m每天印染废水处理工艺设计

1、某纺织印染企业废水处理方案设计1 总论1.1 简介纺织印染行业是工业废水排放大户，据估算， 全国每天排放的废水量约(3-4) Xl06m3,且废水中有机物浓度高，成分复杂，色度深，pH变化大，水质水量变化大，属较难处理工业废水。某企业拟新建以腈纶本色纱为主的棉化纤纺织及印染精加工工程。根据建设工程经管条例和环境保护法之规定，环保设施的建设应与主体工程“三同时”。受该企业委托，我们提出了该工程的废水处理方案，按本方案进行建设后，可确保废水的达标排放，能极大地减轻该工程外排废水对某县的不利影响。1.2 方案设计依据纺织染整工业水污染物排放规范GB4287-92室外排水设计规范GBJ14-87。建筑

2、给排水设计规范GBJ15-87。国家相关法律、法规。委托方提供的有关资料。其它同类企业废水处理设施竣工验收监测数据等。1.3 方案设计原则本设计严格执行国家有关法规、规范，环境保护的各项规定，污水处理后必须确保各项出水水质指标均达到污水综合排放规范。采用先进、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行经管费用。设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠，效率高， 经管方便，维修维护工作量少，价格适中。系统运行灵活，经管方便，维修简单，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。设计美观，布局合理，与周围环境统一协调。尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声，气味，妥善处

3、理与处置固体废弃物，避免二次污染。1.4 设计范围污水处理站污水、污泥处理工艺技术方案论证。污水处理站工程内容的工艺设备、建筑、结构、电气、仪表和自动控制等方面的工程设计及总平面布置。工程投资预算编制。2 工程简况2.1 废水来源及特点该企业的工业废水主要来自退浆、煮炼、漂白（合称炼漂废水）和染色、漂洗（合称印染废水）工段，各工段废水特点如下： 退浆废水退浆是利用化学药剂去除纺织物上的杂质和浆料，便于下道工序的加工，此部分废水所含杂质纤维较多。以往由于纺织厂用淀粉为原料，故废水中BODM度很高，是整个印染废水中 BOD勺主要来源，使废 水中B/C比较高，往往大于0.3,适宜生化，但随着科技的进

4、步，印 染厂所用浆料逐步被CAM/PV惭代替，从而使废水中BODT降，COD 升高，废水的可生化性降低。 煮炼废水煮炼工序是为了去除织物所含蜡质、果胶、油剂和机油等杂质，使用的化学药剂以烧碱和表面活性剂为主，此部分废水量大，碱性强，COD、BODS,是印染废水中主要的有机污染源。 漂白废水漂白主要是利用氧原子氧化织物中的着色基团，达到织物增白的目的，漂白废水中一般有机物含量较低，使用的漂白剂多为双氧水。 染色废水染色工艺是本工程的支柱工艺，在此过程中，使用直接、分散等染料和各种助剂，从而使染色工艺成为复杂工艺，也使染色废水水质呈现出复杂多样性。一般而言，染色废水碱性强，色泽深，对人体器官刺激大

5、，BOD CODc脓度高，废水中所含各种染料、表面活性剂和各种助剂是印染废水中最大的有机物污染源。漂洗废水其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料、表面活性剂、甲醛等。2.2 废水的水质水量及处理后排放规范废水的水质水量废水量1300m3/dCOD1000-1200mg/lSS200-300mg/l色度600-800 倍PH8-10BOD300mg/l废水处理后排放规范 根据纺织染整工业水污染物排放规范 GB4287-92中的一级排放规范。CODSS色度<40彳§ （稀释倍数）< 100mg/l 70mg/l30 / 28pH最高允许排水量2.5m3/百 M布（幅宽 914mm）

6、6-9BOD25mg/l3工艺流程3.1 工艺流程的选定该企业废水COLM,色度大，PH值高，悬浮物多并不易直接生化处理，因此采用水解酸化+接触氧化+混凝沉淀，并与物理、化学法串联 的方法处理该废水。3.2 工艺流程图 根据上述处理工艺分析，确定工艺流程图如图泵遇营接触-混竖流式沉淀污泥泵4污泥池一善污泥排放工艺流程图3.3 工艺流程说明印染废水首先通过格栅，用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物， 以 减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组管道阀 门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。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边 性，是排出的废水的水

