某印染厂年产各种色布、迷彩布3 000 万m，日污水排放量约3 000～3 600 t。该厂处于缺水地区，水体环境容量有限，且印染废水污染程度大，若不经处理直接排放，会对水体环境造成恶劣影响，所以需对废水进行处理。拟建设污水处理厂一座，设计处理能力3 600 m3/d。
1 水质特点
该印染厂对废水处理要求较高，污水处理厂设计进出水水质见表1。
由表1 可以看出，该废水具有印染废水的典型特点，即水量大、有机污染物含量较高、色度深、pH变化较大等，B/C 只有0.23，可生化性差。另外，由于该厂在生产过程中使用了多种类型的染料（分散染料、还原染料、硫化染料和活性染料）和助剂（烧碱、亚硫酸钠、保险粉、表面活性剂、柔软剂、防水剂），且在纺织原坯布处理时产生大量有机化学浆料，因此该废水属于难处理的工业废水。
2 工艺选择
2.1 工艺流程
使用单一的物化和生化工艺处理印染废水并不能满足排放标准的要求，大量研究证明物化和生化相结合的工艺，特别是以厌氧水解酸化和好氧生物氧化为主体的处理工艺能够非常有效地对这类废水进行处理。另外，由于印染废水色度高，生物强化脱色菌种的筛选和培育的研究也引起学者的广泛关注，大量文献报道了这方面研究。该工程废水具有印染废水的典型特点，出水要求比《纺织工业水污染排放标准》（GB 4287—1992）一级排放标准要高，经过多方案比较，最终确定物化沉淀+厌氧水解酸化+好氧生物氧化+曝气生物滤池为主体的处理工艺，确保处理出水BOD5和CODCr达标。同时，由于进水色度大，对色度的去除要求高，所以确定在生化阶段引入生物强化脱色菌种进行驯化培养，以增加生化阶段的脱色能力。废水处理工艺流程见图1。
2.2 工艺流程说明
印染厂综合废水经排污管道靠重力自流或压力流进入格栅/集水井（兼调节池），调节池出水经泵提升到预处理池，调节pH。然后进入水解酸化池，难生物降解的染料、助剂、洗涤剂及微量羊毛脂等物质在缺氧条件下打断分子链并打开发色基团，提高废水的可生化性。在水解酸化池底部设置曝气管进行微氧曝气，控制溶解氧在0.5 mg/L 左右。
此后废水进入曝气池进行生物代谢，经生化沉淀池固液分离后，污泥回流至曝气池。生化沉淀池出水进入第二座物化沉淀池，设计采用混凝沉淀工艺，进行混凝脱色反应，沉淀污泥排入污泥浓缩池，上清液进入曝气生物滤池进行深度处理（若上清液达到出水排放标准，可直接通过跨越管排放）。物化污泥经浓缩池浓缩后脱水，泥饼外运填埋处理，浓缩液及污泥过滤液进入调节池进一步处理。
3 主要设计参数
3.1 预处理单元
（1）集水井/调节池。均化水质、水量，降低水温，保障后续生化处理单元的正常运行，减少处理冲击负荷。设计停留时间11.5 h，有效容积1 728 m3，钢筋砼结构，数量1 座。格栅槽和调节池采用合建式，内置两台HF-300 循环式齿耙清污机，调节池设置WQK150-10-7.5 潜水污水 泵两台，1 用1 备。
（2）物化沉淀池。主要对废水的悬浮物进行沉淀分离，减少后续处理设施的负荷。设计辐流式沉淀池1 座，有效容积812 m3，直径15 m，钢筋砼结构，表面负荷为0.8 m3/（m2·h）。池上设ZBG-15 型周边传动刮泥机1 台。
3.2 生化处理单元
（1）厌氧水解池。废水由预处理沉淀池进入水解酸化池，由于池体较深，除入流水中充氧与池面复氧外，并无氧供应，在缺氧条件下废水中的有机物进行水解，pH 略有下降，便于在曝气池中生物降解，生化沉淀池中的部分剩余污泥回流至调节/水解酸化池进行消化，强化了水解酸化池的生物降解。同时，生物接触氧化池的硝化液回流至调节/水解酸化池，微生物利用原水中的有机物为碳源进行反硝化。调节/水解酸化池分为4 格，最后一格不设置填料，采用悬浮污泥法；前三格设置自由摆动式填料—TB/TA 型（TB：自由摆动结构，TA：弹性生物填料），以提高污泥浓度和微生物量，强化处理效果，提高出水的B/C，有利于后续处理。
水解酸化池设计停留时间16.3 h，设计尺寸为20 m×24 m×5.5 m，有效容积2 448 m3，钢筋砼结构，设1 座。水解酸化池沿纵向分为A、B、C、D 4 格，前三格设置填料，每格设置填料360 m3，共1 080 m3。最后一格采用悬浮污泥法。池底设置4 根曝气管，定期曝气10 min，防止污泥沉淀。
