印染废水的处理.docx
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印染废水的处理
目录
一、工程概述2
二、设计资料2
三、处理方案的确定2
3.1基本工艺路线的确定2
3.2主要预处理工艺选择3
3.3生化处理工艺选择4
3.4印染废水处理工艺流程5
3.5处理构筑物的设计计算6
3.6污水处理站平面布置和高程布置9
四、主要设备及参数9
表4-1主要工艺技术参数9
表4-2主要构筑物表10
表4-3主要设备表10
五、工程内容及报价10
一、工程概述
印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段（包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序）要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。
印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。
印染废水的可生化性较低，废水的色度很大，CODcr浓度很高，采用不同的生产工艺水质水量变化幅度很大。
国内普遍采用生化法处理印染废水，对于水资源紧缺，排放要求高的地区采用生化与物理化学相结合的方法以减小废水污染物的排放量。
印染废水处理一般都要设置调节池，以调节废水不同时段不同排放量对处理构筑物的冲击；由于印染废水的可生化性较低，往往设置水解酸化池降解高分子物质。
本工程采用印染废水和生活污水混合处理，这样可大大提高废水的可生化性。
二、设计资料
（1）废水水量:
35t/d（厂方提供）
（2）废水水质：
COD≤2144mg/L；BOD≤332.7mg/L；SS≤521mg/L；pH值为9.8；色度4096
（3）排放标准：
执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）中的二级标准，即COD≤180mg/L；BOD≤40mg/L；SS≤100mg/L；NH3-N≤25mg/L；硫化物≤1mg/L；pH值为6～9；色度（稀释倍数）80。
三、处理方案的确定
3.1基本工艺路线的确定
印染废水治理工艺流程中，是由若干不同作用的治理单元组成的，为了满足流程的处理效果，要求各个单元均应发挥其应有的作用和去除污染物的能力。
由于纺织印染企业产品生产的多样性及生产工艺的多变性，使排放的印染废水也处于经常变化之中。
纺织印染生产工艺包括对纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程。
各过程产生的废水既含有剩余染料，又含有相当量的助剂及纤维上被去除的各种天然有机物和人工合成的有机污染物。
因此，印染废水总体上属于含有一定色度、一定量难生物降解物质的有机性废水。
对比设计水质：
COD≤2144mg/L；BOD≤332.7mg/L；SS≤521mg/L；pH值为9.8；色度4096和处理出水水质：
COD≤180mg/L；BOD≤40mg/L；SS≤100mg/L；NH3-N≤25mg/L；硫化物≤1mg/L；pH值为6～9；色度（稀释倍数）80，可以看出该废水主要以有机物为主，不含有有害物质，废水的可生化性较差。
各污染物的去除率分别为：
CODcr86％，BOD584％，SS75％，色度96％。
本工程采用“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”的处理工艺，废水首先经过水解酸化池将难生物降解物质变为较易降解物质，将大分子物质变为小分子物质，使废水达到好氧处理可接受的浓度，经过生物接触氧化去除大部分有污染物机物，同时去除一定的色度，最后经过混凝沉淀池进一步去除色度和降低废水的COD、BOD值，确保废水的色度和COD指标达标。
本工艺具有工艺成熟、投资省、占地少、污泥产量少、操作管理方便等优点。
3.2主要预处理工艺选择
3.2.1调节池
印染废水处理工艺流程中，各个工艺单元都需要相对稳定的工作状况。
由于纺织印染特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多变性，使排出废水的水质和水量在一日内，甚至每班内都有很大的变化。
而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水。
废水水质和水量的变化将对处理设备运行状况产生冲击，因此为了保证处理设备的正常运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。
将不同时间排出的废水贮存在同一水池内，并通过机械或空气的搅拌达到出水均匀的目的，特别是废水水质的调节尤为重要。
在印染废水处理工艺流程中均设有调节池，而且保证一定的调节时间。
调节池或仅调节水质，或进调节水量，或两者兼有。
此外，调节池尚具有预沉淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。
3.2.2水解池
污水经过水解反应池后可以提高其可生化性能，降低污水的pH值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造有利条件。
