环境工程毕业设计（论文）-印染废水回用工程设计.doc

i 毕业设计(论文)材料之二(1) 安徽工程大学本科生安徽工程大学本科生 毕业设计(论文) 专专 业：业： 环境工程环境工程 题题 目：目： 印染废水回用工程设计印染废水回用工程设计 作作 者者 姓姓 名名： 导导师师及及职职称称 ： 导师所在单位：导师所在单位： 安徽工程大学安徽工程大学 2012 年 05 月 28 日 i 安徽工程大学 本科生毕业设计(论文)任务书 2012 届 生物与化学工程 学院 环 境 工 程 专业 学生姓名： 姜斌 i 毕业设计(论文)题目 中文：印染废水回用工程设计 英文英文：engineering design on recycling dyeing wastewater ii 原始资料 印染废水具有水量大、有机污染物含量高、悬浮物含量高、色度深、碱性大、水 质变化大、可生化性差等特点，属难处理的工业废水。印染废水中主要污染物包括天 然有机物质(天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维素、油脂等)及人工合成有机物质(染 料、助剂、浆料等)等。将印染废水清浊分流进行处理，以达到回用目的，可部分缓解 工业用水短缺的问题，节约成本的目的。设计可采用生化物化处理工艺。用于中水 回用的水质水量指标见下表。 ii 废水水质水量指标废水水质水量指标 iii 毕业设计(论文)任务内容 毕业设计要求完成以下三方面的工作内容。 （1） 污水处理方案的论证。包括污水处理基本工艺路线的确定、污水处理工艺 流程论证和主要处理构筑物的选型。 （2） 污水处理和污泥处理工艺设计计算。 （3） 污水处理站总平面布置图和某些构筑物构造图设计。 方案论证阶段主要进行处理方案的技术比较（如处理效果、技术合理性和技术先 进性） ，也可适当进行经济比较（如构筑物容积、占地面积、药剂消耗和运行管理复杂 程度等） 。 指导教师 (签字 ) 教研室主任 (签字) 批 准 日 期2012 年 4 月 19 日 接 受 任 务 书 日 期2012 年 4 月 19 日 完 成 日 期2012 年 5 月 30 日 接受任务书学生(签字)姜 斌 项目bod5/(mg/l)cod/(mg/l)nh3-n/(mg/l)ph色度设计处理水量(m3/d) 进水250680259.5250 出水 5505 6910 去除率98%92.6%80% 96% 2600 安徽工程大学毕业论文 i 摘摘 要要 本文综述了印染废水回用处理工艺，进行了处理工艺的方案的选择，处理工程的 说明和设计计算，及平面布置图、流程图和主要构筑物图的绘制。此外还进行了投资 估算和厂区规划设计等。通过此次毕业设计，进一步巩固和提高了基础知识和专业知 识，掌握了工业废水，特别是高浓度的有机废水的处理方法和工艺，能够综合运用所 学专业知识，进行废水处理工程初步设计，独立分析问题和解决问题的能力得到加强。 从前期阅读资料到后期的整改、绘图，学会了如何进行设计，逐步深入了解使用 word、auto cad 等软件，个人能力获得了很大提高，受益匪浅。 本设计根据印染废水水质特征以及设计任务书的要求，参阅相关专业书籍，比较 处理印染废水并实现回用的最佳工艺，结合其他成功的工程设计实例，在现有“预处 理+厌氧+缺氧”的基础上最终确定了印染废水回用工程的工艺。设计实例采用了印染 废水典型处理工艺：“水解酸化+生物接触氧化法+深度处理”的方法。 在前处理阶段，由于印染废水含碱量较大，经调节池调节 ph 出水，然后利用水解 酸化池的厌氧反应，把难降解的高分子物质转化为较小分子物质，从而改善废水的可 生化性，为接触氧化创造条件。根据印染厂的地理位置以及技术经济等条件，在经水 解酸化之后的废水，采用占地面积小，处理效果好的 sbr，出水能达到污水综合排 放标准(gb89781996)二级标准的要求，最后采用“baf+混凝沉淀”作为废水的回 用处理。 通过此设计，废水可达到挂膜好，处理效果稳定，污染物去除效果高，最终的出 水达到回用标准。 关键词关键词：水解酸化sbrbaf混凝沉淀 姜斌：印染废水回用工程设计 ii abstract this design reviews the process of printing and dyeing wastewater reuse program selection process, a description of the treatment works and design calculations, and layout diagrams, flowcharts and structure diagram drawn. in addition, the investment estimates and plant planning and design. through the graduation project,it makes me further consolidate and improve the basic knowledge and expertise,and also master the industrial wastewater, especially high concentrations of organic wastewater treatment methods and processes, it