5000t每天印染废水处理工程设计毕业论文.doc

本科毕业设计（论文）5000t/d印染废水处理工程设计 学 院 环境科学与工程学院 专 业 环境工程 年级班别 2009级（1）班 学 号 3104008157 学生姓名 刘亮 指导教师 薛永强 汤 兵 2013 年 6 月 设计总说明印染废水在我国工业废水总量占有很大比例，而且具有碱性强，色度高，有机浓度高，生物降解性差等特点，如不治理，必然会对受纳水体造成严重污染，破坏水体生态系统。实践证明，对于印染废水，物化生化法是一种有效的处理工艺，但常规处理方法的效率较低，必须对其进行强化。本设计要求处理水量为5000m3/d的印染废水。通过对印染废水排放状况进行研究，根据印染废水的特点及在废水处理中取得的成功经验，选择了工艺成熟、稳定、节能、占地少、效率高的水解酸化接触氧化法，使出水水质达到广东省印染废水污染物排放标准的要求。关键词：印染废水，水解酸化，接触氧化，混凝沉淀AbstractDyeing and finishing wastewater is an important part of industry wastewater in our country, which characterized by high level of alkali, color, organics and poor biodegradability. It will make severe pollution to water system and deteriorate the aquatic ecosystem if discharged into waterbody without treatment.It has been proved that the physicochemical treatment is one of the feasible methods in treating dyeing and finishing wastewater, but the treatment efficiency of conventional process do not very high and should be enhanced. This design handles the water measures to 5000m3/d to print to dye the wastewater。With the study of dyeing and finishing wastewater process，especially the successful experience of dyeing and finishing wastewater treating, we select the hydrolytic acidification and biological contact oxidation to treat dyeing and finishing wastewater. This way is proven to be ripe, stead, effective and compact. As a result, the discharged water can meet the emission limits of dyeing and finishing wastewater.Key words： dyeing and finishing wastewater，hydrolytic acidification，contact oxidation coagulation sediment目 录1 绪论11.1 印染废水工程设计的背景及投资的必要性11.2 印染废水特征11.3 印染废水治理的研究现状及动态22 设计规模和目标62.1 水量、水质状况62.2 设计依据、原则62.2.1 设计依据62.2.2 设计原则73 工艺设计方案比较于选择83.1 水解酸化+好氧生化工艺试验流程的确定83.2 水解酸化工艺机理83.3 水解酸化工艺的特点及应用现状103.4 好氧生物接触氧化工艺机理113.5 生物接触氧化工艺的特点及研究现状123.6工艺流程的确定134 工艺流程说明与设计参数154.1 格栅154.2 调节池164.3 水解酸化池174.4 接触氧化池184.5 混凝沉淀池214.6 次氯酸钠氧化池234.7 污泥浓缩池234.8 脱水间244.9 设备房255 主要处理构筑物及设备表265.1 构筑物和建筑物265.2 废水处理主要动力设备276 污水处理厂总体布置286.1 平面布置286.2 高程布置287 投资概算及运行成本307.1 土建部分307.2 设备部分317.3 其他费用部分317.4 运行成本估算31致 谢33参考文献34附 图351 绪 论1.1 印染废水工程设计的背景及投资的必要性我国是纺织印染业的第一大国，而纺织印染业又是工业废水排放大户，印染厂每加工100m2织物，产生废水量3一5m3，故由此而造成的生态及经济损失是不可计量的，所以解决印染水污染问题势在必行。