硅藻精土技術處理印染廢水應用工程
常熟鴿球印染有限公司由六家印染企業組合而成，原位于常熟市區。隨城市規劃和生產發展需要，該公司整體搬遷至常熟市大義鎮工業開發區。該公司主要生產純棉和滌棉混紡織物，年產量約9000萬米。生產過程中主要用分散染料和活性染料及有關助劑。廢水排放量近6000m3/d。搬遷后廢水處理工程屬于三同時項目。受該公司委托，南京嘉慶科技實業有限公司為其設計污水處理方案。經本工程處理后的水質達到[GB4287—92]《紡織染整工業水污染物排放標準》的一級標準，其中50%（3000m3/d）排放，另有50%（3000m3/d）回用于生產工藝、冷卻水補充水及綠化等。
（1）設計規模
廢水正常排放量接近6000m3/d，考慮生產高峰期排水量，業主提出該廢水系統的最大處理能力為8000m3/d。
（2）設計進水水質
根據常熟鴿球印染有限公司提供的有關水質數據見表1。
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（3）出水水質
處理后的出水水質達到國家標準GB4287-92《紡織染整工業水污染物排放標準》的一級標準。回用水水質達到廠方對回用水的要求。具體指標見表2。
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（4）設計原則與指導思想
采用先進處理技術，通過中試確定處理工藝路線及工藝參數，確保達標排放。
盡量選擇節能高效廢水處理設備，節約基建投資，降低運行費用。
整個工程的設計具有一定的安全系數，工藝參數的選擇要有富余，以適應工藝生產變化。
操作管理簡單，運行可靠，以保證處理效果和改善操作人員及采樣化驗分析人員的勞動強度。
在注重社會效應、環境效益的同時，本方案還將考慮化害為利，水盡其用，將處理后的水部分重復利用，節約水資源，從而提高企業的經濟效益。
（5）處理工藝
本項目的生產過程中使用的染料主要是分散染料和部分活性染料，該廢水中有機物含量較高且堿性較強，表觀色度深，該廢水COD較高，但BOD含量較低，BOD5/CODCr比值約0.16，水質可生化性差，但分散染料屬于疏水性，易于采用物化方法進行處理，而活性染料屬于水溶性，易于生化處理。故本方案采用物化處理和生化處理相結合的工藝，在一級物化處理后設計生化處理和硅藻土處理工藝，處理出水可以達標排放，由于廢水中含氮源較低，故選擇接觸氧化法，一則可減少傳統活性污泥法因氮源不足等其他原因所產生的污泥膨脹，同時可降低污泥的產生量。接觸氧化池采用組合填料，該填料容易掛膜，且形成的膜比較厚實，處理效果好。
好氧出水再進入硅藻土處理裝置，硅藻精土是一種新型的水處理劑，是由不導電的非晶體二氧化硅組成的硅藻殼體，硅藻粒徑為5-15u,孔隙度7-125A。在水處理時，被微量加入污水中后，在機械攪拌下，分散于水體之中，硅藻表面的不平衡電位能中和懸浮離子的帶電性，使其相斥電位受到破壞而與硅藻形成繆羽，電位中和與沉淀作用，凝集成較大的絮花，借重力沉淀至底部，加上硅藻巨大的比表面積，巨大的孔體積和較強的吸附力，把細微和超細微物質吸附到硅藻表面，形成鏈式結構。由非晶體活性二氧化硅組成的硅藻，具有在水體中相聚和自由沉降為硅藻餅的性能。再加上精土被改性后產生的絮凝作用，加快硅藻等凝聚到水底形成硅藻餅的沉積速度，使硅藻吸附時電位中和，污染物質和細菌，瞬間下沉與水體分離。該水處理工藝集混凝、吸附、過濾三大功能，進一步降低CODcr、SS和脫色。經此處理后出水各項指標均能達到一級排放標準及回用要求（包括Fe3+）。其中，部分回用于生產，其余外排。為了驗證所選工藝的合理性和可靠性，在工廠現場進行了中試試驗，中試規模為30t/d，經過一個多月時間的實驗表明，所選工藝是合理的和可靠的，可以確保達標排放。實驗結果見表3。
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注：以上數據為中試結果，由于受氣溫影響各項去除率均較低，實際裝置效果要好于中試結果。本項目采用的工藝流程如下：
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圖1常熟鴿球印染廢水處理工藝流程框圖
（6）流程簡要說明
印染廠排出的廢水通過廠區污水管道，匯集到安裝有機械格柵的調節池，去除大顆粒的固體懸浮物，并調節廢水水量，均衡水質，用曝氣方式使廢水pH、色度、濃度、溫度充分混合達到均勻水質的目的，并防止調節池沉積污泥。通過泵提升至反應池，同時加入FeSO4和Ca(OH)2通過泵葉的攪拌與廢水充分混合進行混凝反應，再進入斜管沉淀池進行固液分離，這樣廢水經過物化處理去除大于50%的CODcr。污泥排至污泥濃縮池。出水自流至水解池，經水解池去除率大于15%，然后經過接觸氧化池，有機物經好氧微生物的氧化分解作用而進一步得以降解，并去除部分色度。生化處理出水再自流進入到硅藻土凈水設備進行深度處理，通過硅藻精土的混凝、吸附、過濾作用處理后的水，各項指標優于國家[GB4287—92]《紡織染整工業水污染物排放標準》一級標準并符合染整工藝對水質的要求，并能夠部分回用于生產。同時，也可用于綠化，沖廁，人造景觀等。斜管沉淀池和硅藻土凈水設備產生的污泥排入污泥濃縮池，通過脫水設備脫水干化處理，濾液回流至調節池。
