8万吨天印染废水处理方案设计环境地工程课程设计.docx
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8万吨天印染废水处理方案设计环境地工程课程设计
2009年环境工程课程设计
某印染厂8万吨/天印染废水处理方案
环境科学0601班
**
2009年7月18日
某印染厂印染废水处理方案
第一章总论
1、概述
XX印染有限公司位于XX市XX区XX镇上，该公司是生产印染化纤类纺织品的专业厂家。
在印染生产过程中，所耗用的部分化工原料虽生产工序的冲洗水被排放，且排放的废水中有机物浓度高，成分复杂，色度深，pH变化大，水质水量变化大，属较难处理工业废水，直接排入河流会对周围环境造成严重污染。
因此受XX印染有限公司委托，我们提出了该项目的废水处理方案，以确保废水的达标排放，极大地减轻该项目外排废水对该区域的的不利影响。
2、方案设计依据
2.1 XX印染有限公司提供的污水水量、水质等基础资料
2.2《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92表3Ⅰ级排放标准
2.3《室外排水设计规范》GBJ14-87
2.4《建筑给排水设计规范》GBJ15-88
2.5 其它同类企业废水处理设施竣工验收监测数据
3、方案设计原则
3.1 可行性原则。
在工程设计中，在确保工艺可行的同时，兼顾经济上许可的能力（总投资费用省、运行费用低等），考虑工艺上的可行性与经济上的可行性协调统一。
废水处理设施力求占地面积少，运行能耗小，高程布置尽可能采用一次性提升。
3.2 可靠性原则。
通过对印染行业目前废水处理情况的调研，结合多年从事废水处理的经验，同时借鉴目前印染废水处理的成功个例，并与当前先进的废水处理设备相融合，制定合理、成熟、可靠的废水处理工艺，确保废水处理系统能长期、稳定、可靠地运行。
3.3 先进性原则，采用当前废水处理的先进工艺和设备。
3.4 采用科学现代化的管理，实现水量、水质的在线监测。
3.5 避免二次污染，在治理废水的同时，避免污泥和噪音产生二次污染。
4、方案编制范围
编制范围从废水进入处理站格栅井开始，到废水处理站排放窨井口止。
它包括处理工艺流程的确定，土建、设备、电气、仪表、施工、安装调试等费用及运行费用估算。
5、设计水量、水质及出水标准
由XX印染有限公司提供的数据，本印染污水处理扩建工程的水量、水质及处理要求如下：
1、水量：
8万m3/d
2、水质：
pH11~12，CODCr1000~1400mg/L，色度400倍。
根据对该公司的生产工艺进行分析，废水中的主要物质为生产过程中所采用的染料和助剂，其中助剂中包括烧碱、碳酸钠、双氧水、表面活性剂、工业食盐、起毛剂等。
3、处理要求：
处理出水达到GB4287-92表3Ⅰ级标准，具体出水水质指标为：
pH
6~9
CODCr
<100mg/L
BOD5
<25mg/L
SS
<70mg/L
色度
<40倍
第二章印染污水处理工艺选择
1、印染污水来源及水质特征
纺织染整行业的废水主要来自退浆、煮炼、漂白、染色和整理工段，各工段废水特点如下：
1.1 退浆废水
退浆是利用化学药剂去除纺织物上的杂质和浆料，便于下道工序的加工，此部分废水所含杂质纤维较多。
以往由于纺织厂用淀粉为原料，故废水中BOD5浓度很高，是整个印染废水中BOD5的主要来源，使废水中B/C比较高，往往大于0.3，适宜生化，但随着科技的进步，印染厂所用浆料逐步被CAM/PVA所代替，从而使废水中BOD5下降，CODcr升高，废水的可生化性降低。
1.2 煮炼废水
