1、工程概况
浙江某印染有限公司装备国际领先的印染设备，主要生产各类中高档棉、混纺印花、染色面料及服装产品，产品远销欧美和东南亚等国家，目前拥有年产约2×104m高档生态及功能性纺织品染整面料等的生产能力。为加快公司的转型升级和结构调整，提升自身的综合竞争力，该公司于2022年9月底完成了全面搬迁及生产技改工作。因企业生产环节中会产生一定量的废水，为满足环保相关政策要求，助力国家“双碳”目标实现，需对生产废水进行处理及资源化利用，从而降低污染物的排放总量，实现企业减污降碳的目标。重点介绍该废水处理设施的工艺流程、设计特点、设计参数及技术经济评价，可为同类型环保工程的建设提供参考。
2、设计水量及水质
印染废水来源于多种生产工艺，具有高氮、强碱性和高色度等特点，还含有一定量的抑制性污染物，属于较难降解的工业废水。根据业主提供的资料及实地调研结果，设计水量为16000m3/d，废水按不同性质分为三类，其中退浆工段产生的退浆废水量为600m3/d，因上浆以淀粉浆为主，可生化性较好；印花工段产生的印花废水量为2400m3/d；染色及水洗等工段产生的综合废水量为13000m3/d。
设计进水水质及排放标准见表1。
结合《浙江省水污染防治行动计划》中有关印染行业重复用水率需达到45%以上的意见及行业绿色生态的发展趋势，同时满足企业生产用水的需求，本工程设计回用率为62.5%，即回用10000m3/d，外排6000m3/d，外排水各项指标执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287—2012）的间接排放标准。
3、工艺流程及特点
3.1 工艺流程
鉴于目前国内对印染废水处理以物化-生化组合处理工艺为主，本工程以资源利用和协同处理为技术目标，采用有针对性的先进处理工艺和技术成果，解决了COD和总氮等的达标、高回用率的稳定运行及污泥减量化等行业痛点。针对退浆废水中有机物浓度高和可生化性好的特点，经预处理后直接作为碳源投加，有效提高了各生化段的脱氮效率，同时降低了运行费用；针对印花废水有机污染物和总氮浓度较高的特点，采用气浮—新型水解—高效脱氮工艺，通过多级AO强化脱氮效果，降低后续生化处理负荷；针对综合废水有机物浓度低和水质来源复杂的特点，采用气浮—推流式水解—多级AO工艺，能有效去除废水中的有机物、色度和总氮等，保证出水水质达到膜进水要求；生化出水经双膜法处理后实现了回用。废水处理工艺流程见图1。
3.2 设计特点
①充分利用平面及竖向空间，引入竖向功能强化节地技术的设计理念，采用结构紧凑的多层立体布置形式，功能分区时重点考虑设备检修、操作和物料运输等应用场景，同时兼顾功能性区域集中及管理高效便捷性。
②按照“清污分流和分质处理”的原则，采用自主研发的印染废水全流程处理技术，具有处理高效、占地面积少、布局紧凑，运行费用低、污泥产量低及设备美观整洁等优点，不仅能确保出水稳定达标排放，还预留了远期提标的可能。
③高浓度废水采用多点布水的新型水解池进行处理，可保证难降解有机物的充分水解和有机氮的完全转化，也能大幅降低系统的污泥产量。
④为充分发挥生化池的处理效率，按最优水力学流态进行模拟和分析，所有池型设计为长方形廊道式，能有效节约曝气量和提高氧利用率。
4、主要处理系统及设计参数
4.1 退浆废水/印花废水
4.1.1 预处理系统
①退浆调节池。1座，尺寸为15.0m×5.0m×5.2m，有效水深3.5m，HRT为10.5h。主要配套设备：机械格栅1套，栅宽0.8m，栅隙15mm，功率0.75kW；内进式网板格栅1套，栅宽0.8m，栅孔3mm，N=2.05kW，配套输送机和冲洗泵；提升泵2台，Q=30m3/h，H=300kPa，N=7.5kW；空气搅拌系统1套。
②印花调节池。1座，尺寸为25.0m×12m×5.2m，有效水深3.5m，HRT为10.5h。主要配套设备：机械格栅1套，栅宽0.8m，栅隙15mm，功率0.75kW；内进式网板格栅1套，栅宽0.8m，栅孔3mm，N=2.05kW，配套输送机和冲洗泵；提升泵3台，Q=75m3/h，H=400kPa，N=15kW；空气搅拌系统1套；冷却塔2台。
