印染废水毕业设计.docx

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印染废水毕业设计

摘要

本设计为2000m3/d的印染废水的处理工艺。

进水水质：

CODCr800mg/L

BOD5250mg/LSS450mg/LpH﹥13色度500倍出水水质CODCr100mg/LBOD525mg/LSS70mg/LpH＝6～9色度40倍。

经过各种工艺的综合比较，对于本设计适合采用：

投加硫酸+水解酸化+生物接触氧化法。

因为它处理价格低，除去率高，出水水质好，微生物浓度高，污泥产量少。

本设计由5个部分组成：

绪论（介绍印染废水的处理现状），工艺流程的确定（经过比较确定投加亚铁盐+水解酸化+生物接触氧化法为处理该印染废水的最佳方案并加以说明），构筑物设计和计算（工艺流程中主要和辅助构筑物的设计计算），平面布置和高程设计（设计的平面布置和高程的设计计算），费用估算（工艺的费用的估算）。

经处理后，各种指标均能满足要求。

关键词：

印染废水；处理设计；生物接触氧化

Abstract

Thedesignintendstodisposeprintinganddyeingsewageproductionwiththenormalquantityofwaterof20003/d.thequalityofthewateris:

CODCr800mg/LBOD5250mg/LSS450mg/LpH﹥13chromaticity500times.Thequalityofthedischargewateris:

CODCr100mg/LBOD525mg/LSS70mg/LpH＝6～9chromaticity40timesAfterall,thecomprehensivecomparisonforthesedesignforusing:

dosingandhydrolysisacidificationphysico-chemicalprocess++biologicalcontactoxidationprocess.Becauseofitslowprices,removewithhighratesofoutletwater,microorganismandhighconcentration,sludgeoutput.Thedesignoffiveparts:

introduction（introductionofprintinganddyeingwastewatertreatmentprocess,determinethecomparisonmadesure（afterthephysico-chemicalprocess+hydrolysisacidification-sbr-contactoxidation+biologicalcontactoxidationmethodforprocessingtheoptimalschemeofprintinganddyeingwastewaterandexplained）,thedesignandcalculatingstructures（processofmainandauxiliarystructures,designandcalculationofthelayoutandelevation）design（designlayoutandelevationdesigncalculations）,costestimation（processcostestimate）.Theprocessed,variousindexescanmeettherequirements.

Keywords:

printinganddyeingwastewater；disposaldesign；Biologicalcontactoxidation

前言

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。

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17.5亿吨印染废水。

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。

印染废水由染整工序中排出的助剂、染料、浆料等组成。

造成印染废水色度的是排放出的染料，印染加工过程中约有10％－20％的染料随废水排出，废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，对水生生物和微生物造成影响，不利于水体自净，同时造成视觉上的污染，给环境构成较大破坏。

而且随着花色品种的增加，染整工艺不断更新，其中某些工艺导致了污染的加重。

如近年来广泛使用的碱减量工艺，由于纤维中大量的对苯二甲酸被溶出，导致COD含量大幅增加，其废水中COD可达20000－80000mg/l；同样原理，海岛丝工艺的废水中COD高达20000－100000mg/l。

这些新工艺的采用为印染废水的处理增加了难度。

近年来由于内地各地政府招商引资力度加大，很多外商投资利润较高的印染行业，分散布局在内陆湖和小河流流域，水域自净能力差，使得印染行业的污染破坏更加显得突出，因此搞好印染废水治理是十分重要的。

1.绪论

1.1印染废水的产生

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。

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17.5亿吨印染废水。

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。

印染各工序的排水情况一般是：

（1）退浆废水：

水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。

废水呈碱性，pH值为12左右。

上浆以淀粉为主的（如棉布）退浆废水，其 COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇（PVA）为主的（如涤棉经纱）退浆废水，C OD高而BOD低，废水可生化性较差。

（2）煮炼废水：

水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。

（3）漂白废水：

水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。

（4）丝光废水：

含碱量高，NaOH含量在3%～5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD 、SS均较高。

（5）染色废水：

水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。

（6）印花废水：

水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。

（7）整理废水：

水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。

（8）碱减量废水：

是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。

碱减量废水不仅pH值高（一般＞12），而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODCr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。

