印染废水处理工艺.docx

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印染废水处理工艺

3500t/d印染废水处理工艺

摘要

废水处理规模为3500t/d印染废水处理。

设计水质水量Q=3500t/d，BOD5=220mg/L，CODcr=1000mg/L，pH=8~10，SS=150mg/L，色度650倍。

经处理后应达到下列出水水质：

BOD≤30mg/L,COD≤100mg/L，色度≤40，SS≤70mg/L，pH=6~9。

设计采用水解酸化+接触氧法联合处理废水。

处理构筑物主要有调节池、水解酸化池、生物接触氧化池、混凝反应池、竖流式沉淀池、浓缩池、脱色池、泵房、脱水机房和鼓风机房等。

对于深度废水需要先通过脱色预处理池在进入调节池。

预处理的调节池和水解酸化池能够有效的降低污水的各项指标，为生物接触氧化池的进水提供了最佳进水指标，同时还有效的降低了污水的色度。

混凝反应和二沉池合建，混凝沉淀池分成两格，内设立式叶轮搅拌装置。

经过混凝沉淀后的废水，在经脱色处理后可以满足出水的要求。

关键词:

印染废水,废水处理,生物接触氧化,脱色处理

英文题目

ABSTRACT

Wastewatertreatmentscaleis3500t/d,printinganddyeingwastewatertreatment.ThedesignwaterqualitywaterquantityQ=3500t/d,BOD5=220mg/L,CODcr=1000mg/LPH=8~10SS=150㎎/L,chromaticity,650times.Theprocessedshouldachievethefollowingoutofthewater：

BOD30mg/L,orlessCOD100mg/Lorlesschromaticity40SS70mg/Lorlessorless,PH=6~9.DesignUSEShydrolyticacidification+contactoxygenmethodandtreatmentofwastewater.Processingstructuresmainlyincludeadjustingpool,hydrolysisacidification,biologicalcontactoxidationpool,poolthecoagulationreactiontank,verticalflowsedimentationtank,concentratedtank,decoloringpool,pumphouse,dehydrationmachineroomandtheblowerroomandsoon.Fordepthneedtothroughthedecolorpretreatmentwastewaterpoolinregulatingpool.Pretreatmentofregulationpoolandhydrolysisacidificationpoolcaneffectivelyreducetheindicatorsofsewage,thebiologicalcontactoxidationpondwaterprovidesabestwaterindicators.Italsoeffectivelyreducesthecolorityofwastewater,thecoagulationreactionandthesecondpond&,coagulationsedimentationtankisdividedintotwo,withverticalimpellerstirringdevice.Wastewateraftercoagulationprecipitation,inafterdecolorizingtreatmentcanmeettherequirementsofwater.

Keywords:

printinganddyeingwastewater,wastewatertreatment,biologicalcontactoxidation,bleachingdyeingandprintingwastewatertreatment

