5000 t印染废水处理工艺设计

1、本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文） 50005000 m m3 3/d/d 印染废水处理工艺设计印染废水处理工艺设计 学 院 环境科学与工程学院环境科学与工程学院 专 业 环境工程环境工程 年级班别 20200 x 级（级（x）班）班 学 号 3xxx00 xxxx 学生姓名 xxxxxx 指导教师 xxxxxx 20 xx 年 x 月 设计总说明设计总说明 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

2、的效率较低，必须对其进行强化。本设计要求处理水量为 5000 m3/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：关键词：印染废水 水解酸化 接触氧化 混凝沉淀 Design illuminate Dyeing and finishing wastewater is an important part of industry wastewater in our country, which is characteri

3、zed 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

4、 dyeing and finishing wastewater, but the treatment efficiency of conventional processes are not very high and should be enhanced. This design treated the dyeing and finishing wastewater measured 5000 m3/d. With the study of dyeing and finishing wastewater processes，especially the successful experie

5、nce of dyeing and finishing wastewater treatment, we select the hydrolytic acidification and biological contact oxidation processes to treat the 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 limit

6、s of dyeing and finishing wastewater. Keywords： dyeing and finishing wastewater hydrolytic acidification contact oxidation coagulation sediment 目录目录 1绪论.1 印染生产概况.1 印染生产中化学品的使用.1 染料.1 助剂.2 印染废水来源、水质、水量.2 来源.2 水质及水量.2 印染废水排放的现状与特点.2 印染废水的现状.2 印染废水的特点.3 印染废水有害成分的分析.4 印染废水处理面临的问题.5 排放标准的日益严格.5 印染废水处理难度增

7、加.5 2印染废水处理技术及发展.6 物理法处理印染废水的技术.6 吸附法.6 絮凝法.8 膜分离法.9 离子交换法.10 化学法处理印染废水的技术.10 化学氧化法.10 电化学法.11 光化学法.12 生物法处理印染废水的技术.12 好氧法.12 厌氧法.13 联合处理技术.13 3印染废水处理工艺方案及流程.14 本设计所选工艺.14 流程简介.15 印染废水处理系统工艺流程框图.15 工艺流程说明.15 4主要构筑物的设计计算19.17 格栅的计算.17 调节池的计算.19 调节池的作用与意义.19 调节池的设计与计算.19 水解酸化池计算.22 生物接触氧化池的设计与计算.24 生物

8、接触氧化池设计与计算应考虑的一些因素：.24 BOD 容积负荷率 .24 计算：.24 混凝设计.28 混凝反应池设计.28 竖流式沉淀池的设计与计算.30 .1中心管计算.30 沉淀区计算.30 沉淀池出水堰计算.32 次氯酸钠氧化池.33 次氯酸钠氧化池概况.33 设计计算.33 清水池的设计.34 污泥浓缩池的设计与计算.34 容积计算.34 工艺构造尺寸.34 排水和排泥.34 脱水设备的设计与计算.35 设备房.36 5污水处理站总体设计.37 平面布置.37 建筑、结构.37 电气设计.37 供电系统.37 配电系统.37 照明系统.37 6工程运行成本及技术经济分析.38 投资成

9、本分析.38 工艺设备，电气以及材料.38 土建.39 总投资预算.39 运行成本分析.39 6人员安排.40 电耗.40 药剂消耗费.40 其他费用（包括维修，折旧费用）.40 总运行费用.40 总结 41 参考文献.42 致谢.44 1绪论绪论 设计任务与内容设计任务与内容 日处理5000 m3印染废水方案及工艺设计 进水水质及出水水质要求进水水质及出水水质要求 项目项目pHCOD (mg/L) BOD (mg/L) 色度色度 (倍倍) SS (mg/L) 进水水质8101200280700600 出水水质69 100 204070 1.1 印染生产概况印染生产概况 印染工艺指在生产过程中

10、对各类纺织材料(纤维、纱线、织物)进行物理和 化学处理的总称，包括对纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程，统称 为印染工艺。根据产品使用原料的不同可以划分为：棉纺织印染、麻纺织印染、 毛纺织染整、丝绸印染和其他印染。 1.2印染生产中化学品的使用印染生产中化学品的使用 1.2.1染料染料 染色过程中能使纤维获得色泽的物质称为染料。染料一般能直接溶于水或 通过化学处理而溶于水，对纤维有一种结合能力，并在织物上有一定的色牢度。 染料对纤维的染色，包括面很广，而且各种染料对各种纤维的染色情况也各不 相同。根据其性质和应用可以分为：直接染料；不溶性偶氮染料；活性染料； 还原染料；可溶性还原染料；硫

11、化染料；分散染料；酸性染料；金属络合染料； 阳离子染料；媒介染料；酞菁染料；氧化染料；缩聚染料等1。 1.2.2助剂助剂 染整助剂是能缩短加工周期、提高产品质量、改善产品性能，在染整过程 中投加的药剂，主要包括表面活性剂、金属络合剂、还原剂、树脂整理剂和染 色载体等，其种类繁多，按其应用可列举以下几类：润湿剂和渗透剂类，乳化 剂和分散剂类，起泡剂和消泡剂类，金属络合剂类，匀染剂、染色载体和固色 剂类，还原剂、拔染剂、防染剂和剥色剂类，粘合剂和增稠剂类，柔软剂和防 水剂类，上浆硬挺整理剂类，树脂整理剂、荧光增白剂类，防静电类，阻燃整 理类，羊毛防缩和防蛀类，防霉防臭整理剂类，防油易去污类。 1.