7、质和水量有很大的变化。 而废水处理设备都是 按一定的水质和水量规范设计的，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运行， 在废水进入处理设备之 前，必须预先进行调节。印染废水中含有大量的溶解度较好的环状有机物， 其生物处理效果 一般，因此选择酸化水解工艺。酸化水解工艺利用水解和产酸菌的反 应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子 物质、去除易降解有机物，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使 污水更适宜于后续的好氧处理。其反应器内设置填料，经过充生物接触氧化也称淹没式生物滤池，氧的废水与长满生物膜的填料相接触，在生物膜的作用下，大部分有机物被消耗，废

8、水得到净化。废水悬浮物较高及色度较深，因此选择混凝沉淀，去除悬浮物和色 度，使出水的水质指标相对稳定。这里选用竖流式沉淀池，其排泥简 单，经管方便，占地面积小。对于还有少量颜色的废水很难通过混凝沉淀及生物处理脱色，为保险起见，在生物处理后增加化学氧化系统。4构筑物的设计与计算4.1 设计规模说明印染废水约为1300t/d ,设计处理规模为1500 t/d 。污水的平均流量 Q平均= gQi = 1500 =0.01736 m3/s24 360024 3600设计流量：Q=0.01736 mi/s=17.36L/s取流量总变化系数为：Kz=W=1.97Q .最大设计流量:Qmax=Kz x Q=

9、1.97X 0.01736 m3/s =0.034m 3/s=125m3/h4.2 构筑物的设计与计算4.2.1 格栅格栅间隙数Q max sin ;n =18bhvQma-最大废水设计流量0.034m3/s% 一格栅安装倾角60oh一栅前水深0.3mb栅条间隙宽度取10mmu 一过栅流速0.6m/s格栅的建筑宽度B取栅条宽度S=0.01ml则栅11宽度B=S(n-1) bnB=0.01 (181) +0.01 x 18=0.35m进水渠宽度BB =Qmax = 0.034 = 0.19mvh 0.6 0.3栅前扩大段L1 . B2 出2 tan -：s10.35-0.192 tan20o:0

10、.22(m)% 1一渐宽部分的展开角，一般采用20o栅后收缩段L2=0.5 XL1=0.11(m)通过格栅的水头损失h% mh1= h 0 k2. 一h。_ v sin一 2g式中:h 1-设计水头损失，mh0 -计算水头损失，mg -重力加速度，m/s2k -系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3。S -阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断面,B =2.42h1 二 h0k =(9)3v2sin： - b2g0 012.42 (空)3 0.62 sin 60o 30.0119.6=0.12 (m)栅后梢总高度HH=h+h+h2=0.3+0.12+0.3=0.720

11、.7(m)h一栅前水深 hi一格栅的水头损失 h2栅前渠道超高，一般取0.3m格栅的总长度LHL= L1L2 0.5 1.0-tan:式中：Li一栅前扩大段L2栅后收缩段H1 栅前渠道深度，f=h飞20.3 0.3,、L =0.22 0.11 0.5 1.0 丁 ： 2.2 (m) tan600每日栅渣量W m/d3'X皿 86400(m3/d)Kz 1000式中，W-为栅渣量，取0.10m3/103m污水,那么W864000.0340.% 0.15(m 3/d)<0.2(m 3/d),所以手动清渣。1000 1.97格栅水力计算示意图格栅机的选型参考给水排水设计手册，选择NC-

