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某印染废水处理工艺设计解读
学号：
10415422
常州大学
毕业设计（论文）
（2014届）
题目某印染废水处理工艺设计
学生XXX
学院怀德学院专业班级给水（怀）102
校内指导教师XXX专业技术职务教授
外指导老师XXX专业技术职务工程师
二○一四年四月
某印染废水处理工艺设计
摘要：
本设计通过对国内外印染废水处理技术现状的研究，通过多种方案的比较，最后选用接触氧化—MBR工艺作为某印染废水处理工艺。
该工艺是通过在传统的接触氧化池后部取消沉淀池，设立一个MBR膜池，通过MBR膜生物反应器的高效固液分离、水力停留时间和污泥龄完全分离以及反应器内高容积负荷、低污泥负荷的特性，保证了整个工艺的去除污染物效果。
该工艺简便易行，工艺流程包括格栅，调节池，提升泵房，水解酸化池，接触氧化池，MBR膜池，接触消毒池和污泥浓缩池。
经该工艺处理后出水可满足DB32/1072-2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》及回用的水质要求。
本工程投资估算为329万元。
关键词：
印染废水，接触氧化—MBR工艺；工艺设计。
ProcessDesignofaPrintingandDyeingWasterwaterTreatment
Abstract：
Basedontheresearchofthepresentstatusofdyeingwastewatertreatmenttechnologyandthecomparisonofvariousschemes,thecontactoxidation-MBRprocesswaschosenforthisdesign.Theprocessofsedimentationtankiscancelledfromthetraditionalcontactoxidationpool,intothepoolofMBRfilm,ThroughtheMBRmembranebioreactorefficientsolid-liquidseparation,hydraulicretentiontimeandsludgeagewereseparatedcompletelyandthereactorhighvolumeload,lowsludgeloadcharacteristics,toensuretheremovaleffectofpollutantsintheprocessof.Theprocessissimple,theprocessincludingrawwatercollectionpool,grille,pumpingstation,regulationpool,poolacidhydrolysis,contactoxidationpond,MBRfilmtank,contactdisinfectiontankandasludgeconcentrationtank.AfterthetreatmenttheeffluentcouldmeettheDB32/1072-2007"Taihuurbansewagetreatmentplantsandindustriesinamajorwaterpollutantdischargelimits"andwaterreuserequirements.Theprojectinvestmentis3290000yuan.
Keywords：
printinganddyeingwastewater;contactoxidation-MBRprocess;processdesign.
II
摘要I....
Abstract.I.I...
1总论1
1.1概况1
1.2污水厂建厂原则1
1.2.1设计依据1
1.2.2设计内容1
1.2.3拟解决的关键问题2
1.2.3一般污水厂设计原则及要求2
1.2.4污水处理工程运过程中应遵循的原则2
1.2.5设计成果2
1.2.6设计参数3
2印染废水处理工艺方案的确定4
2.1确定印染废水处理方案的原则4
2.2最佳处理方案要体现以下优点4
2.3工艺比较4
2.3.1氧化沟工艺4
2.3.2传统活性污泥法5
2.3.2接触氧化-MBR工艺5
3印染废水处理工艺的设计、选用以及计算8
3.1进水格栅8
3.1.1设计说明8
3.1.2设计参数8
3.1.3设计计算8
3.1.4出水水质9
3.2调节池10
3.2.1设计说明10
3.2.2设计参数10
3.2.3设计计算10
3.2.4出水水质11
3.3泵房12
3.4水解酸化池12
3.4.1设计说明12
3.4.2设计参数13
3.4.3设计计算13
3.4.4出水水质14
3.5生物接触氧化池14
3.5.1设计说明14
3.5.2设计参数15
III
3.5.3设计计算15
3.5.4填料选择16
3.5.5出水水质16
3.6MBR膜池17
3.6.1设计说明17
3.6.2平板膜参数型号及规格17
3.6.3膜组件设计要求18
3.6.4膜组件的选择19
3.6.5膜生物反应器（MBR）池有效容积计算19
3.6.6主要工艺设备和材料20