can be integrated use of expertise, for preliminary design of wastewater treatment works, the independent analysis of issues and problem-solving skills to strengthen. dataing to the late rectification from the preliminary reading, drawing,i learned how to design, gradually in- depth understanding of the use of the word, and auto cad software, personal capabilities greatly improved,it served me well. according to the printing and dyeing wastewater quality characteristics and requirements of the design task book,this design refers to the relevant professional books, and comparison of treatment of dyeing wastewater and reuse process, combined with the engineering design examples of other successful, finalized the process of printing and dyeing wastewater reuse project on the basis of existing pretreatment + anaerobic + hypoxia “. the design example uses a typical dyeing wastewater treatment process: hydrolytic acidification and biological contact oxidation + advanced treatment methods. at the first processing stage, the alkali content of the printing and dyeing wastewater by regulating the water pool to adjust the ph, then use the pool acid hydrolysis of the anaerobic reactor, the biodegradable polymer material into smaller molecular substances, thus to improve the biodegradability of wastewater to create conditions for contact oxidation. according to geographical location and the technical and economic conditions of the printing and dyeing mill, wastewater after hydrolysis acidification using sbr,because of its has a small footprint and good treatment effect, the coming water can reach the “integrated wastewater discharge standar“(gb8978-1996) two standards, at the end using the baf + coagulation and sedimentation, as the wastewater reuse treatment. with this design, the waste water can have a stable biofilm,the effect of process is steady,and high pollutant removal effect, the final effluent can meet the reuse standards. key words: hydrolysis and acidification；sbr；baf；coagulation and sedimentation 安徽工程大学毕业论文 i 目目 录录 引 言1 第 1 章工程概述2 1.1工程项目2 1.2设计基础资料2 1.3设计原则2 1.4执行标准3 1.5设计内容3 1.6工程分析3 第 2 章工艺流程选择4 2.1印染废水水质分析4 2.2处理工艺的比较4 2.2.1厌氧好氧组合处理.5 2.2.2生化为主处理.6 2.2.3生化物化组合处理.7 2.3回用处理工艺8 2.4处理工艺的确定9 2.4.1设定思路.9 2.4.2拟定方案.9 2.4.3达标分析.11 2.5工艺流程12 2.5.1工艺流程确定.12 