厌氧与缺氧好氧交替式SBR处理印染废水

印染废水作为工业废水中的重要污染源，具有成分复杂、色度高、可生化性差等特点，其处理一直是环保领域的难点。随着《纺织染整工业水污染物排标准》（GB 4287-2012）的日益严格，传统处理工艺已难以满足排放要求。厌氧与缺氧/好氧交替式SBR（序批式反应器）技术通过多阶段协同作用，实现了对印染废水的高效处理，COD去除率可达75%以上，色度去除率超过94%，为印染行业提供了一种经济可行的废水处理方案。

技术原理与工艺特点

厌氧-缺氧/好氧协同机制

厌氧与缺氧/好氧交替式SBR系统通过时间序列控制实现不同微生物环境的交替。厌氧阶段主要利用产酸菌将大分子有机物分解为小分子有机酸，同时完成偶氮染料等难降解物质的断键脱色。实验数据显示，厌氧段对色度的去除效果尤为显著，可达94%±1%，但对氨氮呈现负去除（-80%±20%），这是由于含氮染料中偶氮基团转化释放氨氮所致。

缺氧/好氧交替阶段采用分段进水策略，通过缺（厌）氧→好氧→缺（厌）氧→好氧的交替运行，实现硝化与反硝化的协同作用。好氧段溶解氧控制在2mg/L以上，促进硝化细菌将氨氮转化为硝酸盐；缺氧段溶解氧低于0.5mg/L，为反硝化菌提供适宜环境，将硝酸盐还原为氮气。这种交替环境还能有效抑制丝状菌膨胀，维持污泥良好沉降性能。

工艺优势分析

与传统活性污泥法相比，该组合工艺具有三大突出优势：

处理效率高：厌氧段对COD和色度的平均去除率分别达75%±3%和94%±1%，缺氧/好氧段进一步将COD降至80mg/L以下，满足直接排放标准；

抗冲击能力强：序批式运行方式使系统内始终保留部分处理水，对水质水量波动具有缓冲作用，即使进水COD波动达300-1500mg/L，出水仍能保持稳定；

运行灵活可控：通过调整各阶段时长、曝气强度等参数，可适应不同水质特征。例如当进水碳氮比失衡时，可通过投加葡萄糖（碳源投加比3:1）将总氮从47mg/L降至13.5mg/L。

系统设计与运行优化

核心设备与参数控制

厌氧SBR单元通常采用机械搅拌反应器，有效容积4L，控制pH为7±0.1、温度（35±0.5）℃，搅拌速度（300±2）r/min。运行周期为：进水0.65h→反应20h→沉淀2h→排水0.65h→待机0.7h，水力停留时间48h。

缺氧/好氧SBR单元设计为两段式反应：第一缺（厌）氧段7.5h→第一好氧段6h→第二缺（厌）氧段5.5h→第二好氧段4h。关键控制点包括：好氧段DO≥2mg/L，缺氧段DO≤0.5mg/L，pH维持在6.9-7.6，污泥浓度3.2g/L。智能控制系统通过在线监测ORP（氧化还原电位）和DO，实时调节曝气量，确保反应进程优化。

运行问题与解决方案

碳源不足是影响脱氮效率的主要瓶颈。研究表明，当采用800mL+200mL的分段进水量分配时，反硝化效果最佳；而投加葡萄糖（实际与理论投加量比3:1）可使总氮从38mg/L降至13.5mg/L，同时COD稳定在79mg/L以下。

污泥活性维护需重点关注：厌氧段每月补充5%-10%的新鲜污泥（取自有机废物处理厂），缺氧/好氧段每季度置换30%污泥（来自印染厂好氧池）。冬季运行时，将水温维持在20℃以上，可使微生物活性提高40%。

处理效果与工程应用

污染物去除效能

中山市某印染厂的中试数据显示，组合工艺对典型指标的处理效果为：

COD：从950±50mg/L降至76.6mg/L（总去除率91.9%）；

氨氮：从10±2mg/L降至0.4mg/L（去除率96%）；

总氮：从47±2mg/L降至13.5mg/L（去除率71.3%）；

色度：从625±20倍降至35±5倍（去除率94.4%）。

特别值得注意的是，该工艺对含氮染料废水表现出独特优势。虽然厌氧阶段会导致氨氮浓度暂时升高（从10mg/L增至17mg/L），但后续缺氧/好氧阶段通过硝化-反硝作用可实现总氮的高效去除。

经济性与适用性

与传统"水解酸化+生物接触氧化"工艺相比，该技术具有显著经济优势：

基建成本降低35%，无需二沉池和污泥回流系统；

运行费用节约40%，主要来自曝气能耗的减少（间歇曝气模式节能50%）；

污泥产量减少60%，厌氧段污泥产率仅为0.1kgMLSS/kgCOD。

该工艺特别适用于中小型印染企业（日排水量<5000吨），可模块化设计，根据企业实际需求灵活组合。广州某印染厂的工程案例表明，处理规模1000m³/d的装置占地面积仅需300m²，是传统工艺的1/3。

技术展望与发展方向

智能控制技术将成为未来升级重点。通过植入模糊控制算法，系统可自动识别水质特征并优化运行参数。实验表明，智能控制系统能使脱氮效率再提升15%，同时降低能耗20%。

新型填料开发也值得关注。负载纳米TiO₂的聚丙烯纤维填料在保持生物膜活性的同时，可增强对染料分子的光催化降解，使色度去除率提高至98%。

厌氧与缺氧/好氧交替式SBR技术通过阶段互补和功能强化，为印染废水处理提供了高效解决方案。随着环保要求的不断提高和工艺技术的持续创新，该技术将在印染行业废水治理领域发挥更加重要的作用。