3.6.7鼓风机的选择20
3.6.8膜池抽吸泵的选择21
3.6.9回流量计算21
3.6.10出水水质23
3.7接触消毒池23
3.7.1消毒剂的选择23
3.7.2消毒剂的投加23
3.7.3平流式接触消毒池24
3.7.4出水水质24
3.8回用水池25
3.8.1设计说明25
3.8.2设计参数25
3.8.3设计计算25
3.9污泥浓缩池25
3.9.1设计说明25
3.9.2设计参数25
3.9.3设计计算26
3.10污泥脱水间27
3.10.1设计说明27
3.10.2设计计算28
3.10.3压滤机选型28
4污水厂的总体布置29
4.1平面布置29
4.1.1平面布置的原则29
4.1.2本厂的平面布置30
4.2高程布置31
4.2.1高程布置原则31
4.2.2本厂的高程布置31
5技术经济分析34
5.1工程概预算34
5.1.1估算范围34
5.2.2材料价34
5.3.3项目总投资34
5.2动态投资35
IV
6工程的环境、社会、经济效益36
6.1工程的环境效益36
6.2工程的社会效益36
6.3工程的经济效益36
7结论37
参考文献38
致谢39
常州大学本科生毕业设计（论文）
1总论
1.1概况
我国的工业污染在环境污染中占70％，而印染废水又是工业废水中的大户。
由于大多数的染料是有毒性的，并且由于他们大多难以生物降解，所以他们是工业废水引起环境问题的主要原因[1]。
从产业发展方面分析，在相当长的时间内还要发展，由于我国印染主要集中在浙江、江苏、广东、山东和福建一带，企业过于集中，因此造成一些地区污染严重。
同时，印染与化纤企业相对规模相对不大，工艺设备落后，管理差，污染更为严重[2]。
随着我国经济社会的发展，尤其是太湖流域的经济发展，使得水污染问题越来越突出，2007年太湖蓝藻事件的爆发更加显示了对于太湖流域污染治理的重要性，太湖蓝藻事件后大幅度修订的《江苏太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要污染物排放限值》于2008年1月1日正式实施。
为此，太湖地区1/3的企业“关、停、并、转”，城镇污水处理厂处理的污水将在原来基础上削减50%的COD、60%的氮和50%的磷；纺织印染等6大行业也削减34%的COD、66.7%的氨氮和50%的总磷。
而作为重大污染源的印染废水处理就成为了必须解决的问题。
作为色度大，有机物含量高的印染废水，必须要经过相关工艺处理达标后才能排放。
1.2污水厂建厂原则
1.2.1设计依据
通过本次设计，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识与技能，锻炼独立分析和解决实际工程技术问题的能力，并接收给排水工程设计的基本训练。
太湖流域某印染厂专业生产高品质染织产品，所排污染物主要来自于生产过程中的染整、织造、梭织，以及织物上溶解下来的有机物质及无机盐等，为治理生产废水污染，需配套建设废水处理设施。
根据环保要求，该生产废水必须经处理后达到DB32/1072-2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》及回用的水质要求（详见设计要求）。
1.2.2设计内容
1）工艺方案比选
2）预处理单元的设计与计算
3）一级处理单元的设计与计算污水
4）二级处理单元的设计与计算
5）膜分离单元的设计与计算
6）曝气系统的设计与计算
7）提升装置的设计与计算
8）技术经济分析
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1.2.3拟解决的关键问题
（1）生物处理工艺方案的确定
（2）膜组件的设计与选型
1.2.3一般污水厂设计原则及要求
（1）污水厂的设计和其他工程设计一样，应符合适用的要求，首先必须确保处理后达到排放要求。
考虑现实的经济和技术条件，以及当地的具体情况（如施工条件）。
在可能的基础上，选择的处理工艺流程、构（建）筑物形式、主要设备设计标准和数据等。
（2）污水处理厂采用的各项设计参数必须设计时必须充分掌握和认真研究各项自然条件，如水质水量资料、同类工程资料。
按照工程的处理要求，全面地分析各种因素，选择好各项设计数据，在设计中一定要遵守现行的设计规范，保证必要的安全系数。
对新工艺、新技术、新结构和新材料的采用积极慎重的态度。
（3）污水处理厂（站）设计必须符合经济的要求。
污水处理工程方案设计完，总体布置、单体设计及药剂选用等尽可能采用合理措施降低工程造价和运行管理费用。
（4）污水厂设计应当力求技术合理。
在经济合理的原则下，必须根据需要，采用先进的工艺、机械和自控技术，但要确保安全可靠。
（5）污水厂设计必须注意近远期的结合，不宜分期建设的部分，如配水井、加药间等，其土建部分应一次建成；在无远期规划的情况下，设计时应为今后发展留有挖潜和扩建的条件。
（6）污水厂设计必须考虑安全运行的条件，如适当设置分流设施、超越管线、甲烷气的安全储存等。
（7）污水厂的设计在经济条件允许情况下，场内布局、构（建）筑物外观、卫生等可以适当注意美观和绿化
1.2.4污水处理工程运过程中应遵循的原则
在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。
