微生物摄取有机物提供了有利条件，大大提高污水的可生化性，改善后续生化处理的条件。所用染料主要有靛蓝、硫化黑等，另使用变性淀粉、元明粉、s碱、匀染剂、渗透剂等多种印染助剂，污水排放量1000m3/d。经研究发现，将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，可以在短时间内和相对高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，并大大改善和提高污水的可生化性和溶解性。且水解酸化不需要密闭的池体，也不需要复杂的三相分离器，出水一般没有厌氧发酵的不良气味，也不会影响污水处理厂的环境。

在废水处理工程的运行过程中，污泥浓度和水力停留时间一定的情况下，泥水混合效果和污泥留存量决定了厌氧处理效果的好坏。因此，伴随着膜生物反应器废水处理技术的发展和成熟，越来越多的被应用于印染废水的处理，主要是将膜分离技术与多种生物反应器相结合，利用不同生物反应器的不同作用达到所需的处理效果，使出水符合排放甚至回无锡印染废水设备厂无锡印染废水设备厂无锡印染废水设备厂无锡印染废水设备厂。由于水流速度很快，布水能在短时间内完成，达到脉冲的效果，搅起池底的污泥，使池内污水、污泥不断充分混合，厌y菌与污水中的有机物得到充分的接触反应。