三、驗收監測結果及近期運行狀況
1、江陰紅楓印染有限公司2000t/d印染廢水處理工程
現將江蘇省環境監測中心環境監測站于2004年8月23日和24日驗收監測數據匯總整理成表6，監測時的廢水實際排放量約為1000t/d。目前廢水處理系統已在冬季低溫下穩定運行，各設備運轉情況良好，根據現場在線COD檢測儀的記錄數據，實際排放COD濃度如下：
表4江陰紅嘉印染驗收監測數據匯總
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2、常熟鴿球印染有限公司6000t/d印染廢水處理工程
現將常熟市環境監測站于2004年10月10日和14日驗收監測數據匯總整理成表5，監測時的廢水排放量約為5000t/d，回用水量2000t/d左右，實際排放水量約為3000t/d。從表中可以看出，各項出水指標均達到了排放標準，其中BOD、COD明顯優于排放標準。
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目前，處理系統在冬季低溫條件下運行效果良好，下表是近期COD在線檢測儀的檢測數據。
四、主要技術經濟指標
1、江陰紅楓印染有限公司2000t/d印染廢水處理工程
（1）工程實際投資：
總投資為貳佰肆拾伍萬元整。其中土建為104萬元；設備為105萬元；技術服務費為36萬元。
（2）占地面積：
整個廢水處理系統占地面積為2000平方米。
（3）實際運行費用：
a、電費：電費以0.60元/度，電耗為1098.8kW·h/d
E1=0.60×1098.8/2000=0.33元/t廢水
b、人員工資：裝置定員4人，人員工資10000元/年
E2=4×10000/(365×2000)=0.054元/t廢水
c、藥劑費：高效凈水設備所使用的硅藻精土水處理劑其用量是萬分之一，每天用量為200kg，硅藻精土水處理劑的單價2500元/t；污泥脫水1kg干污泥投加PAM2g計，單價按20000元/噸計；廢酸以0.1元/t廢水計E3=2500×0.2/2000+1600×0.02/10000+0.1=0.382元/t廢水
d、污泥處置費：每天產生75%的脫水污泥500kg，由江陰固廢處理中心處置，處置費用為 E4=合計直接運行成本：E=E1+E2+E3+E4=0.766元/t廢水
（4）環境效益：
2、常熟鴿球印染有限公司6000t/d印染廢水處理工程
（1）工程實際投資：
總投資為玖佰陸拾萬元整。其中土建為；設備為；技術服務費為。
（2）占地面積：
整個廢水處理系統占地面積約為7200平方米。
（3）實際運行費用：
a、電費：電費以0.60元/度，電耗為1098.8kW·h/d計
E1=0.60×1098.8/2000=0.33元/t廢水
b、人員工資：裝置定員4人，人員工資以10000元/年計
E2=4×10000/(365×2000)=0.054元/t廢水
c、藥劑費：高效凈水設備所使用的硅藻精土水處理劑其用量是萬分之一，每天用量為200kg，硅藻精土水處理劑的單價2500元/t；污泥脫水1kg干污泥投加PAM2g計，單價按20000元/噸計；廢酸以0.1元/t廢水計
E3=2500×0.2/2000+1600×0.02/10000+0.1=0.382元/t廢水
合計直接運行成本：E=E1+E2+E3=0.766元/t廢水
（4）環境效益分析：
全年平均廢水排放量已4000t/d計，回用水量已2000t/d計，原水COD以1500mg/L計，出水COD以70mg/L計，則全年削減COD
五、存在的問題及解決辦法
1、江陰紅楓印染有限公司2000t/d印染廢水處理工程
在調試過程中發現廢水原水的pH值有時到達11，調試初期好氧池有大量泡沫產生。為此，我們增設了1只酸槽，適當加酸調整pH值；調試初期采用加消泡劑來抑制泡沫產生。隨著調試工作的完成，微生物活性的提高，泡沫現象已消失。目前，廢水處理系統運行正常，出水COD在40－60mg/L之間。
2、常熟鴿球印染有限公司6000t/d印染廢水處理工程
由于常熟鴿球印染使用的主要染料為不溶性的分散染料，混凝沉淀投加硫酸亞鐵和石灰乳，因此沉淀污泥產生量比較大。目前在處理水量為3000－4000t/d時，每天產生的含水80%脫水污泥量約為20t/d，所產生的污泥全部由鴿球印染公司熱電廠摻入煤炭中燒掉。從鴿球公司數個月的實際運轉中看出，這種處置方式是可行的，而且處置成本較低。如果企業內部沒有能力處置，而是外運由固廢處理中心處置，則運行成本較高。上述污泥問題并不是由硅藻精土的使用造成的。
六、結語
江陰紅楓印染有限公司2000t/d印染廢水處理工程和常熟鴿球印染有限公司6000t/d印染廢水處理工程是我們采用硅藻精土技術實施的兩項示范工程，為國內首創。從這兩項工程實踐中，我們可以看出“生化＋硅藻精土”處理工藝具有投資費用和運行成本低、處理效果好的特點。這兩項工程的成功實施，為我省印染廢水處理特別是“二升一”達標排放提供了一條很好的技術路線。
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