（2）好氧曝气池。设计停留时间12.3 h，设计尺寸21 m×18 m×5.3 m，有效容积1 852 m3，钢筋砼结构，设1 座。曝气池中安装复合填料1 134 m3，不需要进行污泥回流。配套3 台三叶低噪声罗茨风机，2用1 备，每台风量37.4 m3/min，功率55 kW。
（3）生化、物化沉淀池。生化沉淀池主要对好氧曝气混合液进行泥水分离，沉淀污泥部分回流到水解酸化池，剩余污泥进入污泥浓缩池。物化沉淀池主要对生化出水作进一步沉淀处理，减轻后续深度处理负荷。设计钢筋砼结构，生化、物化沉淀池各1 座，为中央进水、周边出水的辐流式沉淀池。设计表面负荷0.8 m3/（m2·h），沉淀池直径15 m，每池上设ZBG-15 型周边传动刮泥机一台，共2 台。
3.3 深度处理单元
该深度处理系统采用曝气生物滤池工艺。由于废水处理难度较大，为确保出水达标及取得更佳的出水效果，生物接触氧化池出水经沉淀后再经曝气生物滤池进行深度处理，以强化有机污染物和色度的去除。目前城市污水厂最终把关装置采用的新型生物滤池有富氧生物滤池、好氧（曝气）生物滤池等。考虑到生化、物化处理后废水中的有机物已经较低，且沉淀池出水中DO 在0.5 mg/L 左右，因此采用弹性填料、炭粒、陶粒组成的复合兼氧生物反应器。
生物滤池为钢筋砼结构，1 座，其设计气水比为1∶1～1∶2，设计尺寸8 m×8 m×5 m，弹性填料层高2 m，滤料层高1 m（陶粒和生物炭粒各0.5 m），定期用空气松动滤层并进行反冲，反冲水回至污泥回流泵房。
3.4 辅助单元
（1）风机房，尺寸为8 m×8 m，1 座，提供鼓风机及其他辅助设备安装、运行、维护平台。配套风机3L62WD，3 台，2 用1 备。
（2）污泥浓缩池，尺寸为12 m×8 m×6 m，1 座，接纳预沉池、物化沉淀池污泥。设计采用间歇式进泥、排泥，浓缩池内设空气搅拌装置，防止污泥厌氧呼吸。浓缩池上清液自流入集水调节池，浓缩后污泥由气动隔膜泵吸入脱水机房加药调节稳定后采用带式污泥脱水机脱水。
（3）脱水机房，尺寸为9 m×12 m，1 座。脱水机房内安装DY-2000 敞开式带式压滤机，2 台，1 用1备。每套包括污泥絮凝搅拌机、加药装置、清洗水泵、空压机，污泥输送机等。
（4）综合办公楼，13 m×10 m，1 座，为污水处理厂运行操作人员办公、化验以及中控室所在位置。
4 工程运行效果分析
4.1 工艺调试
生化系统污泥一部分来自城市污水处理厂的脱水污泥，一部分来自某印染纺织工业园区污水处理厂的脱水污泥。考虑到印染废水可生化性低，色度高的特点，在生化污泥培养阶段一方面投加工业葡萄糖、尿素、磷酸盐等营养源，另一方面投加生物强化脱色菌种，增强对废水色度的去除，其中生物强化脱色菌种是在先前工作基础上获得的。取某印染废水厂生化处理池中一定量的活性污泥放入含有染料（活性艳红M2B）的驯化培养液中，在一定温度下振荡培养数天，使对染料耐受力强的降解菌大量繁殖；再继续添加染料至不同浓度的培养液中，振荡培养，筛选出对染料耐受力强的降解菌，将获得的脱色菌分批投加到生化池内。
前期采用间歇进水方式调试，定期换水以减少微生物代谢产物的抑制作用。待菌种适应废水的环境，污泥日趋成熟后，改为连续进水方式调试，并逐步增加处理水量和负荷。曝气量要随着污泥浓度和污泥负荷的增加逐渐加大，便于微生物在生物膜上附着和稳定生长。同时对处理出水定期监测，并对生物相进行观察，运行稳定后调试结束。
4.2 工程运行效果
该废水处理设施经过一段时间的稳定运行，处理后的水质见表2。由表2 可以看出处理出水已经达到并优于《纺织工业水污染排放标准》（GB 4287-1992）一级排放标准要求。
4.3 工程投资及运行成本分析
工程总投资510 万元，其中土建部分239 万元，设备和其他部分271 万元。运行费用包括水费、电费、人工费、药剂费和管理费等，合计1.86 元/m3。。
5 结论
工程实践表明，采用物化预处理+厌氧水解酸化+生物接触氧化法+曝气生物滤池工艺处理印染废水，出水水质可达到并优于《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB 4287—1992）中的一级排放标准。生物强化脱色菌能较明显地提高生化系统的脱色能力，出水色度优于其他生化处理工艺。