12、30求格栅除污机，具安装 倾角为60° ,进水流速 1m/s,栅条净距520mm4.2.2 调节池的设计为了调节水质，在调节池底部设置搅拌装置，常用的两种方式是 空气搅拌和机械搅拌，这里采用穿孔空气搅拌，气水比为 3.5: 1。 池型为矩形。废水停留时间t=8h。1池体积算 .调节池有效体积VV=Qmaxt=125 m3/h x 8h=1000rn .调节池尺寸设计调节池平面尺寸为矩形，有效水深为5M则面积FF=V/h=1000 m75m=200m设池宽 B=10m 池长 L=F/B=200/10=20m,保护高hi=0.3m,则池总高度H=h+h=5+0.6=5.3m调节池尺寸：L

13、x Bx H=20m< 10mx 5.3m2布气管设置 .空气量DD=DQ=3.5X 1500=5250r3/d=3.65m3/min=0.06m3/s式中D每立方 M污水需氧量，3.5m3/m3 .空气干管直径dd= (4D/nv) 1/2=4 x 0.06/(3.14 x 12) 1/2=0.0798m,取 80mmv:拟定管内气体流速校核管内气体流速v=4D/nd2=4X 0.06/(3.14 X 0.08 2)= 11.9m/s在范围1015m/s内，满足规范要求。 .支管直径d1空气干管连接两支管，通过每根支管的空气量qq=D/2=0.06/2=0.03 m 3/s则支管直径d

14、1= (4q/nv。"2=4 x 0.03/(3.14 X6) "2=0.0798m,取 80mm校核支管流速Vi =4q/ 冗 di2=4X 0.03/(3.14 乂 0.08 2)=5.97m/s在范围510m/s内，满足规范要求。 .穿孔管直径d2沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留1m则穿孔管的间距数为(L-2 xl)/2= (20-2) /2=9,穿孔管的 个数 n=(9+1) X 2X2=40。每根支管上连有20根穿孔管，通过每根穿孔管的空气量qi,q尸q/20=0.03/20=0.0015m 3/s则穿孔管直径 d2= (4qi/n

15、V2)1/2=4 x 0.0015/(3.14 x8) "2 " 0.015m, 取 15mm校核流速V2 =4q1/ nd=4X 0.0015/(3.14 x 0.015 2)=8.5m/s在范围510m/s内。 .孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45处，并交错排列，孔眼间距b=50mm孔径.一 二3mm每根穿孔管长l=2m,那么孔眼数m= l/b+1=2/0.05+1=41 个。孔眼流速 V3=4q/n 02m=4X 0.0015/(3.14 x 0.0032X 41)=5.18m/s,符合5 10m/s的流速要求。3鼓风机的选型空气管DN=80m时，风管的沿程

16、阻力h1h二iL tp式中i单位管长阻力，查给水排水设计手册第一册L风管长度，m：t温度为20c时，空气密度的修正系数为1.000fp大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h2= v2 p /2g式中 一一局部阻力系数，查给水排水设计手册第一册v 一一风管中平士空气流速，m/s:空气密度，kg/m3空气管DN=15m时，风管的沿程阻力hih3=iL : r p式中i 单位管长阻力，查给水排水设计手册第一册,L风管长度，m：t温度为20c时，空气密度的修正系数为1.00«p大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h4= v2 p /2g式中 一

17、一局部阻力系数，查给水排水设计手册第一册v 风管中平士空气流速，m/s：空气密度，kg/m3风机所需风压为h1+h2+h3+h4=HD综合以上计算，鼓风机所需气量 3.6m3/min ,风压H KPa结合气量5.2 x 103m3/d ,风压H KPa进行风机选型，查给水排水设计手册11册，选SS理罗茨鼓风机，型号为 SSR-150表3-1 SR型罗茨鼓风机规格性能型号口径A转速r/min风量n3/min压力kPa轴功率Kw功率Kw生产厂章丘SSR-1501509705.209.85.587.5鼓风机厂4加酸中和废水呈碱性主要是由生产过程中投加的NaOMI起的，原水PH值为8-10(取 10