在我国，印染废水已成为当前最主要的水体污染源之一。由于这类废水成分相当复杂，往往含多种有机染料并且毒性强，色度高，PH值波动大，难降解，组分变化大，且水量大，浓度高，所以一直是工业废水处理的难点，也是急需解决的问题之一。另外，由于水资源的缺乏，废水处理资源化已提到日程上来，一些废水经处理后出水水质较好的工厂通过技术经济比较，将经处理后的废水作为第二水源再进行深度处理，根据出水水质不同，再回到不同的用水部门。有条件的工厂都可开展这方面的工作。 今后印染废水处理新工艺、新设备的研究还逐步趋向于高效能、低能耗，技术先进，经济合理。因此，在水和资源供应紧张的今天，如何有效地处理印染废水已成为环境保护的一项重要研究内容。1.2 印染废水特征纺织工业在提高和丰富人民物质文化生活方面有重要的作用纺织工业废水中的污染物主要是棉花等纺织纤维上的污物、盐类、油类和脂类，以及加工过程中投加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等，纺织工业废水具有如下特点： 水量大； 废水的污染以有机污染为主； 污染物浓度高； 废水中的污染物主要是第二类有害的物质； 绝大部分呈碱性废水； 一般废水处理设施难以净化。纺织印染工艺流程,见图1.1。煮炼退浆烧毛缝头验布坯布 漂 白丝 光烘 干增白染色印花烘 干漂白布色布整 理图1.1 纺织工艺流程图1.3 印染废水治理的研究现状及动态国外印染废水的治理始于50年代。50年代到60年代，主要进行单一型的技术研究、发明，取得了不少研究成果。到70年代，则偏重于全面性研究，即重视了区域性的治理方法研究，把各种治理技术与技术经济指标相联系，使印染废水的治理与某区域联系在一起，避免重复治理。70年代末至今，注意了研究节约能源，以及开展了资源的合理利用研究工作，提出了提高环境质量的要求。治理方法上，主要集中在生物化学处理和物理化学处理方法两个方面。我国印染废水的治理研究工作是自70年代初逐步开展起来的，特别是1973年第一次全国环保会议之后发展更快。经过多年的不懈努力，印染废水治理的科研工作取得很大成绩。国内对印染废水的治理科研工作，主要包括治理工艺路线和方法，以及治理设备和器材的研究。我国印染废水治理工程大多数用以生物化学为主体的治理工艺路线，但由于印染废水水质多变，环境要求不断提高，单纯采用生物化学这一种方法处理印染废水，难以达到排放要求，因此大多为生物化学与物理化学串联的处理方法。从各国研究印染废水治理方向来看，在整个处理流程中生物化学处理方法和物理化学方法仍占主导地位。现将印染废水治理中，生物化学法、物理化学法，以及这两类方法相结合的处理方法的应用分别简述如下。(1)生物化学法在印染废水治理中的研究和应用生化法的优点是对易生物降解的有机污染物去除率较高;与物化法相比较，处理污水成本低;出水水质较好。缺点是基建费用高，工艺比较复杂，对进水水质稳定性要求高。对活性污泥法的应用活性污泥法形式多样。国内外普遍探索的是增加曝气池内的污泥浓度，开发新的曝气技术和固液分离技术，以减少动力消耗，缩短处理时间，提高处理效率。欧美国家研究开发出了一些高效布气装置;日本试验过纯氧曝气方法。我国在七十年代中期，南方一些印染厂，先后建成了一批完全混合式的活性污泥法处理装置，其中主要采用表面加速曝气池这种型式。由于它具有处理效率高，占地面积少等优点，比占地面积较大的延时曝气池更为处于城市里的印染工厂所采用，因而得到进一步推广。但是，表面加速曝气池在运行中也出现一些问题，诸如:沉淀区沉淀效果不理想、污泥回流不畅，有时还产生污泥膨胀等问题。近几年来，通过对废水中微生物学的研究，对活性污泥法中的污泥膨胀己有了较全面的认识，了解到丝状细菌在污泥膨胀中占主导作用，通过实验发现:控制营养投配及提高充氧速率，即可控制这一现象发生。很多工厂总结出了控制污泥膨胀的经验，保证了处理装置的正常运行。 生物膜法七十年代中期，对生物膜法处理印染废水的新技术、新工艺也开始试验研究。主要研究的处理装置，是塔式生物滤池及生物转盘。在塔式生物滤池中主要研究塔体的结构比例、布水方式、填料类型、处理能力及有关设计参数等。