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纺织印染行业是工业用水大户，大量排放的废水是一种潜在的水资源。面对严格的排放标准、日益短缺的水资源及广阔的市场空间，如何经济有效的对废水进行深度处理再生回用，成为印染行业新的机遇与挑战。广东某纺织印染企业为响应国家“十二五”规划发展清洁生产的号召，该企业决定对原污水处理系统进行升级改造，以实现部分出水的深度处理及回用，项目处理水量5000m3/d。针对二级生化处理后出水色度较高，悬浮物较少，可生化性差等特点，选用“一体式臭氧-曝气生物滤池（O3-BAF）+上流式曝气生物滤池（BAF）”组合工艺作为中水回用预处理工艺，处理出水水质需达到后续处理要求水质，使得后续处理后，淡相水回用，浓相水可以直接排放。对中水回用预处理系统进行挂膜驯化启动，探索组合工艺的最佳运行参数。在启动阶段，发现二级BAF对废水处理效果不佳，通过试验论证，将其改造成一体式O3-BAF。改造后化学需氧量（CODcr）去除率提高9.4%，色度去除率提高33.4%，出水CODcr低于40mg/L，色度低于4倍，二级出水满足后续处理要求。一体式O3-BAF两级串联工艺最佳运行参数：臭氧总投加量20mg/L，投加比3:1；一级O3-BAF水力负荷1.05m3/m2h，气水比5；二级O3-BAF水力负荷1.68m3/m2h，气水比3。中水回用预处理系统稳定运行期间，进水CODcr平均值为92.8mg/L，色度37倍，经过预处理系统，出水CODcr平均值可降至35.6mg/L，色度3倍，平均去除率分别为61.2%、89.9%。研究表明，二级生化出水经过预处理系统，其出水水质能够保障后续膜处理的水质要求。同时后续处理系统浓缩液CODcr平均值为88.4mg/L，达到当地的排放标准。中水回用预处理系统运行费用约为0.68元/m3污水，中水回用系统运行费用低于当地工业用水均价。一体式O3-BAF两级串联组合工艺主要优势有：占地面积小，抗负荷冲击能力强，无二次污染及日常运行操作简单。实践证明，一体式O3-BAF两级串联组合工艺具有较强的应用性和经济优势。该工程是一体式臭氧-曝气生物滤池工艺首次大规模应用，是工业废水深度处理和回用工艺上的创新和突破，具有一定的示范意义。