4000m3d印染废水处理工程设计

题目4000m³/d印染废水处理工程设计年六月八日系(教研室)主任批准 学院系(教研室)签名：1.设计(论文)题目及专题：3400吨/天啤酒生产废水处理装置工程2.学生设计(论文)期限：自2月20日开始至5月30完成育出版社；(2)北京水环境技术与设备研究中心等，三废处理工程技术手册(废水卷),化学计水质为：COD≤1000mg/L、BODs≤600mg/L、色度≤300倍、NH₃-N≤15mg/L、SS≤200mg/L、pH:5-7;(6)处理出水标准：COD≤100mg/L、BODs≤mg/L、色度≤40倍、NH₃-N≤15mg/L、5.提交设计(论文)形式(设计说明书与图纸或论文等)及要求：提交设计说明书1套及图纸4张(1)正确进行设计计算；(2)按国家标准和规范完成绘图；(3)图纸采用CAD绘制；(4)排版和装订要学生(签名):湖南某大学毕业设计(论文)指导人评语築龍網毕业设计(论文)评阅人评语[主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]评阅人：(签名)湖南某大学毕业设计(论文)答辩委员会记录提交毕业设计(论文)答辩委员会下列材料：1设计(论文)说明书共页3指导人、评阅人评语共页毕业设计(论文)答辩委员会评语：[主要对学生毕业设计(论文)的研究思路，设计(论文)质量，文本图纸规范程度和对设计(论文)的介绍，回答问题情况等进行综合评价]毕业设计(论文)答辩委员会主任：(签名) (签名) (签名) (签名)zhulong.com前言 11文献综述 2 21.2印染废水的来源 2 31.2.2毛纺工业废水来源 41.3印染废水的特点 41.4印染废水处理方法 51.4.1物理化学方法 61.4.2化学处理方法 71.4.3生物处理方法 71.5我国印染废水生物处理工艺方案的特点及比较 8 8 2.1设计依据 2.4工艺流程的选择及说明 2.5处理方案论证 3设计计算 3.1主要构筑物设计计算 3.1.3混凝反应池 3.1.4沉淀池 3.1.5生物接触氧化池 zhulong.com3.1.8污泥浓缩池 3.2辅助构筑物的设计及说明 3.3附属构筑物设计说明 4运行说明、设备选型及经济技术分析 4.2设备选型及管道规格 4.3设计预算及经济技术分析 4.3.1主要设备列表 4.3.2印染废水处理站平面设计 4.3.3印染废水处理站高程设计 4.3.4土建及安装工程要求 4.3.6经济技术核算 40参考文献 43 44附录1工艺流程图 附录2高程图 附录3平面布置图 47附录4二沉池及其配管图 481建筑资科下载就在致龙网4000m³/d印染废水处理工程设计湖南某大学化学化工学院摘要：本设计为4000m³/d的印染废水处理工艺，它的进水水质为：BODs:600mg/L;COD:1000mg/L;SS:200mg/L;NH₃—N:15mg/L;pH:5～7。出水水质为达到《纺织染整工业水污染排放标准》(GB4287-92)中的I级标准。经过对现阶段的各种印染废水处理工艺的综合比较和研究，对于本设计的印染废水，适合采用混凝沉淀一生物接触氧化—氧化脱色工艺，因为它的容积负荷高，出水水质好，微生物浓度高，污泥产量少，且不需要进行污泥回流。本设计共有四个部分，第一部分是文献综述，介绍国内外印染废水处理现状；第二部分是设计说明，经过方案比较论证确定混凝沉淀—生物接触氧化—氧化脱色法为处理该印染废水的最佳方案，并对工艺流程进行了详细的说明；第三部分对工艺流程中的主要构筑物及其辅助构筑物进行设计计算；第四部分对该方案的运行说明和相应设备的选型及方案的技术经济分析。本印染废水处理工程方案的设计，不仅能高效地去除BODs(达96%)和COD(达91%),而且对废水有较好的脱色效果(达88%),从而最大限度的减少了对环境的污染。经处理后水中的BODs、CODe、SS的浓度均能达到GB4287-92排放标准。关键词：印染废水；处理设计；生物接触氧化；氧化脱色2Tutor:XuZhongjianDesigner:HuangLixiaSpecialty:EvironmentalengineeringSchoolofchemistryandchemicalengineering,HunanUniversityofScienceandTechnologyAbstract:Thedesignintendstodisposeprintinganddyeingsewageproductionwiththenormalquantityofwaterof4000m³/d.Thequalityofthewateris:BODs:600mg/L;COD.:1000mg/L;SS:200mg/L;NH₃—N:15mg/L;pH:5～7.ThequalityofthedischargewaterreachesthedemandofthedischargestandardoflevelIin"SpinningandweavingDyestheEntireIndustryWaterpollutionTodischargeStandard"(GB4287-92).Comparingtootherbiologicalandchemicalmethods,regardingthedesignofprintinganddyeingsewage,thecraftofcoagulationtoprecipitate—biologycatalyticoxidation—oxidizeddecolorizationissuittothedesign.Becauseitsvolumeshouldershigh,thequalityofthewaterisgood,microorganismdensityishigh,thesludgeoutputarefew,alsodoesnotneedtocarryonthesludgebackflow.Thisdesignincludesfourparts.Thefirstpartistheliteraturesummarizes,briefsthedomesticandforeignprocessingsituationofprintinganddyeingsewage;Thesecondpartisthedesignexplanation,determinesthatthecraftofcoagulationtoprecipitate—biologycatalyticoxidation—oxidizeddecolorizationisthebestplantothisdesignofprintinganddyeingsewageprocessingaftercomparingtootherplans,andmakesdetailedexplanationtothetechnicalprocess;Thethirdpartistocaculatethemainconstructionsandit'sauxiliaryconstructions;Andthelastpartistheoperatingexplanationtothprimaryfacilitiesandtoanalysethetechnologyeconomicofthisplan.Thisdesignofprintinganddyeingsewageprocessingproject,notonlycanhighlyeffectiveremoveBODs(reaches96%)andCODe(reaches91%),moreoverithasgooddecolorizationeffecttoprintinganddyeingsewage(reaches88%),thusithasmaximumlimitreductiontoenvironmentpollution.Bythewholesystem,itcanreachthedemandofthedischargestandardofGB4287-92.Keywords:printinganddyeingsewage;disposaldesign;biologicalcontactoxidation;oxidizeddecolorization3建筑资科下载就在致龙网在经济快速发展和社会日益进步的今天，污染已经成为全球所关心的问题。解决环境污染是当今社会必须要考虑的问题。穿着的更新换代带来印染废水的增加及其水质的变化，印染废水排放量大，污染物浓度高，是工业废水较难治理的废水之一。纺织印染行业是水污染大户，研究、开发、推行低投入的水污染治理措施势在必行，怎样处理好印染废水，选择怎样的工艺流程是比较经济和合理有效的，已经成为全世界所共同研究和开发的项目。目前，在发达国家已有比较先进的处理工艺和方法，这些方法一般都是建立在经济比较宽裕的基础上的。而发展中国家的经济比较紧张，没有宽裕的资金可以用来进行一些经济效益不是很明显、一般只有社会效益项目的开发和利用。所以，寻找经济和有效的印染废水的处理工艺是必然的。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I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。本设计是针对南方某地印染厂排放的废水具有悬浮物浓度高、有机物负荷大、可生化处理性强的特点，经过了多方的比较和选择，选定以混凝沉淀—生物接触氧化—氧化脱色为主的处理方案，在后面的正文中会提供相关的具体说明和解释。本设计对混凝沉淀—生物接触氧化—氧化脱色工艺的特点、工艺流程、各处理单元工艺尺寸的计算、平面布局、土建管理及人员编制、成本分析等方面进行阐述，对设备维护、安装和维修作了说明，对运行管理中的常见问题提出了可行性的解决办法和措施。本设计共分四个部分：文献综述，设计说明，设计计算及运行说明、设备选型和经济技术核算。其中设计说明包括设计依据、设计规模、范围和设计原则、工艺流程说明及处理方案论证，设计计算包括主要构筑物设计计算、辅助构筑物设计计算和附属构筑物设计说明。并附四张图纸：工艺流程图、高程图、平面布置图、二沉池及其配管图。由于本人的水平有限，资料搜集的广度和深度有一定的局限性，设计书中难免会有一些不妥之处，敬请老师给出宝贵的改进意见。4建筑资科下载就在致龙网1文献综述水是人民生活和国民经济建设不可缺少的自然资源。随着工农业生产的发展和人口的增长，各种生活、生产活动对水环境所造成的污染正在不断加剧，工业发达城镇和乡镇工业集中地区附近水域的污染尤为突出。水资源紧缺及水污染严重，已成为当前世界各国，特别是发展中国家城镇经济持续发展的严重阻碍。近几十年来，飞速发展的印染工业为我国经济的进步作出了巨大的贡献，但是由于在生产过程中要排放大量的废水，印染行业也成为工业废水主要污染大户，印染废水处理技术的研究也一直受到环保科技工作者的关注。分布于全国各地的乡镇印染工业，更是给当地的环境带出了极大的威胁，据统计近年来乡镇印染工业的产值已占全国印染工业总产值的50%以上，其污染状况也早已受到各界人士的关注。由于乡镇印染工业一般具有生产规模小、产品变化快、产量变化大和生产工艺落后等特点，从而带来了其废水水质水量的多变性及治理的难度，多年来控制乡镇印染工业废水的污染一直是令人感到棘手的问题。随着城市化的加快和经济建设的发展，印染废水逐渐增加，而且其水质也在不断变化，印染废水是比较难处理的废水之一，怎样处理好印染废水，选择怎样的工艺流程是比较经济和有效的，已经成为全世界所共同研究和开发的项目。