18、计算)，即:OH-=10-4mol/l力口酸量Ns为Ns=NzXaxk二 ( 125X 103) l/h X10-4 mol/l x (40X 10-3) kg/mol x 1.24 x1.1=0.682kg/h其中Ns酸总耗量，kg/h ;Nz废水含碱量，kg/h ;a酸性药剂比耗量，取1.24k反应不均匀系数，1.1 1.2配置好的硫酸直接从贮酸梢泵入调配梢，经阀门控制流入调节池反应。检杳二孔：5进水LDN10进气管调节池图4.2.3 泵的选择选用QW150-300I污水泵，具流量为200-250m/h ,扬程为10-13m, 转速为980r/min ,效率为75%,功率为22kw,电压为

19、380v。4.2.4 水解酸化池1 .有效容积VV=Qaxt=125X6=750m其中：Qnax最大设计流量（mVh ）t 停留时间，本设计采用6h。2 .有效水深h:h=vt=1.5 x 6=9mv池内水的上升流速，一般控制在 0.81.8m/h,此处取1.5m/h3 .池表面积FF= V/h=750/9=83.4m 2,取 84 m2设池宽B=6m则¥也长L=F/B=84/6=14m,池子超高取0.3m,则水解酸化池尺寸：Lx Bx H=14im< 6 mx 9.3m4 .布水配水系统配水方式本设计采用大阻力配水系统，为了配水均匀一般对称布置，各支管出水口向下距池底约20c

20、m,位于所服务面积的中心。查曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例其设计参数如下：管式大阻力配水系统设计参数表干管进口流速1.0 1.5m/s开孔比0.2 % 0.25 %支管进口流速1.5 2.5m/s配水孔径912mm支管间距0.2 0.3m配水孔间距730mm干管管径的设计计算Qmax=0.034m/s干管流速为1.4m/s,则干管横切面积为：A= Qmax/v=0.034/1.4=0.025管径 D=(4A/冗)1/2= (4X0.025/3.14 ) "2=0.18m 由给排水设计手册第一册选用 DN=200mm钢管校核干管流速：A=nDi2/4=3.14 XO.22/4=0

21、.0314m2vi =QWA=0.034/0.0314=1.08 m/s, 介于 1.0 1.5m/s N间,符合要 求。布水支管的设计计算a.布水支管数的确定取布水支管的中心间距为0.3m,支管的间距数n=L/0.3=14/0.3=46.7 =47 个，则支管数 n=2X (47-1 ) =92根 b.布水支管管径及长度的确定每根支管的进口流量q=QaJn=0.034/92=0.000370 m 3/s,支管流速 V2=2.0m/s贝U D2= (4q/nv2)1/2=4 X 0.000370/(3.14 X 2.0) 1/2=0.0154m,取 D=16mm校核支管流速：V2 =4q/ n

22、 D2=4X 0.000370/(3.14 x 0.0162)=1.84 m/s, 在设计流速1.52.5 m/s之间，符合要求。出水孔的设计计算一般孔径为912mm本设计选取孔径10mm勺出水孔。出水孔沿 配水支管中心线两侧向下交叉布置，从管的横截断面看两侧出水孔的 夹角为45 o又因为水解酸化池的横截面积为 6X14=84mi,去开孔 率0.2 % ,则孔眼总面积 S=84X 0.2 % =0.168m2o配水孔眼d=10mm 所以单孔眼的面积为 S=nd2/4=3.14 X 0.012/4=7.85 X 10-5m 所以孔 眼数为0.168/ (7.85 X 10-5) =2140个，每

23、个管子上的孔眼数是2140/92=24 个4.2.5接触氧化池1填料的选择结合实际情况，选取孔径为25mm勺的玻璃钢蜂窝填料，其块体 规格为800X800X 230mm空隙率为98.7%,比表面积为158n2/m3, 壁厚0.2mm （参考污水处理构筑物设计与计算玻璃钢蜂窝填料 规格表）2安装蜂窝状填料采用格栅支架安装，在氧化池底部设置拼装式格栅， 以支持填料。格栅用厚度为46mm勺扁钢焊接而成，为便于搬动、 安装和拆卸，每块单元格栅尺寸为 500mnr 1000mm3池体的设计计算( 1)设计概述生物接触氧化池的容积一般按BOD 的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。(

