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第五组
印染厂废水处理工艺设计说明书
环境科学081
设计题目：
印染厂废水处理工艺设计
学生姓名：
裘鹏俊童露王家震王金良王维娜
学院名称：
生命科学学院
专业：
环境科学
指导老师：
朱余玲
课程设计任务书
一、主要内容及基本要求
1.设计内容
根据要求设计一印染废水处理厂。
据所给资料查得该印染厂在生产过程中主要采用印地可素、纳夫妥、硫化和少量分散染料等还原性染料。
所产生的主要废水是退浆漂炼废水、印花废水和料房冲洗水。
2.废水各时段进水情况（见表1）
表1
时间
废水流量（m3/h）
时间
废水流量（m3/h）
1＃
2＃
3＃
1＃
2＃
3＃
8：
30
88.3
52.5
10.7
9：
30
135.7
57.5
11.2
10：
30
135.0
65.4
16.4
11：
30
54.5
63.6
16.9
12：
30
142.3
67.4
16.1
13：
30
92.1
69.5
15.5
14：
30
96.2
99.6
16.2
15：
30
115.6
90.7
15.7
16：
30
39.3
73.6
17.7
17：
30
86.2
98.7
15.4
18：
30
36.5
90.7
16.53
19：
30
45.7
99.6
17.7
20：
30
35.7
92.0
17.7
21：
30
55.9
94.4
16.5
22：
30
35.9
78.6
5.4
23：
30
45.7
76.6
6.5
24：
30
82.1
69.4
6.5
1：
30
92.1
67.8
7.1
2：
30
84.5
100.7
6.5
3：
30
43.2
89.8
6.9
4：
30
114.6
177.8
6.5
5：
30
159.5
75.4
7.2
6：
30
135.0
45.0
7.8
7：
30
78.6
44.3
8.5
3.原水水质（见表2）
表2
指标
测定值（mg/l）
BOD5
291.6~415.7
CODcr
663.8~890.2
SS
133.2~237.8
TN
1.8~2.5
TP
18.5~20.4
pH
8~11
水温
20~40℃
4.水质水量基本情况
⑴拟建废水处理站西郊500米左右为河道，该河道95%保证率枯水量为195m3/h，流速为1.4m/s，夏季温度为17℃，水中溶解氧含量为7mg/l，BOD5为2mg/l，最高洪水位（95%保证率）为189.89米。
上游1公里以内无用水点，下游10公里处有分散饮用水源。
⑵该印染厂位于江南某镇，该地区的夏季主导风向为东南风。
废水处理站区地下水水位标高为190.50米（吴凇标高），站区地质情况符合施工要求。
⑶该厂可提供的用地面积为120×120米，场地基本平坦，其地面标高为192.0米（吴凇标高）。
混合废水自处理站区东南角进入，废水进水总管标高为188.00米（吴凇标高）。
⑷废水处理站建设用各类建材均有供应。
⑸废水处理站所需用电由该厂供应。
处理站设计中可不考虑机修车间，食堂和浴室等公共设施由厂方统一解决。
5.混合废水处理要求
混合废水经处理有排入处理站西郊的河道，因而所排放的废水不仅要考虑满足排放要求，而且要考虑满足受纳水体的水质的要求，以防止河道的进一步污染。
二、设计进度安排
序号
各阶段完成的内容
起止时间
1
任务书
11.3
2
选题分工
11.6
3
讨论分工
11.13
4
讨论
11.20
5
答疑
11.21-23
三．设计参考文献
【1】吴济华，文筑秀.纺织印染废水处理工艺[J].工业给排水，2006：
21～24
【2】袁飞，徐晓丹.印染废水处理工艺的实践与探讨[J].污染防治技术，2006（8）：
60～61