1.2.5设计成果
设计说明说（一份）图纸（六张）：
高程布置图、平面布置图、主要构筑物详图
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1.2.6设计参数太湖流域某印染厂专业生产高品质染织产品，所排污染物主要来自于生产过程中的染整、织造、梭织，以及织物上溶解下来的有机物质及无机盐等，为治理生产废水污染，需配套建设废水处理设施。
根据环保要求，该生产废水必须经处理后达到DB32/1072-2007《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》及回用的水质要求（详见设计要求）。
设计规模：
1000t/d；原水水质：
CODcr≤2500mg/L，BOD5≤1000mg/，LSS≤1200mg/L，TP≤5mg/L，NH4+-N≤50mg/L，pH6～12，色度≤450；出水水质：
CODcr≤50mg/L，BOD5≤10mg/L，SS≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，NH4+-N≤5（8）mg/L，pH6～9，色度≤1，5见表1。
表1进出水水质
主要水质指标
进水水质（mg/L）
出水水质（mg/L）
处理程度（去除率）
CODcr
≤2500
≤50
≥98%
BOD5
≤1000
≤10
≥99%
SS
≤1200
≤10
≥99%
TP
≤5
≤0.5
≥90%
+
NH4+-N
≤50
≤5（8）
≥90%
色度
≤450（倍）
≤15（倍）
≥97%
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2印染废水处理工艺方案的确定
2.1确定印染废水处理方案的原则印染废水是有机废水，一般而言废水处理应采用生物处理为主、物化处理为辅的综合处理工艺。
工艺路线的选择应根据废水的水质特征、处理后水的去向、排放标准，并进行技术经济比较后确定。
应考虑当地的自然条件选择工艺。
环境温度低的北方地区，不宜采用生物滤池或生物转盘等生物膜技术；地下水位高、地质条件差的场所，一般不宜选用构筑物深度较大、施工难度较高的工艺[3]。
2.2最佳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，管理方便
2.3工艺比较
2.3.1氧化沟工艺氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。
它是活性污泥法的一种变型。
因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池“无终端曝气池”。
氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。
（1）主要特点①简化了预处理，氧化沟水力停留时间和污泥龄比一般生物处理法长，悬浮有机物可与溶解性有机物同时得到较彻底的去除，排出的剩余污泥已得到高度稳定，因此氧化沟可不设初沉池，污泥不需要进行厌氧消化。
2具有推流式流态的特征，氧化沟具有推流特性，使得溶解氧浓度在沿池长方向形成浓度梯度，形成好氧、缺氧和厌氧条件。
通过对系统合理的设计与控制，可以取得较好的脱氮除磷效果。
3简化了工艺，将氧化沟和二沉池合建为一体式氧化沟，以及近年来发展的交替工作的氧化沟，可不用二沉池，从而使处理流程更为简化。
（2）存在问题
1污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。
微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。
2泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。
3占地广成本高
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氧化沟工艺需要建造相应的构筑物，占地面积大，从而导致投资成本增加，投资费用变高。
同时氧化沟运行管理费用较高。
4流速不均及污泥沉积问题在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。
一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。
氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘
的浸没深度为480~530mm。
与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。
2.3.2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。
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。
（1）.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。