煮炼工序是为了去除织物所含蜡质、果胶、油剂和机油等杂质，使用的化学药剂以烧碱和表面活性剂为主，此部分废水量大，碱性强，CODcr、BOD5高，是印染废水中主要的有机污染源。
1.3 漂白废水
漂白主要是利用氧原子氧化织物中的着色基团，达到织物增白的目的，漂白废水中一般有机物含量较低，使用的漂白剂多为双氧水。
1.4 染色废水
染色工艺是本项目的支柱工艺，在此过程中，使用直接、分散等染料和各种助剂，从而使染色工艺成为复杂工艺，也使染色废水水质呈现出复杂多样性。
一般而言，染色废水碱性强，色泽深，对人体器官刺激大，BOD5、CODcr浓度高，废水中所含各种染料、表面活性剂和各种助剂是印染废水中最大的有机物污染源。
2、工艺流程
生物碳滤池
厌氧水解酸化池
提升泵
预曝气调节池
污泥浓缩池
二沉池
中间沉淀池
根据处理的废水水量、水质及处理要求，结合我们的工程经验、小试结果，确定废水处理工艺，工艺流程为：
格栅
车间废水
GAS
接触氧化池
风机房
加混凝剂及助剂
污泥回流
GAS
污泥泵
厢式压滤机
排泥出水
3、工艺流程说明
因印染废水水量波动较大，水质也不均匀，必须设有足够调节容量的调节池，以保证进入后续处理设施的废水水量、水质的稳定，以取得预期效果。
废水的pH值和COD浓度较高。
厌氧酸化处理的主要作用是将大分子、难生物降解或不溶性固形物降解为小分子，可生化有机物，提出高废水的可生化性。
好氧处理的主要作用是通过生化法去除剩余的大部分有机物。
在厌氧池和好氧池出水后均设置二级物化处理单元，以去除废水中不可生化有机物及固体颗粒物，使废水的COD降至较低的程度。
污水经二沉池处理后，再经生物碳滤池深化处理，以确保出水水质达标排放
物化处理产生的沉淀污泥，除部分含按要求回流至厌氧池外，其他进入污泥处理装置，脱水，外运。
第三章印染污水处理工艺设计
1、主要建、构筑物
格栅井
格栅井与调节池合建，设置于调节池的前端，主要用于拦截废水中的漂浮物，废水经过格栅后直接进入调节池。
采用钢筋混凝土结构，共一座。
选用GH-1200回转式格栅除污机一台，主要技术参数：
、
栅宽1200mm
栅条间距10mm
过栅流速0.9m/s
栅前水深3.5m
格栅与水平的倾角α=70°
预曝气调节池
用水量、水质及pH的调节，主要设计参数为：
停留时间4hr
有效水深5.0m
总深5.5m
气水比5：
1
水池容积17000m3
水池尺寸68×50×5.5m
调节池采用现浇钢砼结构，内做防腐处理。
因进水碱性较大，所以需投加硫酸。
调节池内设穿孔曝气软管进行搅拌，以加强水质的混合。
穿孔曝气软管参数：
数量：
1000mD=80mm
印染厂排入调节池前的污水管上设电磁流量计一只，以对每个厂排入的污水量进行计量。
提升泵房
泵房采用半地下室钢筋砼结构，设计水量Qmax=102000m3/d，选择用5台潜污泵（4用1备）
泵房平面尺寸8.00m
16.60m
型号350QW1100-10-55
扬程10m
单机流量1100m3/h
转速980r/min
功率45kw
效率70.1%
厌氧水解酸化池
厌氧池采用钢筋混凝土结构，共两座，每座分二路进水，共四路。
每路处理水量为20000m3/d。
主要工艺参数为：
停留时间14hr
MLSS2.5~3g/L
有效池容30000m3
单池尺寸100m×50m×6.5m
数量2座
每池内设潜水搅拌器45台,共90台，单台功率5KW。
潜水搅拌器参数：
型号飞力4650（不带导流环）
叶轮直径580mm
为了保持池内有一定的生物量，且保证废水与微生物的充分接触。
内挂弹性立体填料。
单池所需填料数量20000m3，共需40000m3填料。
中间沉淀池