1.2印染废水的特点

1、水量大。

2、浓度高。

大部分废水呈碱性,COD较高,色泽深。

3、水质波动大。

印染厂的生产工艺和所用染化料,随纺织品种类和管理水平的不同而异，而对于每个工厂,其产品都在不断变化。

因此,废水的污染物成分浓度的变化与波动十分频繁。

4、以有机物污染为主，除酸,碱外,废水中的大部分污染物是天然或合成有机物。

5、处理难度较大。

染料品种的变化以及化学浆料的大量使用,使废水含难生物降解的有机物,可生化性差，因此,印染废水是较难处理的工业废水之一。

6、部分废水含有毒有害物质。

如印花雕刻废水中含有六价铬,有些染料（如苯胺类染料）有较强的毒性。

7、BOD5与CODcr的比值一般在0.4以下，直接可生化性能不太好。

1.3印染废水的危害

印染废水由染整工序中排出的助剂、染料、浆料等组成。

造成印染废水色度的是排放出的染料，印染加工过程中约有10％－20％的染料随废水排出，废水中的染料能吸收光线，降低水体透明度，对水生生物和微生物造成影响，不利于水体自净，同时造成视觉上的污染，给环境构成较大破坏。

而且随着花色品种的增加，染整工艺不断更新，其中某些工艺导致了污染的加重。

如近年来广泛使用的碱减量工艺，由于纤维中大量的对苯二甲酸被溶出，导致COD含量大幅增加，其废水中COD可达20000－80000mg/l；同样原理，海岛丝工艺的废水中COD高达20000－100000mg/l。

这些新工艺的采用为印染废水的处理增加了难度。

近年来由于内地各地政府招商引资力度加大，很多外商投资利润较高的印染行业，分散布局在内陆湖和小河流流域，水域自净能力差，使得印染行业的污染破坏更加显得突出。

1.4设计任务

1.4.1课程设计题目

2000m3/d印染废水处理厂设计

1.4.2处理水质

进水水质：

CODCr800mg/LBOD5250mg/L

SS450mg/LpH﹥13

色度500倍

出水水质：

CODCr100mg/LBOD525mg/L

SS70mg/LpH＝6～9

色度40倍

1.4.3设计内容

1.方案确定

按照原始进水资料以及出水的水质要求进行处理方案的确定，拟定处理工艺流程，选择处理的构筑物并说明选择的理由。

进行工艺流程中各个处理单元的处理原理说明，论述其优缺点，编写设计方案说明说。

2.设计计算

进行各处理单元处理效率估算；各构筑物的设计参数应根据同类型污水的实际运行采纳数或参考有关手册选用；各构筑物的尺寸计算；设备选型计算，经济效益分析和投资估算。

3.平面和高程图布置

根据构筑物的尺寸，合理的进行平面布置；高程布置应在完成各构筑物计算及平面布置草图后进行各构筑物的水头损失可直接查相关资料，但各构筑物之间的连接管渠的水头损失则需计算而定。

2.工艺流程的确定

2.1影响流程选择的因素

污水处理工艺流程的选择，一般要考虑以下因素：

2.1.1废水处理程度

这是废水处理工艺流程选择的主要依据，而废水处理程度又取决于

废水的水质特征、处理后水的去向。

废水的水质特征，表现为废水中所

含污染物的种类、形态及浓度，它直接影响废水处理的程度及工艺流程。

各种受纳水体对处理水的排放要求各不相同，由各种水质的标准规定，

它决定了废水处理厂对废水的处理程度。

2.1.2建设及运行费用

考虑建设与运行费用时，应以处理水达到水质标准为前提。

在此前

提下，工程建设及运行费用低的工艺流程应得到重视。

此外，减少占地

面积也是降低建设费用的重要措施。

2.1.3工程施工难易程度

工程施工的难易程度也是选择工艺流程的影响因素之一。

如地下水

位高，地质条件差的地方，就不宜选用深度大、施工难度高的构筑物。

2.1.4当地的自然条件和社会条件

当地的地形、气候等自然条件对废水处理流程的选择具有一定的影

响。

如当地气候很冷，则应采用在采取适当的技术措施后，在低温季节

也能正常运行，并保证取得达标水质的工艺。

2.1.5废水水量

除水质外，废水的水量也是影响因素之一。

对于水量、水质变化大

的废水，应选择耐冲击负荷强的工艺，或考虑设立池等缓冲设施以减少

不利影响。

2.2常用工艺说明

2.2.1方案设计原则

1.积极采用新技术、新设备，使技术改革后运行更可靠、更稳定、维修更方便，服务年限更长。

2.做到占地面积少，投资少，运行费用低。

3.自动化程度高，劳动强度低，操作方便。

4.处理过程不产生二次污染，出水达到国家排放标准。

2.2.2印染废水常用处理工艺

从我国印染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。

下面是近几年来较成熟、处理效果相对较理想的处理工艺工程实例。

一般来说，都综合采用了“生化+物化”的主体处理工艺，但生化过程所采用的形式各有不同，如UASB工艺、SBR工艺等，充氧型式有接触氧化、活性污泥等，水流工艺有推流式、升流式等等；物化过程有的采用沉淀，有的采用过滤，有的采用吸附等等。