目录

前　言1

第1章绪论3

1.1印染废水的产生及特点3

1.2印染废水的水质及水量分析4

1.3印染废水的危害5

1.4设计任务5

1.4.1本毕业设计课题的目的和要求5

第二章污水处理站方案的确定7

2.1确定污水处理方案的原则7

2.2污水处理方案的确定7

2.2.1常用印染废水处理工艺的比较7

2.2.2污水处理路线选择8

2.3污水处理工艺流程方案介绍8

2.3.1传统活性污泥法9

2.3.2氧化沟工艺9

2.3.3生物接触氧化工艺10

2.4工艺流程的确定11

第3章主要构筑物设计计算13

3.1格栅13

3.1.1设计说明13

3.1.2设计工艺参数及计算13

3.2调节池14

3.2.1设计说明14

3.2.2设计工艺参数及计算14

3.2.3出水水质15

3.3水解酸化池15

3.3.1设计说明15

3.3.2设计工艺参数及计算16

3.3.3出水水质16

3.4生物接触氧化池16

3.4.1设计说明16

3.4.2设计工艺参数及计算17

3.4.3出水水质18

3.5沉淀池18

3.5.1设计说明18

3.5.2设计工艺参数及计算19

3.5.3出水水质20

3.6混凝反应池20

3.6.1设计说明20

3.6.2混凝反应池的工艺参数设计21

3.6.3出水水质21

3.7污泥浓缩池21

3.7.1设计说明22

3.7.2污泥浓缩池设计参数22

第4章辅助构筑物的设计计算及说明23

4.1主要辅助构筑物23

4.1.1主控室23

4.1.2设备间23

4.1.3鼓风机房23

4.2风量计算23

第5章平面布置及高程布置的设计24

5.1平面布置24

5.1.1平面布置的一般原则24

5.1.2主要构筑物和建筑物的尺寸25

5.2高程布置25

5.2.1各构筑物水位计算26

5.2.2污水泵房的设计27

5.2.3污泥泵房的设计计算28

第六章投资估算与效益分析30

6.1投资估算与效益分析建设费用30

6.1.1主要构筑物费用30

6.1.2设备费用31

6.1.3管材及附件费用32

6.2土建设计及安装工程要求32

结论34

谢辞35

参考文献35

外文资料译文37

前　言

在经济高速发展的二十一世纪，随着工业化进程的不断深入，全球性环境污染日益破坏着地球的生态平衡，并对人类的生存构成威胁。

纺织印染行业是工业的重要组成部分，印染废水排放量大污染物浓度高是工业废水中较难治理的废水之一。

纺织印染行业是工业废水排放大户。

染废水主要污染物为印染加工过程中残留的染料、助剂、细毛纤维、轻质杂物等。

废水特点是有机物浓度高、成分复杂、可生化性较差、色度高且多变、水质水量变化大，属于难处理废水。

随着染料工业的迅速发展,目前使用的染料已达数万种。

PVA浆料、人造丝皂化物以及大量新型助剂的广泛使用，使大量难降解的有机化合物进入废水。

印染废水向着抗氧化、抗生物降解的方向发展，从而增加了废水处理的难度及处理费用，研究、开发、推行低投入的水污染治理措施势在必行。

目前，在发达国家已有比较先进的处理工艺和方法，这些方法一般都是建立在经济比较宽裕的基础上的；而发展中国家的经济比较紧张，没有宽裕的资金可以用来进行一些经济效益不是很明显的处理工艺，所以寻找经济和有效的印染废水的处理工艺是必然的。

近年来，国内提出了几种新工艺：

厌氧+好氧+生物炭吸附；水解酸化+生物接触氧化+沉淀+气浮。

厌氧法对染料中的有机物都可降解，对印染废水厌氧或酸化处理，可使原水中的难降解的大分子有机物开环或断链，使其转化为容易被生化降解的简单结构小分子有机物，提高废水的可生化性，为后续好氧处理创造良好条件，提高好氧处理效率。

上述工艺逐渐在国内外得到应用。

我国是世界纺织工业第一大国,印染行业是我国排放工业废水的较大部门之一，其废水排放量占纺织工业废水排放量的80%，印染废水治理责任重大。

多年来，由于条件限制，印染废水排放大多执行《纺织染整工业水污染排放标准》（GB4287-92）中的二级标准；为实现可持续发展的要求，经过环保工作者的不懈努力，各地新建一级改建工程的一级达标工作已经取得了显著成效；废水排放可满足《国家污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。

第1章绪论

1.1印染废水的产生及特点

印染废水污染在工业污染中占有较大的比例，纺织工业发展主要阻碍之一是环保节能问题，80%纺织废水来自于印染行业。

统计数据显示，2008年纺织工业废水排放量23亿吨，居各工业行业第3位，占全国工业废水排放量的10.60%。

纺织工业排放废水中化学需氧量（CODCr）排放量31.4万吨，居各工业行业第4位，占全国工业废水CODCr的7.76%。

该数据是对规模以上企业的统计数据，实际数据可能要大很多。

实际上，印染行业是以中小企业为主的竞争性行业，中小企业比重占99.6%；非公有制企业占95%；大量小企业数据并未统计在内。

若以纤维加工量的70%需进行印染加工计，则年排放废水约在30亿吨左右。

从我国染料行业废水治理技术的现状来看，经过多年努力，已有一系列处理效果好的工艺应用到实际工程中,但总体上没有实质性的突破；特别是产品结构及工厂布局等不合理因素的存在，加重了废水的治理难度。

