印染废水处理毕业设计.docx
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印染废水处理毕业设计
摘要
废水处理厂设计规模2000m3/d，设计水质水量为：
Q=2000m3/d,BOD5=230mg/L，CODcr=1100mg/L，PH=9～11，SS=210㎎/l,色度400倍。
经处理后，应达到下列出水水质：
BOD≤25mg/L,COD≤100mg/L，色度≤40倍，SS≤70mg/L,PH=6～9。
本设计采用水解酸化加生物接触氧化处理废水。
处理构筑物主要有调节池、水解酸化池、生物接触氧化池、竖流式沉淀池、浓缩池、泵房、脱水机房和鼓风机房等。
其主要构筑物生物接触氧化池采用传统的一段式接触氧化，总共采用两座，每座分为四格，处理效果明显。
预处理的调节池和水解酸化池有效的降低了污水的各项指标，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，再加上后面的竖流式沉淀池的絮凝沉淀作用，色度指标大大降低，基本上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
Abstract
Thedesigningscaleofwastewatertreatmentplantis2000m3/d,thedesigningqualityandquantityofwaterare:
Q=2000m3/d，BOD5=230mg/L,CODcr=1100mg/L,PH=9～11,SS=210㎎/l,Colordegree=400times.Afterdisposingofit,thequalityofwatershouldattainthefollowingstandards:
BOD≤25mg/L,COD≤100mg/L，SS≤70mg/L，Chroma≤40times，PH=6～9。
ThedesignacidhydrolysisBiologicaloxidationwastewatertreatment.Dealingwiththemainstructuresregulationpool,poolacidhydrolysis,biologicaloxidationpond,theverticalflowsedimentationtank,concentratedpool,pumpingstations,Dehydrationroomandtheotherblower.Themainstructuresofbiologicaloxidationpondusedforthetraditionalcontact-oxidation,usingatotaloftwo,eachdividedintofourblocks.significanttreatmenteffect.PretreatmentRegulationpoolsandpoolacidhydrolysiseffectivelyreducethesewageindicatorsofbiologicaloxidationpondinundated.Intakeprovidesthebestindicator,butalsoeffectivelyreducesewagecolor,plusbehindtheverticalflowsedimentationtankofflocculationandsedimentation,colorindicatorsgreatlyreduced.Basicallymeetwaterrequirements.KEYWORDS:
textileprintinganddyeingwastewater
Keywords:
dyeingwastewaterwastewatertreatmentbiologicaloxidation
前言
在经济快速发展和社会日益进步的今天，污染已经成为全球所关心的问题。
解决环境污染是当今社会必须要考虑的问题。
随着生产技术的更新换代带来印染废水的增加及其水质的变化，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。
纺织印染行业是水污染大户，研究、开发、推行低投入的水污染治理措施势在必行，怎样处理好印染废水，选择怎样的工艺流程是比较经济和合理有效的，已经成为全世界所共同研究和开发的项目。
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、一般只有社会效益项目的开发和利用。
所以，寻找经济和有效的印染废水的处理工艺是必然的。
我国目前印染废水处理用得较多的是生物膜法，物理方法和化学作为辅助，排水也可以达到《纺织染整工业水污染排放标准》（GB4287-92）的Ⅰ级标准，对我国的环保事业是一个比较重要的支持。
生物处理方法是目前世界上应用比较广泛的方法，因其具有环保高效的特点，因而被世界很多国家所接受和运用。
本设计是针对某地印染厂排放的废水特点，经过了多方的比较和选择，选定以水解酸化—生物接触氧化法案，在后面的正文中会提供相关的具体说明和解释。
本设计对水解酸化—生物接触氧化法—混凝沉淀工艺的特点、工艺流程、各处理单元工艺尺寸的计算、平面布局、土建管理及人员编制、成本分析等方面进行阐述。
本设计共分五个部分：
绪论，工艺流程的确定，设计计算、投资估算与效益分析。
其中设计说明包括设计依据、设计规模、范围和设计原则、工艺流程说明及处理方案论证，设计计算包括主要构筑物设计计算、辅助构筑物设计计算和附属构筑物设计说明。
并附6张图纸：
调节池图、水解酸化池图、高程图、平面布置图、SBR池图、污泥浓缩池图。
由于本人的水平有限，资料搜集的广度和深度有一定的局限性，设计书中难免会有一些不妥之处，敬请老师给出宝贵的改进意见。
第一章绪论
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，2005年，我国规模以上印染企业印染布加工总量超过了300亿米，加上未能被统计的一些小型印染厂，估计年印染加工总量为350亿米左右[5]。
以年增长8%的保守估计，2010年将超过500亿米。
按每印染加工100米织物平均产生废水5吨计，全年国内印染企业将产生出25亿吨印染废水。
从我国染料行业废水治理技术的现状来看，尽管经过多年努力，已取得一批实用技术，解决了不少问题，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。