中间沉淀池采用幅流式，上部设周边传动刮泥机一台，现浇钢砼结构，设计参数为：
表面负荷0.8m3/m2·h
有效水深4.0m
池径Ф42m
数量4座
好氧生化池
好氧生化处理采用传统活性污泥法，主要功能是去除废水中大部分有机物，池型为推流式曝气池。
与厌氧池相对应，分四路进水，池内安装微孔曝气器，单池数量为25000只，共50000只，主要设计参数为：
停留时间20hr
污泥负荷0.15kgBOD5/kgMLSS·d
污泥浓度2.5~3g/L
泥龄30d
气水比20：
1
有效水深5.0m
总深:
5.5m
水池尺寸100m×85m×5.5m
水池容积46750m3
数量2座
二沉池
二沉池采用幅流式，共四座，设周边传动刮泥机一台，现浇钢砼结构，主要设计参数为：
表面负荷0.8m3/m2·h
有效水深4.0m
池径Ф42m
污泥回流比20%
进水污泥浓度2500~3000mg/L
回流污泥浓度15000~18000mg/L
数量4座
每两座沉淀池各设一只污泥井，排泥由设置于污泥井内的潜污泵按污泥回流比将部分污泥回流至厌氧水解酸化池，其余污泥排入污泥浓缩池，沉淀池出水可视水质情况排入生物碳滤池或直接经计量排放。
污泥泵参数
型号200QW250-15-22
流量Q=250m3/h
扬程H=15m
功率22KW,
数量共6台,四用二备。
生物碳滤池
主要功能对二沉池出水做深化处理，采用钢筋混凝土结构。
池底布有穿孔曝气管。
水力停留时间1.0hr
水池尺寸15m×10m×5.5m
水池容积46750m3
碳层高度2.5m
气水比4：
1
反冲强度12L/m2s
数量4座
反冲周期48hr
曝气管数量384m
污泥浓缩池
主要用于化学沉淀污泥及生化剩余污泥的浓缩。
污泥浓缩池采用辐流式浓缩池现浇钢砼结构，一座，主要设计参数为：
固体负荷30~50kg（干）/m2·d
池径Φ24m
池深4.0m
停留时间12hr
污泥含水率（浓缩前）99%
污泥含水率（浓缩后）97%
池上部设周边传动刮泥机一台。
集水池
用于污水处理系统的集水。
由于调节池高出地面，污水处理区排水无法直接排入调节池，设集水池收集后由泵排入调节池。
集水池平面尺寸：
5m×5m
有效水深3m总深3.5m,
现浇钢砼结构,内设潜污泵二台,参数为：
型号80QW50-10-4
流量Q=50m3/h,扬程H=10m功率4KW
综合房
1、污泥脱水间
浓缩后的污泥在污泥脱水间脱水，脱水间平面尺寸为30×15m，内置DYQ2000带式压滤机3台，带宽2m，24h连续工作，进泥含水率97%，脱水后污泥含水率25~80%。
脱水间内设反冲洗水泵3台，流量Q=25m3/h，扬程50m，功率7.5kW。
污泥输入用6台螺杆泵（四用二备），单台泵性能参数为：
Q=25m3/h，H=20m,功率5.5kw。
污泥脱水前投加PAM进行调质，PAM投加量以干泥量的2%计，投加浓度为1‰，PAM的贮量按5天考虑。
PAM投加系统设液体搅拌罐1只，尺寸为Ф2000×1800m，内设搅拌机一只，药剂投加采用3台计量泵投加（二用一备），单台计量泵性能为Q=50L/h，H=0.8Mpa。
污泥脱水后由皮带输送机送至室外，由汽车外运处置。
2、加药间
加药间主要用于向中间物化处理系统及二级物化处理系统加药，总平面尺寸为30m×15m，其中药剂堆场250m2，溶药、加药区平面尺寸15m×15m。
投加的药剂有二种，一种为混凝剂，选用硫酸铝[（Al2（SO4）3·18H2O），中间沉淀池投加量为400~500mg/L，投加浓度为5%，投加流量为10.41m3/h。
二沉池投加量为300~400mg/L，投加浓度为5%，投加流量为8.33m3/h。