随着排放标准的日益严格，各国学者在印染废水的处理技术方面进行了深入的探索，相信随着科学技术的不断进步，印染废水的处理工艺将逐渐完善，投资省、运行费用低、操作简单的处理技术将给印染废水的治理带来新的希望。

印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：

一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。

分析其废水特点，主要为以下方面：

其特点之一是污染物成分差异性很大，很难归类求同。

特点之二由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜色等也各不相同；但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低，一般在20%左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到30%左右或更高些，以利于进行生化处理。

印染废水中的碱量废水，其CODCr值有的可达10万mg/L以上，pH值≥12，因此必须进行预处理，把碱回收；并投加酸降低pH值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。

特点之三是色度高，有的可高达4000倍以上。

所以印染废水处理的重要任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。

另外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动等特点

1.2印染废水的水质及水量分析

印染产品由于原料纤维、产品种类和生产工艺等不同，使用的染料、助剂种类和品种不同，加工的工艺方法不同，漂洗次数不同，因此其排放废水的水质亦不同。

另外,由于不同化学纤维的含量在各类产品中所占的比重不同其使用染料和助剂的种类也不断变化,因此所排放的废水中各污染物含水量也不相同。

在棉混纺织产品中由于涤纶的增加,一般65%，其经纱上浆时采用变性淀粉和聚乙烯醇混合浆料。

而在印染前处理工艺过程产生的退浆废水中由于含有一定量的聚乙醇,使废水中增加了难生物降解物质,降低了废水的可生物降解性。

因此棉印染废水属于较难生物降解的工业废水之一。

在毛纺染色产品中由于天然纤维所占比例较大，化学纤维占的比例相对较少；而且织造过程中也不需上浆,故毛混纺染整产品加工过程产生的废水水质相对较为稳定，废水的可生物降解性优于棉纺产品排放的印染废水。

洗毛废水由于可生物降解性能好,一般在提取羊毛脂后宜采用生物处理方法。

真丝绸印染产品加工过程中排放的印染废水属于中低浓度的有机性废水，可生物降解性好。

化纤仿真丝产品的碱减量工艺中产生的废水由于含有相当量的对苯二甲酸和乙二醇,总体看废水的可生物降解性能较差；但与印染废水混合后水质稍有改善。

另外，印染废水排放量约为全厂用水量的60%~80%。

废水量随工厂的类型、生产工艺、机械设备、加工产品的品种不同差异较大。

根据国内外的资料估算每加工一匹棉织物，用水量约为1-1.2m3。

1.3印染废水的危害

印染废水含大量的有机污染物。

排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其他水生生物的生存。

沉于水底的有机物会因厌氧分解而产生硫化氢等有害气体，从而恶化环境。

印染废水的色泽深，严重影响受纳水体外观。

造成水体有色的主要因素是染料。

在纺织品印染加工中，有10%～20%的染料作为废物排出。

印染废水的色度尤为严重，用一般的生化法难以去除。

有色水体还会影响日光的透射，不利于水生物的生长。

印染废水大部分偏碱性，进入农田会使土地盐碱化，染色废水的硫酸盐在土壤的还原条件下可转化为硫化物，产生硫化氢等污染性气体。

1.4设计任务

1.4.1本毕业设计课题的目的和要求

1课题3500t/d印染废水处理厂设计

2本设计的目的是让学生对印染行业的工艺流程、污染物产生情况、常用的污水处理工艺进行初步的了解，同时培养学生独立研究分析问题能力；进一步提高污水处理工程的工艺选择、参数计算、工程制图的专业水平；同时训练学生综合应用所学专业知识、查阅分析文献资料、独立设计污水处理工程的能力。