在生物转盘中，主要研究盘片的形状效果、停留时间等参数。由于这两种处理装置运行管理方便，处理负荷高，因此，研究成果很快在生产中被采用。七十年代中后期我国南北方不少印染厂采用这两种形式处理印染废水。其中塔式生物滤池由于废水在其中停留时间较短，去除效率较低，适宜作为废水处理，特别是流程中的预处理装置(对污染程度较高的废水)，而生物转盘，由于废水停留时间可根据不同级数进行控制，处理效果较稳定。相对而言，由于其设备占地面积较大，比较适宜废水量不太大的中小型染色工厂采用。 对于生物接触氧化法的研究与应用七十年代末期，我国又开始研究生物接触氧化法。这种方法具有生物膜法和活性污泥法两种方法的特征，还具有停留时间短、不产生污泥膨胀、管理方便等优点。对这种方法主要研究其有机负荷量、气水比、曝气型式、填料种类、生物膜特性、停留时间、处理效果等。这项成果很快在我国南北方地区的很多企业采用，特别是生物接触氧化池中软性纤维填料的研究成功，使这一处理工艺进一步得到推广和应用。由于硬性蜂窝填料及软性纤维填料在较长时间运行中出现填料堵塞及填料结球情况使去除效果下降。国内研究出的新型立体状半软性填料具有较强的布水、布气性能，去除有机污染物能力强，可以解决填料的堵塞及结球问题。目前半软性填料已在生物接触氧化池中广泛应用。为了去除废水中较难生物降解的有机污染物质，研究出厌氧(兼氧)一好氧处理工艺，采用这种方法可先由厌氧(兼氧)过程中的产酸阶段，去除部分较易降解的有机污染物质，还可将较难降解有大分子有机物，分解为较简单的小分子有机物，再通过好氧生物处理过程进一步去除。采用这种治理路线比单纯采用好氧治理方法在脱色效果、去除有机污染物能力上均有所提高。特别是在流程中投加定向培养菌种后，对于较难生物降解的合成染料PVA、有较明显的降解效果。 氧化沟和氧化塘近年来，国内外研究了天然净化技术。它在采用曝气器、曝气刷等人工强化装置的基础上，充分利用自然条件，设置氧化沟、氧化塘等处理设施。广州卓越织造厂，采用物化十生化十水葫芦氧化塘法，处理印染废水，该厂生产废水先经调节池均化水质水量，生物接触氧化降解大部分有机污染物，再经混凝沉淀脱色及去除COD，最后利用水葫芦氧化塘进一步降解有机物、脱色。该工艺已成功运行四年，各项指标均达到排放标准。水葫芦氧化塘由原废弃的池塘修砌而成，种植水葫芦，以对废水进行深度处理。这一工艺取得了一定成效。(2)物理化学法在印染废水治理中的研究和应用化学处理方法在七十年代几乎与生物化学方法同时受到重视，并开始进行研究。物化法一般有基建费用低、抗冲击负荷能力较强等优点。缺点是由于要使用化学药剂和一些媒质，如活性炭，运行费用高，处理设备造价比较高，运行管理比较复杂，并且由于投加药剂，还有可能造成水的二次污染。由于该方法占地少，部分小型印染厂采用这种方法处理废水。在物理化学处理方法中最先研究和采用的是化学投药法。七十年代，印染工厂开始研制利用铝灰，采用酸溶法制造聚合铝工艺及制造活化硅藻工艺。在应用聚合铝处理印染废水的研究中，主要研究内容为投药量与去除效果的关系，以求得用最少投药量获得最佳的去除效果。采用化学投药法除了能去除废水中有机物外还有较好的脱色效果。为了提高凝聚效果还进行了无机高分子聚合铝与有机高分子聚合物(聚丙烯酞胺类)按不同投配试验，充分发挥了混凝剂的电中和作用及凝聚架桥作用，节省了混凝剂的投加药量。七十年代末，混凝气浮技术开始在印染废水治理中进行应用试验，主要研究内容为:气浮池池型、溶气设备的溶气效果，释放器尺寸。由于采用气浮装置占地少，因此，很多印染废水治理工程竞相采用。混凝气浮工艺要求操作水平较高。目前，为了提高混凝剂的处理效率，又研究出通过接枝缩合等工艺将无机高分子聚合物、有机高分子聚合物制成复合高分子聚合物，它实质上发挥了无机高分子聚合物电解质的电中和与凝聚特性，使其具有更好的处理效果。采用这种复合混凝剂，运转管理均较方便。八十年代初，为了解决生物化学法处理后的废水中仍含有有机污染物及有颜色的问题，出现了生物活性炭法处理印染废水的工艺。生物活性炭既包含了活性炭物理吸附有机污染物的作用，又包含了微生物的氧化分解作用(但应该注意的是，活性炭的吸附能力会因染料的种类不同而发生变化，因此，正确选择用于废水脱色处理的活性炭规格是十分重要的)。某纺织厂将经过生化处理后的印染废水，用生物活性炭柱进行处理，与粒状活性炭接触42分钟，使COD降低50%。对于为了提高脱色效果而开展研究的臭氧氧化、光化学氧化等处理方法，虽然它们都有较为明显的脱色效果，但由于设备制作复杂，耗电量相对较高，而在生产中采用较少。 (3)生化法与物化法相结合的工艺在印染废水治理中的研究和应用随着我国经济的进一步发展，对废水处理程度的要求越来越高。由于印染废水水质变化较大，含有机污染物较多，而且废水中含有大量难降解有机物，虽然采用比较经济的生物化学处理方法作为处理流程的主要处理单元，但往往达不到各地区要求的排放标准。因此，一般多采用由几种处理方法组成的综合治理路线。2 设计规模和目标2.1 水量、水质状况设计水量： Q=5000m3/d= 210m3/h 进水水质: CODcr: 1500mg/L； BOD5: 400mg/L；SS: 300mg/L； 色度: 400倍； PH : 8-10 出水要求：经处理后污水达到广东省水污染物排放限值（DB44/26-2001）中的二时段一级标准:CODcr90mg/L； BOD5 20mg/L；SS60mg/L； 色度 60倍； PH : 6-92.2 设计依据、原则2.2.1 设计依据(1)中华人民共和国环境保护法(2)中华人民共和国污水综合排放标准GB89781996(3)国家有关的环保法规、政策。(4)水处理工程；环境工程设计手册。(5)室外排水设计规范GBJ1487(6)广东省地方标准DB44/26-2001一级标准2.2.2 设计原则(1)认真惯彻执行国家关于环境保护的方针政策，遵守国家有关法规、规范、标准。(2)根据污水水质和处理要求，合理选择工艺路线，要求处理技术先进，处理出水水质达标排放。运行稳定、可靠。在满足处理要求的前提下，尽量减少占地和投资。(3)设备选型要综合考虑性能、价格因素，设备要求高效节能，噪音低，运行可靠，维护管理简便。(4)废水处理站平面和高程布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理。3 工艺设计方案比较于选择3.1 水解酸化+好氧生化工艺试验流程的确定生物化学处理方法之一的好氧处理工艺对城市污水和类似于城市污水的有机性工艺废水处理效果较好，因为这些废水可生化性较好，同时水质较稳定，水中对微生物有毒有害的物质很少。 纺织印染行业废水由于品种变化，化纤织物增加，织布厂在浆纱时所用浆料由淀粉向PVA等化学浆料转化，坯布在炼漂、染色过程中大量采用ABS等表面活性剂及各种新型染料的使用，使染整行业废水的CODcr值增加，可生化性下降。国内一般的活性污泥法处理PVA处理效率仅20%左右。近几年来研究的水解酸化工艺对处理涤沦纺丝有机废水和含PVA退浆废水均有明显效果。水解酸化十好氧工艺有如下特点:抗冲击负荷能力较强，可广泛应用于高浓度、水质水量变化较大的工业废水的处理。污水经水解酸化后，BOD5/CODcr的比值有所升高，使其可生化性提高。运行稳定性好，污泥沉降性好，受外界气温变化影响小，便于操作。填料挂膜容易，老化膜靠水力冲刷，曝气搅动自动脱落。回流污泥量小，也不存在污泥膨胀，运行管理方便。附着在填料表面的微生物量大，种类多，并形成了从细菌一原生动物一后生动物的食物链，使出水水质良好。因此，本设计采用了“水解酸化十好氧处理”的试验工艺流程。3.2 水解酸化工艺机理水解酸化工艺不等于厌氧消化。区别水解酸化与厌氧消化，就要看一下厌氧发酵的全过程。W.WEckenfelder把厌氧发酵过程分成四个阶段:水解阶段:复杂大分子有机物通过产酸菌胞外酶的作用转化为简单的可溶性小分子物质。如多糖(淀粉)水解为单糖，蛋白质分解为肤和氨基酸，脂肪油脂转化为链脂肪酸和丙三醇等。酸化阶段:兼性或专性的产酸菌将水解产物转化为短链有机酸(五碳以下)、醇、醛等中性化合物，并有H2、CO2、H2S、NH3产生，本阶段有机酸的大量产生，使PH有下降趋势。产氢产乙酸阶段:酸化阶段虽然也有能成为甲烷菌直接利用的醋酸盐、H2、CO等，但主要还是丙酸盐、丁酸盐、戊酸盐和乙醇等不能为甲烷菌直接降解的物质。因而必存在一种独立的菌群即产氢产乙酸菌将上述物质转化，从而起到中间桥梁的过渡作用。在产氢产乙酸菌的作用下，酸化阶段产生的2个碳链以上一的短链脂肪酸(盐)、醇、醛等物质转化为乙酸盐，同时产生玩。本阶段中，由于产氢细菌的活动使氨态氮浓度增加。氧化还原热降低，PH值有所上升，从而为后续的甲烷菌创造了条件，另外还有H2S，硫醇等带有不良气味的副产物产生。甲烷化阶段:专性厌氧的产甲烷菌将前几阶段产生的乙酸(盐)、H2、CO:及少量的甲酸、甲醇等物质转化为CH4和C02，这一过程有两组生理上不同的产甲烷菌起作用:一组是氢还原CO,生成甲烷，另一组是乙酸盐脱梭产生甲烷，其中前者约占厌氧发酵甲烷产量的1/3，后者占2/3。本工艺采用的水解酸化池是把反应控制在第二阶段，不进入第三阶段。其较之全程厌氧具有以下的优点:对于固体的降解功能完全和消化池一样。