因此，在用水解池代替初沉池或者在好氧生物处理构筑物前增设水解池，将提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果，尤其对难降解的有机工业废水，包括纺织印染废水，其效果更为显著。
由于污水含有燃料、助剂、纤维类等难降解的苯环类或长链大分子物质，在水解阶段被胞外酶分解为小分子物质。
另外，还能有效降解废水的表面活性剂，较好的控制后续好氧工艺中产生的泡沫问题。
水解反应池有较高的SS、BOD、COD去除率：
在停留时间相近的情况下，水解池对SS、BOD与COD的去除率明显高于初沉池。
因此采用水解池作为一级处理，出水水质将比初沉池有较大改善。
水解反应池与初沉池处理效果对比
池型
水解反应池
平流式多斗沉淀池
停留时间／h
2.5
3
3.5
1.67
2.22
3.33
COD去除率／％
43.0
41.3
40.6
---
28.9
----
BOD去除率／％
29.8
33.1
28.1
18.0
12.0
17.0
SS去除率／％
82.6
74.8
79.0
42.0
40.0
47.0
3.3生化处理工艺选择
印染废水处理法中，目前国内外仍以生物法为主。
这是因为印染工业废水含有大量可溶性能被生物氧化的物质。
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，其次为生物接触氧化法。
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，而且运转效率高而费用低，出水水质也好。
生物接触氧化法是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种生化处理法，通过强化充氧及微生物降解作用以提高处理效率，因而兼有两种处理法的优点：
生物量高（附着生物膜量可达8000～40000MLVSS／L），有机物的去除能力强；对冲击负荷的适应能力强；产生的污泥量少，污泥颗粒大，易于沉淀，不产生污泥膨胀；操作简单、运行方便、易于管理。
本工艺采用生物接触氧化法作为生物处理手段。
好氧生物处理对BOD去除效果明显，一般可达80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其如PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD达到2000～3000mg/L，而且BOD/COD也由原来的0.4～0.5下降到0.2以下，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标；
在好氧生物处理之后还应辅以化学处理技术。
化学处理主要是采用投加一定量絮凝剂，通过药剂的水解、电中和、凝聚架桥作用，而继续去除废水中的污染物，同时对色度也有很好的去除效果。
在生物处理之后采用化学处理，由于污染物含量较低，投加药量相对较少，在满足达标排放要求时，可降低运行成本。
从我国已建成印染废水处理工程效益分析，当处理相同废水量时，采用生物处理工程的一次性投资高于采用化学处理方法的投资，但是其运行成本则低于化学处理方法。
3.4印染废水处理工艺流程
该印染废水处理工艺流程如图1：
废渣pH值调整鼓风机
废水
图1工艺流程图
对该处理工艺流程作如下说明：
a．格栅：
格栅是一种最简单的过滤设备，由一组或多组平行的栅条制成的框架，斜置于废水流经的渠道中。
格栅设于污水处理所有构筑物之前，或设在泵站前，用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞。
本工艺采用回转式机械格栅以去除较大的悬浮物。
b．调节池：
由于该工程废水中含有硫化黑颜料,硫化黑颜料本身含有硫,而且污水偏碱性,对后续生物处理冲击较大,通过加酸可调节pH值,而且去除部分硫。
当采用靛蓝染料代替时则不需加酸，这样也不会增加成本。
c．水解酸化池：
水解反应单元为上流式厌氧污泥床反应器的改进型，采用独特的结构，靠水力条件在反应池内形成污泥床层。
二沉池的剩余污泥从水解池排出，进入浓缩池，经12～24h浓缩后直接脱水处理，由于水解池中的污泥停留时间可达15～20d，且处于厌氧状态，因此污泥得到了很好的稳定，既减少了整个流程产生的污泥量，又增加厌氧区降解有机物的能力。
d．生物接触氧化池：
经水解反应器处理后的出水进入好氧处理构筑物，污水中的污染物主要是厌氧水解酸化后的产物。
生物接触氧化法是以生物膜为主净化废水的一种处理工艺。
它利用固着在填料上的生物膜吸附和氧化废水中的有机物。
但又有其独特之处：
生物量高：
对纺织印染废水，实测生物量达11～14g/L，远大于曝气池中混合液污泥浓度，因此其容积负荷高。
污泥龄短：
一般Ts＝1～2d，说明生物膜的更新速度快，活性大，吸附和氧化有机物能力强。
丝状菌多：
其生物膜是以丝状菌为骨架组成立体网状结构。
水中溶解氧容易进入膜的里层，有机物的氧化速率高。
无需污泥回流，产泥量小。
e．混凝沉淀池：
废水经过水解和好氧处理后，水中仍含有一些未降解的物质，采用混凝沉淀工艺，进一步去除色度和降低废水的COD值，确保废水的色度和COD指标达标。
将混凝沉淀放在处理流程的最后，主要是因为：
经水解和接触氧化池之后，水中的污染负荷大部分已被生化单元去除掉，混凝沉淀池的负荷已较小，可大大减少所加混凝剂的用量，以降低运行费用。
f．污泥浓缩池：
采用平流式污泥浓缩池。
3.5处理构筑物的设计计算
3.5.1格栅设计
格栅沟为厂方原有