了解和掌握污水处理工程设计的基本程序，学会工艺确定的原则和方法；掌握构筑物设计计算方法、设计说明书编制、图纸绘制方法等。

要求学生树立正确的指导思想及严谨的科学态度，按学校毕业设计要求完成毕业设计掌握印染行业的生产工艺流程、废水中污染物产生情况、常用的印染废水处理工艺。

３本毕业设计课题的技术要求与数据

（1）设计水量

设计总规模为3500m3/d。

（2）进水水质

设计进水水质如下表：

污染物名称

pH

COD（mg/L）

BOD5（mg/L）

SS（mg/L）

色度（倍）

进水浓度

8.0~10.0

1000

220

150

650

表1.1进水水质

（3）设计出水水质

废水排放满足《国家污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。

具体指标如下：

项目

pH

COD（mg/L）

BOD（mg/L）

SS（mg/L）

色度（倍）

数值

6.0~9.0

<=100

<=30

<=70

<=40

表1.2一级排放标准

第二章污水处理站方案的确定

2.1确定污水处理方案的原则

（1）污水处理应采用先进的技术设备要求:

经济合理、安全可靠、出水水质好、保证良好的出水水质、效益高。

（2）污水处理站的处理构筑物要求：

布局合理、建设投资少、占地少、自动化程度高,便于科学管理。

力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计。

（3）为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物，提高自动化程度，为科学管理创造条件。

（4）污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水。

（5）提高管理水平，保证运转中最佳经济效果。

（6）查阅相关的资料确定其方案。

2.2污水处理方案的确定

2.2.1常用印染废水处理工艺的比较

印染废水处理常用的工艺主要分为两大类：

（1）物化法：

利用加入絮凝剂和助凝剂在特定的构筑物内进行沉淀或气浮，去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法。

但该类方法由于加药费用高，去除污染物不彻底，污泥量大；并且难以进一步处理，会产生一定的“二次污染”，一般不单独使用，仅作为生化处理的辅助工艺，包括:

吸附法、氧化法、电解法等。

（2）生化法：

利用微生物的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。

由于其降解污染物彻底，运行费用相对低，基本不产生“二次污染”等特点，被广泛应用于印染污水处理中，如:

活性污泥法,生物膜法。

随着人们对环境质量要求越来越高，印染废水排放标准也越来越严格。

对于需要高、中难度处理的印染废水，单独的生化或物化处理都难以达到排放要求，根据国家印染行业废水污染防治技术政策，印染废水治理宜采用生物处理技术和物理化学处理技术相结合的综合治理路线，不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。

这样既保留了物化除色、前处理去除部分污染物，降低生化负荷，去除生化剩余污染物的特点；又充分发挥生化处理技术可降解大量有机污染物和一定除色功效的特点。

如厌氧-好氧生物炭接触工艺,厌氧-好氧生物转盘工艺。

2.2.2污水处理路线选择

我国污水处理在建国四十多年来取得是很大的成就。

污水处理技术随着水污染控制与环境治理的实践，在吸取国外技术经验的同时，结合我国国情的特点逐步改进提高，初步形成了一些适用的技术路线。

主要如下:

（1）对传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线

（2）以自然生物净化为主的人工生物净化与自然生物净化相结合的技术路线

（3）以深水扩散排放为主处理为辅的技术路线

（4）以回用为目标的污水深度处理技术路线

结合该污水处理工程的具体情况分析进行选择，

首先c和d这两种技术路线对于自然环境条件因素要求较高，从而不可取，所以应选a和b两种路线。

尤其是以b这种路线应予以推广，因为随着环境状况的日趋严峻，用水问题越发突出，从而对于水的合理使用必将是大家特别重视的课题；所以以自然生物净化为主与人工生物净化相结合的技术路线和传统活性污泥法进行改造或予以取代后的人工生物净化技术路线为人们所接受。

对于大规模污水处理厂来说主要指氧化塘处理和土地处理法。

它们都具有运行费用低外加能源消耗少及管理简单的优点，在我国一些城市也被因地制宜的采用。

2.3污水处理工艺流程方案介绍

在选定了污水处理技术路线后我对活性污泥法和人工生物净化的几个方案进行筛选。

初步选到下列3个方案再进行比较:

a.传统活性污泥法

b氧化沟

c.生物接触氧化法。

2.3.1传统活性污泥法

这是以活性污泥法处理污水的典型工艺其特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量促使微生物生存和繁殖以分解污水中的有机物。

