杭州下沙经济开发区某纺织印染有限公司主要从事氨纶经编弹性织物的织造、染色加工及销售，其排放的生产废水具有水量大、污染物成分复杂、水质水量变化快、废水可生化性差等特点〔1〕。近年来随着节能减排、废水资源化利用的理念不断深入，企业主动提出对现有污水处理系统进行改造，将废水深度处理后回用于生产过程，实现水资源的可持续利用。
目前，纺织印染废水回用技术主要采用生化处理后再经过超滤、反渗透等膜过滤工艺，其出水水质好，但是存在着设备投资大、运行能耗高、膜组件容易堵塞、使用寿命短、更换费用高等缺点〔2〕。而曝气生物滤池（BAF）作为一种较为廉价的水处理方法，被广泛应地用于纺织印染废水处理和回用中〔3-6〕，为此，在综合分析及小试、中试实验的基础上，提出了采用水解酸化-A/O-BAF 联合工艺深度处理该纺织印染企业生产废水，使出水水质达到生产工艺回用的要求。
1 废水水质及回用水水质
设计废水处理量为1 200 m3/d，进水水质根据企业实际运行情况确定。考虑到目前我国尚未制定纺织印染废水的回用标准，根据企业建议并参考国内外相关文献，提出了企业回用水水质指标如表1 所示。
表1 进水水质和回用水水质情况
2 废水处理工艺
2.1 工艺流程
企业原有一套污水处理系统，设计处理水量为1 200 m3/d，采用A/O 处理工艺，回用水处理工艺是在原有工艺基础上增加了水解酸化池、BAF 池等单元进行组合，具体工艺流程如图1 所示。
图1 工艺流程
2.2 主要构筑物及设计参数
（1）调节池。废水经调节池实现水量水质的调节平衡，以保证后续处理的正常运行。调节池尺寸为20.0 m×10.0 m×3.5 m，HRT 为12 h，钢筋混凝土结构。配套设备：穿孔管预曝气系统（与生化池共用风机），污水提升泵2 台（Q=40 m3/h，H=15 m，N=4.0 kW，1 用1 备）
（2）水解酸化池。在缺氧的条件下，水解菌将污水中的大分子有机物分解为小分子有机物，以利于提高废水的可生化性。水解酸化池尺寸为10.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 为10 h，钢筋混凝土结构。配套设备：穿孔管曝气系统（与生化池共用风机），新增DQT022 低速潜水推流器2 台。
（3）兼氧/好氧池。由原A/O 系统改造而成。其中，A 池尺寸为4.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 为4.0 h；O池尺寸为20.0 m×10.0 m×6.5 m，HRT 为20 h；均为钢筋混凝土结构。配套设备：原有2 台SSR125 罗茨风机（Q =13.5 m3/min，风压68.5 kPa，N =37 kW），KKI215 微孔曝气器280 套。
（4）沉淀池。竖流式，直径6.0 m，有效水深2.5 m，总深6.0m，共2 座，并联使用，表面负荷0.5m3/（m2·h），半地下砼钢结构，静水压排泥。
（5）曝气生物滤池。通过曝气生物滤池，进一步去除有机物、悬浮物和色度，出水达到回用要求。曝气生物滤池由2 座并联组成，单池尺寸5.0 m×10.0 m×4.5 m，HRT 为8 h。配套设备：底部设KKI215 微孔曝气器125 套；罗茨鼓风机与生化系统共用；配套反冲洗水泵1 台（型号200WQ300-15-22，Q=300 m3/h，H=15.0 m，N=22 kW）冲洗强度为5L/（m2·s）；冲洗时间为5 min。
3 调试及运行情况
工程于2011 年5 月底完成设备安装并进入调试阶段。调试的主要内容除对新增主要单元进行单机试车外，重点针对改造后形成的A/O 和BAF 系统进行调试运行。并进行全线联动运行，考察处理效果。
3.1 水解酸化池
由于纺织印染企业加工产品的多样与多变性，染料变化大，来水的颜色变化较大，pH 一般呈碱性，又由于水量的不均匀性，对池内的污泥冲击较大，水解酸化池进出水水质如表2所示。