【3】朱月海．印染废水处理工艺及浅析[J]．工业给排水，1999：
34～39
【4】景晓辉，尤克非，丁欣宇，蔡再生．印染废水处理技术的研究与进展[J]．南通大学学报（自然科学版），2005（9）：
18～22
【5】张宇峰，滕洁，张雪英，王晓军，徐炎华．印染废水处理技术的研究进展[J]．工业水处理，2003（4）：
23～27
【6】彭会清，许开．印染废水处理现状与进展[J]．四川纺织科技，2003：
11～14
【7】夏显想．印染废水处理现状其发展方向[J]．维普资讯:
15～19
【8】明银安,陆晓华．印染废水处理技术进展[J]．工业安全与环保，2O03（8）:
16～19
【9】侯文俊，余健．印染废水处理工艺进展[J]．工业用水与废水，2004（4）：
57～60
【10】张林生．印染废水处理技术及典型工程[M]．北京：
化学工业出版社，2005
【11】朱虹，李剑超．印染废水处理技术[M]．北京：
中国纺织出版社，2004
【12】徐新阳，于锋．污水处理工程设计[M]．北京：
化学工业出版社，2003
【13】买文宁．生物化工废水处理技术及工程实例[M]．北京：
化学工业出版社，2002
【14】周亚立，张悦．污水生物处理应用技术及工程实例[M]．北京：
化学工业出版社，2006
环境工程设计综述
1.印染废水概述
印染废水是加工棉、麻、化学纤维及其混纺产品为主的印染厂排出的废水。
印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异。
印染废水水量较大，每印染加工1吨纺织品耗水100～200吨，其中80～90%成为废水。
2.印染废水分类
①退浆废水，主要含有浆料及其分解物、纤维屑、酸、碱和酶类污染物，浊度大。
用淀粉浆料时BOD、COD均高；用合成浆料时COD很高，BOD小于5mg/L。
②煮炼废水，废水碱性很强，呈褐色，COD与BOD很高，达每升数千毫克。
主要污染物为纤维中杂质与洗净剂，化学纤维煮炼废水的污染较轻；
③漂白废水，去除纤维表面和内部的有色杂质，常采用各种氧化剂漂白。
④丝光废水，属碱性（PH12～13），含有纤维屑等悬浮物，BOD、COD很高。
⑤染色废水，水质多变，有时含有使用各种染料时的有毒物质（硫化碱、吐酒石、苯胺、硫酸铜、酚等），碱性，PH有时达10以上（采用硫化、还原染料时），含有有机染料、表面活性剂等，BOD、COD高，而SS少。
⑥印花废水，含浆料，BOD、COD高。
⑦整理工序废水，主要含有纤维屑、树脂、甲醛、油剂和浆料，水量少
3.印染废水特征
纺织印染废水具有水量大、有机污染物含量高、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水之一，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质、无机盐等。
目前用于印染废水处理的主要方法有物化法、生化法、化学法以及几种工艺结合的处理方法，而废水处理中的预处理主要是为了改善废水水质，去除悬浮物及可直接沉降的杂质，调节废水水质及水量、降低废水温度等，提高废水处理的整体效果，确保整个处理系统的稳定性，因此预处理在印染废水处理中具有极其重要的地位。
综合来讲，印染废水主要有以下几个特征：
⑴水量大,无论单位产品排水量或全行业排水总量均是如此。
⑵以有机污染为主,但是可生化性（B/C）低,处理难度高。
⑶属高浓度有机废水,其中某些工序如退浆、煮练、碱减量属极高浓度。
⑷废水中的污染物主要是前处理工艺中的纤维残余物,如纤维屑、胶质、蜡、浆料等;染色、印花工艺中残留于废水中的染料、助剂;整理工艺中残留于废水中的添加物质。
⑸污染物基本上是有害物质（指其长远影响小于有毒物质）。
根据东华大学长期研究,由于染料上染率都很高,残留物经过废水处理基本分解,部分工艺用到铬化合物,但用量较少,一般经处理后能达到废水排放标准。
