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1工程概况
1.1水质情况
江阴申港工业污染处理厂，废水主要来源于申港工业园针织、印染企业。部分为化工、电子、机械及生活污水。其印染废水产生于印染及针织过程。设计初始规模为5000m3/d，其中染整废水4000m3/d，生活废水500m3/d，其他工业500m3/d。其混合废水水质的pH7～11、COD800～1200mg/L、BOD5250～320mg/L、SS500～600mg/L、S2－15～20mg/L、色度为500～600倍。其废水的特点是:污水中含有大量染料分子、可生化降解性差;各股污水浓度及水量差异比较大;水中含有大量的染料，其色度也较大;原水pH值偏碱。
1.2工艺流程
由于待处理的混合废水，其主要来水为印染废水，可生化性差。其BOD5/COD为0.15～0.23，较难生物降解的水体。综合考虑，采用厌氧+好氧+物化的处理方案，前段污水先进入调节池，均质均量后，采用水解酸化工艺将染织中大分子、难降解的有机物转化为小分子的有机物，提高污水的可生化性，为后续好氧处理创造有利条件，同时去除大部分的色度;好氧生物处理采用三段式，A段，B段均为活性污泥，且AB段通过曝气方法分别实现污泥的自回流，以保证反应池内生物量的稳定，C段采用接触氧化，避免污泥膨胀现象。
1．3废水处理效果
混合废水经过水解酸化+三段好氧+混凝沉淀工艺流程处理后的结果见表1(表中的排放标准是指《GB4287-2012》中直接排放标准。水解酸化+活性污泥法处理+物化处理印染废水的工艺可以较好地解决PVA、染料的处理问题。由表1可知，以印染废水为主的综合废水经过该工艺处理后，其COD、BOD5、色度、S2－和SS的去除率分别达到95%、97%、94%、98%和88%。所有指标均达到国家排放标准。
1．4工艺介绍
(1)鉴于该污水处理厂处理污水为园区内多家工厂的废水，致使废水水质变化较大，调节池容量应足够大，本设计中调节池的水力停留时间为8h，使废水的水质、水量得到充分调节，保证调节池出水水质稳定。另外，二沉池中剩余的污泥也回流到调节池中，提供一定量的微生物及通过潜水推进器提供的水力条件在池内进行初步的水解酸化作用。
(2)该工艺中水解酸化反应器是关键的处理设施，本设计中水解酸化池采用的是升流式厌氧反应器(UASB)。并在污水进入UASB水解酸化反应器之前，就对pH进行调节，保证UASB水解酸化反应器的稳定运行。本设计有效停留时间为12h。
(3)对废水的好氧处理采用三段式，即活性污泥A段、B段、C段接触氧化段。活性污泥A段采用软管曝气，设在沉淀区并在对面布置曝气管，通过环流实现污泥自回流，以保证池内微生物量的稳定，相对于池外回流减小了动力消耗。三段的停留时间分别为5.5、5.5和12h。
(4)本污水处理厂，含有一定的生活污水，与印染废水混合后与一起处理，以提供微生物所需要的N、P。
2相关统计分析
现系统已经稳定运行7年，对其2010—2012年污水处理厂进水水量和污泥产量进行统计，并对2012年各段污泥产量进行统计。与吴江区某印染废水处理工程相对比，本工程具有运行稳定、剩余污泥量低等特点。其中好氧段排出系统外的剩余污泥量为0t，且水解酸化段和物化段所产生的剩余污泥都较低。由于整个系统具有较低的剩余污泥量，因此对其进行污泥减量化分析。
2.1工艺运行参数对污泥减量分析
该工艺在设计中，好氧A段，好氧B段都是采用的曝气自流沉淀池，生化段的每个反应器都能够将水力停留时间(HRT)与污泥停留时间(SRT)分离，保证每个反应器都具有较高的污泥停留时间。好氧A段、B段和接触氧化段的停留时间都较长，根据以上公式，微生物处在内源呼吸阶段，细胞的合成量降低，实现污泥减量。
2.2水解酸化对污泥减量分析
印染废水处理中，水解酸化作为主要的处理工艺被广泛应用。水解酸化不仅能实现大分子的降解、生化需氧量与化学需氧量比(B/C比)的提高，同时水解酸化也是污泥减量最经济的方法。在印染废水处理中，可在不改变原处理工艺条件下，可利用水解酸化作用实现对剩余污泥减量。该工程运行稳定后，整个系统生化段的剩余污泥只从UASB水解酸化反应器中排出。好氧A段，好氧B段以及接触氧化所产生的剩余污泥，均回流到调节池中，与污水混合后，进入到UASB水解酸化反应器，进行降解。与填料式水解酸化反应相比，UASB水解酸化反应器具有独特的三相分离器，保证污泥在反应器中充分降解。另外，此回流系统不仅实现了对剩余污泥的减量，还补充了废水中的营养物质，避免对印染废水的处理过程中进行N、P的投加。
2.3生物捕食对污泥减量分析
生物捕食的机理是基于生态学理论，食物链越长，能量在传递过程中被消耗的比例就越大。在废水处理系统中存在着细菌—原生动物—后生动物这样的食物链。在这条生物链中，原生动物和后生动物在食物链的最高端，起捕食者的作用，将污泥转化为能量和二氧化碳，从而使污泥量减少。在该工艺流程，采用了三段好氧处理，其中B段好氧处理和C段接触氧化段形成了两段法，第1段为B段好氧处理，促进分散细菌生长的同时达到对污水中有机物的降解;第2段为C段接触氧化段，相当于生物捕食器，促进原、后生动物的生长。对各反应器中污泥进行采样，委托上海欧易生物医学科技有限公司对其分析。通过对Shannon和Simpson指数的计算对各个反应器的微生物群落的多样性进行估计。NicoBoon等研究了印染废水的shannon指数为0.98，与其相比，该处理系统中微生物具有较高多样性，同时，根据生态学中的“多样性导致稳定性原理”，三段好氧的反应器结构设置所呈现的微生物的多样性有利于COD、BOD5的去除，保证二沉池出水的稳定。并通过采样观察，在接触氧化池中，已经形成了小螺丝等微型动物，形成了细菌—原生动物—后生动物的生物链。有利于剩余污泥的减量。
2.4物化污泥减量分析
物化污泥产生量的多少与投药量的多少直接相关，此工程实例中，由于生化段的高效运行，使其而二沉池出水指标较好，因此混凝沉淀所加入的药剂量也有所降低。每处理1t污水所投加的PAM、PAC量分别为1.15g和34.34g，与蒋彬等所设计运行的印染废水处理工艺相比，药剂使用量较少，因此其污泥产生量也大为减少，节约了成本。
2．5运行费用对比
该印染废水处理系统每天的运行费用由人工费、电费、药剂费和污泥处置费4部分构成。这4部分的每处理1t污水花费分别为0.23元、0.36元，0.14元和0.13元，因此该系统的总运行费用为0.86元，与郑广宏等设计运行的印染废水处理工艺相比，运行费用具有一定的优势。
3结论
(1)三段好氧的构造设置，每段都能够形成所特定的微生物群落，有利于废水的处理，且在接触氧化段形成了良好的生物链，有利于污泥的减量。
(2)采用“UASB水解酸化反应器+三段好氧+混凝沉淀”工艺处理印染废水，运行效果良好，对印染废水中各污染物处理稳定，并且污泥产量较低，节约了污水处理厂的运行成本。
作者：王学华 黄勇 王浩 单位：苏州科技学院环境科学与工程学院