12、3印染废水来源、水质、水量印染废水来源、水质、水量 1.3.1来源来源 印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括退浆、煮炼、漂白、 丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出 染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。通 常所说的印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。 1.3.2水质及水量水质及水量 印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差 异很大。印染废水一般具有污染物浓度高、种类多、含有毒有害成分及色度高 等特点。一般印染废水 pH 值为 610，CODCr为 4001000 mgL

13、，BOD 为 100400 mgL，SS 为 100200 mgL，色度为 100400 倍。 1.4印染废水排放的现状与特点印染废水排放的现状与特点 1.4.1印染废水的现状印染废水的现状 纺织行业是我国排放工业废水量较大的部门之一,每年排放废水 9 亿多吨, 而其中印染废水排放量又占纺织工业废水排放量的 80 %, 并且印染废水具有分 布面广、浓度变化大、脱色困难、含有机物浓度高等特点,因此,环保专家、学者 等把印染废水治理看作是污水处理中的重点。造成印染废水污染日益严重的原 因主要有以下几点: 一是我国加入 WTO 后,纺织染整成为有利可图行业,近几年 企业利润均以二位数增长; 与此同时

14、，由于法律、法规滞后,加之执法不严等原 因,使污水处理设施难以同步，污染物排放总量有增加趋势; 二是印染废水污染 较重,COD (水中污染物化学需氧量) 浓度一般高达 12001400 mg/ L , 有的甚 至达到 5000 mg/ L 以上,处理起来难度很大,至今在生产实际中还没有找到企业 可以接受的技术；三是我国印染企业生产的大多数属中档、低档产品,利润薄,难 以保证废水处理设施的正常运行，尤其是分散的印染工厂,废水不能集中处理， 往往直接排放到河流湖泊中；四是不少私人企业一味追求低价格，污水处理工 艺、施工质量低劣，废水处理效果不理想。总体来讲，纺织印染行业污染严重 的状况还没有根本改

15、变，让环保专家更加担心的是，由于新工艺、新原料、新 染料、新助剂的不断开发和应用，生产过程中排放的废水污染物变得越来越复 杂，处理的难度也在不断增大。 如何促进印染行业的可持续发展，保证其经济发展与环境保护的双赢? 当 务之急是促进产业结构调整，印染企业应结合自身实际情况，以资源消耗低、 环境污染少、科技含量高、经济效益好为目标，促进印染行业从规模经济向效 益经济过渡，实现可持续发展2。其次是加大设备改造力度，加强新工艺、新 技术的开发应用，淘汰能耗高、性能差的落后生产设备，用高新技术提升印染 行业。国家政策应积极鼓励企业采用清洁高效的新技术，提高能源利用效率， 尽量少用、不用有毒有害的原料，

16、开展资源综合利用。 1.4.2印染废水的特点印染废水的特点 印染废水由印染厂家的各种加工工序、生产过程中流失的物料，以及冲刷 地面的污水组成。其特点是：废水量大，一般可达印染废水厂家用水量的 70 %90 %; 废水色度高、组成成分复杂，它的有机成分大多是芳烃和杂环化合 物，其中带有各类显色基团(如N=N , N=O 等) 以及极性基团( SO3Na , OH , NH2)，还可能混有各类卤代物、苯胺、酚类及各种助剂; 化学需氧量 (COD) 较高，而生化需氧量(BOD5) 相对较小，可生化性差；印染废水水质随 原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异；废水排放具有间 歇性。目前，

17、疏水性或不溶于水的染料废水脱色问题已基本解决，难点在于许 多亲水性或水溶性染料废水的治理，处理印染废水主要是脱除废水色度和降低 COD 含量。 1.5印染废水有害成分的分析印染废水有害成分的分析 不同印染厂家如棉染厂、毛纺厂、丝绸厂、亚麻厂等的生产工序不同，废 水水质也不尽相同。一般在印染加工的四个阶段中，预处理阶段(包括烧毛、退 浆、煮炼、漂白、丝光等工序) 要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光 废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序 则排出整理废水。各阶段废水中含有诸如染料、浆料、浆料分解物、纤维、酸 碱类、漂白剂、树脂、油剂、里胶、蜡质、无机盐等多种污染

18、物，印染废水是 以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。但印染废水最主要 的来源还是染色废水，其中含有染料、助剂、微量有毒物和表面活性剂等。印 染各工序废水水质一般如下3: （1）退浆废水：退浆是用化学药剂将织物上所带浆料水解形成可溶性物质， 然后除去。其水量较小，但污染物浓度高，含有各种浆料、浆料分解物、纤维 屑、淀粉碱和各种助剂，使废水呈碱性，pH 值为 12 左右，COD 和 BOD5 都 很高。 （2）煮炼废水:水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、腊质、 油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等。煮炼废水呈深褐色，碱性很强，且水 温高。 （3）漂白废水:漂白是去除棉、麻纤

19、维上的天然色素，使纤维变白。其废 水水量大，但污染较轻，含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。 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，经碱回收后排出的废水仍呈强碱性，pH 值高达 1213，COD、BOD5 和 SS(悬浮物) 都较高。 （4）染色废水:水量较大，水质随所用染料的不同而复杂多变，其中含有 浆料、染料、助剂、表面活性剂等。废水一般呈碱性，色度很高。对于硫化和 还原染料的染色废水，pH 值可达 10 以上。COD 较高， BOD5值较低，可生 化性较差。 （5）印花废水:主要来自配色调浆、印