表2 水解酸化池的进、出水水质
由表2 可见，经过水解池后，色度去除率达60%以上，COD 去除率不高，氨氮和SS 均有大幅升高。因为从所用染料的成分来看，不论是偶氮染料还是蒽醌染料，在分子组成中，均含有N 元素，染料中含双键的原子基团即为发色团，如偶氮基、硝基、碳亚氨基等，经水解后，色度降低而氨氮升高的原因是染料在水解菌的作用下，其分子结构被打破，其中的N被还原为氨氮，结果染料的发色团消失，废水的色度大大降低，而出水中的氨氮的含量约为进水氨氮含量的4 倍。出水的SS 大幅度升高，主要是由于进入兼氧池的印染废水可能夹带着一部分剩余污泥进入后续生化处理阶段所致。
3.2 A/O 池
对原有A/O 处理系统进行了改造，包括重新更换了曝气器、风管、填料等；改造后重新接种活性污泥，接种后先闷曝24 h，然后接入经水解酸化池处理后的生产废水，经过30 d 左右的驯化，活性污泥已经基本适应，MLSS 保持在3 000~3 500 mg/L，出水水质基本稳定，A/O 的进出水水质如表3 所示。
表3 A/O的进、出水水质
由表3 可见，沉淀池泥水分离效果较好，但出水水质仍略带色度，色度去除率平均为71.5%；COD去除率平均为84.4%，BOD 去除率平均为96.2%，废水中的有机物得到进一步的去除，但是与回用水水质要求仍有一定距离，主要是染料中含有一些苯环、杂环类有机物，生化性较差，难以完全降解。氨氮有了大幅度的下降，去除率平均为74.0%，一方面作为营养物质被微生物同化吸收，另一方面在好氧条件下，氨氮被氧化成硝态氮或亚硝态氮。
3.3 曝气生物滤池
BAF 的进出水水质如表4 所示。
表4 BAF的进出水水质
由表4 可见，在水力负荷为1 m3/（m2·h），气水比为4∶1 时，曝气生物滤池对COD、BOD 具有较好的去除效果，出水COD 保持在50 mg/L 以下，满足企业生产回用的水质要求。曝气生物滤池对SS 具有良好的去除效果，主要是因为颗粒填料对悬浮物的捕捉能力强，而且填料表面的生物膜对悬浮物有很强的吸附作用。
4 运用费用分析
整个废水回用工程的运行费用主要为电费和设备维护费，经过近1 年的运行后，运行费用测算如下：生产废水量平均为1 200 m3/d，污水回用率平均为50%，即废水回用量平均为600 m3/d，整个改造系统的设备投资约为300 万元，年运行330 d，具体估算如下：
电费：电价以0.70 元/（kW·h）计，设备实际消耗功率为45 kW，则废水回用的电费=45×24×0.7÷600=1.26 元/m3 废水。
设备维修费：年维修以设备投资5%计，为15万元/a，则废水回用的维修费=150 000÷330÷600=0.76 元/m3 废水。
废水回用运行费合计为2.02 元/m3 废水，与目前工业用水2～2.5 元/m3 和排污费3～3.5 元/m3 相比具有十分明显的经济优势和广阔的应用前景。
5 结论
（1）水解酸化—A/O—BAF 联合工艺处理并回用纺织印染废水具有可行性，当进水COD、色度、SS平均值分别为1 580 mg/L、359 倍、750 mg/L，相应的出水平均值分别为41 mg/L、15 倍、12 mg/L，去除率分别为97.4%、95.6%、98.4%，其出水水质可满足纺织印染生产工艺的回用要求。
（2）水解酸化池对色度有较高的去除率，并且提高了印染废水的可生化性；A/O 对色度、SS、BOD、COD、氨氮均有较高的去除率，并减轻后续BAF 处理的有机负荷；曝气生物滤池对SS、色度、COD、BOD 均具有较高的去除率，且运行稳定，能适应生产过程中水质水量的变化。
（3）水解酸化—A/O—BAF 联合工艺深度处理并回用纺织印染废水，运行费为2.02 元/m3，具有十分明显的经济优势和广阔的应用前景。
