印染废水是采用不同的棉、毛、丝麻和各种化学纤维，不同的前处理和染色印花工艺和不同的染料和助剂，因此废水水质差别很大，但是共同的特性是高浓度、难降解有机废水^[1,2]。对印染废水的常见的工艺主要是前端混凝沉淀或高级氧化法+后端生化工艺^[3,4,5,6]，也有采用前度UASB或ABR+好氧+混凝沉淀工艺^[7,8]，但前者产生的物化污泥量是后者3～5倍，大量的物化污泥增加了印染企业污水处理运行费用。

EGSB厌氧反应器（Expanded Granular Sludge Blanket Reactor）在传统厌氧反应器基础上进行改革优化的厌氧反应设备，已在造纸废水^[9]、酒精废水^[10]和淀粉废水^[11]有一定的应用，本文采用EGSB反应器对印染废水进行前端厌氧处理，以降低废水中COD的浓度、提高生化性，为后续处理或回用奠定基础。本文以某纺织厂印染废水实际工程为例，介绍EGSB反应器前端处理印染废水，分析运行状况和运行费用，为印染废水减少物化污泥产量、降低运费用和实现达标排放提供工程实践参考。

江苏某印染厂主要生产棉织物，产生印染废水的主要来源是退浆、染色和印花等，废水呈碱性，COD在1 500～1 800mg/L、SS在500～1 000mg/L、温度在40～50℃，其废水处理站的设计规模为1.5万m³/d。原工艺是调节池+混凝沉淀池+AO生化池+深度处理（芬顿），由于前端混凝沉淀投加FeSO₄、浓硫酸和PAM，造成产污泥量大，药剂消耗费用高。为了减少物化污泥产量和降低运行费用，将原来的混凝沉淀改为加CO₂调整pH，增加EGSB厌氧反应器，原混凝沉淀池改为斜管沉淀池，斜管沉淀池出水再进入原AO生化池+深度处理（芬顿），出水达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB 32/T1072—2018）表3的标准，即污染物指标COD小于50mg/L，本工程于2016年9月建成，2017年3月稳定运行至今。

废水处理站设计进水水质主要指标见表1。

废水先经过机械格栅拦除废水中的较大悬浮物及纤维类杂质，出水自流入调节池内调节水量、均匀水质后泵入篮式过滤器拦截细小悬浮物。出水直接压入新增的EGSB厌氧反应器，经过厌氧处理后出水进入斜管沉淀池进行泥水分离，沉淀的污泥再通过回流泵与篮式过滤器出水一起混合进入厌氧反应，斜管沉淀池的上清液出水接入后端AO及芬顿氧化工艺。EGSB反应器自身设内回流泵使反应器内的污泥与有机物充分混合^[12]，新增厌氧段的污水处理工艺流程见图1。

设计尺寸：50m×32m×5.5m，有效水深5m，有效容积8 000m³。在调节池进水前端设置机械细格栅，宽度1.2 m，高度2.5 m，栅距3 mm，安装角度75°，额定功率N=1.5kW。格栅出水后通过可提升曝气器投加CO₂来调节废水pH至7.5～8，可提升曝气器规格：67 mm×750 mm×4组，数量：960套。调节池出口处配置厌氧进水泵，为自吸式无堵塞提升泵，流量Q=350m³/h，扬程H=40m，功率N=75kW，共3台（2用1备）。厌氧进水泵后设置篮式过滤器，去除进水中的细小颗粒物，过滤器清洗周期为每天1次。

设计尺寸：19.5×24 m，钢结构，共3座，单座有效容积7 000m³，外覆50mm保温棉及304瓦楞板装饰。容积负荷VLR(volume loading rate)=1.3kgCOD/（m³·d），停留时间HRT=1.4d，运行温度控制在35～40℃。配置泥水分离包共12套，每座4套，设计尺寸1.5m×1.5m,304不锈钢材质。水封3套，每座1套，设计尺寸1.5 m×1.5m,304不锈钢材质。配置强制内回流泵，流量Q=200m³/h，扬程H=10 m，功率N=11kW，共6台，每座各配置2台（1用1备）。

设计尺寸：24 m×12 m×6.0 m，分3格，表面负荷为2.17m³/（m²·h),HRT=3.0h，设置PP材质斜管填料，规格是50 mm，有效体积V=248m³。每格斜管沉淀池设置2台（1用1备）污泥回流泵，流量Q=200m³/h，扬程H=32m，功率N=18.5kW。