20、花滚筒和筛网的冲洗水，以及印花 后的花洗水洗液、皂洗液等。水量较大，污染物浓度高，废水中除含有染料、 助剂外，还含有大量的浆料。COD、BOD5均较高。其中 BOD5值大约占印染废 水中总 BOD5值的 15 %20 %。 （6）整理废水:通常含有纤维屑、树脂、油剂和浆料等。由于水量较小， 对整个废水的水质影响较小。 1.6印染废水处理面临的问题印染废水处理面临的问题 1.6.1排放标准的日益严格排放标准的日益严格 随着社会经济的不断发展和人们环境意识的提高，我国加大了对印染污水 的治理。根据纺织染整工业水污染物排放标准 ，除类污水排放指标变化不 大外，国家增加了 I 类和类污水印染废 BOD

21、、COD、色度、悬浮物、氨氮、 苯胺类、二氧化氯等指标的排放限定。而印染废水水质一般平均为 COD 800 2000 mgL，色度 200800 倍，pH 值 1013，BODCOD 为，因此印染废 水的达标排放是印染行业急需要解决的问题。 1.6.2印染废水处理难度增加印染废水处理难度增加 印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水。 主要包括：预处理阶段(如烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光)排放的退浆、煮练、 漂白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂洗 废水；整理阶段排放的整理废水。随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进 步，新型助剂、染料、整理剂

22、等在印染行业中被大量使用，难降解有毒有机成 分的含量也越来越多，有些甚至是致癌、致突变、致畸变的有机物，对环境尤 其是水环境的威胁和危害越来越大。总体而言，印染废水的特点是成分复杂、 有机物含量高、色度深化学需氧量(COD)高，而生化需氧量(BODs)相对较低， 可生化性差，排放量大。 同时印染废水处理方法有很大的局限性。传统的印染废水处理方法，如吸 附、悬浮、过滤、混凝等具有设备简单，操作简便和工艺成熟的优点，但是这 类处理方法通常是将有机物从液相转移到固相或气相，不仅没有完全消除有机 污染物和消耗化学药剂，而且造成废物堆积和二次污染；生物法只能除去印染 废水中的 BOD，对于 COD 特别

23、是有毒难降解有机物和色度的出去效果不明显5。 单一的处理方法已不能满足当前印染废水发展的要求。 2印染废水处理技术及发展印染废水处理技术及发展 印染废水处理方法有:物理法，化学法，生物法，或者它们中的两种或更多 的方法结合在一起，如:物理化学法，化学生物法，物理生物法等。 2.1物理法处理印染废水的技术物理法处理印染废水的技术 2.1.1吸附法吸附法 在物理处理法中，应用最多的是吸附法。常用的吸附剂有活性炭、离子交 换纤维和各种天然矿物( 膨润土、硅藻土、石墨、沸石、海泡石) 、工业废料( 煤渣、粉煤灰) 及天然废料( 木屑、铁屑) 、天然植物( 螺旋藻) 以及其它多孔 物质( 海绵铁) 等。

24、影响吸附的条件主要有温度、接触时间和 pH 等因素6。常 用的方法有以下几种： （1） 凹凸棒吸附法 凹凸棒石粘土吸附是最具有广阔应用前景的新型印染废水处理技术。其在 印染废水处理中的吸附属于胶体吸附和离子交换吸附。凹凸棒石粘土处理印染 废水具有成本低 、效率高、效果好、再生简单等优点。 （2） 活性炭吸附法 活性炭吸附是印染废水深度处理工艺中常用的方法7。高分子量染料被吸 附在活性炭的过渡孔中，而较小的有机分子则渗透至微孔中。尽管活性炭的处 理效果很好，但是活性炭的价格较高且再生困难，影响其大规模使用。 （3） 煤及煤渣吸附法 煤粉自身比表面积大，孔隙率高，呈无定型玻璃球状，具有一定的吸附性

25、 能，但直接用于印染废水处理效果不好，需进行改性。不同粒径的煤粉对印染 废水中染料的脱色能力也不同。活性煤粉具有投资低( 比活性炭低 40%) 、占 地少、操作简便、便于管理、处理效果稳定等优点。 煤渣是工业废弃物，具有微孔多、比表面积大等特点。由于其廉价易得， 一般不需再生。其对印染废水中分子量较大、非极性的染料和助剂以及悬浮在 液体中的棉絮状物具有很好的吸附效果，适用于 BOD5 / COD 偏小的难生化印 染废水的处理。谷庆宝等8对粉煤灰吸附处理直接耐晒翠蓝染料进行了研究。 （4） 吸附气浮法 吸附气浮法是用一些高度分散的粉状无机吸附剂( 如膨润土、高岭土等) 吸附水中的染料离子和其它可

26、溶性物质，然后加入气浮剂，将其转变为疏水性 颗粒， 通过气浮除去。该方法综合了吸附和气浮的特点，具有处理效率高、适 应性广、占地面积少等优点，对酸性染料、阳离子染料等去除率达到 92%以上。 .1 吸附法常用的吸附剂吸附法常用的吸附剂 吸附脱色技术是依靠吸附剂的吸附作用来脱除染料分子的。吸附剂包括可再 生吸附剂如活性炭、离子交换纤维等;不可再生吸附剂有各种天然矿物(膨润土、 硅藻土) 、工业废料(煤渣、粉煤灰) 及天然废料(木炭、锯屑) 等。目前用于吸 附脱色的吸附剂主要靠物理吸附,但离子交换纤维、改性膨润土等也有化学吸附 作用。 (1) 活性炭吸附剂。活性炭是最早应用也是迄今为止最优良的脱色

