广东省某纺织品有限公司的纺织印染废水经过水解酸化—生物接触氧化工艺处理并加二氧化氯氧化脱色后可达到纺织染整工业水污染物排放标准（GB 4287—1992）中的一级排放指标。为了企业的可持续发展，公司决定对水解酸化—生物接触氧化工艺处理后的废水进行深度处理以回用到对电解质不敏感的工序，使废水达到公司的回用水质标准。华南理工大学研究组在实验室小试和现场中试的基础上，对该废水的回用处理进行了120 t/d 的工程化应用研究，经过近4 个月的设计、施工及调试，目前该系统已稳定运行，出水水质达到了生产工艺中洗水工序的水质要求。
常用的印染废水深度处理方法有膜过滤、曝气生物滤池（BAF）、化学氧化等。膜过滤法效果虽好，但是投资和运行费用均较高，进水水质对膜寿命的影响很大，膜处理后的浓相处理也是一个棘手的问题。综合上述原因，笔者采用曝气生物滤池—臭氧氧化—曝气生物滤池三段组合工艺对该公司二级生化出水进行深度处理。
1 废水水量水质和处理要求
根据公司提出的洗水工序回用水质要求，深度处理系统的进水水质标准为现有的印染工业污水处理厂二级生化二沉池中的水，水经深度处理后，必须达到公司的洗水工艺所要求的回用水水质标准，其主要水质指标如表1。废水pH、色度、COD、BOD、SS按文献方法测定。工程化装置的处理水量为5 t/h，废水处理系统按24 h 连续运行，进水温度<40 ℃。
表1 进出水水质指标
2 处理工艺
2.1 处理工艺流程
经二级生化处理后的废水水质波动较大，为了保证后续处理水质的稳定性，先用BAFⅠ进行处理，使水质稳定在一定范围内，但是鉴于BAF 对废水的色度基本没有去除作用，在BAFⅠ之后再对废水进行臭氧氧化处理，以其强氧化性对废水色度进行去除，并进一步去除少部分COD，同时提高进入后段BAFⅡ之前的废水的可生化性，最后再用BAFⅡ进行后段生化处理，确保出水水质达标。该工艺属于“生物前处理—臭氧—生物后处理（BIO—OZONE—BIO）”的组合应用，三段工艺紧密结合，优化了处理效率。工艺流程如图1 所示。
图1 印染废水处理工艺流程
2.2 主要构筑物
深度处理系统的主要构筑物见表2。
表2 深度处理系统主要构筑物
2.3 处理工艺说明
（1）BAFⅠ。原厂经二级生化处理后的污水水质波动较大，COD 的变动范围为100～150 mg/L，有时甚至达到170 mg/L。为了保证后续处理的稳定性，先用曝气生物滤池对废水进行处理，使废水COD 降至较低水平，从而减少后续处理的臭氧投加量，节约了生产臭氧的电耗，降低成本。BAFⅠ的有效池容积为15 m3，停留时间3 h，采用上流式，气水比为5∶1，填料选用粒径为3～5 mm 的球形陶粒。
（2）臭氧氧化。臭氧氧化作用在中间贮水池中完成，臭氧发生器产生出可调节浓度的臭氧，通过进水泵与文丘里管组成的臭氧反应装置进行高速的气、液混合，在中间贮水池中与污水反应。臭氧氧化在本工艺中有承前启后的作用：首先，由于经过前段BAFⅠ的处理，臭氧在这里体现了后化学氧化作用，其主要作用集中在对废水色度去除上，同时也去除了少部分COD，相对于臭氧预氧化，后氧化减少了臭氧消耗。其次，对于后段BAFⅡ而言，臭氧体现了预氧化作用，使难降解的溶解性有机物部分氧化成小分子的碳氢化合物，提高了废水的可生化性，为后段BAF 的进一步生化打下了基础。臭氧发生器最大产量为200 g/h，产生量可调，本工程臭氧投加质量浓度约为30 mg/L。
（3）BAFⅡ。通过最后一段的生化处理，确保出水的各项水质指标达标。BAFⅡ的池体参数同BAFⅠ。
（4）清水池。清水池暂时贮存BAFⅡ的出水。清水池为2 个BAF 的反冲洗用水提供了水源，同时也为日后更高标准的回用工艺的拓展提供了中间储水池。
总之，该处理工艺简单、高效、操作便捷，同时能实现较高水平的自动化控制。
3 调试与运行
3.1 调试阶段
调试从2008 年3 月初开始，初调试时，废水以1 m3/d 的流量进入2 个BAF，活性污泥由吸泥管从原污水装置的二沉池处吸入。先投加适量的面粉，并连续闷曝3 d，待出水水质稳定后再缓慢加大进水流量。同时根据出水水质投加适量KH2PO4，控制m（COD）∶m（N）∶m（P）的比例在100∶5∶1 左右。当流量缓慢加大到设计要求时，再开启臭氧系统，实现整个系统的完整连续运行。调试时根据滤池阻塞情况以及出水水质数据波动情况进行反冲洗，反冲洗时先进行反冲洗气，再进行气水联合冲洗，最后再进反冲洗水漂洗，待出水较为清澈后停止反冲洗进气，并使曝气生物滤池按反冲洗前的状况运行。
3.2 运行阶段
深度处理系统经过3 个多月的运行，系统运行状况良好，设备运转正常，操作十分便捷，实现了管理简单化。出水水质指标：pH 6.0～7.8，色度2～4 倍，浊度≤1 NTU，SS≤0.8 mg/L，BOD5≤9 mg/L，CODCr≤35 mg/L。2008 年6 月稳定运行期间的COD 变化数据见图2。
图2 2008年6月系统各处理单元出水COD
由图2 可以看出：对于经过二级生化的印染废水，仍有部分易生物降解的污染物，但BAFⅠ能去除50%左右的COD；臭氧氧化能去除部分难生物降解污染物，COD 的去除率保持在30%左右；BAFⅡ对原本大部分难生物降解的COD 去除率大部分在30%以上，整个深度处理系统处理实现了化学法和生物法的紧密结合，COD 总去除率在75%以上，效果很好。对于COD 90～150 mg/L 的原水，经该系统处理后COD 稳定<35 mg/L，水质稳定性大大增强。BAFⅠ对COD 的高去除率为臭氧氧化提供了有利条件，从而减少了臭氧的投加量，节约了运行成本；臭氧氧化提高了废水可生化性，为BAFⅡ的再生化处理提供了有利条件，保证了最终出水效果。
另外，在运行阶段，进水色度为16～32 倍，经过臭氧氧化后可以保证色度稳定<4 倍，这说明臭氧对印染废水的脱色效果也非常好。。
4 经济分析该工程的运行费用主要是电费，见表3。
表3 深度处理的运行费用
5 结论
（1）采用曝气生物滤池—臭氧氧化—曝气生物滤池组合工艺深度处理二级生化处理后的印染废水，经过3 个多月的运行实践证明：该工艺成熟、处理效果稳定。出水COD 稳定<35 mg/L，处理成本约为1.122 元/ m3。
（2）曝气生物滤池对经过二级生化的印染废水仍具有很好的生物降解作用，它保证了后续处理水质的稳定性，并为臭氧氧化提供了有利条件，减少了臭氧的投加量，降低了运行成本。另外臭氧对印染废水的脱色作用非常明显，出水色度稳定在2～4 倍，并对COD 有一定的去除作用。