由于水解一好氧生物处理工艺的污泥仅为难于厌氧降解的剩余活性污泥，故可在常温下使固体迅速水解，实现污水污泥一次处理，不需要设置加热的中温消化池。不需要密闭反应器，不需要搅拌器和水、气、固三相分离器，降低了造价并便于维护，可以设计出适合大、中、小型污水厂所需要的构筑物。由于反应控制在第三阶段之前，故出水无厌氧发酵所具有的不良气味，改善了污水处理厂的环境。因第一阶段、第二阶段反应进行迅速，故酸化水解池的体积小，与一般初沉池相当，可节省基建投资。3.3 水解酸化工艺的特点及应用现状水解池属于升流式污泥床反应器，污水由反应器底部进入反应器，通过污泥床，大量微生物将进入水中，颗粒物质和胶体物质迅速截留和吸附，这是一个物理过程的快速反应，一般只要几秒种到几十秒种即可完成。截留下来的物质吸附在水解池污泥的表面，慢慢地被分解代谢。其在系统内的污泥停留时间要大于水力停留时间。在大量水解细菌的作用下将不溶性有机物水解为溶解性物质，同时在产酸菌的协同作用下将大分子物质、难于生物降解物转化为易于生物降解的小分子物质，重新释放到液体中，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，往往以分钟和小时计。因此，这一降解过程也是迅速的。在这一过程中，溶解性BOD、COD去除率虽然从表面上讲很低，但是由于颗粒有机物发生水解增加了系统中溶解性有机物的浓度，因此，溶解性BOD、COD去除率实际很高，被去除的这一部分有机物以CO2、CH4和菌体增量这三种形式存在于水和泥中。需要说明的是，水解酸化一好氧工艺中的水解过程与好氧AAO、AB工艺中A段的水解过程存在较大区别。首先是菌群不同。前者的优势菌群是厌氧微生物，以兼性菌为主;面后者中的优势菌以好氧菌为主。其次，反应器中的污泥浓度不同。水解酸化一好氧工艺中的水解池为升流式反应器，污泥浓度可以高达15一25g/l，而AAO、AB中从二沉池回流的污泥浓度一般最高为5g/l。以上差别造成了水解工艺是完全的水解，而后者仅仅发生部分水解。总之，水解池可将污水中固体态大分子的不易生物降解的有机物，降解为易于生物降解的小分子，它和后续好氧工艺结合，特别适合于难生物降解污水。水解酸化一好氧处理工艺与单独好氧工艺相比，具有以下优越性:由于在水解阶段可大幅度地去除水中悬浮物或有机构(视工艺要求而定)，其后续好氧处理工艺的污泥量可得到有效地减少，从而设备容积也可缩小。水解酸化工艺的产泥量远低于好氧工艺(仅为好氧工艺的1/10一1/6)，并已高度矿化，易于处理。同时其后续的好氧处理所产生的剩余污泥必要时可回流至厌氧段，以增加厌氧段的污泥浓度同时减少污泥的处理量。水解工艺可对进水负荷的变化起缓冲作用，从而为好氧处理创造较为稳定的进水条件。厌氧处理运行费用低，且其对废水中有机物的去除亦可节省好氧段的需氧量，从而节省整体工艺的运行费用。水解酸化不仅可为好氧工艺提供优良的进水水质(即提高废水的可生化性)条件，从而可提高好氧处理的效能，而且可利用产酸菌种类多、生长快及对环境条件适应性强的特点.以利于运行条件的控制和缩小处理设施的容积。3.4 好氧生物接触氧化工艺机理本工艺对有机物去除起最主要作用的还是好氧阶段，因此好氧阶段运行效果的好坏，将直接影响最终处理效果。故而必须选择最佳的好氧段工艺。生物接触氧化技术是在生物滤池的基础上发展起来的，从生物膜固定和污水流动来说，相似于生物滤池，从污水充满曝气池和采用人工曝气看，它又相似于活性污泥法。所以生物接触氧化法兼有生物滤池法和活性污泥法的优点。在生物接触氧化法中，微生物主要以生物膜的状态固着在填料上，同时又有部分絮体或碎裂微生物膜悬浮于处理水中。最初，稀疏的细菌附着于填料表面，随着细菌的繁殖，在溶解氧和食料充足的条件下，生物膜逐渐加厚。废水中的溶解氧和有机物扩散到生物膜内，为好氧菌利用。但当生物膜长到一定厚度时，溶解氧无法向生物膜内扩散，好氧菌死亡，溶化，而内层的厌气菌得以繁殖发展。经过一段时间后，厌气菌数量亦开始下降，加上代谢气体的逸出，使内层生物膜出现许多空隙，附着力减弱，终于大快脱落，在脱落的填料表面，生物膜又重新生长，这样就使去除有机物能力保持在一定水平上。生物接触氧化法中固着的生物膜与一般生物膜不同。在氧化池中采用曝气方式，不仅提供较充足的溶解氧，而且由于曝气搅动，加速了生物膜的更新，从而更加提高了膜的活力与氧化能力。另外，曝气会形成水的紊流，使固着在填料上的生物膜可以连续地、均匀地与污水相接触，避免生物滤池中存在的接触不良的缺陷。接触氧化法生物膜上的生物相很丰富。起作用的微生物包括许多门类，由细菌、真菌、原生动物、后果生动物组成较稳定的生态系。