2.5.2工艺流程说明.12 第 3 章工程设计说明书16 3.1格栅16 3.2调节池16 3.3水解酸化池17 3.4sbr 池17 3.5baf 池 .18 3.6混凝沉淀池19 3.7污泥浓缩池19 第 4 章工程设计计算书21 4.1构筑物计算21 4.1.1设计流量.21 4.1.2进水管道设计.21 4.1.3格栅的设计计算.21 4.1.4调节池的设计计算.23 姜斌：印染废水回用工程设计 ii 4.1.5水解酸化池设计计算.26 4.1.6sbr 池设计计算.28 4.1.7baf 池设计计算 32 4.1.8混凝沉淀池设计计算.35 4.1.9污泥浓缩池.40 4.1.10贮泥池及污泥泵房.41 4.1.11脱水机房.42 4.2高程计算43 4.2.1高程计算资料.43 4.2.2高程计算表.44 第 5 章平面布置和高程布置46 5.1污水厂平面布置46 5.1.1污水厂平面布置原则.46 5.1.2污水厂的平面布置.46 5.2污水厂的高程布置47 5.2.1污水厂高程布置原则.47 5.2.2高程布置注意事项.47 第 6 章工程概预算48 6.1编制依据48 6.2投资估算48 6.2.1第一部分费用.48 6.2.2第二部分费用.49 6.2.3总投资.49 6.3劳动定员50 6.4运行费用50 结 论51 参考文献52 致 谢53 综 述54 附 录69 附录 a：题 录69 附录 b：英文翻译 76 安徽工程大学毕业论文 iii 插图清单插图清单 图 2-1 厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺.5 图 2-2 生化处理工艺流程图6 图 2-3 生化-物化处理废水工艺流程图7 图 2-4 印染废水回用工艺流程图12 图 3-1 格栅示意图16 图 3-2 sbr 工艺的操作流程18 图 3-3 升流 baf 反应池示意图 19 姜斌：印染废水回用工程设计 iv 表格清单表格清单 表 1-1 废水水质水量指标2 表 1-2 印染废水处理回用系统水量平衡3 表 2-1 印染废水处理方法及比较4 表 2-2 混合废水水质6 表 2-3 出水效果7 表 2-4 印染废水处理效果8 表 2-5 水质变化表8 表 2-6 水质变化表9 表 2-7 废水处理效果9 表 2-8 几种厌氧处理法的比较10 表 2-9 废水生物处理单元技术11 表 4-1 污水流经各处理构筑物的水头损失43 表 4-2 最大设计充满度44 表 4-3 最小管径与相应最小设计坡度44 表 4-4 高程计算表45 表 5-1 管道离构建筑物最小距离47 表 6-1 构筑物建设工程估算表48 表 6-2 部分设备估算表48 表 6-3 设备安装及工程概算49 表 6-4 综合概算表49 安徽工程大学毕业设计(论文) 1 引引 言言 印染行业是工业中的排污大户，印染废水是纺织工业污染的主要来源。印染废水 是指棉、毛、麻、丝、化纤或混纺产品在预处理、染色、印花和整理等过程中所排出 的废水。随着染料合成、印染等工业废水的不断排放和各种染料的不断使用，进入水 环境的染料数量和种类不断增加，染料造成的环境污染也日趋严重，印染废水已成为 当前最主要的水体污染源之一。印染厂每加工 100m 织物，就产生 35 吨废水，根据 不完全统计，我国印染废水排放量约为每天 31064106吨，约占整个工业废水的 35%， 其中 90%以上处理后废水直接排放，由此而造成的生态破坏及经济损失是不可估量的， 因而要实现印染行业的可持续发展，必须首先解决印染行业的污染问题。虽然我国印 染废水的治理工作起步较早，但由于印染废水的复杂性和特殊性，目前还没有只用一 种方法就能对印染废水中的有害物质进行完全去除，一般均用几种方法联合作用。 而近些年，污水排放标准日趋严格，自来水费、排污费不断上涨，加之政府对印 染行业用水量的限制，水资源的紧缺及污染物的排放已成为印染行业发展的制约性因 素，因而印染废水的回用显得十分重要。印染企业一方面越来越重视清洁生产，另一 方面不得不加大废水再生利用的投入和开发，以缓解普遍面临的用水紧张局面。由于 印染工艺本身的复杂性和工艺用水水质要求的差异，目前国家对印染废水的回用水质 标准还没有统一的数据。近年来人们对印染废水深度处理的工艺从技术和经济的可行 性上都进行了大量探索、分析和实践，取得了可喜的环境效益和经济效益。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。 为此，纺织印染废水的回用处理即成为印染厂关注的一项重大工程，印染废水回 用工程也应运而生。为了能够使废水达标排放，人们在不同工艺单元的组合、新工艺 的开发和参数优化方面都进行了广泛的研究，取得了不少进展，为印染废水的研究提 供了广泛的依据。 姜斌：印染废水回用工程设计 2 第第 1 章章 工程概述工程概述 1.1工程项目工程项目 印染废水回用工程设计 1.2设计基础资料设计基础资料 表表 1-1 废水水质水量指标废水水质水量指标 项目bod5/(mg/l)cod/(mg/l)nh3-n/(mg/l)ph色度设计处理水量(m3/d) 进水250680259.5250 出水 5505 6910 2600 进水管管底高:0.00m 排放水体常年洪水位标高:-2.00m 常年主导风向：夏季东南风，冬季西北风 印染废水处理厂厂址：厂区西北部，河流下游 最低月平均气温15c 1.3设计原则设计原则 1根据我国环保法律法规的相关规定和当地环保部门的要求确定处理程度，以确 保出水水质达标排放。 