③印花气浮池。反应絮凝池1座，尺寸为6.0m×2.0m×4.5m，有效水深4.0m，HRT为23.0min。主要配套设备：高效浅层气浮1套，单套处理量为150m3/h，直径7.0m，N=19.8kW；混合搅拌机1套，转速为50~60r/min，N=4.0kW；絮凝搅拌机2套，转速为20r/min，N=1.5kW。
4.1.2 生化处理系统
①新型水解池。1座，多点布水方式，尺寸为24.0m×20.0m×8.5m，有效水深8.0m，HRT为30.7h，容积负荷为3.32kgCOD/（m3·d）。主要配套设备：循环泵3台，Q=125m3/h，H=100kPa，N=7.5kW；脉冲布水器、排泥系统、布水系统各1套。
②高效脱氮池。1座，尺寸为（30.5m×25.0m+25.5m×15.0m）×8.5m，有效水深8.0m，HRT为73.3h（A段为22h），容积负荷为0.35kgCOD/（m3·d），总氮负荷为0.06kgTN/（kgMLSS·d），氨氮负荷为0.03kgNH3-N/（kgMLSS·d）。主要配套设备：推流器4台，N=4kW；可提升管式曝气器300套，支管DN32；硝化液回流泵2台，N=1.5kW；空气悬浮风机2台，Q=100m3/min，H=100kPa，N=186kW。
③印花二沉池。1座，尺寸为30.0m×6.0m×5.0m，有效水深4.5m，表面负荷0.69m3（/m2·h）。主要配套设备：刮泥机1套，N=1.15kW；污泥回流泵2台，Q=100m3/h，H=150kPa，N=7.5kW。
4.2 综合废水
4.2.1 预处理系统
①综合调节池。1座，面积为1560m2，深为5.2m，有效水深3.5m，HRT为10.0h。主要配套设备：机械格栅1套，栅宽1.2m，栅隙15mm，功率1.1kW；内进式网板格栅，栅宽1.2m，栅孔3mm，N=2.05kW，配套输送机和冲洗泵；提升泵3台，Q=350m3/h，H=400kPa，N=75kW；空气搅拌系统1套；冷却塔2台。
②综合气浮池。反应絮凝池2座，单座尺寸为9.0m×3.0m×4.5m，有效水深4.0m，HRT为24.0min。主要配套设备：高效浅层气浮2套，单套处理量为300m3/h，直径10.0m，N=39.2kW；混合搅拌机2套，转速为50~60r/min，N=4.0kW；絮凝搅拌机4套，转速为20r/min，N=1.5kW。
4.2.2 生化处理系统
①推流式水解池。1座（内分2组），尺寸为60.0m×40.0m×8.5m，有效水深8.0m，HRT为35.4h，容积负荷为0.69kgCOD/（m3·d）。主要配套设备：推流器12台，N=5.5kW；刮泥机4套，N=1.15kW；污泥回流泵4台，Q=250m3/h，H=150kPa，N=18.5kW。
②多级A/O池。2座，单座尺寸为47.5m×40.5m×8.5m，有效水深8.0m，HRT为46.2h（A段为13.3h），容积负荷为0.44kgCOD/（m3·d），总氮负荷为0.02kgTN/（kgMLSS·d），氨氮负荷为0.01kgNH3-N/（kgMLSS·d）。主要配套设备：推流器8台，N=4kW；可提升管式曝气器900套，支管DN32；硝化液回流泵8台，N=1.5kW；空气悬浮风机3台，Q=100m3/min，H=100kPa，N=186kW。
③综合二沉池。2座，单座尺寸为40.5m×12.0m×5.0m，有效水深4.5m，表面负荷0.69m3/（m2·h）。配套设备：刮泥机4套，N=1.15kW；污泥回流泵6台，Q=170m3/h，H=220kPa，N=18.5kW。
4.2.3 深度处理系统
①RO浓水池。1座，尺寸为12.0m×10.0m×5.2m，有效水深4.5m，HRT为2.2h。主要配套设备：提升泵3台，Q=250m3/h，H=300kPa，N=30kW；空气搅拌系统1套。