设计计算：
Q＝35t/d，Kz＝1.8 按１day=8h计算，
则最大设计污水量Qmax＝63t/d
污水沟断面尺寸300mm×150mm
3.5.2调节池设计
根据生产废水排放规律，调节池停留时间取12小时。
采用半地下式，数量为一个。
设计计算：
调节池调节周期Ｔ＝12h
调节池容积V=TQH=12×35÷24=17.5m3
调节池有效水深h=1.5m
调节池规格3m×4m×1.5m=18m3
3.5.3水解酸化池设计
水解酸化池设计主要是确定其有效容积。
该水解酸化池采用上流式厌氧污泥床反应器的改进型，采用独特的结构，靠水力条件在反应器内形成污泥床层。
与UASB相比无需设置三相分离器。
反应器容积一般按有机负荷或者水力停留时间进行计算，这里采用有机负荷法计算。
（1）反应器容积计算公式为：
V=Q*S0/q
V：
反应器的有效容积，m3；
Q：
废水流量，m3/d；
q：
容积负荷，kgCOD/（m3*d），这里取q＝3.5kgCOD/（m3*d）；
S0：
进水有机物浓度，gCOD/L
HRT：
水力停留时间，h，取HRT＝8h；
所以V=Q*S0/q＝35×1.196/3.5＝11.96m3取12m3
（2）反应器的几何尺寸
V=3m×3m×1.5m
3.5.4生物接触氧化池的设计
接触氧化池的容积一般按BOD容积负荷或者接触时间计算，这里采用停留时间法。
（1）设计参数：
设计水量：
Q=35t/d=1.5m3/h；
接触时间：
10h；
（2）氧化池有效容积
V=Qt=1.5×10=15m3
Q：
设计水量，m3/h；
t：
接触时间，h。
（3）填料与安装
采用Ф25mm塑料蜂窝填料，填料高1m，所需填料容积为V’
V’=3×3×1=9m3
（4）进水设施
采用布水廊道布水，廊道设在氧化池一侧，廊道内水流速度为：
v=Q/（nBb）=0.4mm/s
3.5.5二沉池设计
采用平流式沉淀池
设计参数：
废水处理流量为35t/d=0.012m3/s平流流速为0.07mm/s，
沉淀时间为1.5h
设计体积为：
5m3
3.5.6混凝沉淀设计计算
采用垂直轴式机械搅拌反应池+平流式沉淀池
反应池尺寸计算
反应器容积计算
设计流量Q＝35/12=2.9m3
反应时间取t=60min
反应池容积V=Qt/60=2.9×60/60=3m3
3.5.7污泥浓缩池设计
竖流式浓缩池沉淀区上升流速不大于0.1mm／s,浓缩池有效深度2.5m。
污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，运行周期24h，其中进泥1～1.5h，浓缩20h，排水、排泥2h，闲置0.5～1h。
容积计算
设浓缩前污泥含水率98%，浓缩20h后，污泥含水率为95.5%。
则污泥浓缩池所需体积不小于10m3
②工艺构造尺寸
设计平面尺寸柱体部分直径2m，设计浓缩池柱体高3m，其中泥深2m，污泥容积10m3。
③排水和排泥
浓缩池内上清液利用重力排放，排水管管径DN150。
浓缩后污泥有污泥泵抽送入污泥储柜，选用2PN型污泥泵一台。
3.5.8风机间设计
厂方原有
3.5.9污泥脱水间设计
面积15m2，规格3m×5m。
板框式污泥脱水机，过滤面积20m2
3.6污水处理站平面布置和高程布置
布置原则：
a.充分利用地形地势及城市排水系统，是污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出厂外。
b.协调好高程布置和平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水、污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。
c.协调好污水处理厂总体高程布置与单体竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。
四、主要设备及参数
根据上述设计计算列出设计计算结果见下列各表：
表4-1主要工艺技术参数
名称
参数
指标
调节池
HRT/h
12
水解酸化池
HRT/h
8
生物接触氧化池
HRT/h
10
二次沉淀池
HRT/h
1.5
混凝沉淀池
HRT/h
1.5
污泥浓缩池
HRT/h
20
表4-2主要构筑物表
设备名称
规格
数量/座
备注
结构
集水井
1
厂方原有
钢筋混凝土
调节池
3m×4m×1.5m
1
原池改进
钢筋混凝土
水解酸化池
3m×3m×1.5m
1
原池改进
钢筋混凝土
接触氧化池
3m×4m×1.5m
1
蜂窝状填料
钢筋混凝土
沉淀池
2m×2m×1.5m
1
原池改进
钢筋混凝土
加药搅拌箱
3
厂方原有
PVC
混凝沉淀池
2m×4m×1.5m
1
平流式
钢筋混凝土
污泥浓缩池
1
厂方原有
钢筋混凝土
鼓风机房
1
厂方原有
钢筋混凝土
表4-3主要设备表
名称
规格
数量
单位
备注
格栅
1
台
厂方原有
污水泵
18kw
6
台
四用两备
生物填料
3m3
－
－
蜂窝填料
罗茨鼓风机
15kw
2
台
厂方原有
板框压滤机
4kw
2
套
一用一备
五、工程内容及报价
整个工程改造包括构筑物、设备等在原基础上的改造、增加及治理工艺的改进。
工程改造完成后可以实现污水治理单项达标。
工程总报价，人民币（大写）：
贰拾陆万元整
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