EGSB厌氧反应器接种污泥采用某生活污水处理厂的中温厌氧剩余污泥，接种污泥量合计为4 201m³，其中污泥含水率为80%～82%,VSS/TSS=0.38～0.42，接种污泥量占厌氧反应器有效容积的20%。接种污泥用水稀释，用泵泵入反应器内，在35d完成投加污泥。在污泥投加完毕后，将罐内注满水，通过蒸汽将罐内废水加热至35～40℃，将废水引入时，先从低水量开始，初始水量约为1 500 m³/d左右，相当于设计负荷的10%，稳定1个月时间，此时容积负荷为0.13kgCOD/（m³·d),EGSB厌氧反应器的进水在1 500～1 800 mg/L，斜管沉淀池出水COD在570～650 mg/L,COD去除率在60%～64%。因为印染废水的COD进水浓度稳定，采用逐步增加进水量的方式来提高容积负荷，以每周提高10%水量，再观察稳定1周的方式，使厌氧菌种逐步印染废水，并达到一个最优状态，整个过程用时24周。如图2所示，达到设计水量和稳定运行时，EGSB的HRT为1.4d，进水COD在1 500～1 880mg/L，斜管沉淀池出水COD在550～800mg/L，实现了COD去除率在50%～65%，并稳定在60%左右。有文献报道，印染废水厌氧水解的HRT为15～50h^[13]，厌氧折流板反应器（ABR）处理印染废水的HRT为15h^[14]，偶氮染料废水的厌氧COD去除率在60%左右^[15]。

EGSB厌氧反应器进水量从初始水量约为1 500m³/d左右，逐渐增多，提高到设计水量1.5万m³/d左右，在此过程中，开启每台厌氧反应器的内循环泵，通过进水和内循环的方式提高厌氧反应器的上升流速。从EGSB上流速度与容积负荷变化情况可以看出（见图3），上升流速从0.7 m/h逐渐增加到1.35m/h左右，容积负荷也是逐渐从0.13kgCOD/（m³·d）增加到1.30kgCOD/（m³·d）。达到设计规模时，EGSB的水力停留时间为1.4d、上流速度为1.35m/h左右和容积负荷在1.30kgCOD/（m³·d）左右。而采用强化循环厌氧反应器（SCAR）处理碱减量废水的上升流速最高控制在1.7m/h^[16]。

从图4可以看出新增EGSB厌氧反应器及厌氧斜管沉淀池后，废水的B/C发生明显变化，从进水的B/C比大约在0.3左右，出水提高到0.5左右，B/C的提高有利于后续的AO生化过程。废水的pH值对EGSB厌氧反应器的去除效果也有影响，经过试验分析，EGSB反应器进水的pH值控制在7.5～8.0时，并控制温度在35～40℃内。有研究表明ABR改善印染废水的B/C比从0.22提高到0.31^[17]。

EGSB厌氧反应器和斜管沉淀池的运行费用主要为电费、人工费和加二氧化碳费，如表2所示，运行费用为0.472元/m³ H₂O。新增厌氧单元后，厌氧沉淀池的污泥回流至厌氧反应器内自行内部消化，几乎不产生剩余污泥。而原有的前端混凝沉淀工艺，需要投加酸、硫酸亚铁和PAM，药剂费用为1元/m³ H₂O，产生污泥量为60 m³/d，污泥的处置费用为300元/m³，污泥的处置费用为1.20元，两项合计费用为2.20元。新增厌氧单元后运行费用比原有减少了1.728元/m³ H₂O。

(1）针对棉织物的印染废水，采用采用前置EGSB厌氧反应器处理印染废水，厌氧单元主要由调节池、篮式过滤器、EGSB厌氧反应器及斜管沉淀池组成。

(2)EGSB反应器进水的pH控制在7.5～8时，并控制温度在35～40℃内，当EGSB进水COD在1 500～1 800mg/L时，斜管沉淀池出水COD在550～800 mg/L,COD去除率稳定在60%左右，进水的B/C比0.3，出水提高到0.5，此时EGSB的水力停留时间为1.4d、上流速度为1.35m/h左右和容积负荷在1.30kgCOD/（m³·d）左右。

(3)EGSB厌氧反应器几乎不产生剩余污泥，运行费用为0.472元/m³ H₂O，比原有减少了1.728元/m³ H₂O，减少了废水处理系统的药剂费用和污泥处理费用，实现了低成本运行。