②芬顿强氧化系统。4座，单座反应池尺寸为10.0m×5.0m×5.0m，有效水深4.5m，HRT为3.6h；单座沉淀池尺寸为24.0m×5.0m×5.0m，有效水深4.5m，表面负荷0.52m3（/m2·h）。主要配套设备：重型刮泥机4套，N=1.5kW；反应搅拌机6套，转速为50~60r/min，N=7.5kW；絮凝搅拌机2套，转速为20r/min，N=2.2kW；排泥泵2台，Q=130m3/h，H=200kPa，N=15kW。
③深度脱氮池。2座，单座尺寸为40.5m×6.0m×8.5m，有效水深8.0m，HRT为15.6h，总氮负荷为0.01kgTN/（kgMLSS·d），氨氮负荷为0.01kgNH3-N/（kgMLSS·d）。主要配套设备：流化专用推流器8台，N=5kW；可提升管式曝气器128套，支管DN32；高效脱氮系统2套，含MBBR填料、拦截网、流化系统等。
④高效气浮系统。1套，处理量为417m3/h，功率为28.1kW，含回流泵、空压机和排渣设施等。
⑤脱色/外排池。2座，单座尺寸为40.6m×12.0m×3.5m，有效水深2.8m，HRT为10.9h。主要配套设备：巴氏计量槽1套；提升泵2台，Q=200m3/h，H=150kPa，N=15kW。
4.2.4 回用处理系统
①浸没式超滤装置。共1420片膜，单片膜面积为40m2，膜片PVDF材质，设计通量为12.8L/（m2·h），运行时间22h/d，膜运行最大压差为0.05MPa，膜反洗最大压力为0.10MPa，配套反洗风机、产水泵、反洗泵、回流泵各1套。
②RO装置。共4套，单套设计膜产水能力为115m3/h，运行时间22h/d，脱盐率为96.5%，配套原水泵、高压泵、保安过滤器、冲洗泵、清洗加药装置各1套。
4.2.5 污泥处理系统
①污泥浓缩池。1座（内分3格），单座尺寸为30.0m×10.0m×6.0m，有效水深5.5m。主要配套设备：立式桨叶式搅拌机6台，转速为30r/min，N=4.0kW；空气搅拌系统6套。
②调理池。1座（分4格），尺寸20.0m×5.0m×6.0m，有效水深5.5m。配套设备：立式桨叶式搅拌机4台，转速为50~60r/min，N=5.5kW。
③脱水系统。高压隔膜板框压滤机4套，400m2，N=14.3kW，污泥含水率≤65%；进料柱塞泵4套，Q=60m3/h，H为0~1.2MPa，N=22kW；配套压榨水箱和压榨泵各2套。
5、技术经济评价
5.1 经济分析
本工程占地面积为8700m2，总投资约为1.5520亿元，废水处理直接运行费用为3.15元/m3（含电费、药剂费、污泥处理费及人工费），回用处理直接运行费用为2.50元/m3（含电费、药剂费及膜折旧费）；该项目投产后可减少330×104m3/a的废水外排量，排污和河水取用费按3.00元/m3计，则每年可节约165万元。
5.2 运行情况
该工程于2022年9月底投入运营，经过半年的连续调试，运行稳定且耐冲击负荷能力强，生化池MLSS控制在4.0~6.0g/L。2023年3月实际进水水质均在设计水质范围内，出水平均水质优于设计标准，同时经双膜法深度处理后的各项水质指标也符合生产回用的要求。各处理单元去除效果见表2。
6、结论
①由于可建设用地紧张，故设计时打破了传统污水处理厂单一平铺的布置形式，引入类似综合体的多层立体式格局设计理念，科学合理地划分不同功能区域。
②印染废水经“分类分质预处理+多级AO+双膜”组合工艺处理后，出水水质达到GB4287—2012的间接排放标准，且回用水水质满足HJ471—2020中生产工艺水质要求，回用率达到62.5%。整套处理系统调控性较好，适应水量及水质变化的能力较强，同时脱氮和去除有机污染物的能力较强，适用于含高浓度有机污染物及高氮的印染废水处理及回用。
③经调试期不同水温的测试分析，要保证后续生化处理系统高效及稳定运行，进入生化池的水温应控制在38.2℃以下，故冷却塔的数量应按夏季最高气温条件进行设计配置。（来源：申能环境科技有限公司，浙江海拓环境技术有限公司，深圳市环境科学研究院）