近年来，随着人们生活水平的提高和对美的追求，纺织品的产量和质量有了大幅度的提高，染料的使用正朝着抗光解、抗氧化和抗生物降解的方向发展。因此，印染废水的治理却越来越困难，导致印染废水对环境的污染也越来越严重。印染废水中主要含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱、纤维杂质及无机盐等杂质，它具有成分复杂、难降解有机污染物含量高(高达50000mg/mL)、色度高、化学需氧量(COD)高、生化需氧量(BOD)高、碱性大、毒性大、水量大、水质变化大等特点。其中有毒有害的污染物，还会在动植物体内积累起来，不易排出，毒性比原水中浓度增加几倍、甚至几千倍，至于染料中的致癌物质和染料色泽对人类的影响更大1。所以，印染废水必须经过处理、达标后，才能排入江湖。加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重匮乏的问题，对保护环境、维持生态平衡起着极其重要的作用。1.1印染废水的分类纺织印染废水按天然纤维为主进行分类可分为以下几类：①毛纺工业染色废水；②棉纺工业染色废水；③丝绸工业染色废水；④麻纺工业染色废水。每类里都包括天然纤维织物和混纺织物在印染过程中产生的废水。棉纺织品(包括其混纺产品)生产过程中排放的染色废水量最大，约占纺织工业废水总量的85%左右2],废水中除含有残余染料、助剂外，还含有一定量的浆料。浆料中多以较难降解的聚乙烯醇(又称PVA)为主。由于污染物含量较高，因此棉纺印染废水属于较难治理的废水。毛纺织染色废水排放量约占纺织工业废水排放总量的10%左右。毛纺织品(包括其混纺产品)生产中所用的染料上染率较高，且不含任何浆料，故其染色废水中有机污染物含量相对较低。丝绸产品的染色废水性质近似于毛纺染色废水。麻纺织品染色废水性质近似于棉纺染色废水。丝、麻纺织品的生产有一定地域性，其产量较低，故废水排放量亦较少。1.2印染废水的来源纺织工业是我国传统的支柱产业包括纺织、印染、化纤、服装和纺织专用设备制造等5个部分。随着国民经济的迅速发展，我国的印染业也进入了高速发展期，设备和技术水平明显提升，生产工艺和设备不断更新换代，印染企业尤其是民营印染企业的发展十分迅速。5但是，印染行业生产过程中排放的“三废”,尤其是废水治理不当将会对环境造成严重的污染；另一方面，随着印染工业和产业结构的改变，印染水质也发生了变化，废水的处理难度也随之加大，我们必须不断创新，改进和提高治理水平，选择适用的工艺路线。随着社会的发展，人民的生活水平饿不断提高，生活质量的要求也越来越高，穿好吃好睡好是生活的必然要求。衣服作为生活的必须，也越来越受到人们的重视，人靠衣装是一种社会的现实，衣服的式样的多样性就决定了印染废水的多样性和大量性，其必然成为影响人民正常生活，身体健康的危害物，必须得到治理和控制。棉纺织印染废水主要来自染整工段，包括退浆、煮炼、漂白、丝光、染色、印花和整理等。(1)退浆废水棉织物上的浆料和纤维本身的部分杂质在漂染前必须去除，这一生产工艺称为退浆。退浆废水一般占废水总量的15%左右，其中高浓度退浆废水约占3.5%,污染物约占总量的一半。退浆废水是碱性的有机废水，含有各种浆料分解物、纤维屑、酸和酶等污染物，废水呈淡黄色。退浆废水的污染程度和性质视浆料的种类而异，过去多用淀粉浆料，淀粉浆料的BODs/COD值为0.3～0.5。目前使用较多的化学浆料(如PVA),BODs/CODe值为0.1左右。近年来改性淀粉逐渐有取代化学浆料的趋势，改性淀粉的可生化降解性非常好，BODs/COD。值见表1,100mg/L浆料中的BOD和COD值见表2l²]。浆料BODs/(mg/L)CODe(mg/L)BOD-/COD改性淀粉浆料名称BODs/(mg/L)COD/(mg/L)BODs/CODer合成龙胶海藻酸钠羧甲基纤维素聚乙烯醇(2)煮炼废水为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质去除。煮炼工艺一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等的水溶性物质，在120℃、pH值10～13的条件下对棉纤维进行煮炼。煮炼废水量大，呈强碱性，含碱浓度约0.3%,废水呈深褐色，BOD和COD均高达每升数(3)漂白废水漂白工艺一般采用次氯酸钠、过氧化氢、亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面的内部有些杂质，使织物漂白。由于双氧水在漂白废水中几乎完全分解，而次氯酸钠和亚氯酸钠等含氯漂白剂的大部分又在漂白过程中被分解，所以漂白废水的特点是量虽大，但污染程度较小，BOD和COD均较低，基本上属于清洁废水，可直接排放或循环使用。(4)丝光废水丝光处理是将织物在氢氧化钠浓碱液内浸透，目的是提高纤维的张力强度，增加纤维的表面光泽，降低织物的潜在收缩率，同时增加与染料的亲和力。丝光废水含氢氧化钠3%～5%,一般通过多效蒸发蒸浓回收后，先供丝光应用，再用于调配煮炼液、废碱液和退浆。所以丝光废水实际上很少排出，6建筑资科下载就在致龙网它在工艺上被多次重复使用。虽经碱回收，但废水的碱性仍很强，BOD较低，其污染程度根据加工漂白布或本色布而异。(5)染色废水染色废水的特点是水质变化大，色度深。污染物主要来自于染料和助剂。不同纤维的染色需用不同的染料、助剂和染色方法，染料上色率的高低、染液的浓度不同、染色设备和规模不同，废水水质变化很大。一般染色废水的碱性都强，特别当采用硫化染料和还原染料时，pH值高达10以上。染料本身的BOD均较低，COD却很高，许多污染物不易被生物降解，生物处理对印染废水的COD去除率仅60%～70%,脱色率也仅50%左右2]。