2污水处理工程设计必须结合厂区的整体规划和建筑特点，即外观设计上要与建 筑环境相协调，以求美观。 3在污水处理工艺上力求简单实用，以方便管理。 4在高程布置上应尽量采用立体布局，充分利用地下空间。平面布置上要紧凑， 以节省用地。 5污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向，与其它建筑物有一定的距离，以减 少对环境的影响。 6设备化，定型化，模块化，施工安装方便，运行简易，设备性能稳定，适合分 期建设。 7处理程度高，污泥产量少，并尽可能采用节能处理技术。 8在设计污水处理设施时应考虑污水回用的可能性，采用清浊分流，以提高污水 处理效率及降低处理成本。 安徽工程大学毕业设计(论文) 3 9在设计回用水设施时，应核准最大回用量，回用水的脱盐是维持循环系统盐的 平衡，保证产品质量及污水处理系统稳定运行的重要因素。 1.4执行标准执行标准 1.污水综合排放标准(gb8978-1996)； 2.室外排水设计规范(gbj14-87)； 3.建筑给水排水设计规范(gbj15-88)； 4.城市区域环境噪音标准(gb3096-93)； 5.给排水工程结构设计规范(gbj69-84)； 6.生活杂用水水质标准(gj25.1-89)； 7.建筑中水设计规范(cess30-91)。 1.5设计内容设计内容 根据要求，本设计包括废水预处理、集中处理、污泥处理三大部分，具体内容如 下： 1.废水处理站废水处理工艺流程、工艺设备选型、工艺设备布置； 2.废水处理站的工艺设备动力配线(水泵、气泵的选择)； 3.废水处理站的工艺管线； 4.废水处理站的整体建筑物的布设。 1.6工程分析工程分析 1.给水：本工程采用清浊分流，拟将低浓度废水收集，经厂内管道流至印染废水处 理厂，采用 dn400mm 进水。 2.排水：基地内实行雨污分流，清污分流排水体系。车间高浓度废水集中排放到该 厂原污水处理厂内，处理达标后排入原基地污水管道，雨水接入基地雨水管道。 表表 1-2 印染废水处理回用系统水量平衡印染废水处理回用系统水量平衡 项目处理技术损失的原因水量的损失/%回收水量/m3d- 1 回收率/% 生化污泥带出2.0生化处理 曝气过程中的蒸发0.5 2535污水处理 物化处理物化污泥带出2.02483 过滤反冲洗水5.02353 化学氧化02353 回用处理 离子交换脱盐(成本高不可行)10.02093 80.5 (膜技术脱盐)(成本低、脱盐率高)(20)(2080)(80) 姜斌：印染废水回用工程设计 4 第第 2 章章 工艺流程选择工艺流程选择 2.1印染废水水质分析印染废水水质分析 印染废水具有水量大、有机污染物含量高、悬浮物含量高、色度深、碱性大、水 质变化大、可生化性差等特点，属难处理的工业废水。主要水质指标为： codcr=650mg/l，bod5=250mg/l，nh3n=25mg/l，色度=250，ph=9.5。其中 bod5/cod=0.370.3 具有可生化性，但可生化性并不是很好，因此，需先经过厌氧处 理，降低水中 codcr的含量，再采用好氧处理等生物处理方法和化学投药(混凝沉淀、 混凝气浮)、光化学氧化法或生物活性炭法等物化处理方法相结合的治理技术路线，使 出水达到回用标准。 2.2处理工艺的比较处理工艺的比较 印染废水是以有机污染为主的，成分复杂的有机废水，处理的主要对象是 bod5、 不易生物降解或生物降解速度缓慢的有机物、碱度、染料色素以及少量有毒物质。印 染废水属于难生化降解的废水，特别是近几年随着 pva 浆料的普遍应用，导致印染废 水的可生化性指标 bod5/cod 值很低，这就要求在设计印染废水工艺流程时，必须考 虑提高废水的可生化性，即先对废水进行水解酸化处理，再进行好氧处理，以利于提 高废水的处理效果。 表表 2-1 印染废水处理方法及比较印染废水处理方法及比较 分 类 处理方法处理效果运行成本存在的主要问题与不足 混凝沉淀或气浮对大分子不容性燃料去除有效主要 用来去除色度 较高cod,bod 去除率较低 化学氧化脱色及 cod 去除效果较好较高须用大量强氧化剂，成 本较高 吸附法脱色及 cod 去除效果较好较高吸附剂再生困难 电解法脱色及 cod 去除效果较好高能耗高 铁屑-石墨过滤法脱色及 cod 去除效果好低需保证废水在弱酸条件 下 物 化 法 与 化 学 法 膜分离法处理效果最好可回收有用物质高膜成本高 水解酸化法可去除部分 cod,改善废水可生化 性指标 低单独应用出水不达标 传统活性污泥法脱色，cod 去除率低低难以处理废水中的难降 解物质 生 化 法 生物接触氧化法与水解酸化结合，可有效去除废水低难以处理废水中的难降 安徽工程大学毕业设计(论文) 5 中的有机污染物解物质 2.2.1厌氧厌氧好氧组合处理好氧组合处理 印染废水组合处理工艺基本流程如图 2-1 所示。 原水调节池脉冲发生器水解酸化池 好氧池沉淀池生物碳池出水 鼓风机 图 2-1 厌氧-好氧-生物炭接触为主的处理工艺 该处理工艺是近几年来在印染废水处理中采用较多，较成熟的工艺流程。这里 的厌氧处理不是传统的厌氧硝化，而是进行水解和酸化作用。