印染废水的污染物大部分为有机物，并随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异。
一般情况下，印染废水水质pH值为6-10,COD（化学需氧量）为400-1000毫克／升，BOD（生物需氧量）为100-400毫克／升，SS（悬浮物）为100-200毫克／升，色度为100-400倍。
从技术角度看，印染废水是很复杂的一个大类废水。
其特点之一是污染物成分差异性很大，很难归类求同。
特点之二是主要污染指标COD高，BOD和COD的比值一般在0.25左右，可生化性较差。
特点之三是色度高，混合水中显色分子离子微粒大小重量各异性大，较难脱色。
印染各工序排出废水主要有八大类，其水质特点特性差异较大。
此外还有水质水量波动大等特点。
1.2印染废水的水质及水量分析
1.2.1不同产品排放的废水水质
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[16]。
在棉混纺织产品中由于化学纤维（主要为涤纶）的增加（一般占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[8]。
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。
1.2.2废水水量
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，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。
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2000t/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。
1.4.2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2000m3/d。
2）进水水质
据资料显示，进水水质如表1.1
表1.1进水水质
BOD5
mg/L
230
CODcr
mg/L
1100
SS
mg/L
210
色度
倍
400
pH
9-11
3）设计出水水质
根据《纺织染整工业水污染排放标准》GB4287-92，执行一级排放标准时的出水主要指标所允许的最高排放浓度如表3.2所示
表1.2一级排放标准
BOD5
mg/L
25
CODcr
mg/L
100
SS
mg/L
70
色度
倍
40
pH
6-9
1、收集资料，进行工艺流程的选择、方案的论证；
2、计算各构筑物尺寸，确定有关设备型号；
3、进行合理的平面、高程布置，画出平面、高程布置图；
4、画出主要构筑物平面、剖面图；
5、进行初步投资估算及费用分析
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
a.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。
b.最佳的处理方案要体现以下优点：
1.保证处理效果，运行稳定；
2.基建投资省，耗能低，运行费用低；
3.占地面积小，泥量少，管理方便。
2.2污水处理方案的确定
根据测量的水量、水质和环境容量降低的结论确定污水及污泥处理应达到的标准，本节对其处理工艺流程进行方案筛选，并通过论证选择合理的污水及污泥处理工艺流程。
2.2.1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：
a.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；
b.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；
c.以深水扩散排放为主，处理为辅的技术路线；
d.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，下面着重分析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。
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[12]。
氧化塘一般分为好氧氧化塘、厌氧氧化塘、兼性氧化塘及曝气氧化塘，它们所需要的停留时间都很大，一般需要几天到几十天，占地面积很大，而且对周围环境卫生的影响较大，需要慎重考虑，所以，在没有低洼地可利用的情况下若购置、占用大量的良田、平地筑塘是相当不经济的，据本工程的情况不宜采用氧化塘处理。
土地处理法，就是按照要对污水达到处理的同时达到对控制渗流污染的要求，有计划的将污水排放到大面积的土地上下渗，利用土壤的过滤、吸附、分解以及土壤微生物的代谢能力等物理、化学、生物化学等作用，使水达到净化，这种方法有利于污水中水肥资源的利用和土壤微粒结构的改善，但是，这种处理需要广阔的土地面积，而且要注意对地下水的污染问题。
在我国人均土地面积不足的情况下，土地处理法必须与污水的灌溉利用和污水土地利用处理还有一定差距。
主要表现为：
a.污水灌溉并未按土地处理污水的要求控制水量、水质，有些地下水以及其他水源、水体造成污染；
b.由于灌溉季节性变化和灌溉面积的限制，不能做到终年昼夜对污水处理；
c.没有经过严格水质控制的灌溉，往往会造成对粮食作物，特别是对蔬菜作物的食用质量的影响，这主要来自一些重金属的污染。
所以，污水灌溉作为对适当处理后的城市污水的有效利用，无疑是非常有价值的，但作为对污水的完善土地处理，从而取代其他的污水处理措施，在本工程的具体条件下，尚不现实或不可行。
因为：
a.对地下水源有污染危险；
b.没有也不可能修建贮存几个月污水量的大容量调节池，非灌溉季节的排放问题无法解决。
综上所述，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路线，本项目不具备采用的条件，当然也就不宜采用。
人工净化就是人为的创造条件，使微生物大量繁殖，提高污水中微生物对水的净化效率，主要包括活性污泥法与生物膜法，其中以活性污泥法采用较为普遍，是目前国内外城市污水处理的主体工艺。
传统活性污泥法净化已有较丰富的实践经验和技术资料，运行可靠，处理效果好，但是也存在能耗较多和费用高等特点，所以，许多国家都在为节省污水处理的能耗费用寻求新技术、新设备或对传统流程改革更新，在我国也有许多正在进行实验和已经开始采用，改革更新的活性污泥法流程和技术，如A-B两段曝气法、氧化沟、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、微孔曝气、纯氧曝气、深井曝气、分段曝气等都各自具有不同的优点。
结合本工程的具体情况，在已排除了前述三个技术路线后，我认为采用传统活性污泥法或对传统活性污泥法进行改造的人工生物净化的技术路线是比较合适的、可行的。
主要有以下特点[14]：
a.能可靠的运行并保证水质净化的要求；
b.不需要占用大面积的土地；
c.处理后污水即可用于灌溉、非灌溉季节排放，又不会造成污染；
d.为以后在经济条件可以的情况下，进行三级处理供工业回用打下基础。
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污泥负荷率为0.2—0.4kgBOD5/kgMLSS·d，曝气池停留时间约为4—6h，水气比1：
8。
a.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。
b.优点：
a.处理污水效果好，BOD5的去除率可达90%；
b.有丰富的技术资料和成熟的管理经验；
c.适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。
c.缺点:
a.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；
b.基建费用高，占地面积大；
c.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，TN的去除率仅有20%的效果，NH3-N用于细胞合成只能除12—18%，P的去除率也很低。
2.3.2氧化沟工艺
a.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运行，提供兼氧菌与好氧菌交替作用的条件，在缺氧段脱硝，在好氧段除碳源需氧量及达到脱N的目的。
b.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，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。
d.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
生物接触氧化法是在生物滤池的基础上，从接触曝气法改良演化而来的，因此有人称为“浸没式滤池法”、“接触曝气法”等。
旱在十九世纪末韦林（Waring）、迪特（Ditter）等人就试验研究了接触氧化法处理污水。
1912年克洛斯（Closs）获得了德国的专利登记。
但是，发展为正规的污水处理法，还是德国的贝奇（Bach）和美国的布斯维尔（Buswell）分别在埃姆兴（Emscher）,阿尔巴纳（Albans）处理场实现的。
1938年,在日本的岐阜市亦进行过试脸研究。
a.特点[11]：
生物接触氧化法与其他方法的比较具有如下特点：
①BOD5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服。
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。
b.缺点[11]：
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生物摸量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，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晌均匀地曝气与搅拌。
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
本工艺设计流程见图2.1：
图2.1
2.5主要构筑物的选择
2.5.1格栅
格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，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，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷[1]。
截留污物的清除方法有两种，即人工清除和机械清除。
大型污水处理厂截污量大，为减轻劳动强度，一般应用机械清除截留物。
小型污水处理厂和污水处理站截污量小，一般可采用人工清除截留物[18]。
2.5.2调节池
所有进入废水处理系统的废水，其水量和水质随时都可能发生变化，这对废水处理构筑物的正常运转非常不利。
水量和水质的波动越大，处理效果就越不稳定，甚至会使废水处理工艺过程遭受严重破坏。
为减少水量和水质变动对废水处理工艺过程的影响，在废水处理系统之前宜设置调节池，以资均和水质、存盈补缺，使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质，并达到理想的处理效果。
主要起均衡水量作用的调节池称为均量池，主要起均和水质作用的调节池称为均质池，既可均量又可均质的调节池称为均化池。
设计调节池时应考虑的问题：
a.调节池的几何形伏宜为方形或圆形，以利形成完全混合状态。
长形池宜设多个进口和出口。
b.调节池中应设冲洗装置、溢流装置、排除漂浮物和泡沫的装置，以及洒水消饱装置。
c.为使在线调节池运行良好，宜设混合和曝气建置。
混合所需的功率约为0.004～0.008kW/m3池容。
所需曝气量约为0.01～0.015m3空气／（min·m2之池表面积）。
d.调节池出口宜设测流装置，以监控所调节的流量。
提升泵可设于调节池的前面或后面。
由于该厂废水的水质和水量变化均比较大，所以采用矩形均化池，两边进水中间出水。
2.5.3污水泵房
污水处理厂的运行费用大部分来自于电能，其中40%的电能为水泵消耗，所以，确定合理的水泵及泵站具污水处理厂的关键所在。
a.污水泵站的特点及形式[9]
泵站形式的选择取决于水力条件和工程造价，其他考虑因素还有：
泵站规模大小、泵站的性质、水文地质条件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、环境性质要求、选用水泵的形式及能否就地取材等。
污水泵站的主要形
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