(6)印花废水印花废水污染物主要来自调色、印花滚筒、印花筛网的冲洗水，以及以后处理的皂洗、水洗、洗印花初布的废水，污染程度很高。此外，活性染料应用大量尿素，使印花废水的氨氮含量升高。(1)洗毛废水洗毛工艺是利用机械、化学作用从原毛中去除羊毛脂、羊汗、泥砂、杂质和大部分矿物性物质。洗毛废水属于高浓度有机废水，主要成分是羊毛脂、羊汗、泥土、羊粪等，污染物的浓度与羊毛品种、产地自然环境等因素有关。优质细毛总含杂中一般羊毛脂约为10%～40%,羊汗为2%～20%,砂土为5%～40%,植物为0.5%～6%2l。羊汗的主要成分为：碳酸钾、硫酸钾、氯化钾、硫酸钠、不溶性物质和有机物。羊毛知、羊汗和泥砂为洗毛废水中主要污染物，羊毛脂是组成废水中BOD和COD的主要成分。细毛废水外表常呈棕色或浅棕色，表面覆盖一层含各种有机物、细小悬浮物以及各种溶解性有机物的含脂浮渣。(2)毛纺印染废水由于羊毛结构中含有羟基和氨基，因此纯毛织物染色多用上染率较高、染色牢度较好的酸性染料和媒介染料。毛混纺织物所用的染料随所用的化学纤维品种不同而不同。除采用上述染料外，还采用分散、直接、阳离子等染料，一般均采用两步法染色。由于织物中羊毛(或其他动物毛)所占比例较高，仍以酸性和媒介染料为主。染色过程中使用的助剂主要为：醋酸、硫酸、重铬酸钾、元明粉、柔软剂、匀染剂、渗透剂等。染色后助剂基本上全部进入到染色残液中。染色助剂是染色废水中主要的印染废水中的污染物主要是棉毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类、和脂类，以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等。印染废水的水质随加工的纤维种类合采用工艺以及使用染料的不同而异，污染物组分差异很大，一般值为6～13,色度可高达1000倍，COD为400～4000mg/L,BODs为100～1000mg/L³]。印染废水水质复杂，一般具有污染物浓度高，种类多，含有毒成分及色度高等特点，污染物按来源分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、染料、化学助剂等。纺织印染废水的特点可以归纳为以下几点3]。(1)废水量大。纯棉及混纺织物印染废水2.5～3.5m³/100m织物，涤棉织物以2～2.4m³/100m织物，丝绸织物为4～6m³/100m织物，精毛纺织物为12～15m³/100m织物，废水量相当可观。(2)水质复杂。废水中含有残余染料(染色加工过程中的10%～20%染料排入废水)、浆料、助剂、、纤维杂质及无机盐等。染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性，因为不同纤维原料需用不同的染料、助剂和染色方法，加上染料上色率的高低，染液浓7度的不同，染色设备和规模的不同，所以废水水质变化很大。(3)印染废水有机物含量高，通常经调节后COD为8000～1200mg/L,COD的组成有残余染料、助剂、浆料等，碱减量废水COD高达100g/L。(4)可生化性较差，废水BOD/COD值很低，一般在0.2左右。因此需采取措施，提高BOD/COD值，以便利于生化处理。(5)印染废水通常碱性大，尤其是煮炼废水及碱减量废水。(6)印染废水色度高，有的废水色度可高达4000倍以上。(7)废水中含大量助剂及表面活性剂，除了难生物降解并污染水体外，在生物处理曝气时，易产生泡沫，阻碍充氧。(8)有的废水温度高，不能直接进行生化处理。(9)水质水量变化大。印染生产中，由于织物的种类及加工的花色品种受原料、季节、市场需求的变化而经常变化，因而加工工艺和使用的染化料也相应改变，其结果使得印染废水的水质会出现大幅度的变化。其次，印染生产过程虽然是连续的，但废水的排放却往往是间歇的。此外，由于开机台数随生产安排时有增减，所以废水排放；量极不均匀。在正常开车情况下常用时变化系数(一日内最大时排水量与平均时排水量之比)K,及日变化系数(一年内最大时排水量与平均时排水量之比)K₄来表示。印染废水的Kn约在1.5～2.0之间，Ka在1.2～1.8之间。应根据生产规模或通过相似工厂的实测数据确定。当无资料时，通常印染规模小的取上限，规模大的取下限。印染废水的处理方法按方法分为物理法、化学法和生物法；按处理程度分为一级处理、二级处理和三一级处理主要是预处理，包括简单的物理、机械或化学方法，使废水中的悬浮或块状物分离出来。二级处理主要是生物化学处理或化学处理，用来去除水体中胶体和溶解性有机污染物。一般可去除85%～95%可生化降解的有机物，同时可除去90%以上的固体悬浮物。三级处理主要用物理法，化学法或生物法，进一步去除残余的可溶性无机物(N、P等)和可溶性有机物，以及色度、细菌等。使出水完全达到排放标准或地面水标准。物理法处理包括格栅、过滤、沉淀、气浮、磁分离和离心分离等。化学法处理包括中和、混凝、氧化还原、光催化降解等。物理化学法包括吸附、离子交换、电渗析、电解等。生物法包括好氧生物法和厌氧生物法。好氧生物法有活性污泥法、生物滤池、生物接触氧化法等。由于不同织物、印染加工工艺排放的废水水质有很大的差异，因此要对废水组分、水质特性进行分析，通过技术经济比较，选择最优化的处理技术。单一的处理工艺一般很难将废水处理达标排放，要采取多种工艺的联合。印染废水常用处理技术见表3所示3。