混合液经沉淀分离后其活性污泥大量被回流到曝气池中。

生物氧化作用主要在这一级曝气程序中完成。

该法一般BOD5污泥负为0.2—0.4kgBOD5/kgMLSS·d，曝气池停留时间约为4—6h，水气比1:

8。

（1）特点：

利用曝气池中的好氧微生物依靠鼓风机曝气供给的氧来分解污水中的有机物。

混合液进行沉淀分离活性污泥回流到曝气池中去原污水从池首端进入池内，回流污泥也同步注入，废水在池内呈推流形式流动至池的末端流出池外至二沉池。

（2）优点：

1.处理污水效果好BOD5的去除率可达90%，

2.有丰富的技术资料和成熟的管理经验，

3.适宜处理大量污水、运行可靠、水质稳定。

（3）缺点：

1.运行费用好由于在曝气池的末端造成的浪费，故提高了运行成本，

2.基建费用高、占地面积大，

3.对外界条件的适应性差，

d.由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P去除率非常低。

2.3.2氧化沟工艺

（1）特点

氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是1950年由荷兰公共工程研究所研究成功的。

其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形，污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动。

其水力停留时间一般较长，为15—16h；泥龄长达15—30天属于延时曝气法。

氧化沟处理系统的构造形式较多有圆形或马蹄形的有平行多渠道形式以侧渠作为二沉池的；有将二沉池建在渠上或单独分建的等等。

其供氧和水流动力都是靠提升曝气设备这种设备分为早期使用的水平中心轴旋转叶轮和后来出现的卡鲁塞尔氧化沟所用的垂直或带叶片的曝气器。

由于氧化沟水深较浅一般3米左右而流程较长，可以按照曝气器前作缺氧与曝气器后作富氧段的方式设计。

（2）优点

1.氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。

2.处理效果稳定可靠不仅可满足BOD5、SS的排放标准还可以达到脱N除P的效果。

3.由于氧化沟的水力停留时间和污泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。

4.活性污泥产量少且趋于稳定一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程和减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。

5.承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。

（3）缺点

氧化沟运行管理费用高，氧化沟沟体占地面积大。

2.3.3生物接触氧化工艺

生物接触氧化工艺，又称“淹没式生物滤池”、“接触曝气法”、“固着式活性污泥法”，是一种于20世纪70年代初开创的污水处理技术。

其技术实质是在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。

在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。

（1）特点

1.BOD5负荷高、MLSS量大、相对地效率较高，并且对负荷的急剧变动适应性强。

2.处理时间短，在处理水量相同的情况下所需装置设备较小因而占地面积小。

3.维护管理方便，无污泥回流，没有活性污泥法中所容易产生的污泥膨胀。

4.易于培菌，驯化较长时期停运后若再运转时生物膜恢复快。

5.适应于低浓度污水处理。

6.剩余污泥量少。

（2）缺点

1.填料上的生物膜数量需视BOD负荷而异。

BOD负荷高则生物膜数量多，反之亦然。

因此不能借助于运转条件的变化任意地调节生物量和装置的效能。

2.生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高则生物膜过厚容易于堵塞填料。

所以，必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施。

3.大量产生后生动物，如轮虫类等。

若生物膜瞬时大块地脱落则易影响处理水水质。

4.组合状的接触填料会影响均匀地曝气与搅拌。

综上所述在本次设计中采用生物接触氧化法。

2.4工艺流程的确定

图2-1工艺流程图

第3章主要构筑物设计计算

3.1格栅

3.1.1设计说明

格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成的框架设备。

被安装在污水管道、泵房集水井的进口处或处理厂的端部。

用以截留较大的悬浮物或漂浮物减轻后续处理构筑物的处理负荷，保护后续处理设施。

3.1.2设计工艺参数及计算

（1）栅条间隙数n

设栅前水深h=1.2m，过栅流速v=1m/s，栅条间隙宽度b=0.02m，格栅倾角α=60°

n=Qmaxsina½/bhv=

=2.6个取3个

其中：

Qmax————最大设计流量（m3/s）

Qmax=3500×

=0.07m3/s

（