27、吸附剂， 活性炭表面及内部都有细孔，而且是相互连通的网状空间结构，具有很大的比 表面积，采用活性炭可以有效去除废水中的活性染料、碱性染料、偶氮染料。 在一定条件下，活性炭还可直接吸附某些重金属离子；另外，活性炭吸附水溶 性染料时，吸附率高，但不能吸附悬浮固体(SS) 及不溶性染料。活性炭虽然吸 附性能优良，但由于再生困难，成本高，一般应用于浓度较低的染料废水处理 或深度处理。 (2) 天然粘土吸附剂。天然粘土资源丰富，价廉易得，采用粘土或改性粘土 及其它天然矿石为吸附剂进行印染废水处理，具有实际价值。膨润土是以蒙脱 石为主要成分的粘土，蒙脱石是 2 :1 型层状硅铝酸盐，在层间具有可交换的钙、

28、 镁、钠等离子;膨润土颗粒表面往往存在负电荷和正电荷，负电荷又包括恒定负 电荷和 pH 控制负电荷，这些性质决定了膨润土具有良好的吸附、离子交换等 性能，在印染废水处理中获得了广泛的应用。对膨润土的改性进行了研究，通 过比表面测定、扫描电镜、X 射线能谱测定等，探讨了膨润土的结构与改性机 理，研究表明:高温熔烧活化膨润土有较好的效果。 (3) 煤、炉渣吸附剂。利用煤、炉渣具有微孔多、表面积大的特点进行印 染废水吸附脱色处理，以达到降低成本、以废治废的目的。 (4) 合成无机吸附剂。用含有二氧化硅的复合氧化物可用于处理染料废水， 不同成分吸附剂对各种染料有不同的吸附效果，其中 SiO2 - Ti

29、O2 - MgO 对酸性 蓝，SiO2 - TiO2对碱性蓝,SiO2 - TiO2 经碱处理对活性红分别有较好的脱色效果， 吸附符合 Freundlich 方程式，吸附饱和后可在 600 再生，并可同时分解染料9。 (5) 离子交换纤维吸附剂。采用纤维素改性制得的纤维素类吸附剂进行印 染废水脱色处理也有研究报道，该类吸附剂对染料脱色有效且易再生。利用棉 纱和丙烯酰胺接枝共聚，制得了弱碱性阴离子交换棉纱，对阴离子型的活性染 料的吸附交换很有效，但该吸附剂化学稳定性不够好，使用寿命较短。吸附脱 色技术的发展方向:根据吸附机制开发、寻找新的吸附剂;对现有吸附剂的改性与 活化，以提高脱色效果。 2.

30、1.2絮凝法絮凝法 絮凝法是向印染废水中添加一定的物质，通过物理或化学的作用，使原先 溶于印染废水中呈细微状态、不易沉降、不易过滤的污染物集结成较大颗粒, 以便于分离的方法。许多高效絮凝剂的开发，大大提高了色度和 COD 去除率。 若使用的絮凝剂不止一种，则称为混凝。 印染废水絮凝脱色机制是以胶体化学的 DLVO 理论为基础的。就无机絮凝 剂而言，是铁系、铝系等絮凝剂发生水解和聚合反应，生成高价聚羟阳离子， 与水中的胶体进行压缩双电层、电中和脱稳、吸附架桥并辅以沉淀物网捕、卷 扫作用，沉淀去除生成的粗大絮体,从而达到净水脱色目的。对于有机高分子絮 凝剂而言，除了电中和与架桥作用外,可能还存在类

31、似化学反应成键的絮凝机制。 FeSO4的絮凝机制除了电中和及压缩双电层外，还被普遍认为与络合沉降作用 有关，即 Fe2 + 能与染料分子中( - NH2 、-NR2 、- OH) 等基团络合，使染料分 子的溶解性发生变化。10含阳离子染料的印染废水，以铁系、铝系为代表的无 机絮凝剂对脱色基本无效，因为这些无机絮凝剂水解生成的聚阳离子与水体中 复杂染料阳离子具有同种电荷，由于同性相斥原因,凡靠阳离子的聚沉作用进行 絮凝脱色的絮凝剂，对阳离子染料都自然无能为力,阳离子染料发色很深，色泽 浓艳，脱色较困难。 目前常用无机絮凝剂、有机絮凝剂及生物絮凝剂等；常用的无机絮凝剂主 要有铝盐、铁盐以及聚合氯化

32、铝、聚合硫酸铁等。相对于无机絮凝剂，高分子 有机絮凝剂具有凝絮稳定、生长快、残渣少等优点,其主要品种有聚丙烯酰胺、 聚烯酸聚二甲二丙基氯铵、聚胺等，由于合成高分子有毒性，使天然无毒的高 分子絮凝剂如壳聚糖及其衍生物日益受到重视。 常用的絮凝法有以下几种： （1）无机单盐絮凝法 常见的无机单盐絮凝剂有铁盐、铝盐、镁盐等,它们在水中形成带正电荷的 水合离子或高正电荷的多核络合离子，可以和水中的胶体离子发生电中和，降 低粒子表面电位，使其相互吸引而生成小絮团。 （2）无机高分子絮凝法 无机高分子絮凝剂的优点反映在它比传统混凝剂如硫酸铝、氯化铁等效能 更优异而又比有机高分子絮凝剂价格低廉。常用于印染废