表3印染废水常用处理技术名称主要构筑物、设备处理对象格栅与筛网细格栅、细筛网悬(漂)浮物、织物碎屑中和中和池、碱性酸性药剂投加系统pH值混凝沉淀(气浮)各种类型反应池(机械搅拌反应池、隔板反应池、色度物质、胶体悬浮物、COD旋流反应池)、加药系统、沉淀池(平流式、竖流式、辐流式)、气浮分离系统8名称主要构筑物、设备处理对象氧化脱色消毒吸附厌氧生物处理好氧生物处理臭氧氧化、二氧化氯氧化、氯氧化、光催化氧化接触消毒池活性炭、硅藻土、煤渣等吸附器再生器升流式厌氧颗粒污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFBR)、水解酸化生物接触氧化法、氧化沟、SBR、推流曝气COD、BOD、细菌、色度物质残余色度物质、细菌色度物质、COD、BODCOD、BOD、色度物质、NH₃-N、磷等COD、BOD、色度物质等1.4.1物理化学方法(1)吸附法在物理化学法中，应用最多的是吸附法。常用的吸附剂有可再生吸附剂(如活性炭、离子交换纤维等)和不可再生吸附剂如各种天然矿物(膨润土、硅藻土)、工业废料(煤渣、粉煤灰)及天然废料(木屑、铁屑)等。活性炭具有较高的比表面积，是目前被广泛应用并且研究得较为透彻的一种固体吸附剂，它对可溶性染料的吸附是有选择性的，对碱性染料废水的脱色率超过90%,但对酸性染料的脱色率仅为30%～40%。活性炭吸附一般只适用浓度较低的废水和深度废水处理。对于染色废水，颗粒状活性炭只能吸附水中可溶性染料，而对悬浮状不溶性染料的去除效果则很差，加之活性炭再生费用较高，从而使活性炭吸附法的应用受到限制5。(2)膜分离法膜分离是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质，它能使流体内的一种或几种物质透过，而其它物质不透过，从而起到浓缩和分离纯化的作用。目前研究用于印染废水处理的主要是压力推动膜分离技术，包括反渗透(RO)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。反渗透是以压力推动为动力的膜分离技术，压力差约为2～10MPa,上世纪70年代美国的J.J.Porer和C.A.Brando等人就开始将膜分离技术应用于印染废水的处理，采用反渗透法对18种染料的回收和再利用进行了试验，使用内压管式酷酸纤维膜、中空纤维聚酰胺膜、卷式醋酸纤维膜以及外压管式Zr(IV)氧化物-PAA动态膜，分离效果良好，色度去除率大于99%,COD去除率均在92%以上，透过水可重新使用。1983年Tinghuis报道了用反渗透技术对13种酸性、碱性染料溶液的分离效果。超滤是膜分离技术中应用最为广泛的膜过程之一，在我国则为生产与应用最广泛的膜品种。80年代末问世的介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术，其截留分子量在200～2000的范围内，孔径为几纳米，因此称为纳滤。由于纳滤膜表面有一层均匀的超薄脱盐层，它比反渗透膜要疏松得多，且其操作压力比反渗透低，因此，纳滤又称为疏松型反渗透或低压反渗透。在印染废水处理方面，对含有直接染料和活性染料等的水溶性染料，常用纳滤膜进行分离处理。郭明远等自制了醋酸纤维素纳滤膜，研究了纳滤膜对活性染料X-3B水溶液的分离性能，结果表明，纳滤膜可用于活性染料印染废水的处理和染料回收。南京工业大学徐南平采用氢氧化镁吸附预处理的陶瓷膜微滤技术对含活性染料的印染废水进行脱色处理，脱色率可达98%以上，1.0μm膜的通量在150L/(m²·h)左右。膜分离法处理是一种新型分离技术，具有分离效率高、能耗低、工艺简单、操作方便、过程易控制、无污染等优点。但由于该技术需要专用设备，投资高，且膜易结垢堵塞，所(3)超声波气振法超声波处理印染废水是基于超声波能在溶液中产生局部高温、高压、高剪切力，诱使水分子和染料分子裂解成自由基，引发各种反应，促进絮凝。清华大学陶媛、胡棋昊、王黎明等针对实际印染废9建筑资科下载就在致龙网水高浓度、高毒性、高COD值的特点，采用探头式功率超声发生器和自制平板超声发生器降解多种高浓度染料废水，结果表明，降低超声辐射声强及增大辐射有效面积可降解染料并增大处理废水的体积。但是单独使用超声波气振法降解结构复杂的染料废水仍难以达到工业应用水平l⁵]。化学法是指利用化学反应作用，如聚合，将污水中的污染物质分离、转化。化学法可分为混凝、沉淀、中和、氧化还原、吸附等。其处理的主要对象是废水中可溶解的无机物和难以生物降解的有机物以及有毒有害的胶状物质。(1)酸、碱调节(中和)法印染废水由于产品和生产工艺不同而不同，各车间排放的废水中常含有一定量的酸性物质或碱性物质，除了厂内废水综合利用，互相调节，均匀混合外，还需要添加酸性或碱性药剂进行中和调节，主要包括：①酸碱废水相互中和法，工厂酸碱废水互相中和是简单经济的方法，一般先在调节池中均匀混合，再进中和池加药中和。对含酸或碱5%以上的废液，应首先考虑回收加以综合利用，对低浓度酸碱废水排放前必须进行中和。②加药中和法，加药中和在中和池中进行，加药方式分干投法与湿投法。③过滤中和法，废水通过有中和性能的滤料如石灰石、白云石、大理石等，在过滤过程中进行中和，叫过滤中和。过滤池分普通中和滤池，升流式膨胀滤池和滚筒过滤机等类型。④烟道气CO₂溶解中和或废水曝气中和，烟道气中CO₂通入废水中，生成碳酸中和废水中的碱；同样通过曝气能把废水中CO₂排到空气中，使废水pH值升高2]。(2)混凝沉淀法混凝法是处理印染废水常用的方法之一，采用絮凝剂将染料分子和其它各类杂质进行吸附、絮凝、沉降，以污泥形式排出，使印染废水净化。混凝法的主要优点是工程投资少、处理量大、对疏水性染料脱色效率很高。但方法的缺点是需要随着水质的变化而改变投料条件、对亲水性染料的脱色效果差、COD去除率低。此外，生成大量的泥渣且脱水困难也影响了该方法更广泛的应用。由于印染废水的处理效果主要由絮凝剂的效能决定，因此目前对于该技术的研究主要集中在所选用的混凝剂上。