在正常运行和生物膜降解能力良好时，生物相中占优势的原生动物以固着性的纤毛虫等为主，所以，它们是生物接触氧化系统运转良好的有价值的批示性生物。在运行时，若固着性虫突然消失，丝状菌稀少，而游泳性虫大量出现，则出水水质变差;反之则说明出水水质变好。与活性污泥法不同的是，在生物接触氧化法中的生物膜上存在着大量的后生动物，如轮虫等，它们能软化生物膜，促使生物膜脱落，从而保持活性和良好的净化功能。所以若轮虫等数量多且活跃，则出水水质好；反之，则预示着生物处理效果下降。3.5 生物接触氧化工艺的特点及研究现状生物接触氧化法具有如下特点:生物接触氧化法兼有活性污泥法的特点，它利用固着在填料上的生物膜吸附水中的有机物，并加以氧化分解，使污水净化。由于填料浸没在水中，固着在填料上的生物膜呈立体结构，一端固着，一端漂浮，上面是发育极好的垂丝状菌胶团以及大量丝状菌，形成密集的生物群体，增加了污水与微生物的接触表面积。由于生物膜浸没在水中，也需像活性污泥法一样，设置曝气装置，不断向水中供氧。生物接触氧化法体积负荷高，处理时间短。出水水质好且稳定。接触氧化工艺有较好的出水水质，而且当进水浓度短期突变时，出水水质受影响很小;在毒物和PH的冲击下，生物膜受影响小，而且恢复快。这己在国内各地的印染废水处理试验中得到证实。动力消耗低。由于在接触氧化池内有填料存在，增加了氧的传递效率，且因省去污泥回流也使能耗下降，因此采用接触氧化法处理污水，一般可节省动力30%左右。无污泥膨胀问题。污泥膨胀一般是活性污泥法运行时较难控制，而且又影响处理效果的问题。生物接触氧化法无此问题存在。与活性污泥法相比，接触氧化法的容积负荷高2一8倍，但污泥产量不仅不高，反而有所降低。当容积负荷为1一3kgBOD5/m3时，去除每公斤BOD产生的污泥仅为0.18一0.58公斤。上述几个特点，基本概括了接触氧化法的优点。此法的缺点是:生物膜厚度随负荷增高而增大，负荷过高，则生物膜过厚，引起填料堵塞。故负荷不宜过高。大量产生后生动物(如轮虫类)，容易造成生物膜瞬时大快脱落，影响出水水质。填料及支架等往往导致建设费用增加。在好氧生物接触氧化工艺之前，进行水解酸化处理，以便于利用厌氧微生物对水质适应能力强的特点，承受一部分冲击负荷，减轻对后续好氧处理的影响，并利用产酸菌的生物酶将不易被好氧微生物所降解的染料、表面活性剂等大分子有机物断链，使固体物质转化为溶解物质，大分子物质转化为小分子物质，成为各种易于被降解的有机酸，提高污水的可生化性，提高好氧处理阶段的效果。3.6工艺流程的确定如图3.1格栅印染废水调节池污水泵水解酸化池鼓风曝气系统接触氧化池污泥回流污泥浓缩池混凝剂混凝沉淀池 板框压滤机次氯酸钠氧化池 泥饼外运达标排放 图3.1本次仍采用生化结合物化处理的工艺流程。虽然生化处理还是目前印染废水处理主要处理方法，可仅仅依靠传统活性污泥系统处理根本无法达到处理的要求，尤其好氧处理对印染废水的色度、CODcr去除率都较低:厌氧水解处理虽然去除率低，但对废水可生化性的提高已被普遍证明;混凝沉淀工艺对印染废水中的色度、CODcr都有较高去除率但要达到排放要求则需要加入大量混凝剂，增加运行费用。所以将这几种工艺结合在一起，既可以利用生化处理效果可靠，运行费用低的优点，又通过混凝沉淀工艺保证了生物处理的稳定性和连续高效性。表3.1预计各处理单元处理效果一览表 浓度单位:mg/l（色度除外）项 目处理单元化学需氧量 CODcr生化需氧量BOD5悬 浮 物SS色度（倍）原 水1500400300400集水池去 除 率5%5%5%5%出水浓度1425380285380水解池去 除 率30%35%35%出水浓度998230247接触氧化池 去 除 率85%85%50%50%出水浓沉池去 除 率30%10%60%30%出水浓度105275786次氯酸钠氧化池去 除 率20%20%40%出水浓度80185752标 准902060604 工艺流程说明与设计参数4.1 格栅水经过机械格栅的处理后，废水中的漂浮物及较大的杂质可被去除，这样可保护后续处理设备正常运行。采用栅条间隙d =10mm，即栅槽宽度S=0.01m，格栅倾角为 60。 图4.1格栅的结构(1)格栅的间隙数量nn=Qmax（sin）0.5/dhvQmax最大设计流量，m3/sd 栅条间距，m 。本设计取10mm，即0.01mh 栅前水深，m 。本设计取0.4m。