24、 2)设计计算 . 池子有效容积VV=Q( La-Lt ) /M则 V=1500 X (0.3-0.025 ) /1.5=275 m3;式中：Q-设计流量Q=1500m3/dLa -进水 BOD5 La= (250300) mg/L,取 300mg/L;Lt -出水 BOD5 Lt < 25mg/L;M-容积负荷 M=1.5kg/(m 3 d),BOD5W 500 时可用 1.0 3.0kg/(m 3 d),取 1.5kg/(m 3 - d) . 池子总面积FF=V/h0,贝U F=275/3=91.7 nf,取 92 m2h0- 为填料高度，一般h0=3m； . 氧化池总高度HH=h+

25、hi+m+ (m-l) hk+hu,则 H=3+0.5+0.5+ (3-1) x 0.3+1.5=6.1m ;h1- 保护高取0.5m；h2- 填料上水深取0.5m；h3-填料层间隔高取0.3m；h4-配水区高，与曝气设备有关，取1.5m；m-填料层数取3(层)； .氧化池的尺寸氧化池半径 r=(F/ 二)"2=(92/3.14) 1/2=5.4m氧化池的尺寸 RX H=10.8mx 6.1m .理论接触时间tt=24Fh0/Q,则 t=24 X92X 3/1500=4.4h ; .污水在池内的实际停留时间：t =F (H-hi) /Q=6X15X (6.1-0.5)/125=4.1

26、h .所需空气量DD=D Q,且 Db =20: 1,贝U D=1500X 20=30000rl3/d ;.曝气系统生物接触氧化池图4.2.6混凝反应池1. 混凝剂的选择结合实际情况，对比分析常用混凝剂，选用聚合氯化铝( PA。其特点是： 碱化度比其他铝盐铁盐混凝剂低，对设备腐蚀较小混凝效率高耗药量少絮体大而重，沉淀快。聚合氯化铝受温度影响小，适用于各类水质。2. 配制与投加配制方式选用机械搅拌。对于混凝剂的投加采用湿投法，湿投法中应用最多的是重力投加。即利用重力作用，将药液压入水中，操作简单，投加安全可靠。3. 混凝池尺寸混凝时间T取20min,混凝池有效容积：V=QaxT/n60=125X

27、20/ (1X60) =42n3其中CU最大设计水量，n3/h。CU=125 m3/hn 池子座数， 1混凝池分为两格，每格尺寸 LiXB=2.5mX 2.5m,总长L=5m混凝池水深：H=V/A=42/(2 X 2.5 X 2.5)=3.5m混凝池取超高0.3m,总高度为3.8m。混凝池尺寸 LXBX H=5m< 2.5mx 3.8m混凝池分格隔墙上过水孔道上下交错布置，每格设一台搅拌设备。为加强搅拌设备，于池子周壁设四块固定挡板。4. 搅拌设备 叶轮直径取池宽的80% ,采用2.0m。叶轮桨板中心点线速度采用：vi=0.5m/s,v 2=0.35m/s ;桨板长度取l=1.4m (桨

28、板长度与叶轮直径之比l/D=1.4/2=0.7 );桨板宽度取b=0.12m,每根轴上桨板数8块，内外侧各4块。旋转桨板面积与絮凝池过水断面积之比为8X0.12 x 1.4/(2.5 X5)=10.7 %四块固定挡板宽X高为0.2 x 1.2m。具面积于絮凝池过水断面积之比为 4X0.2 xl.2/(2.5 X 5)=7.7 %桨板总面积占过水断面积为10.7 % +7.7 % =18.4 %，小于25%的要求。叶轮桨板中心点旋转直径D0D0= (1000-440) /2+440 x 2=1440mm=1.44m叶轮转速分别为m=60vJ n D0=60X 0.5/(3.14 乂 1.44)=