如张跃军等(2003)采用阳离子絮凝剂PDA、魏玉娟等(2002)采用新型稀土复合混凝剂处理印染废水，傅平青等(2003)采用新型混凝剂处理印染废水，都可以获得很高的COD的除去率和脱色率(3)氧化法光氧化、湿式氧化、催化氧化等各种氧化技术在较短时间里将难降解毒性有机污染物完全无害化，不产生二次污染已成为主要研究的目标之一而逐渐受到人们的青睐。按氧化剂和氧化条件的不同，可将化学氧化法分为：氯氧化法、臭氧氧化法、芬顿试剂氧化法、光化学氧化法、湿式空气氧化法和焚烧法。氯氧化法对于易氧化的水溶性染料如阳离子染料、偶氮染料和易氧化的水不溶性染料如硫化染料都有良好的脱色效果。该法投加设备简单，价格低廉，来源广。由于废水排放标准的提高，目前国内外都很重视采用臭氧氧化法进行印染废水脱色。但该方法处理成本高，不适合大流量废水的处理。的氧化效率不高，而且反应需在pH为3的条件下进行，因此用该法处理印染废水还需耗费大量的酸，造成新的污染源，还会造成设备腐蚀[1。生物处理法是利用微生物的生物化学作用降解有机物，这种方法具有技术比较成熟，运行较稳定等优点。在好氧生物处理中，最早采用的工艺是活性污泥法中的传统曝气法，也有用阶段曝气法。印染废水中的残余染料和染色助剂是较难降解的，单一的好氧生物处理只能去除废水中的部分易降解的有机物，色度问题无法解决。为了降低消耗及去除废水中较难降解的有机污染物，出现了厌氧(兼氧)-好氧这种新型处理工艺。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，还可以将较难降解的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。目前国内外对印染废水的处理仍以生物法为主，其中以活性污泥法最为普遍，但由于对色度的去除往往不够理想，国内外许多学者致力于培育或改良高降解活性菌种用于印染废水处理。王永华等研究了白腐真菌煤渣生物膜反应器对染料废水的脱色处理，菌种A、B(担子菌纲)和C(云芝)最高脱色效率分别达到84%、80%、和95%。彭继伟对改良厌氧(水解酸化)—好氧生物处理工艺湿式空气氧化法(WAO)进行了研究。Sarnaik等进行了高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究。中国科学院微生所等单位分离的数百株脱色菌，脱色率高达80%,高于普通生物处理法，但必须与其它方法进行组合才能取得令人满意的效果5]。生化法具有成本低的优点，只要染料废水的BODs/CODa>0.2时，应尽量采用生化处理4]。1.5我国印染废水生物处理工艺方案的特点及比较(1)厌氧生物处理法以往厌氧生物处理法主要用于高浓度有机废水和污泥的处理，一般采用普通的厌氧消化工艺，由于它的水力停留时间很长，消化池容积大，基建费用和运行费用都较高，因而限制了它在废水处理中的应用。自20世纪60年代，特别是70年代以来，人们对厌氧生物法进行比较深入的研究，开发了多种厌氧生物处理新工艺，它不仅可以处理高浓度有机废水，也可以处理低浓度的有机废水，包括城市污水。厌氧生物处理法与好氧生物处理法相比，具有下列优点：①应用范围广②能耗低③有机容积负荷高④剩余污泥量少⑤产生沼气可利用⑥营养需要量少⑦被降解的有机物种类多⑧耐冲击负荷能力强。缺点为：①厌氧处理设备的启动时间长②出水往往达不到排放标准。(2)活性污泥法活性污泥是一种由无数细菌和其他微生物组成的絮凝体。对废水中呈悬浮状和胶状的有机颗粒有强烈的吸附和絮凝能力，在有氧存在的条件下，对有机物有强烈的氧化能力。利用这种活性污泥的吸附和氧化作用，去除废水中有机污染物质的方法，称活性污泥法。该方法是好氧生物处理的一种主要方法，广泛应用于城市污水和工业废水处理。以往印染废水的生物处理工艺主要也是采用这种方法。活性污泥法的运行方式多种多样，目前采用较多的有普通活性污泥法、序批式活性污泥法、氧化沟法和A/D活性污泥法等。(3)生物膜法生物膜法是与活性污泥法并列的另一种好氧生物处理法。该法是通过生长在填料、盘面等表面的生物膜来处理废水的方法。生物膜是覆盖杂滤料或填料表层，长满了各种微生物的粘膜。在纺织印染废水处理中常用的生物膜法主要有生物接触氧化法、生物转盘和生物炭法等。其中，生物接触氧化法是以生物膜为主净化废水的一种处理工艺。它利用固着在填料上的生物膜吸附和氧化废水中的有机物。生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，它结合了曝气池和生物滤池的优点，避免了两者的缺点，因此深受人们重视。1.6国内印染废水主要的处理工艺流程纺织印染工业废水的污染物主要是COD、色度、BOD、SS,部分可能含硫化物。根据印染废水的水质量特点，废水处理的主要对象是碱度、难生物降解的有机物质、染料色素以及有毒物质等。一般考虑退浆废水进行单独预处理后并入其他工段，而后再进行综合处理。(1)预处理退浆废水当使用PVA化学浆料时，可占总印染废水COD负荷的65%,而且难生物降解，单独处理此工艺废水，可显著降低废水的总COD负荷，一般的处理方案有两种，分别为加酸沉淀析出PVA染料，或经厌氧反应器进行处理。流程如图1所示。PVA染料废水集水池V上清夜沉淀池污泥存贮池进行综合处理PVAPVA染料废水调节池厌氧反应池进行综合处理图1PVA染料废水预处理工艺流程图第1种方法COD去除率可达70%(pH调至3),但有污泥处置问题；第2种方法COD去除率可达80%(pH调至3),无污泥处置问题，但操作技术要求较高。(2)染色废水的染料回收染料回收一般用混凝沉淀法、超滤法。超滤法成本较高，必要时才使用。混凝沉淀法工艺流程如图2所示。加酸和混凝剂染色残渣集水井沉淀池进行综合处理压滤回收图2混凝沉淀法工艺流程图(3)综合废水处理工艺流程综合废水处理主要有生化法及物化+生化联合处理。生物法适用于废水可生化性高、含染料色度不太高时；而后法则适用于废水中含大量的染料、色度较高。①生物法。