n=Qmax（sin）0.5/dhv=0.05831.2（sin600）0.5/0.010.40.6=16取栅条为20条(2)格栅的建筑宽度：B =S（n1）dnB格栅的建筑宽度，mS栅条宽度，本设计取栅条宽度S=0.01m则B=S（n1）dn=0.01（201）+0.01020=0.39m 取0.5m(3)栅后槽的总高度h总h总=h h1 h 2h 栅前水深，mh1格栅前渠道超高，本设计取0.3 mh 2格栅的水力损失 h总=h h1 h 2=0.40.3+0.2=0.9m (4)格栅的总建筑长度L：L=L1L20.51.0H1/tgL1=进水渠道渐宽部位的长度，m L1=（BB1）/2tg1=（0.50.36）/2 tg2000.2B1进水渠道宽度，本设计取0.45m1进水渠道渐宽部位展开角度1=200L2 格栅槽与出水渠道连接处的渐宽部位长度，一般L2 =0.5 L1H1格栅前渠道深度，H10.4+0.3=0.7mL=L1L20.51.0H1/tg=0.2+0.1+0.5+1.0+0.7/ tg600=2.2m(5)每日要栅渣量ww=Qmaxw186400/kz1000w1栅渣量，m3 /103m3污水,本设计取0.07 m3 /103m3污水kz污水流量总变化系数，本设计取1.5w=Qmaxw186400/kz1000=0.034721.20.0786400/1.51000=0.168m3/d0.2 m3/d所以采用人工清渣4.2调节池废水进入调节池后，废水的水质和水量变化得到了调节，可减缓后续处理构筑物水解酸化池和接触氧化池的负荷冲击，使细菌微生物能正常对有机化合物进行降解。在调节池的出口处设巴氏计量槽对处理排放水量进行计量，采用自动测量记录仪，中央控制室显示。设计流量Q=125m3/h , 停留时间T=6h,调节池有效容积 V=Qt=1256=750m3调节池平面形状为矩形。设其有效水深为5m,调节池面积为F=V/h2=750/5=150m3池宽B取10m，则池长L为:L=F/B=150/10=15m保护高h1=0.6m, 池总高 H=0.6+5=5.6m，如图2。图4.2调节池形式及结构4.3 水解酸化池采用水解酸化池，通过时间控制，将厌氧消化过程控制在第一，二阶段，使复杂的大分子，不容性有机物及难生物降解有机物在细胞外酶的作用下水解为小分子，溶解性有机物及可生物降解的有机物质，形成有机酸，醇类等；使溶液酸度增加，pH值下降，从而调节废水的pH值，并提高废水的可生化性。设停留时间为HRT8小时，池的有效水深为h5m水解池的有效容积v：V=QHRT12581000m3水解池的面积S:SV/h1000/5200m2水解池的尺寸： 取宽度B10m，则长度L:L=S/B=200/1020m水解池的总高度H： 设池的保护高度h1为0.5m，则：Hhh150.55.5m水解池的填料：在离池底1米的地方加入高3米的塑料填料，填料的支撑板采用多孔板。填料容积为V=31020=600m3水解池的布水装置的选择水分配系统的考虑采用穿孔管配水，水解酸化池设7根d150mm长18 m的穿管。每两根管之间的中心距为1.4m，配水孔径采用15mm，孔距为1.4m，每个孔的服务面积为1.41.4=1.96m2，孔径向下，穿孔管中心距池底0.25m，共有个91出水孔，若采用连续进水，每个孔的流速为2.18m/s。水渠的设计考虑采用锯齿型出水渠，渠宽0.2m，渠高0.2m，设9条出水渠，基本可保持出水均匀。4.4 接触氧化池废水经过水解酸化池初步处理后进入接触氧化池，废水中未被降解的大分子化合物经过接触氧化池好氧微生物的降解后，废水中的 COD,BOD及色度等指标的去除率得到了进一步的提高(1)生物接触氧化池的有效容积（即填料体积）V进水BOD5 ps0为300mg/L,出水pSe为40mg/L, 有机容积负荷率0.8kgBOD5/(m3d).V=qv(ps0pSe)/Nv50000.260.8=975 m3 ,取1000m3式中：qv平均日设计污水量，m3/d; ps0 ,pSe分别为进水与出水的BOD5,mg/l; Nv有机容积负荷率, kgBOD5/(m3d)(2)生物接触氧化池的总面积A和左数n 氧化池平面尺寸采用A1=6m5m=30m2，填料高度为4.5mA=V/h01000/4.5=222.2m2 N=A/A1222.2/30=7.4，取N为8 式中：h0填料高度,m A1每座池子的面积，m2(3)池深h h =h0+h1+h2+h3+mh4=4.5+0.6+0.5+1.5+30.3=8m 式中：h1超高，0.6m; h2填料层水深，0.5m, h3填料至池底的高度，1.5m h4填料层间隔高，0.3m(4)有效停留时间tt=V/qv=1000/125=8h式中： V氧化池的有效容积,m3qv平均日设计污水量，m3/h(5)填料 采用25mm塑料蜂窝填料，分三层，没层填料高1.5m，所需填料容积为V V=8304.5=1080m3(6)进水设施采用布水廊道布水，廊道设在氧化池一侧，宽度B取0.8m，廊道内水流速度为=6.5m/h(7)空气管道布置 图4.3 空气管道布置图水气比为15：1，每池空气量q =15=15=234.375 m3/h空气管直径d =0.075m取d =0.08m =80mm每池设5根支管，直径为d =0.0575m取d =0.06m =60mm孔眼布置 以每根支管为单位进行进算。