（2）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；
4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接触氧化-MBR工艺
工艺流程如图1。
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图1接触氧化—MBR组合工艺流程图
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。
生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。
具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。
在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。
该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。
生物处理是经过物化除，对以后流程中水质的进一步处理将起到关键作用。
处理后的环节，也是整个循环流程中的重要环节，在这里氨/氮、亚硝酸、硝酸盐、硫化氰等有害物质都将得到去
（1）特点：
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。
MBR是集高效膜分离技术和生物反应器的降解作用于一体的生物反应系统，该工艺处理印染废水不但具有处理一般工业废水的特点，而且对水中未降解的疏水性染料物第6页共39页
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质及部分亲水性染料物质具有截留作用，保证了处理水COD浓度的降低。
[3]
（1）主要特点①流程简单，无需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；②MBR膜池可高效地进行固液分离，分离效果远好于传统沉淀池，出水水质良好，
SS接近于0，可直接回用，实现污水资源化；③膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，首先反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，运行控制灵活稳定；
4由于MBR可将曝气池与二沉池合二为一，并取代了三级处理的全部公益设施，因此可以大幅减少占地面积，节省土地投资；
5由于泥龄可以非常长，从而大大提高难降解有机物的降解效率；⑥反应器在高容积符合、低污泥负荷、长泥龄下运行，剩余污泥产量极低，由于泥龄可无限长，理论上可实现零污泥排放。
（2）存在问题
①因为浸没式MBR中污泥浓度要高于传统活性污泥法，所以要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，从而造成能耗的升高；
2在MBR工艺运行中，膜污染是不可避免的，为了控制膜污染，要对膜组件进行周期性的维护清洗，清洗时会影响水厂正常产水量，化学清洗时过程复杂，清洗液消耗大，耗时长；
3膜具有一定的寿命，需要定期更换，增加成本，对于大型污水处理厂来说，更换膜将是一笔巨大的开支。
对于本设计针对的1000t/d的中小型印染废水处理设施来说，接触氧化—MBR处理工艺是一种占地小，运行简单，处理效果好的的工艺，投资成本合理，所以本次设计选择接触氧化—MBR工艺。
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3印染废水处理工艺的设计、选用以及计算
3.1进水格栅
3.1.1设计说明
格珊是一种截留废水中粗大污染物的预处理设施。
是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。
[4]截流效果取决于分析宽度和谁的性质。
按照格栅栅条间距的大小不同分为粗格栅，中格栅，细格栅三种。
由于本设计印染废水处理中污染物颗粒不是很大，因此选用20mm的中格栅。
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。
3.1.2设计参数
原始水量Q1000m3/d0.0116m3/s
流量总变化系数设定为Kz1.25
最大日流量QmaxKzQ1.250.01160.014m53/s
栅条宽度s=10mm栅条断面为圆形
栅条净间隙为b=20mm
栅前流速v1=0.7m/s
过栅流速v0.2m/s
栅前部分长度：
0.5m
格栅倾角α=60°（取60°～75°）
每日栅渣量：
取W1＝0.08m3栅渣/103m3废水
3.1.3设计计算
（1）确定栅前水深
根据最优水力断面公式QB1v计算得：
2
0.38m
hB10.19m
2
所以栅前槽宽约为=0.38m。
栅前水深h0.2m
说明：
Qmax—最大设计流量，m3/s；h—栅前水深；
v—污水过栅流速，m/s。
2）栅条间隙数（n）为
3）栅槽有效宽度B
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