一般而言纯棉印染废水的直接生化效果好，棉混及化纤织物废水生化效果差，此时可在好氧处理前增加水解酸化池，或在曝气过程中投加适量的铝铁盐，并逐步驯化成特殊性能的污泥或筛选高效脱色菌种，也可采用高效、高强度曝气以改善处理效果。其基本处理流程如图3所示。进水进水格栅排泥水解酸化池沉淀池好氧池调节池回流污泥图3印染废水生物法处理基本流程当废水的COD、BOD均较高时，可将水解酸化改为厌氧反应池，或使用两级好氧处理。如色度较高，沉淀池后应加脱色池，如NaClO接触脱色池。②物化法处理。当处理染料、染色废水时如该废水可生化性差，可以考虑只用物化法，工艺流程如图4所示。aa混凝气浮b电解气浮砂滤C混凝沉淀d混凝沉淀气浮印染废水调节池图4印染废水处理物化工艺流程当处理疏水性染料废水时宜用a、c工艺，当处理含油较高的印染废水时用d工艺，当处理含水性染料的印染废水时宜用b工艺。③物化+生化处理工艺。物化+生化处理工艺流程如图5所示：回流污泥综合废水二沉池沉淀池延时曝气池调节池混凝反应池二沉池沉淀池延时曝气池调节池出水图5印染废水处理物化+生化工艺流程此法较单纯的物化法相比优点在于减少沉渣量，但有时出水水质难以达标，此时可考虑在二沉池后进行深度处理，如增设活性炭吸附池，但只适用于水量较小的场合，当水量Q>1000m³/d时，要考虑两级生化法以使出水达标，延时曝气池可采用氧化沟，此时可不必回流污泥2设计说明2.1设计依据(1)设计任务本设计主要处理印染废水，设计日平均水量为4000m³/d。印染废水成分复杂，其主要污染物为BOD₅、COD、色度，并含有SS、氨氮等污染物，是一种成分复杂、高浓度、高色度、难降解的工业(2)基础资料本设计于南方某地新建，相关的工程基础资料：基本的气象水文资料：风向：常年主导风向为西北、东南风；气温：常年平均气温为17.4℃;平均最低气温为1.4℃;平均最高气温为31.2℃;湿度：平均相对湿度80%;降水量：年平均1500mm;年最大平均752mm;年最小平均997.7mm:地下水水位：地面下4.5～10m;厂区地形条件：已经过地质勘探可以进行此规模的一般印染废水处理工程施工；厂区海拔最高70m;最低54.4m;地势平坦。2.2设计规模和设计范围(1)设计规模①设计水量：日平均水量4000m³/d。②设计进水水质如表4所示。表4进水水质BODsNH₃-N色度(倍)③设计出水水质如表5所示。表5出水水质BOD₅NH₃-N色度pH(倍)6～9(2)设计范围本设计需要针对废水特点和处理出水水质要求，在众多处理工艺方案中选择既能达标要求又能节省基建投资的工艺流程；并对所选方案中的格栅、调节池、混凝沉淀池、生物接触氧化池、辐流式二沉池、氧化脱色池等处理单元工艺尺寸的进行计算；以及对土建设计及安装工程提出要求，对工程投资和人员编制、成本分析、运行管理进行分析和计算。其中包括调节时间、调节池有效容积和尺寸的确定，混凝沉淀池池体的设计以及沉淀池有效高度的确定；还有排泥系统、生物接触氧化池池体和配水及出水系统的设计计算。2.3设计原则(1)处理工业废水的一般原则建筑资科下载就在致龙网我国的环境保护事业起步较晚，在吸取国际上的“公害”教训的基础上，确定了我国环境方针：全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动员，造福人类。而且还指定了工业废①首先从生产工艺进行改进，使生产过程中不产生或少产生工业废水，或使用废水中少含不含有毒物质，对必须排放的废水尽可能回收有用物质，边变废为宝，化害为利，如改变原料路线，采用先进的技术和先进的工艺等。②减少废水排放量，根据工艺过程用水对水质的的不同要求，采用多次利用，分级分段串联使用，或采用闭路循环等措施，以减少废水的排放量，同时也可节约用水。③清水和污水分流管理，例如作为见解冷却水是否被污染的清水，可经过降温处理后闭路循环使用，而作为工艺水与过程物料直接接触的水，如洗涤水，印染水，可能受到污染，这种水必须经过有效处理，使之无害化。污染水与未被污染的水分流管理，可使处理的废水量大大减少。④处理后排放，上述几种措施，无论是减少还是分流处理，最终还是有废水要排放的，在排放之前必须进行认真处理，使其达到允许的排放标准，例如呈碱性的废水，一定要中和到允许排放的pH(2)本设计遵循的设计原则根据工业废水处理的一般原则及本设计废水的特点，本设计考虑以下几个原则8I。①根据废水特点，选择合理成熟的工艺路线，既要做到技术可靠确保处理后出水达标排放，还要结构简单、操作方便、易于维护管理。②污水处理站方案设计中，在保证处理效果前提下，充分考虑城市寸土寸金的现实，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用。③平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅、合理工程建设标准。④本设计力求达到工艺先进、运行稳定、管理简单、能耗低、维修方便、造价低、施工方便、排泥量少等特点。2.4工艺流程的选择及说明工艺流程选择由于印染废水变化复杂，有机物含量高，色度深，碱度大，是较难处理的工业废水之一，故本设计采用生化处理工艺，该技术处理效果好，管理运行方便，受外界环境影响较小，通过该工艺流程的处理，使处理后的出水能够达标排放。目前，国内外的印染废水处理手段以生化处理法为主。其处理的机理是使废水中夹带的有机物质通过微生物的代谢活动予以分解。生物处理一般成本低，效果较好，但其受pH值、温度、染料种类和废水浓度影响很大。此外，在印染废水生产中，因生产的间断运行，故存在着水质水量的波动，对于大量使用还原浆料，硫化浆，冰染料等废水其化学絮凝效果相对较差，因此处理工艺要考虑这些因素，要有一定的适应水量，水质负荷变化的能力，对于不同水质的印染废水有不同的组合处理工艺。