另一种药剂为PAM，投加量为5~20mg/L,投加浓度为5‰,投加流量为0.83m3/h。
硫酸铝溶药池二座，尺寸为3m×3m×3.5m，内设空气搅拌。
PAM溶药池二只，设机械搅拌机二只，溶药池尺寸为2m×2m×3.5m，均采用埋地现浇钢砼结构，内做防腐处理。
设混凝剂投加泵4台，二用二备，流量Q=20m3/h，扬程20m，功率2.2kW。
PAM投加量计量泵4台，二用二备，Q=2m3/h，H=0.8MPa，P=1.5kW。
3、电控室
用于放置电气及控制设备，平面尺寸：
10m×15m。
4、值班室
平面尺寸：
10m×15m。
污泥脱水间、加药间、电控室、值班室合建。
平面尺寸：
80m×15m。
单层砖混结构。
办公楼
总平面尺寸20m×12m，二层共计480m2，内设化验室、公用室。
2、主要设备
表3-1主要设备表
序号
设备名称
主要技术参数
数量（台）
功率（kW）
备注
调节池
1
GH-1200格栅除污机
有效栅宽1.2m
1
1.5
2
硫酸贮罐
10m3
2只
3
pH调节系统
1套
3.0
4
穿孔曝气软管
D=80mm
1000m
提升泵房
5
潜污泵
350QW1100-10-55
H=10m
Q=1100m3/h
5
45
四用一备
厌氧水解酸化池
6
潜水推流器4650型
叶轮直径580mm
90台
5
7
弹性立体填料
DT
32000m3
好氧池
8
微孔曝气器
50000只
二沉池
9
刮泥机
Ф42m
4台
0.75
10
污泥回流泵:
200QW250-15-22
Q=250m3/h
H=15m
6台
22
四用二备
风机房
11
多级离心风机
D250-1.3
H=6m
8台
357
六用二备
中间沉淀池
12
刮泥机
Ф42m
4台
0.75
生物碳滤池
13
曝气软管
Ф80mm
390m
加药间
14
搅拌机
JB-1
2台
1.5
15
加药系统
2套
7.5
污泥脱水间
16
带式压滤机脱水系统
DYQ2000
2台
2.2
17
螺杆泵
Q=12m3/min
H=60m
6台
5.5
四用二备
18
搅拌机
JB-2
2台
1.5
19
加药系统
1套
7.5
电控系统
20
电控系统
1套
水质监测
21
COD在线监测仪
1套
22
PH在线监测仪
1套
第四章电气、自控设计
1、电气
本设计负责污水处理扩建工程内变配电、动力、照明、控制、防雷及接地。
工程总装机容量3739.5KW,实际使用容量2925.5KW,由厂内变压器接入。
2、自控系统
污水处理工程可根据工艺要求设计先进和现代化的自控系统。
1．控制内容：
调节池pH的自动调节与控制；
调节池内提升泵启停的自动控制；
好氧生化池溶解氧的控制与调节；
各沉淀池污泥泵的自运控制；
进水流量及排水流量的自动测量与记录；
处理出水的自动在线监测。
2．现场仪表
流量仪表：
污水流量测量采用电磁流量计，空气、水等流量测量采用涡流流量计，小口径流量仪表采用全屏转子流量计。
液位仪表：
液位测量采用超声波液位计，污泥界面采用泥面计。
压力仪表：
一般介质采用弹簧管压力表，污水、污泥和药剂等采用隔膜式压力表。
温度仪表：
采用双金属温度计。
分析仪表：
主要有pH计、溶解氧分析仪、污泥浓度仪、COD分析仪。
第五章给排水设计
污水处理区块内的给水由市政给水管总管引入,管径DN100。
排水经收集后排入污水处理集水池，由泵提升至调节池，进入污水处理系统。
第六章劳动定员
本工程属中型污水处理厂、生产岗位采用四班三倒制。
每班2~3人，加管理和技术人员，共需16~20人
第七章工程投资
1土建费用
表7-1土建费用一览表
序号
建构筑物名称