一、预处理

印染废水污染程度高，水质水量波动大，成分复杂，一般都需进行预处理，以确保生物处理法的处理效果和运行稳定性。

1．调节（水质水量均化）

印染废水的水质水量变化大，因此，印染废水处理工艺流程中一般都设置调节池，以均化水质水量，为防止纤维屑、棉籽壳、浆料等沉淀于池底，池内常用水力、空气或机械搅拌设备进行搅拌。

水力停留时间一般为8小时左右。

2．中和

印染废水的pH值往往很高，除通过调节池均化其本身的酸、碱度不均匀性外，一般需要设置中和池，以使废水的pH值满足后续处理工艺的要求。

3．废铬液处理

在有印花工艺的印染厂中，印花滚筒镀筒时需使用重铬酸钾等，滚筒剥铬时就会产生铬污染。

这些含铬的雕刻废水含有重金属，必须进行单独处理，以消除铬污染。

4．染料浓脚水预处理

染色换品种时排放的染料浓脚水，数量少，但浓度极高，COD可达几万甚至几十万。

对这一部分废水进行单独预处理可减少废水的COD浓度，这对于小批量、多品种的生产企业尤其重要

二、生物处理技术

生物处理工艺主要为好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘和塔式生物滤池等。

为提高废水的可生化性，缺氧、厌氧工艺也已应用于印染废水处理中。

1．活性污泥法：

活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法、表面曝气池等。

活性污泥法具有投资相对较低、处理效果较好等优点。

其中，表面曝气池因存在易发生短流，充氧量与回流量调节不方便、表面活性剂较多时产生泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端，近年已较少采用。

而推流式活性污泥法在一些规模较大的工业废水处理站仍得到广泛应用。

污泥负荷的建议值通常为0.3～0.4kg（BOD5）/kg（MLSS）•d，其BOD5去除率大于90%，COD去除率大于70%。

据上海印染行业的经验表明，当污泥负荷在小于0.2kg（BOD5）/kg（MLSS）•d时，BOD5去除率可达90%经上，COD去除率为60%～80%。

2．生物接触氧化法：

生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、污泥少、不产生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有机物的专性微生物等特点，因而近年来在印染废水处理中被广泛采用。

生物接触氧化法停止进行后，重新运行启动快，对企业因节假日和设备检修停止生产无废水排放对生物处理效果的影响较小。

因此，尽管生物接触氧化法投资相对较高，但因能适应企业废水处理管理水平较低、用地较紧张等困难处境，应用越来越广泛。

其特别适用于中小水量的印染废水处理，通常，容积负荷为0.6～0.7kg（BOD5）/kg（MLSS）.d时，BOD5去除率大一起90%，COD去除率为60%～80%。

3．缺氧水解好氧生物处理工艺：

如前所述，缺氧段的作用是使部分结构复杂的、难降解的高分子有机物，在兼性微生物的作用下转化为小分子有机物，提高其可生化性，并达到较好的处理效果。

缺氧段的水力停留时间，一般是根据进水COD浓度来确定的。

当缺氧段采用填料法时，通常建议按每100mg/L的COD需水力停留时间1h累计取值。

好氧段负荷限值有两种方法，一是不计缺氧段去除率，此时好氧段负荷的限值略高于一般负荷值；另一计算法是按缺氧段BOD5去除率为20%～30%计，而好氧段的负荷按一般负荷值计算。

经这一工艺处理后，BOD5去除率在90%以上，COD去除率一般大于70%，色度去除率较单一的好氧法也有明显提高。

4．生物转盘、塔式滤池

生物转盘、塔式滤池等工艺在印染废水的处理中也曾采用，取得了较好的效果，有的厂目前还在运行。

但由于这些工艺占地较大，对环境的影响总是较多，处理效果相对其他工艺低，目前已很少采用。

5．厌氧处理

对浓度较高、可生化性较差的印染废水，采用厌氧处理方法能较大幅度地提高有机物的去除率。

厌氧处理在实验室研究、中试中已限得了一系列成果，是有发展前途的新工艺。

但其生产运行管理要求较高，在厌氧处理法后面还需好氧法处理才能达到出水水质要求。

2.3高新技术的应用和实践

2.3.1光化学氧化法

光化学氧化法由于其反应条件温和（常温、常压）、氧化能力强和速度快等优点。

光化学氧化可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化四种。

目前研究和应用较多的是光催化氧化法。

光催化氧化技术能有效地破坏许多结构稳定的生物难降解的有机污染物，具有节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为CO2、H2O等简单无机物。