⑹绝大部分废水呈碱性,色泽较深,尤其是染色废水,颜色随染料而异。
4.印染废水的危害
4.1印染废水中染料的危害
印染废水色度造成的主要因素是染料。
据估计,全世界纺织用染料生产为40多万吨,印染加工过程中约有10%～20%染料作为废水排出,进入江湖、大海和地面水中。
废水中的染料能吸收光线,降低水体透明度,影响水生生物和微生物生长,不利于水体自净,同时易造成视觉上的污染。
严重污染的水体会影响到人类的健康。
因此,对染料的排出必须严格控制,尤其是对那些毒害严重的染料,如酞青铜盐类染料和一些偶氮类染料。
4.2印染废水中重金属的危害
对铬、铅、汞等重金属盐类,用一般生化方法难以降解,因此它们在自然环境中能长期存在,并且会通过食物链等危及人类健康。
在日本就曾发生过重金属汞和镉污染而造成的水俣病、痛痛病等公害事件。
重金属铬在印染加工中用量相对较多,染色工艺中常用重铬酸钾作氧化剂和媒染剂,印花辊筒的制备耗铬量也很大,也被确认能致癌,应特别注意排放和综合利用。
4.3其它物质的危害
对于那些易产生甲醛的树脂整理剂、有机金属阻燃剂、含铬防水剂、部分阳离子型柔软剂等危害程度较大,又不能用传统方法处理的污染必须严格控制和排放。
一般的酸、碱、盐等物和肥皂等洗涤剂虽然相对无害,但它们对环境仍有一定的影响。
近些年,许多含氮磷的化合物大量用于净洗剂,尿素也常用于印染各道工序,使废水中总磷氮含量增高,排放后使水体富营养化。
中国池塘大面积死鱼和近海水域发生赤潮就是明显的水体富营养化的例子。
因此,对这类物质的使用量也应有所控制,不能不加限制地大量使用。
5.印染废水处理中的问题
印染厂废水处理成功的实例较多,但是成效不佳的也不少,其原因大致有以下几种情况:
（1）印染厂未分析自身废水特质（水质、水量）,照搬他厂经验,结果往往不理想。
（2）将城市污水处理的设计规范,用于印染废水处理,仅仅改变一些参数,造成很大的损失。
特别是在早期,大型印染厂废水集中处理,都由大型设计院负责,而其对印染废水性质不够深入了解,造成很大损失。
（3）新技术、新工艺、新药剂未经中试,直接用于工程,造成很多失败。
新技术多应经过小试、中试,才能用于工程,一般中试规模是工程水量的3%～5%,即最多放大20倍左右。
实验室研究成果直接用于工程,难有成功案例。
工程应该采用最成熟、最稳妥的技术。
（4）生产工艺相近的废水,可采用相似的处理工艺,但也要根据水质、水量适当调整技术参数,保证处理水平。
（5）实际运行技术和管理技术不当,未根据废水变化作适当调整,也是运行不稳定的原因。
6.印染废水常规处理方法
“印染废水处理技术政策”是综合长期工程实践与纺织印染废水水质的演变而制订的。
它的要点是基于印染废水浓度不是很高,故采用厌氧工艺的第一阶段,即厌氧水解加好氧生物处理工艺，当随着纺织印染废水中难生物降解物质浓度增加,以及环境质量标准不断提高,单纯的生物处理难以实现达标排放要求时,采用物理化学方法补充处理,以达到达标排放要求。
这种以生物处理为主,辅以物理化学处理的综合治理技术,是“印染废水处理技术政策”所推荐的处理工艺流程。
同时，印染废水处理方法的选择，首先要对废水的水质、水量、处理要求、排放标准、经济效果等进行深入调查后来综合分析，在选择最佳处理方案的同时，优先考虑工艺改革和技术革新，使废水的水量减少到最低程度，并开展综合利用、化害为利、变废为宝，处理程度应该是考虑的重要因素之一。
印染废水处理工艺以生化法为主，常常与物理、化学法串联，才能取得较好的处理效果。
生化法采用活性污泥法和生物膜法，活性污泥法一般用完全混合方式曝气池，生物膜法一般采用塔式生物滤池和生物接触氧化池。
印染废水的处理工艺也随着染料的改进，有新的发展，并且通过研究与实践，综合出了几个成熟的处理工艺。
6.1水解酸化-UASB-SBR工艺