目的是对印染废水中 可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质通过水解酸化，降解为小分子物质和 可溶性物质，提高可生化性和 bod5/codcr值，为后续好氧生化处理创造条件。同 时好氧生化处理产生的剩余污泥经沉淀池全部回流到厌氧生化段，因污泥在厌氧生 化段有足够的停留时间(8h10h)，能进行彻底的厌氧消化，使整个系统没有剩余污 泥排放，即达到自身的污泥平衡。厌氧池和好氧池中均安装填料，属生物膜法处理； 生物炭池装活性炭并供氧，兼有悬浮生长和固着生长法特点；脉冲进水的作用是对 厌氧池进行搅拌。 各部分水力停留时间一般为： 调节池：812h 厌氧生化池：810h 好氧生化池：68h 生物炭池：12h 脉冲发生器间隔时间： 510min 该处理工艺系统，对于 codcr1000mg/l 的印染废水，处理后的出水可达到国 家排放标准，如进一步深度处理则可回用。对运转 5 年以上的工程观察，运行正常， 处理效果稳定，也没有外排污泥，未发现厌氧生化池内污泥过度增长。 姜斌：印染废水回用工程设计 6 2.2.2生化为主处理生化为主处理 以生化处理为主的印染废水处理流程如图 2-2 所示。 原水格栅井调节池提升泵厌氧水解酸化池 接触氧化池合建式氧化沟出水 污泥浓缩池污泥外运 鼓风机 图 2-2 生化处理工艺流程图 该工艺是二级生化处理串联的工艺，合建式氧化沟内设沉淀池，内沉池中污泥回 流到厌氧水解酸化池，既提高生物量，又使污泥硝化。此处理工艺用于有机物浓度高， 以印染废水为主的综合工业废水处理。如某市工业区，把 2 个印染厂、各 1 个织染厂、 针织厂、地毯总厂、塑料厂、日化厂和啤酒厂的废水集中起来，用此工艺进行处理， 既节省了投资，减少占地面积，又便于管理，降低了运行费用。该工业区混合废水处 理水质如下表所示。 表表 2-2 混合废水水质混合废水水质 项目水质变化范围平均值 cod（mg/l）623.68-4037.621229.00 bod（mg/l）105.78-2050.56483.71 ss（mg/l）59-5944371.51 色度 （倍）27.78-5000351.45 由表 2-2 可见，混合废水浓度较高，水质波动幅度大，还承受强碱性废水的冲击， 处理难度是较大的，这里的调节池起了很大的作用，使水均量均质化，减少了后处理 的冲击负荷。第一期设计处理水量为 12000m/d，经运行测定后，整个系统出水水质和 去除率见表 2-3。 安徽工程大学毕业设计(论文) 7 表表 2-3 出水效果出水效果 处理段出水水质cod(mg/l)bod(mg/l)ss (mg/l)色度(倍) 进水1299.00483.71372.51351.45 水解酸化池809.60336.2189.86104.06 接触氧化池573.95227.20127.7595.65 合建式氧化沟70.8421.5523.5434.09 总去除率/%94.2795.4593.6690.30 从表 2-3 出水可见，接触氧化池的出水，经合建式氧化沟处理，其去除率分别为： codcr:87.3%、bod5:90.5%、ss:81.6%、色度:63.4%。可见合建式氧化沟在该工艺中发 挥了很大的作用。 氧化沟在污水处理中本身就是一个独立的自成系统的工艺，在城市污水和工业废 水处理中都有应用，有资料报道，采用单一的氧化沟系统处理印染废水 (q=2500m3/d，bod51200mg/l，codcr1500mg/l，ph=1113)，处理后出水水质 达到 bod530mg/l，codcr100mg/l，ss70mg/l，ph=69。其处理工艺系统为 加酸中和后采用、级氧化沟(均设内沉池)串联。可见该处理工艺流程是安全的。 2.2.3生化生化物化组合处理物化组合处理 以生化物化组合处理印染废水流程示意图如下： 进水调节池混凝反应池初沉池水解酸化池 污泥脱水污泥浓缩池接触氧化池 脱色池二沉池混凝反应池 格栅 出水 污泥外运 图 2-3 生化-物化处理废水工艺流程图 废水经过格栅后进入曝气调节池，进行水质、水量的调节，同时可去除部分硫化 染料。经调节后的废水进入一级物化处理系统，主要去除废水中悬浮物和部分有机污 染物。废水经一级物化处理后进入生化处理系统，废水生物处理采用厌氧水解酸化与 生物接触氧化法相结合的工艺形式。通过厌氧水解酸化阶段可以使部分难降解和高分 子的有机物进行水解酸化，分解成可降解及小分子物质，提高废水的可生化性；好氧 生物处理主要去除废水中可以降解的有机物以及部分色度。生化系统出水再进入二级 物化处理，主要去除色度以及剩余难降解的有机物，该级物化法采用混凝沉淀工艺。 姜斌：印染废水回用工程设计 8 由于印染废水中的色度很难处理，因此再二级物化处理后再加一道脱色处理，对系统 作最终把关处理，以保证最终出水达到排放标准的要求。该工艺运行效果如下图所示。 表表 2-4 印染废水处理效果印染废水处理效果 进水单位：mg/l出水单位：mg/l月份 codcrbod5ss色度phcodcrbod5ss色度ph 117502502003809.5751230258.0 12112035026042010.0881635308.4 110803152804009.5861838287.6 2125036825037510.0922045328.0 313753753004509.0962260358.2 413203502754209.5952050327.8 从表 2-4 上不难看出，废水水质变化较大，但其出水基本能达到纺织染整工业 水污染排放标准(gb4287-92)一级标准。 