33、水脱色的无机高分子 絮凝剂有聚合氯化铝( PAC) 、聚合硫酸铁( PFS) 。PAC 及 PFS 处理印染废水 时，其絮凝体大、沉降速度快、pH 适应范围较宽。 （3）有机高分子絮凝法 有机高分子絮凝剂主要是对已脱稳的凝聚颗粒起吸附架桥作用，从而使其 快速形成大的絮体，易于分离。同无机高分子絮凝剂相比，有机高分子絮凝剂 具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类、pH 值及温度影响小、生成污泥少、 容易处理等优点，因此具有广泛的应用前景。 2.1.3 膜分离法膜分离法 膜分离技术是一种新兴的化工分离单元操作，借助膜的选择渗透作用可对 印染废水中污染物进行高效的分离、浓缩和回收。 （1）超滤法 超滤法

34、是利用一定的流体压力和孔径的半透膜实现高分子和低分子的分离。 超滤过程的本质是一种筛滤作用，膜表面的孔隙大小是主要的控制因素，超滤 技术可以使水循环使用。但此法只能处理所含染料分子粒径较大的印染废水。 用超滤法分离颜料及酸性染料，去除率可高达 99 %。 （2）反渗透法 反渗透法是通过半透膜选择性地除去染料废水中的溶质，从而使染料废水 脱色。它以压力差为推动力, 压力差约为 2 - 10 MPa。 （3）纳滤法 纳滤法是介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术。采用醋酸纤维素 纳滤膜对染料废水进行分离处理，选择孔径合适的纳滤膜，则可 100 %去除色 度, COD 的去除率也可达 95 %以上

35、。 （4）微滤法 微滤法是将印染污水中尺寸大于膜微孔孔径的絮体和悬浮物截留在膜纤维 微孔外部，而水在压力驱动下穿过纤维壁，从而实现水与絮体、悬浮物的分离。 微滤技术多与其它工艺结合来处理印染废水。 2.1.4离子交换法离子交换法 离子交换处理印染废水需要通过一个合适的树脂进行污水的洗提，直到在 树脂中所有的位置完全被占满。使用适宜的溶液逆向冲洗洗提床，使其再生。 离子交换处理虽然对已知组成的特定溶解污染物的去除非常有效，但是这种办 法不适宜处理大量的多组分印染污水。 2.2化学法处理印染废水的技术化学法处理印染废水的技术 2.2.1化学氧化法化学氧化法 化学氧化法主要是借助化学氧化剂的氧化作用

36、破坏染料的发色体系。是染 整废水脱色处理的有效方法，除常规的氯氧化法外。其研究重点主要集中在臭 氧 O3 氧化、过氧化氢(H2O2)氧化和二氧化氯(C102)氧化方面。 （1）臭氧氧化法 臭氧氧化法对含水溶性染料的废水如活性、直接、酸性等阴离子染料。有 较高的脱色率。但对以分散悬浮状态存在于废水中的分散、还原、硫化染料和 涂料的脱色效果较差。研究表明偶氮类染料易被 O 氧化。目前 O 氧化技术多与 其他技术结合应用。如混凝沉淀后再用 O 处理可提高脱色效果。且降低处理费 用；O 电解处理，O 与紫外线辐射结合都可提高脱色率。O 的发生多采用无声 放电法，O 氧化法具有适应性广、脱色率高且无二次

37、污染的特点，但其对 COD 去除率较低，运行费用相对偏高。 （2）H2O2和 Fenton 试剂氧化法 Fenton 试剂氧化法是由 H2O2溶液和 FeSO4按一定比例混合而成的强氧化型 药剂，在废水处理过程中除具有氧化作用外。还兼有混凝作用。因此脱色效果 较好 Fenton 试剂对染料品种的适用范围广。11近年来 Fenton 试剂又有了一些 新的发展。采用铁屑内电解对染整废水进行脱色处理后，再投加 H2O2 溶液， 构成 Fenton 试剂对各类染整废水的处理取得了显著的脱色效果。并已成功应用 于各类染整废水的处理。 （3）C1O2氧化法 C1O2是一种强氧化剂。溶于水生成亚氯酸和氯酸。

38、常用于水的消毒、对酚 和有机物的氧化去除等，近年来在染整废水处理中获得了一定的应用。主要用 于废水的深度处理。C1O2的产生主要采用含氯无机盐与酸性活化剂在催化剂作 用下电解生成。我国现有许多 C1O2发生器生产厂家。但 C1O2与有机物反应时 易被还原成亚氯酸根离子，造成二次污染。 2.2.2电化学法电化学法 电化学法是利用电解过程中发生的氧化还原反应处理废水的方法。可对印 染废水实现有效脱色。传统的电解法对疏水性及亲水性染料都有较好的脱色效 果，但电耗大。目前采用较多的是混凝一电解法，先去除胶体态或分散态染料。 针对水溶性染料完成氧化脱色，以节省电能。研究表明对含直接、硫化、分散 及媒介染