数量（m3）
单价（万元）
总价（万元）
备注
1
调节池
18700
150
280.5
2
厌氧水解酸化池
65000
150
975
3
中间物化沉淀池
16616
180
300
4
好氧生化池
93500
150
1402
5
二沉池
16616
180
300
6
生物碳滤池
3300
200
66
7
污泥浓缩池
209
180
37.61
8
溶药池
112
250
2.8
9
提升泵房
133m2
800
11
10
风机房
300m2
800
24
11
综合房
1200m2
1000
120
12
二层办公楼
480
800
38.4
13
道路及绿化
100
合计
3657.31
2设备费用
设备费用见表7-2。
表9-2设备费用一览表
序号
建构筑物名称
数量（台）
单价
总价（万元）
备注
1
调节池提升泵
5
10万元/台
50
2
潜水推流搅拌器
90
15万元/台
1350
3
风机
8
35万元/台
280
4
Ф42m周边传动刮泥机
10
30万元/台
300
5
Ф22m周边传动刮泥机
1
15万元/台
15
6
填料
32000m3
150元/m3
480
7
微孔曝气器
50000只
120元/只
600
8
二沉池污泥回流泵
6台
3万元/台
18
11
带式压滤机系统
2台
35万元/台
70
12
螺杆泵
6台
5万元/台
30
13
溶药系统设备
3套
5万元/套
15
14
加药系统设备
4套
15万元/套
45
15
电磁流量
1只
5万元/套
5
16
COD在线监测仪
1套
50万元/套
50
17
PH调节系统
1套
20万元
20
18
电气及自控
100
19
管道及阀门
300
20
合计
3728
3、试验、设计、调试费
（1）试验费5万元
（2）设计费80万元
（3）调试费22万元
合计107万元
4、工程总费用
工程总费用为：
3657.31+3728+107=7492.31万元
第八章处理成本
处理成本包括：
药剂费、电费、人工费、维修费等。
1．药剂费
（1）中间物化沉淀池加药费用
中沉池使用的药剂为Al2（SO4）3.18H2O，投加量以400mg/L计，药剂价格为500元/t，则处理单位废水的处理成本为0.2元/m3废水。
（2）二级物化处理药剂费
二级物化处理投药量较低低，以0.15元/m3废水计。
（3）污泥脱水药剂费
污泥的处理量以2400m3/d计，处理单位污泥的PAM投加费用以1元/m3废水计。
折算到单位废水的处理成本为0.03元/m3废水。
以上各项药剂费为0.38元/m3废水。
2．电费
本工程实际使用容量为2925.5KW,电价以0.7元/度计,处理单位废水的电费为0.48元/m3废水。
3．人工费
年人工工资以8000元计，处理单位废水的人工费为0.0055元/m3废水。
4．维修费
年维修费以工程总投资的3%计，则处理单位废水的维修费为0.077元/m3废水。
以上各项合计总处理成本为:
0.943元/m3废水,年运行费为2754万元。
第九章主要技术经济指标
1．污水处理规模：
8万m3/d，2920万t/a。
2.运行年限：
15年
3．总投资：
7492.31万元。
4．处理单位废水投资：
936.54元/m3废水.
5．占地面积：
7.5万m2
6．装机容量：
3739.5KW,
7．实际使用容量：
2925.5KW.
8．劳动定员:
16-20人
9．处理成本:
0.9435元/m3废水
10.运行费用:
2754万元/a
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