2.3回用处理工艺回用处理工艺 1. 印染废水生化出水混凝气浮砂滤活性炭吸附回用 该方案完全是物化技术的结合，用此方案深度处理某毛纺织厂经生物接触氧化法 处理后的出水(水质变化见表 2-2)。经接触氧化池的出水已经能够达标排放，但废水中 残留的染料通常以胶体状态存在，该方案能有针对性的去除胶体物质，使出水达标排 放。 表表 2-5 水质变化表水质变化表 测定项目生物接触氧化出水气浮活性炭吸附总去除率回用要求 cod(mg/l)88.044.016.581.3 bod(mg/l)14.710.89.334.0 色度71.03.01.098.65.010.0 硬度(德国度)2.01.14.0 ph6.56.56.56.58.0 2. 印染废水调 ph(加酸)铁碳过滤中和(加碱)sbr回用 铁碳过滤系统是用废铁屑(主要成分是铁和碳)经预处理和活化后作为填料，其工作 原理是电化学反应的氧化还原、铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用、电池反应 产物的混凝、新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应。该方案对印染废水处 理效果可达到国家一级排放标准。出水回用于漂染的漂洗生产工序，8 年来系统未出现 过堵塞现象。该工艺优点是以废治废，运行稳定；不足之处是 ph 必须来回调节。 安徽工程大学毕业设计(论文) 9 表表 2-6 水质变化表水质变化表 测定项目cod(mg/l)bod(mg/l)色度(倍)phss(mg/l)s2-(mg/l) 原水173042308551540100011255.947.721291691.945.58 出水46.951.318.922.610207.37.618200.10 3. 印染废水混凝沉淀内循环厌氧hcr/活性炭吸附接触氧化过滤 将 hcr 法与生物活性炭法相结合，使反应器中氧利用率提高、抗冲击负荷能力增 强，有效解决了传统好氧生物处理的不足之处。该工艺占地面积较小，且纤维球具有 过滤速度快、效果好的优点，使废水能稳定达到回用要求。回用水经回用生产性实验， 发现水洗后的布样色光、深度与自来水洗后的一致，说明采用回用水皂洗是可行的。 该工艺对于目前采用传统好氧工艺处理效果不理想的印染企业，在工艺改进方面是一 个很好的参考。 表表 2-7 废水处理效果废水处理效果 测定项目原废水混凝沉淀厌氧酸化hcr纤维球过滤总去除率/% cod17641108.8720.7116.8100.594.3 色度(倍)5002001001510 2.4处理工艺的确定处理工艺的确定 2.4.1设定思路设定思路 综上所述，通过对印染废水水质特性的分析，根据生物处理的特性，提出以“厌氧 好氧超滤”组合处理工艺的设计思路，理由如下： (1)污染物以有机物为主，bod5/cod=0.37，具有可生化性，但可生化性不高，不 能直接进行好氧反应，需设置厌氧池进行处理，以便后续好氧反应。 (2)印染废水具有水质变化量大、不稳定、速度高特点，印染厂不仅要有效地去除 bod5、cod，还要考虑到印染废水的回用，以及该工程的造价与运行费用。 (3)结合当地的自然条件(包括地形、气候、水资源)、污水水量及其变化动态，运 行管理与施工，并参考典型的工艺流程和各种处理方法间的优缺点及使用条件。本课 题选择工艺流程的依据基于对印染废水采取逐步分析、重点处理、经济实用四步走战 略，分预处理、厌氧处理、好氧处理、深度处理四阶段进行。 2.4.2拟定方案拟定方案 (1)预处理 姜斌：印染废水回用工程设计 10 目的是使物料的理化性状适合于后续厌氧消化工艺要求，除调节、稳定水质水量 (如 cod、ss、碱度、ph 值、物料营养比例等)，还有提高废水可生化性。主要的预处 理方法有：格栅、沉淀、絮凝、过滤等物理处理方法。本设计直接采用格栅去除部分 悬浮物及较大漂浮物，然后进入调节池调节 ph、水温、水量，再进入厌氧装置反应器。 (2)厌氧处理 目的是利用高效厌氧工艺容积负荷高、cod 去除效率高、耐冲击负荷的优点，减 少稀释水量并最大程度的削减 cod，以降低基建、设备投资及运行费用，并回收、沼 气。厌氧段还有脱色作用，这对印染废水的处理意义较大。表 2-8 例举了几种厌氧处 理方法的一般性特点和优缺点，供工艺选择时参考。 表表 2-8 几种厌氧处理法的比较几种厌氧处理法的比较 方法或反应器特点优点缺点 传统消化法在一个消化池内进行酸化， 甲烷化和固液化分离 设备简单反映时间长，池容积大； 污泥易随水流带走 厌氧生物滤池微生物固着生长在滤料表面， 适用于悬浮固体量低的污水 设备简单，能承受较高 负荷，出水悬浮固体少， 能耗小 底部易发生堵塞，填料 费用较贵 厌氧接触法用沉淀池分离污泥并进行回 流，消化池中进行适当搅拌， 能适应高有机浓度和高悬浮 估计的污水 能承受较高负荷，有一 定扛冲击能力，运行较 稳定，不受进水悬浮固 体的影响；出水悬浮固 体少 负荷高时污泥会流失； 设备较多，操作要求较 高 上流式厌氧污泥 床反应器 消化和固液分离在一个池内， 微生物量很高 负荷高；总容积小；能 耗低，不需搅拌 如设计不善，污泥会大 量消失；池的构造复杂 两相厌氧处理法酸化和甲烷化在两个反应器 进行，两个反应器内可以采 用不同反应温度 能承受较高的负荷，耐 冲击，运行稳定 设备较多，运行操作复 杂 本设计采用上流式污泥床反应器改进型水解酸化池，能在常温下正常运行， 不产生沼气，流程简化，并在基本不需要能耗的条件下对有机物进行降解，降低造价 和运行费用。 (3)好氧处理 目的是保证厌氧出水经处理后达标排放。同时，对于氨氮、cod 含量高的废水， 通过厌氧好氧组合工艺还可达到脱氮的目的。从工程应用的角度推荐采用生物接触 氧化法、好氧流化床和序批式间歇反应器(sbr)，这些工艺的优点是污泥不回流且剩余 污泥少，基建投资和占地面积少，运行稳定且成本低于其他好氧工艺。针对本设计中 q=2600m3/d 的印染废水，宜采用池容小、处理效率高的 sbr。 (4)深度处理 安徽工程大学毕业设计(论文) 11 对于二级生化处理出水，为使其达到回用标准，必须在此基础上进行深度处理。 废水深度处理技术如下表。 表表 2-9 废水生物处理单元技术废水生物处理单元技术 处理方法去除对象处理技术 悬浮物快速过滤、微滤、混凝沉淀、气浮 有机物臭氧氧化、混凝沉淀、活性炭吸附、反渗透 无机物电渗析、反渗透、蒸馏、冷冻、离子交换 磷活性矾土吸附、石灰混凝、铝盐或铁盐凝聚、离子交换 氨氮吹脱、氨解吸、沸石吸附、离子交换、折点加氯 脱臭臭氧氧化、活性炭吸附 物理处理方法 大肠杆菌群氯消毒、臭氧氧化、紫外线消毒、折点加氯 有机物baf、滴滤池、延时曝气、氧化塘、土地处理、mbr生物法 氮、磷a-o、a-a-o、uct 工艺、生物接触氧化、氧化沟、 sbr 对于印染废水的回用，本设计采用 baf混凝沉淀工艺，既可以有效的针对印染 废水的特性去除 codcr、bod5、nh3n、无机盐等各类超标物质，又可以利用厂区 资源，减少基建投资。 2.4.3达标分析达标分析 调节池： 项目codcr色度ph 进水6802509.5 出水59825068 去除率8% 水解酸化池： 项目codcr色度ph 进水59825068 出水418.67568 去除率30%70% sbr 池： 项目codcr色度ph 进水418.67568 出水125.637.568 去除率70%50% baf 池： 项目codcr色度ph 进水125.637.568 出水25.121568 姜斌：印染废水回用工程设计 12 去除率80%60% 混凝沉淀池： 项目codcr色度ph 进水25.121568 出水12.5667 去除率50%60% 混凝沉淀池达到排放标准。 2.5工艺流程工艺流程 2.5.1工艺流程确定工艺流程确定 经分析处理工艺如下图所示： 调节池 格栅 水解酸化池sbr 池baf 池混凝沉淀池 污泥浓缩池污泥脱水 鼓风曝气机房 进水 出水 图 2-4 印染废水回用工艺流程图 2.5.2工艺流程说明工艺流程说明 2.5.2.1 水解酸化 由于本设计任务的印染废水可生化性较好，一般不需要考虑水解酸化池，但鉴于 印染废水具有有机物污染物含量高、悬浮物含量高、水质变化差异大等特点，利用水 解酸化池能减少有机物的分子量，产生不完全氧化的产物等特点有利于后去的好氧段 的处理。此外，由于印染分子的抗生物降解性强，处理过程中，bod5/cod 比值会下 降，致使普通的好氧工艺对废水色度、cod 去除率不高，需要向曝气池投加铁盐、活 性炭等吸附物质，避免了运行成本的增强。 安徽工程大学毕业设计(论文) 13 作用机理：一般把厌氧发酵过程分为四个阶段，即水解阶段；酸化阶段； 酸衰退阶段甲烷化阶段，而中解反应地把反应过程控制在前面的水解与酸化二个阶 段。水解阶段，可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子 物质，在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸，丁酸和丙酸等。 水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开，此阶段的主要微生物是水解- 产酸细菌。在水解酸化反应过程中首先大量微生物将进水中呈颗粒与胶体状有机物迅 速截留和吸附，这是一个快速的物理过程，只需几秒钟到几十秒就进行完全；补截留 下来的有机物吸附在水解污泥表面，被缓慢分解；它在系统中的停留时间取决于污泥 停留时间，与水力停留时间无关；在水解产酸菌的作用下将不溶性有机物水解成为可 溶解性物质，同时在产酸菌的协同作用下将大分子，难于生物降解的物质转变为易于 降解的小分子物质，并重新释放到溶液中，在较高的水力负荷下随水流出系统；由于 水解和产酸菌世代期较短，因此这一过程也是迅速的。污水经过水解反应后可以提高 其生化性能，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。 水解酸化池的主要特点： 1、在城市污水处理中，多功能的水解(酸化)池较功能专一的传统初沉池对各类有 机物的去除效率高，节能降耗。以多功能的水解池取代功能专一的初沉池，水解(酸化) 池对各类有机物的去除率远远高于传统的初沉池，其 cod、bod、ss 去除率分别达 到 25-30%、15-25%、65-70%，从数量上降低了对后续处理构筑物的负荷。水解池用较 短的时间和较低的能耗完成了部分有机污染物的净化过程，使该组合工艺较常规工艺 节能 20%30%。 2、水解(酸化)曝气生物滤池工艺较常规工艺污泥量减少了 1530%，整个工艺 的剩余污泥最终从水解酸化池排出。