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某型印染废水处理工艺优化及运行效果评估研究

摘要

印染行业作为国民经济的重要组成部分，其生产过程中产生的废水量大、成分复杂、色度高、有机物浓度高，对水环境构成严重威胁。本文以某典型印染企业的废水处理系统为研究对象，针对其现有工艺运行中存在的处理效率不稳定、能耗较高、污泥产量大等问题，结合废水水质特性，开展了预处理单元强化、生化处理参数优化及深度处理工艺改进的系统性研究。通过小试与中试实验，分析了不同药剂组合、运行参数对处理效果的影响，并对优化后的工艺进行了为期三个月的稳定运行评估。结果表明，优化后的工艺对COD、色度、氨氮等主要污染物的去除率均有显著提升，出水水质稳定达到相关排放标准，同时降低了运行成本，为同类印染废水处理工艺的升级改造提供了理论依据和实践参考。

关键词：印染废水；处理工艺；工艺优化；运行效果；环境工程

一、引言

印染工业是用水量和排水量较大的工业部门之一，其废水中含有染料、浆料、助剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等多种污染物，具有成分复杂、可生化性差、色度深、毒性大等特点，处理难度较大[1]。随着环保要求的日益严格和水资源短缺问题的加剧，传统的印染废水处理工艺已难以满足新形势下的排放要求和资源循环利用需求。因此，对现有印染废水处理工艺进行优化升级，提高处理效率，降低运行成本，实现稳定达标排放，具有重要的现实意义和应用价值。

目前，国内印染废水处理多采用“预处理-生化处理-深度处理”的组合工艺。预处理单元通常包括格栅、调节池、混凝沉淀等，主要去除悬浮颗粒物和部分胶体物质，改善废水的可生化性；生化处理单元是去除有机物的核心环节，常用的有活性污泥法、生物接触氧化法、SBR等；深度处理单元则用于进一步去除残留的污染物，确保出水达标，如过滤、吸附、高级氧化等技术[2]。然而，在实际运行过程中，由于进水水质水量波动、工艺参数设置不合理、设备老化等原因，往往导致处理效果不佳、运行不稳定等问题。

本文以某实际印染企业的废水处理站为依托，该处理站原采用“格栅-调节池-混凝沉淀-A/O生物池-二沉池-砂滤”工艺，但运行中存在混凝沉淀效果不稳定、A/O池脱氮效率不高、出水色度偶尔超标等问题。基于此，本研究旨在通过系统的工艺诊断和优化实验，提出切实可行的改进方案，并评估优化后工艺的实际运行效果，以期为印染行业的水污染治理提供技术支持。

二、材料与方法

2.1废水水质特性

实验用水取自某印染企业综合废水调节池，其主要水质指标如下：pH值6-9，COD浓度为____mg/L，BOD5浓度为____mg/L，色度为____倍，氨氮浓度为30-50mg/L，SS浓度为____mg/L。废水呈淡黄色至深棕色，含有多种活性染料和分散染料。

2.2主要试剂与仪器

试剂：聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）、硫酸亚铁、氢氧化钠、盐酸、葡萄糖、甲醇（均为分析纯）。

仪器：pH计、COD快速测定仪、紫外可见分光光度计、显微镜、恒温水浴振荡器、小型潜水搅拌机、曝气装置等。

2.3实验方案与工艺流程

本研究在原处理工艺基础上，重点对以下几个单元进行优化：

1.预处理单元：比较不同混凝剂（PAC、硫酸亚铁）及其复配方案对COD和色度的去除效果，确定最佳药剂种类、投加量及pH值。

2.生化处理单元：针对A/O生物池，优化溶解氧（DO）浓度、水力停留时间（HRT）、污泥回流比等关键运行参数，考察其对COD、氨氮去除效果的影响。

3.深度处理单元：在原有砂滤基础上，增设臭氧氧化或活性炭吸附单元，对比其对出水色度和残余COD的去除效果。

小试实验在实验室规模的反应器中进行，中试实验则在处理站现场搭建的小型模拟装置中开展，处理水量为原处理站设计水量的1/10。

2.4分析方法

COD采用重铬酸钾法测定；BOD5采用稀释接种法测定；色度采用稀释倍数法测定；氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定；SS采用重量法测定；pH值采用玻璃电极法测定[3]。

三、结果与讨论

3.1预处理单元优化结果

预处理单元的优化主要围绕混凝沉淀工艺展开。实验对比了单独投加PAC、硫酸亚铁以及PAC与PAM复配使用的效果。结果显示，单独投加PAC时，在投加量为____mg/L、pH值为7-8的条件下，COD去除率可达30%-35%，色度去除率约为40%-45%。单独投加硫酸亚铁（____mg/L，pH值8-9）时，COD去除率略低，但色度去除率可达50%-55%。当采用PAC（250mg/L）与PAM（3mg/L）复配，控制pH值为7.5时，COD去除率提升至40%-45%，色度去除率显著提高至65%-70%，且形成的絮体颗粒大、沉降速度快，污泥含水率有所降低。因此，确定预处理单元采用PAC+PAM复配混凝工艺。

3.2生化处理单元参数优化

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