在运行过程中，用高浓度、高碱度的煮炼和丝光废水取代清水加碱的脱硫除尘用水，达到以废治废的效果。
采用调节池和酸化池共建，既保证了调节池容量的足够大，解决了印染废水多变化的难题，又节约占地和投资，由SBR排出的剩余污泥不是直接排放，而是返回了调节酸化池，在进入UASB反应池以厌氧消化后再排放，这种污泥回流处理方式可使污泥基本实现稳定，易脱水，不发臭，可直接用作肥料。
6.2水解-混凝-复合生物池工艺
水解、混凝处理可以降低废水的pH值，提高废水的可生化性，有利于后续的生物处理，混凝气浮脱色使色度去除率达76.6%，复合生物池生物量大，运行稳定。
抗冲击负荷强。
对于可生化性较差的废水有较好的去除效果，COD去除率90.5%，BOD去除率96.6%。
6.3涡凹气浮（CAF）-A/O工艺
原理是通过独特的涡旋曝气机将微泡注入废水中，实际使用证明，该系统非常适合于洗毛染色废水的处理，其处理效果为COD：
70%；BOD：
46%；SS：
90%以上。
6.4新型内电解铁屑过滤塔-生物接触氧化池工艺
采用内电解铁屑过滤塔作为印染废水的预处理单元，铁屑过滤塔的填料有铁屑与辅料按1.5:
l的比例组成，辅料的加入可以防止铁屑板结和塔内沟流并提高脱色效果。
6.5推流式曝气增氧活性污泥工艺
该工艺将水解酸化池前置于系统中，能将不易降解的染料、印染助剂等大分子有机物分解成小分子有机物，提高了废水的可生化性，为后续的好氧处理起铺垫作用。
在活性污泥前设置了生物选择器，二沉池的回流污泥在此充分接触．提高了基质的浓度，菌胶团细菌在生物选择器中吸附了大部分的溶解底物，在后续的活性污泥池中利用这部分底物继续生长。
而丝状细菌在高基质浓度下生长缓慢，进入活性污泥池后可以防止污泥膨胀的产生，而且其COD和色度的去除率达到90%以上，BOD的去除率可达99%。
6.6接触氧化-电解工艺
采用的电解池，工艺简单．又运行管理方便。
克服了混凝气浮或沉淀工艺的复杂，其中电解池是集氧化还原、混凝、气浮于一体的多功能处理装置，在电解池的作用下，一方面污泥物在阳极失去电子或在阴极得到电子发生氧化或还原反应，另一方面废水中的物质如氯离子，被电解成次氯酸根，氧化废水中的污染物，即所谓的间接氧化，而铁阳极发生溶蚀，产生的铁阳离子对废水中的胶体物质、细小悬浮物、大分子有机物等就有絮凝的作用。
目录
一．引言…………………………………………………11
二．工艺设计
2.1工艺流程论证……………………………………………11
2.2工艺流程选择………………………………………………20
三．构筑物
3.1格栅………………………………………………………21
3.2污水提升泵…………………………………………………23
3.3调节池……………………………………………………25
3,4混凝沉淀池（沉淀和脱色）……………………………………26
3.5配水………………………………………………………27
3.6MSBR工艺…………………………………………………27
3.7污泥浓缩……………………………………………………29
3.8污泥脱水处理…………………………………………………30
四．平面布置
4.1总平面布置原则………………………………………………31
4.2高程布置及计算………………………………………………32
五．人员编制………………………………………………33
六．土建设计………………………………………………33
七.工程设计总结…………………………………………33
一．引言
据资料统计：
我国每年污水排放量390亿吨，其中工业污水占5l％，并以1％的速度逐年增长，而纺织行业占总工业废水的35％，每年大约有70亿吨废水排放，其中80%是印染废水，纺织印染行业是我国用水量大、排放量大的工业部门之一，印染废水水量大，色度高，水质变化大，pH变化大，有机污染物含量高，组分复杂，而且在印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机污染物在废水中含量大量增加，BOD5/COD值大幅降低，随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大。