由于采用缺氧处理技术，在处理水的同时，也完 成了对部分污泥的减容处理，简化了传统处理工艺流程，同时水解(酸化)池内污泥稳定， 容易处理与处置。 3、基建费用低，运行管理方便。水解酸化工艺基建费用较常规初沉池基建费用低， 且不需要大量的水下设备维护，处理效果稳定，管理方便。 2.5.2.2 sbr sbr 是序列间歇式活性污泥法(sequencing batch reactor activated sludge process) 的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污 泥法。 与传统污水处理工艺不同，sbr 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的 操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。 它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，sbr 技术的核心是 sbr 反应池，该池集 均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是 sbr 工艺这些特 殊性使其具有以下优点： 姜斌：印染废水回用工程设计 14 1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替 状态，净化效果好。 2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水 质好。 3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量 和有机污物的冲击。 4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 6、反应池内存在 do、bod5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 7、sbr 法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的 脱氮除磷效果。 9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污 泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。 sbr 系统的适用范围： 由于上述技术特点，sbr 系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技 术条件，sbr 系统更适合以下情况： 1、中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的 地方。 2、需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物， 还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 3、水资源紧缺的地方。sbr 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施， 便于水的回收利用。 4、用地紧张的地方。 5、对已建连续流污水处理厂的改造等。 6、非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。 2.5.2.3 baf 曝气生物滤池是一种构造新颖的废水生物处理技术，baf 最初发展的思路源于 20 世纪初，几经开发完善，至 20 世纪 80 年代中期成为一个日趋成熟的废水生物处理技 术，并得到日益广泛的推广应用。它不仅具有对废水进行二级生物处理的功能，而且 还具有深度处理的功能，对废水中氨氮去除能力强，占地面积小，耐冲击负荷能力强， 优点显著。baf 是生物膜法技术深入发展的结果，可将它称为第三代生物膜法技术。 第三代生物膜法具有以下特点： (1)供氧充分，传质条件好； (2)净化废水效果好，受气温影响较小； 安徽工程大学毕业设计(论文) 15 (3)滤料轻型化，构筑物轻巧紧凑； (4)填料比表面积较大； (5)净化能力强，净化效果好； (6)不孳生小灰蝇，臭气容易控制，卫生条件显著改善。 此外，第二代、第三代生物膜法还具有以下特点： (1)生物相多样化，细菌(异养菌、自养菌)、原生动物、真菌、无脊椎动物、后生 动物、藻类等生物多样性好，生态环境良好； (2)生物量大，比活性污泥法高 520 倍，处理能力大大增加； (3)剩余污泥产量少； (4)维护运行管理简便，不许污泥回流，不发生污泥膨胀； (5)工艺过程稳定，对有机负荷、水力负荷的波动耐受性好，影响小； (6)动力能耗省。 2.5.2.4 混凝沉淀法 1、混凝沉淀的作用 混凝法是印染废水处理的一种重要处理方法。用于印染废水处理，可有效除去水 中疏水性染料物质及部分亲水性染料物质；作为生物处理的预处理，可大大减轻后续 生物处理的压力；作为生物处理的后处理，可去除水中残存染料物质，以降低废水的 色度。混凝法可去除多种高分子物质、胶状有机物、重金属有毒物质，如汞、镉和铅 等，以及导致水体富营养化的物质，如磷等可溶性无机物。此外，还可以作为污泥机 械脱水前的调质处理，以改善