39、料的印染废水采用电解法脱色率可达 90 以上。酸性染料废水脱色 率可达 70 以上。铁炭微电解法12是近年来国内水处理研究的热点之一，它 不仅工艺简单，操作方便，而且应用范围广泛，特别对于染色废水的处理显示 出良好的效果罔。铁炭微电解法的工作原理是利用铁和炭在电解质溶液中，由 于铁与炭存在一定的电位差，使它们表面形成无数个微电池回路。因而两极发 生一系列氧化还原反应，破坏染料发色体系以脱除染整废水的色度，同时电极 反应中阴极产生的新生态 Fe 。除具有还原作用外，其水解产物具有较强的絮 凝和吸附能力。后续采 用石灰乳中和，可进一步提高脱色效果。 2.2.3光化学法光化学法 光化学法包括光激发氧

40、化法和光催化氧化法。其氧化作用强烈，且无污泥 产生，无二次污染，有很好的应用前景。其有效光是紫外线。光激发氧化法是 利用光和氧化剂的联合作用，氧化分解废水中有机污染物的方法，可对印染废 水有效脱色是对化学氧化法的进一步发展光催化氧化法是近年研究非常活跃的 一项新型废水处理技术。它是建立在能带理论的基础上，以 n 型半导体作敏化 剂的一种光敏氧化法。该法利用光照射某些具有能带结构的半导体光催化剂如 TiO ，ZnO，CdS，WO ，FeO 等诱发产生 OH 自由基。其主要机理是：用能 量大于导带宽度的光照半导体催化剂时，满带上的电子被激发跃过禁带，进入 导带，同时在满带上形成电子空穴，在光的作用

41、下产生的空穴又可夺取半导体 粒子上所吸附的化学物质的电子 f 主要为水分子的电子)产生游离基，从而降解 有机物质。常用的半导体氧化物为 TiO 。影响光催化氧化降解效果的主要因素 13有催化剂的选择、光源与光照强度的选择、印染废水浓度、温度及废水的 pH 值等。 2.3生物法处理印染废水的技术生物法处理印染废水的技术 2.3.1好氧法好氧法 目前，国内主要采用好氧生物法处理印染废水，其中又分活性污泥法和生 物膜法等。活性污泥既能分解大量的有机物质，又能去除部分色度，还可以微 调 pH 值，运转效率高且费用低，出水水质较好，因而被广泛采用。活性污泥 法的 BOD 去除率一般可达到 80 一 95

42、 ，COD 去除率一般可达到 40 一 60 ，脱色能力为 30 一 50 ；但是，活性污泥法去除 COD 不完全， 脱色效果不理想，并有污泥膨胀现象发生，还会引起出水水质波动，甚至造成 系统运转中断。因此，它适合于处理有机物浓度较高的印染废水。 生物膜法又分生物接触氧化法、塔式生物滤池法、生物转盘法等，其对印 染废水的脱色作用较活性污泥法高，一般 BOD 去除率为 85 一 95 ，COD 去除率为 40 一 60 ，脱色率为 50 一 60 。生物接触氧化法兼具活性 污泥法与生物膜法两种处理法的优点，它主要是通过强化充氧及微生物降解作 用提高处理效率，近年来应用广泛。生物转盘法处理效果好，

43、但需大量的水稀 释，而且处理时间长，设备占地面积大。塔式生物滤池法具有负荷高、占地少、 不需要专设供氧设备等优点。在国内，活性污泥法的使用最为普遍，其次为生 物接触氧 化法和塔式生物滤池法。氧化沟法和纯氧曝气生物处理法14在国外印染废水处 理中用得较多。前者池容大，占地面积大；后者由于氧转移效率和活性污泥中 悬浮固体含量(MISS)高，因此去除有机物及脱色能力强。 2.3.2厌氧法厌氧法 厌氧法通过厌氧分解降解染料，可降解含有偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基 的染料。但这些染料的降解产物是芳香胺类化合物，属致癌物质，且在厌氧条 件下不能继续被降解，即不能彻底降解实现染料的无机化，因此使用厌氧反应 器

44、直接处理印染废水鲜有报道。不过，新型高效厌氧处理装置的效能有了很大 程度的提高，对进水 COD 浓度的要求大大降低15。COD 值为 2 000 mgL 的 废水，通过厌氧消化一级生物处理也可达标。 2.3.3联合处理技术联合处理技术 目前，最主要的联合处理技术就是厌氧法与好氧法相结合，即将厌氧与好 氧工艺串联起来，协同处理印染废水。其中，厌氧处理主要是使印染废水中可 生化性较差的一些高分子物质发生水解、酸化，变成较小的分子，或者改变难 降解有机物的分子结构，从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。同 时，好氧阶段产生的剩余污泥也可全部回流到厌氧池，由于厌氧阶段有足够长 的固体停留时间(S

45、RT)，污泥可以得到彻底的厌氧消化，从而使整个系统基本上 没有剩余污泥排放。 3 印染废水处理工艺方案及流程印染废水处理工艺方案及流程 3.1本设计所选工艺本设计所选工艺 本设计选用“生化+物化法”的方法，以生物法为主，物化法为辅。 在生化法阶段，目前广泛采用化学 PVA 浆料（聚乙烯醇）和合成洗涤剂 ABS，这些是难以生化降解的物质，从而导致印染废水 B/C 值由原来的左右 降至以下，使可生化性越来越差，已不能满足好氧生物处理的基本营养条件。 因此，现在对于可生化性差的印染废水处理，不能单独采用好氧处理，而需 要加上水解酸化处理，作为好氧处理的预处理，使难以降解的高分子有机物 通过水解酸化作