因此，了解和开发有效的印染工业废水处理技术是环保行业一直关注的课题。
二．工艺设计
2.1工艺流程论证
因为印染工业废水含有大量可溶性能被生物氧化的物质，所以目前国内外印染废水处理法中仍以生物法为主，沈阳环境科学研究所的李锋等人曾对国内77个印染厂进行调查发现，活性污泥法的使用最为普遍，这是因为活性污泥法既可以分解大量有机物，又可以去除部分色素，还可以调节pH值，而且运转效率高、费用低，出水水质也好。
对于本次污水处理厂的设计方案，既要考虑有效去除BOD5又要适当去除N，P故可采用A/A/O法或SBR，或氧化沟法，还有MSBR法和CASS法等等。
2.1.1A/A/O法：
⑴工艺的主要优点如下：
①该工艺为最简单的同步脱氮除磷工艺，总的水力停留时间，总产占地面积少于其它的工艺；
②在厌氧和好氧交替运行条件下，丝状菌得不到大量增殖，无污泥膨胀的忧虑，SVI值一般均小于100；
③污泥中含磷浓度高，具有很高的肥效；
④运行中勿需投药，两个A段只用轻缓搅拌，以补充溶解氧浓度，运行费低。
⑵工艺主要缺点如下：
①除磷效果难于再行提高，污泥增长有一定的限度，不易提高，特别是当P/BOD值高时更是如此；
②脱氮效果也难于进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高，否则增加运行费用；
③对沉淀池要保持一定的浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解浓度也不宜过高，以防止循环混合液对反应器的干扰。
2.1.2SBR法
⑴工艺流程：
污水→一级处理→曝气池→处理水
⑵工作原理如下：
①流入工序：
废水注入，注满后进行反应，方式有单纯注水，曝气，缓速搅拌三种；
②曝气反应工序：
当污水注满后即开始曝气操作，这是最重要的工序，根据污水处理的目的，除P脱N应进行相应的处理工作；
③沉淀工艺：
使混合液泥水分离，相当于二沉池；
④排放工序：
排除曝气沉淀后产生的上清液，作为处理水排放，一直到最低水位，
在反应器残留一部分活性污泥作为种泥；
⑤待机工序：
处理水排放后，反应器处于停滞状态等待一个周期；
⑶工艺特点主要有：
①大多数情况下，无设置调节池的必要；
②SVI值较低，易于沉淀，一般情况下不会产生污泥膨胀；
③通过对运行方式的调节，进行除磷脱氮反应；
④自动化程度较高，得当时，处理效果优于连续式；
⑤单方投资较少，占地规模大，处理水量较小。
2.1.3厌氧池＋氧化沟：
⑴工作流程：
污水→中格栅→提升泵房→细格栅→沉砂池→厌氧池→氧化沟→二沉池→接触池→处理水排放
⑵工作原理：
氧化沟一般呈环形沟渠状，污水在沟渠内作环形流动，利用独特的水力流动特点，在沟渠转弯处设曝气装置，在曝气池上方为厌氧池，下方则为好氧段，从而产生富氧区和缺氧区，可以进行硝化和反硝化作用，取得脱氮的效应，同时氧化沟法污泥龄较长，可以存活世代时间较长的微生物进行特别的反应，如除磷脱氮。
⑶其工作特点主要有：
①在液态上，介于完全混合与推流之间，有利于活性污泥的适于生物凝聚作用；
②对水量水温的变化有较强的适应性，处理水量较大；
③污泥龄较长，一般长达15－30天，到以存活时间较长的微生物，如果运行得当，可进行除磷脱氮反应；
④污泥产量低，且多已达到稳定；
⑤自动化程度较高，使于管理，占地面积较大，运行费用低；
⑥脱氮效果还可以进一步提高，因为脱氮效果的好坏很大一部分决定于内循环，要提高脱氮效果势必要增加内循环量，而氧化沟的内循环量从政论上说可以不受限制，因而具有更大的脱氮能力；