29、6.63r/min 。 W1=0.663rad/sn2=60V2/ 冗 D0=60X 0.35/(3.14 乂 1.44)=4.64 r/min ;血=0.464 rad/s桨板宽厂比b/l=0.12/1.4<1,查阻力系数中表3-4阻力系数b/l小于1122.5 44.51010.5 18大于181.11.151.191.291.42G=1.10 k= P/2g=1.10 X 1000/(2 X9.8)=56桨板旋转时克服水的阻力所耗功率：第一格外侧桨板：Ni =yklwi3(r24-r 14)/408=4 乂 56x 1.4 乂 0.663(1 4-0.88 4)/408=0.090

30、kw第一格内侧桨板：Ni =4X 56x 1.4 x 0.96 3 (0.56 3-0.44 3) /408=0.014kw第一格搅拌轴功率：N 01=M +M =0.090+0.014=0.104kw同理，可求得第二格搅拌轴功率为 0.036kw 设两台搅拌设备合用一台电动机，则混凝池所耗总功率为工 N=0.104+0.036=0.140kw电动机功率(取。1=0.75, f=0.7): N=0.140/(0.75 X0.7)=0.26kw4.2.7竖流式沉淀池计算(1)中心管面积f沉淀池的最大水量Qmax =0.034 m3/sf= Qmax /v 0=(0.034m3/s)/(0.03m

31、/s)=1.13m 2其中：Qmax-最大设计流量，nVsvo中心管内流速，不大于 30mm/s,取30mm/s(2)中心管直径dodo= (4f/ 冗)1/2=(4X1.13/3.14) 1/2=1.2m(3)中心管喇叭口与反射板之间的缝隙高度h3h3=Qmax/vndi=0.034/(0.02 X3.14 X1.35 乂 1.2)=0.33m在0.250.5m之间，符合要求。其中vi 污水由中心管喇叭口语反射板之间的缝隙流出的速度，取vi=0.02m/sdi喇叭口直径，di=1.35d0(4)沉淀部分有效断面积FF= Qmax /kzv=0.034/ (1.97 X0.0004) =43n

32、2v污水在沉淀池中的流速，表面负荷设q为1.5m3/(m2h),则v=1.5m3/(m2h) /3600=0.0004 m/s(5)沉淀池直径DD=4(F+f)/ 冗1/2=4 X (43+1.13)/3.14 "2=7.5m,取 8mb(6)沉淀池有效水深h2,停留时间t为2h,则h 2=vt=0.0004 X2X3600=2.88m,采用 3mD/h=8/3=2.7 <3,满足要求。(7)沉淀部分所需总容积：沉淀池进水ssC1=170mg/l,出水ssG=70 mg/l ,污泥含水率 R=99.5%, 停留时间T=2hV= Q （CO / p （1- P。）=1500 X

33、103X ( 170-70) X 10-6/ (1000X0.005)=30m3/d(8)圆截锥部分容积V贮泥斗倾角取45° ,圆截锥体下底直径2m , R=D/2,则：h5= (R-r) tg45 =(4-1) tg45 =3mV=nh5(R2+Rr+r2)/3=3.14 X3X(42+4X 1+12)/3=66m3 >30m3符合要 求。其中R圆截锥上部半径r圆截锥下部半径h 5圆截锥部分的高度(9)沉淀池总高度H设超高h和缓冲层h4各为0.3m,则H=h 1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.33+0.3+3=6.93m ,取 7m(10)排泥方式选择重力排泥，其排

34、泥浓度高、排泥均匀无干扰且排泥管不易堵 塞。由于从二沉池中排出的污泥含水率达 99.6 %,性质与水相近， 故排泥管采用300mm竖流式沉淀池4.2.8 化学氧化池计算V=Qa丈=125m3/h x 0.5h=62.5m3取有效池高 H=4m贝U LXB=4m< 4m4.2.9 污泥池计算1污泥计算进水CO球度为1200mg/L,出水COCM度为100mg/Lo按每去除IkgCOA生0.3kg污泥，则因去除COLT生的污泥质量为：1500X 103 L/d X (1200-100) mg/L x 10_6kg/mgX 0.3=495kg/d。因为污泥的含水率为 R=99.5%,则每天因去除COLT生的湿污泥量Q=495/p x (1-P。)尸495/ 1000 X (1-99