46、用，而变成低分子有机酸，提高印染废水的可生化性，为后 续的好氧处理取得较高的有机物去除效果创造条件。这样形成了“水解酸化+ 好氧”的生物处理工艺。在物化阶段，通过投加化学絮凝剂可以进一步降低 COD 和色度16，保证出水能够达标。 在很多国家，接触氧化法被定为首先推荐采用的处理工艺。在我国纺织 行业集中的城市和地区，比较普遍地采用生物接触氧化处理技术，处理印染 废水和纺织废水。例如，某丝绸印花厂的废水处理站，以生物接触氧化技术 为主体处理设备17。其前设预曝气池，其后设混凝沉淀装置，投加碱式氯化 铝和聚丙酰胺，系统完整可靠。该系统从 1982 年投产以来，运行一直稳定， 处理效果良好。处理水

47、BOD 值始终保持在 30mg/L 以下，去除率达 95%，COD 值在 150mg/L 以下，去除率达 80%90%。色度去除率达 90%以 上。 3.2流程简介流程简介 3.2.1印染废水处理系统工艺流程框图印染废水处理系统工艺流程框图 隔栅 调节池 水解酸化池 接触氧化池 混凝反应池 竖流沉淀池 污泥浓缩池 污泥脱水机 污 泥 回 流 达标水排放 上清液回调节池 池 滤液回调节池 外运处理 废水 渣外运 污泥 剩余污泥 次氯酸钠氧化池 清水池 3.2.2工艺流程说明工艺流程说明 1)印染废水经过中格栅的处理后，废水中的可能堵塞水泵机组以及管道阀门 的漂浮物及较大杂质可被去除，这样可保护后

48、续处理设备正常运行。 2)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 构筑物厌氧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。 3)印染废水进入水解酸化池后，废水中的部分大分子有机合物在兼性厌氧细 菌的降解作用下被分解为小分子的物质，废水中的 COD，BOD 及色度等数 值下降，废水得到初步的处理；同时由于提高了废水的可生化性，减轻了 后续好氧处理的难度，从而提高了处理效率 4)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 子化合物和小分子经过接触氧化池好氧微生物的降解后，使得水中的绝大 部分的有机物得到去除，废水中的 COD，B

49、OD 及色度等指标的去除率得到 了进一步的提高。 5)经过水解酸化池和接触氧化池处理后的印染废水再进入混凝反应池和二沉 池进行深度的处理，通过各处理单元处理后的最终出水可达到广东省的一 级排放标准。 6)二沉池的污泥一部分回流到水解酸化池，剩余污泥进入污泥浓缩池后进入 板框压滤机，经过脱水处理后的污泥由人工外运处理18。 4主要构筑物的设计计算主要构筑物的设计计算 4.1格栅的计算格栅的计算19 本设计使用中格栅(栅条间隙：d10 mm，栅槽宽度 s=10 mm) 设计参数： 1、通过格栅的水力损失： h2= (v2/2g)sin k v 污水流经格栅的速度，m/s,本设计取 m/s 阻力系数

50、，与栅条断面形状有关， ，本设计中格栅条的 3 4 )( d s 断面几何形状为矩形断面， 为 2.42 格栅的放置倾角，本设计为 60o g 重力加速度，m2/s，本设计取 m2/s k 格栅阻力增大系数，k=3 h2= (v2/2g)sin k =2.42 2/29.8) sin60o3= m3 4 ) 01 . 0 01 . 0 ( 2、格栅的间隙数量 n n=Qmax/dhvasin Qmax最大设计流量，m3/s d栅条间距，m。本设计取 10 mm，即 m h栅前水深，m。本设计取 m n= Qmax /dhv= (sin60o)/（）asin 3600 5 . 312 本设计取整

51、，取栅条为 29 条 3、格栅的建筑宽度： B=s(n1)+dn B格栅的建筑宽度，m s栅条宽度，本设计取栅条宽度 s m 则 B=s(n1)+dn=0.01(581)+0.0112= m 4、栅后槽的总高度 Hh+h1+h2 h栅前水深， m h1格栅前渠道超高，本设计取 m h2格栅的水利损失 Hh+h1+h2 m 取 m 5、格栅的总建筑长度 L： Ll1+l2+0.5+1.0+H1/tg l1=进水渠道渐宽部位的长度，m l1=(BB1)/2tg10.2)/2tg20 B1进水渠道宽度，本设计取 m 1进水渠道渐宽部位展开角度 120 l2格栅槽与出水渠道连接处的渐宽部位长度，一般

52、l20.5 l1 l2l1/2 m H1格栅前渠道深度，H1 m Ll1+l2+0.5+1.0+H1/tg 0 m 取 2 m 6、每日栅渣量 w wQmax w186400/（kz1000） w1栅渣量，m3/103m3污水，本设计取 m3/103m3污水 kz污水流量总变化系数，本设计取 wQmaxw186400/kz1000（1.51000） m3/d m3/d 所以采用机械清渣 设计计算的示意图如 4.1 图图 4.14.1 隔栅示意图隔栅示意图 4.2调节池的计算调节池的计算 4.2.1调节池的作用与意义调节池的作用与意义 纺织印染厂由于其特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多变性