孔眼直径=6mm，孔眼流速v =10m/s每个孔眼通过气量qq=0.0002826 m3/s每根支管上的孔眼数mm =46.5 取47个支管分长支管和短支管两种，长支管L1=2.8m，短支管L2=2.65m，按短支管布置孔眼，孔眼间距采用80mm，则每根短支管开孔数m1为=32个多余孔眼数m2=m-m1=47-32=12个，多余孔眼布置在短管上，选用2根短管，每根长600mm，分别焊在支管上，每根短管开孔数为 孔距为80mm 短管直径为=0.045m取d2=0.05m=50mm4.5 混凝沉淀池废水经水解和好氧处理后，水中仍可能含有一些未降解的物质，采用混凝沉淀工艺，进一步去除色度和降低废水的COD值，确保废水的色度和COD指标达标。混凝沉淀采用竖流沉淀池，加药采用管道混合器，本设计采用JT型管道混合器。(1)中心管计算设中心管流速v0=0.03m/s=108m/h, 设有两座竖流沉淀池，每座沉淀池q=0.5125=62.5m3/h中心管过水断面面积f=q/v0=62.5/108=0.58m2中心管直径d0=(4f/)0.5=0.86m，取d0=0.9m喇叭口直径d1=1.35d0=1.22md2=1.35d1=1.64m, 取d2=1.70m缝隙高度h3=q/v1d1=0.26m(2)沉淀区计算设计沉速u0=0.5mm/s=1.8m3/h,停留时间to=2h沉淀区面积F=q/u0=62.5/1.8=34.7m2沉淀池直径D=4(F+f)/ =6.7,取6.7m沉淀池有效水深H2=vto=1.82=3.6m，(3)污泥区计算污泥斗容积W=24q(Co-C) 100T/1000r(100-Po) =2462.5(200-30) /10000(100-95) =5.1m3/d取泥斗圆锥部分高度h52.5m。 圆锥下底半径r0.3m。 圆锥上底半径R=D/2=6.7/2=3.25m。V=1/3h5(r2+R2+Rr)=1/32.5(3.252 +0.32+3.250.3)=9.69 m3污泥斗容积较大，排泥周期可采用1-2天，即1-2天排泥一次。(4)沉淀池总高H, 取保护高h10.3m，缓冲层厚h40.3m,H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3.6+0.26+0.3+2.5=6.96m(5)管道混合器本设计通过管道混合器投加絮凝剂，型号为JT型管混合器。因为流量为0.0347m3/s，设管中平均流速为1m/s，所以选取JT型管道混合器的工称直径DN为200mm，管外直径为212mm，法兰盘外径为340mm，长度L为1020mm。4.6 次氯酸钠氧化池 由于考虑到污水排放量大，为了保证排放污水的色度能达标，所以在最后设一个次氯酸钠氧化池进一步地脱色和消毒。在次氯酸钠氧化池的出口处设个计量槽以便对水量的监控。设计其停留时间t=30min 则池的容积v=Qt=0.03473060=62.5 m3设池体为正方形，池高h=3m 则池体边长a=m4.7 污泥浓缩池 污泥浓缩用于降低污泥中水分，缩小污泥的体积，但仍保持其流体性质，有利于污泥的运输、处理与利用。本设计选用间歇式重力浓缩池。 二沉池和混凝沉淀池的排泥时间全为1天。(1)浓缩池的面积F: 系统1天的污泥量为15m3，设浓缩池的有效深度h1=3mF=V/ h1=15/3=5m2(2)池的直径D:D=2.52m(3)污泥斗尺寸设污泥斗底部的半径r=0.2m，污泥斗上部的半径R=1.26m污泥斗侧壁倾角=60，则污泥斗的高度：h2=tg(R-r)=(1.26-0.2)tg60=1.83(m) 取1.8m(4)浓缩池总高度取超高h3=0.3m，缓冲层高度为h4=0.3m，则总高为H= h1+ h2+ h3 + h4 =3+1.8+0.3+0.3=5.4(m)4.8 脱水间脱水间采用带式压滤机压滤脱水，虽然压滤机脱水投资较大，但脱水效果好，泥饼含水率可达70%80%，适合于运输或泥饼作进一步的处置。本设计选用DY型带式压滤机进行污泥脱水。4.9 设备房主要设备：水泵IS150-125-16