但是光催化氧化方法对高浓度废水效果不太理想。

关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。

其中，TiO2化学性质稳定、难溶无毒、成本低，是理想的光催化剂。

传统的粉末型TiO2光催化剂由于存在分离困难和不适合流动体系等缺点，难以在实际中应用。

近年来，TiO2光催化剂的搀杂化、改性化成为研究的热点。

2.3.2膜分离技术

膜分离技术处理印染废水是通过对废水中的污染物的分离、浓缩、回收而达到废水处理目的。

具有不产生二次污染、能耗低、可循环使用、废水可直接回用等特点。

膜分离技术虽然具有如此多的优点，但也存在着尚待解决的问题，如膜污染、膜通量、膜清洗、以及膜材质的抗酸碱、耐腐蚀性等问题，所以，现阶段运用单一的膜分离技术处理印染废水，回收纯净染料，还存在着技术经济等一系列问题。

现在膜处理技术主要有超滤膜，纳米滤膜和反渗透膜。

Jian-JunQin等运用纳米膜处理印染废水，染料的去除率达99.1。

当前关于膜分离技术的研究主要集中在其与其他处理技术的结合方面，形成了废水深度处理及回收利用极有前途的物理化学处理新技术。

2.3.3超声波技术

利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物。

它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，降解条件温和、降解速度快、适用范围广，可以单独或与其它水处理技术联合使用。

该方法的原理是废水经调节池加入选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定的震荡频率的激烈震荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝，废水中色度、COD、苯胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。

目前超声技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。

2.3.4高能物理法

高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质HO·自由基和H原子，与有机物质发生作用而使其分解。

高能物理法处理印染废水具有有机物的去除率高、设备占地小、操作简单、用来产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高、能耗大、能量利用率不高等特点。

若要真正投入实际运行，还需进行大量的研究工作。

2.4工艺的选择

从我国印染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。

一般来说，都综合采用了“生化+物化”的主体处理工艺，但生化过程所采用的形式各有不同，如UASB工艺、SBR工艺等，充氧型式有接触氧化、活性污泥等，水流工艺有推流式、升流式等等；物化过程有的采用沉淀，有的采用过滤，有的采用吸附等等。

由于处理要求进水水质

CODCr800mg/L

BOD5250mg/L

SS450mg/L

pH﹥13

色度500倍

出水水质

CODCr100mg/L

BOD525mg/L

SS70mg/L

pH＝6～9

色度40倍

从我国印染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。

一般来说，都综合采用了“生化+物化”的主体处理工艺，但生化过程所采用的形式各有不同，如UASB工艺、SBR工艺等，充氧型式有接触氧化、活性污泥等，水流工艺有推流式、升流式等等；物化过程有的采用沉淀，有的采用过滤，有的采用吸附等等。

调节池：

调节池一般均设有预曝气，气水比为3～5：

1，预曝气一方面为防止沉淀进行搅拌，另外兼有去除部分有机污染物作用。

调节池调节时间一般为T=6～8h，其COD去除率平均为8%左右。

厌氧水解酸化池：

根据废水中污染物状况，停留时间T=4～10h，COD去除率一般为15%～30%，色度去除率可达40%～70%。

对泡沫的消除也有明显的效果。

生物接触氧化池：

生物接触氧化法实质上是生物膜法与活性污泥法的混合型式。

国外又称为浸没式生物滤池法。

由于在池中放置一定数量的、而且具有一定孔隙率和比表面积的填料，为微生物的生长提供了栖息场所，具有明显的生物膜法特点。

同时它又采用了活性污泥法的曝气方式，并在池体中和填料间也具有一定数量的活性污泥，因此它又具有活性污泥特点。

由于它采用鼓风曝气型式，不受池体表面产生的泡沫影响，不产生污泥膨胀，有机负荷高，占地少，流程中生物接触氧化法、活性污泥法均采用鼓风曝气方式。

生物接触氧化池停留时间一般为T=5～7h，COD去除率约为55%～60%，色度去除率约为50%，气水比一般为（20～25）﹕1。

生物接触氧化池通常设计为二段，二段池容积可以相同，也可以第一段比第二段池容大。

第一段气水比为（25～28）﹕1，第二段为（15～18）﹕1。

活性污泥池：

活性污泥法中曝气池的停留时间通常为T=9～