53、，使 排出废水的水质和水量在一日内，甚至每班内都有很大的变化。而废水处理设 备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理设备 更为重要。为了保证处理设备的正常进行，在废水进入处理设备之前，必须预 先进行调节，将不同时间排出的废水，贮存在同一水池内，并通过机械或空气 的搅拌达到出水均匀的目的，此种水池称为调节池。此外，调节池尚具有预沉 淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。 4.2.2调节池的设计与计算调节池的设计与计算 调节池的设计计算的主要内容是池容积的计算。 V=QT 式中 V调节池容积，m3 T停留时间，h Q平均进水流量，m3/h 调节池计算如下：本设计设计流量

54、为 Q= m3h，T=5.0 h，采用穿孔管空气 搅拌，根据相关工程实践，印染废水的调节池气水比为（46）：1，本设计中 气水比为 5：1。 （1)调节池的有效容积 V=QT=208.3351041.7 m3 （2）调节池尺寸 调节池平面形状为矩形。查相关资料知道印染废水有效水深一般取 35 米， 考虑到地方限制等因素，本设计采用有效水深为 He=5 m，调节池面积为： F208.3 m3 He V 5 7 . 1041 池宽 B 取 10 m，则池长 L 为 L=20.8 m，本设计取 21 m B F 10 3 .208 保护高 h1 m，池总高 H=5+0.3= m （3）空气管计算 空

55、气量 Qs=208.35= m3h= m3s 空气总管 D1取 200 mm，管内流速 V1为： V1= m/s 2 1 4 D Qs 2 2 . 0 295 . 0 4 V1在 1015 ms 范围内，满足规范要求。 空气支管 D2：共设 10 根支管，每根支管的空流量 q 为 q=Qs=0.295= m3/s 10 1 10 1 支管内的空气流速 V2应在 510 ms 范围内，选 V26 ms，则支管直 径 D2为 D2 m=79 mm v q 2 4 6 00868 . 0 4 取整 D2=80 mm，则 V2为： V2= m/s 符合设计规范 2 08 . 0 0295 . 0 4

56、穿孔管 D3：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量 ql= m3/s，在这里取 v3=10 m/s D3= m，取 D3 mm，这里取整为 40 mm,则 V3为 10 00434 . 0 4 V3 m/s 符合设计规范（510 m/s） 2 04 . 0 0295 . 0 4 （4） 孔眼计算 孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成 450处，并交错排列，孔眼间距 b=100 mm，孔径 4 mm，穿孔管长一般为 4 m，按照一个孔眼服务 A135 m2进 行设计计算，孔眼数 m=个，取整为 30 个，则孔眼流速 v 为 1 A A 3 100 v= m/s 符合规范 m q 2 1 4

57、 30004 . 0 785 . 0 0295 . 0 2 （5） 管道阻力计算 查相关资料可取沿程阻力 h1=103 mm,局部阻力 h2=216 mm,布气阻力 h3可以由 以下公式计算：h3 g v 2 2 其中，1.2气体阻力系数，p-空气密度，取为 kg/m3,v-空气流速,单位 m/s，g-重力加速度，取为 m/s2 代入公式可以计算得到：h3=1.21.205= mm 8 . 92 152 取穿孔管安装高度为 m,可以计算总的管道阻力为：H=4.4+0.166+0.103+0.216= m 设计的调节池如图 4.2 II 图图 4.2 调节池调节池 4.3水解酸化池计算水解酸化池

58、计算 根据所给的废水水质，设计进水 COD 为 1200 mg/L,BOD5为 280 mg/L，根 据相关工程实践经验，预计 COD 去除效率为 30 ，BOD5去除效率为 20， 因此，出水 COD 为 1200（130）840 mg/L, BOD5为 280（120） 224 mg/L （1）：水解池的容积 V V 3 2400 5 . 21000 50001200 m N SQ v S-废水的 COD (mg/L) Q-废水的排放量 （m3/d） Nv-COD 的容积负荷 （kg/m3.d） 工程中的经验范围为 2，本设 计采用 （2）：水解池的有效面积 F F= 2 400 6 24

59、00 m H V H-水解酸化池的水深，一般应该大于6 m,这里取 6 m（其中有效 水深为） 设计尺寸为（长宽高）10 m8 m6 m 检验停留时间 HRT HRT= h Q V 5 . 1124 5000 2400 （3）： 填料的选择 理想的填料应该满足以下条件：a 比表面积大 b 挂膜容易 c 防腐性能 强，耐用 d 维护方面 填料的容积 V=0.332400=800 m3V 3 1 填料的高度 H=m F V 10 80 800 填料选择为软性前卫状填料，立体竖状分布，填料间间隙为 60 mm，中心绳距离为 120 mm （4）： 配水系统设计 配水孔的面积 A= 2 434 . 0

60、 2 . 03600 5 . 312 m 池子宽度为 8m,取孔数目 n= 50 个(孔间距为 30 mm) ,因此单孔的直径 d 为 d m105 mm105 . 0 50 434 . 0 44 n A 设计图形如下： 图图 4.3 水解池水解池 4.4生物接触氧化池生物接触氧化池的设计与计算的设计与计算 4.4.1生物接触氧化池设计与计算应考虑的一些因素：生物接触氧化池设计与计算应考虑的一些因素： A、 按平均日污水量进行计算 B、 池座数不应少于两座，并按同时工作考虑 C、 填料层总高度一般取 3 m，当采用蜂窝填料时，应分层装填，每层高 1 m，蜂窝内切孔径不宜小于 25 mm D、池