⑦氧化沟法自问世以来，应用普遍，技术资料丰富。
2.1.4MSBR工艺:
⑴工艺原理：
它的工艺流程和结构形式综合了厌氧—厌氧—好氧（A2/O）氧化沟、CAST等脱氮除磷工艺的优点MSBR工艺,。
⑵工艺流程：
外形上通常设计成一矩形,分成3个主要部分:
曝气格和两个交替序批处理格。
主曝气格在整个运行周期中保持连续曝气,而每半个周期过程中,两个序批处理格分别交替作为SBR池和澄清池,它实质上是由A2/O工艺与SBR工艺串联而成,运行方式是连续进水、连续出水。
MSBR工艺不需设置初沉池和二沉池,系统连续进出水,两个序批池交替充当沉淀池用,周期运行。
序批池1
缺氧池厌氧池沉淀池主曝池
序批池2
进水
出水
气封堰
剩余污泥
MSBR工艺流程图
⑶工艺特点
①综合了A2/O,SBR等工艺的优点,效率高，结构简单紧凑、占地面积小、土建造价低、自动化程度高。
②MSBR系统中的微生物完整地经历了厌氧、好氧、缺氧、沉淀4个阶段,可以利用不同形态的氧作为电子受体,通过多种途径进行代谢,从而使除磷脱氮效果更好,有机物降解更为完全。
③MSBR系统独特的构造和流程安排为所需的优势菌种提供了最佳的生长环境,可以最大限度地发挥其群体优势,使系统处于高效运行状态。
④由于MSBR系统中活性污泥交替地经历不同的环境条件,不仅筛选了优势菌种,而且还能抑制丝状菌的生长和异养菌的大量繁殖,使污泥具有良好的沉降和脱水性能,剩余污泥浓度较高,污泥产率较低,降低了后续污泥处理、处置的困难。
⑤MSBR系统中序批池在出水时,其特殊的构造形成了污泥层的过滤和截留作用,降低了出水中悬浮物的浓度,使出水水质优于普通二沉池的出水。
⑥MSBR系统可以维持较高的污泥浓度
2.1.5CASS工艺：
⑴工艺流程：
CASS工艺运行过程包括充水—曝气、沉淀（泥水分离）、上清液滗除和充水—闲置等4个阶段并组成其运行的1个周期并不需要很高的预处理,只需设置粗格栅、细格栅和沉砂池,无需初沉池和二沉池,也不需要庞大的污泥回流系统（只在CASS反应器内部进行约20%的污泥回流）
回流
出水
细
格
栅
沉砂池
粗
格
栅
消毒器
CASS反应器
污水泵
污泥处理
泥饼外运
CASS工艺流程图
⑵工艺特点
①生化池中由于曝气和静止沉淀间歇运行,使基质BOD5和生物体MLVSS浓度随时间的变化梯度加大,保持较高的活性污泥浓度,增加了生化反应推动力,提高了处理效率。
②工艺流程简单,运行方式灵活,无二次沉淀池,取消了大型贵重的刮泥机械和污泥设备,扩建方便。
③生化池分生物选择器、厌氧区和主曝气区,利用生物选择器及厌氧区对磷的释放、反硝化作用以及对进水中有机底物的快速吸附及吸收作用,增强了系统的稳定性;同时,曝气区和静止沉淀的过程中都同时进行着硝化和反硝化反应,因而具有除磷脱氮的作用。
④生物选择器的作用是集中接纳含有高浓度有机物的来水和处于“饥饿”状态的回流活性污泥。
具有抑制专性好氧丝状菌生长的作用,可有效防止污泥膨胀。
⑤进水水量、水质的波动可用改变曝气时间的简单方法予以缓冲,具有较强的适应性。
⑥自动化程度高,保证出水水质。
⑦半静止状态沉淀,表面水力和固体负荷低,沉淀效果好。
2.1.6悬浮、附着生物厌氧-好氧-微絮凝处理印染废水工艺
⑴工艺原理：
该工程设计流程是采用天津大学环境工程系所取得的国家“七五”科技攻关成果。
①利用悬浮活性污泥和附着生物膜两种生物群体的共同作用，提高了池中的生物量。
②设置厌氧段，利用水解和酸化的作用将废水中难于生物降解的大分子物质转化成易于降解的小分子物质，为后续的好氧处理创造良好的分解条件。
同时，在厌氧段某些染料可发生分子键断裂而脱色。
③好氧段剩余污泥回流至厌氧段，一方面可补充微生物的营养源
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