有可能物化为主，也可能生化为主，虽然基本方法及原理大致是相同的，但优化组合很重要。因此，在处理的过程中，应适当把握好这些因素。根据本设计的水质水量以及出水要求，本设计采用生化处理工艺，其工艺流程如6所示。鼓风机鼓风机出水氧化脱色反应池碱剂生物接触氧化池上清夜干泥外运污泥脱水机污泥浓缩池混凝反应池印染废水沉淀池调节池二沉池格栅PAC图6本设计工艺流程图工艺流程说明来自印染厂车间的废水经过格栅，阻拦了大块悬浮物后，进入调节池，在调节池使废水质均和，水量调节。然后从调节池出来的废水进入混凝反应池，在混凝反应池中加入Ca(OH)₂调节pH值，加PAC混凝剂和助凝剂，在反应池中混凝剂充分混合，此后废水絮凝沉淀，去除了不溶性染料、降低色度，并使BOD、COD等指标也同时降低，而后进入沉淀池(竖流式),使大部分污泥沉淀下来，经沉淀池处理后，泥水进入生物接触氧化池，在接触氧化池中由于得到充分的搅拌、曝气，废水中的有机物得到降解。废水到达二沉池(辐流式)后，在二沉池中得到进一步的处理。生化处理对色度去除不好。为了保证色度达标，在二沉池后由CIO₂发生器提供的CIO₂使废水色度降低，同时CIO₂具有灭菌、消毒作用，从而使废水最终达标排放。沉淀池的污泥进入污泥浓缩池，浓缩池的上清夜流回至混凝反应池，由于采用生物接触氧化法，具有较高的微生物浓度，且污泥产量低，不需要进行污泥回流，二沉池产生的污泥也全部进入污泥浓缩池，浓缩污泥经过污泥脱水机脱水，干泥外运或掺入燃煤，最终达标排放。2.5处理方案论证经过综合考虑，本设计采用混凝沉淀-生物接触氧化-氧化脱色相结合的处理工艺。(1)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，以改善污泥的脱水性能。印染废水中含有大量染料、助剂和浆料、洗涤剂和其他化学药剂，其中染料多数呈胶体状态，采用混凝法处理效果显著。②混凝的原理压缩双电层：所谓压缩双电层是指向分散系中投加可产生高价反离子的电解质，通过增大溶液中反离子浓度，降低扩散层厚度，使胶体粒子的ξ电位降低的过程。这种作用特别使用于无机盐混凝剂建筑资科下载就在致龙网提供的简单离子的情况，如Al³+、Fe³+等。电性中和：胶粒表面对电性相异的胶粒，离子或脸子状分子带异好号电荷的部位的吸附，会中和电位离子所带电荷，导致静电斥力减少，电动电位降低，从而使胶体的脱稳和凝聚易于发生吸附架桥：吸附架桥是指在悬浮液中加入链状高分子化合物，由于其架桥作用而使悬浮液中的胶体粒子脱稳的现象。高分子絮凝剂具有线性结构，可被胶体微粒强烈吸附，在相距较远的两颗粒间吸附架桥，使颗粒结大，形成粗头絮凝体。沉淀物网捕：向废水中投加含金属离子的化学凝聚剂，当药剂投加量和溶液介质的条件足以使金属离子迅速生成金属氢氧化物沉淀或金属碳酸盐沉淀时，所生成的难溶分子就会以胶体或细微悬浮物作为晶核形成沉淀物，或是对其产生吸附作用，从而实现对水中胶体和细微悬浮物的网捕。(2)生物接触氧化法①生物接触氧化法的工作原理接触氧化工艺是一种高效能的生物处理技术，常用于处理既含有溶解性有机物又含有粒状有机物的污水。它将生物滤池和活性污泥法有机结合在一起，同时兼有两者的优点，从水中微生物的附着场所及生存方式来看，类似于生物滤池，从反应器流体力学特性及曝气方式来看，它又与活性污泥法相似。有关的实验研究及实际工程表明，相同条件下，氧化池比表面积为130～1600m²/m³,生物滤池比表面积是40～120m²/m³,生物转盘比表面积是120～180m²/m³。而接触氧化法的体积负荷可达3～10kgBODs/m³.d,是普通活性污泥法的3～5倍，CODa去除率是传统生物法的2～3倍0]。②生物接触氧化法的特点容积负荷高(可达3～6kgBODs/m³.d),且处理时间短(一般只需0.5～1.5h)生物活性高，传质效果好。人工曝气不但产生对液流的充分搅拌，缩短了生物膜的更新周期，并且使得供氧充足，因而大大提高了生物膜的活性。此外曝气会形成紊流，使得固定在填料上的生物膜连续，均匀地与废水接触，再加上空气的搅动，整个氧化池的废水在填料之间流动，增强了传质效果，提高了新陈代谢的速度。据有关测试分析的结果，相同湿重带有丝状菌的生物膜，其耗氧速率比活性污泥高1.8倍。具有较高的微生物浓度，且污泥产量低，不需要进行污泥回流。出水水质好，且稳定，动力消耗低。挂膜方便，可以间歇运行。该方法在处理生活污水时不需要专门培养细菌，运转4～5d即可；处理工业废水时，挂膜时接入菌种，运行到生物膜成熟即可。与活性污泥相比，不存在污泥膨胀的问题。接触氧化池内的填料固定在水中，附着在填料上的丝状菌具有空间立体结构，沉降性能差，脱落后可随曝气池出水流出，故不存在系统微生物的污泥膨胀(3)CIO₂氧化脱色印染废水经生物法或混凝法处理后，随BOD和部分悬浮物的去除，色度也有一定的降低。一般情况下，生物法的脱色率较低，仅为30%～40%。混凝法的脱色率较高，但因染料品种和混凝剂的不同而有很大的差别，脱色率在40%～70%之间。采用上述方法处理后，出水仍有较深颜色，为进一步进行脱色处理，常用氧化法脱色。常用的氧化脱色法有氯氧化脱色法、臭氧氧化脱色法、光氧化脱色罚、光催化氧化脱色法等3]。本设计采用氯氧化脱色法，氧化剂选择CIO₂。氯氧化脱色法利用存在也废水中的显色有机物具有比较容易氧化的特性，应用氯、或其化合物作为氧化剂，氧化显色有机物并破坏其结构，达到脱色的目的。ClO₂氧化能力强，投量少，余量维持时间长，氧化效果不受pH值的影响，最重要的是CIO₂不会产生氧化副产物三卤甲烷，从而无毒作用。由此可见，混凝沉淀—生物接触氧化—氧化脱色法是物理—生物—化学处理技术中的综合和突破，是处理效果较好的一种，它运行的基本原理是建立在科学的理论和大量实验研究及实际运用基础上的较之其他处理方法有非常明显的优势，特别适合于高浓度，成分复杂的处理场合。所以本设计采用该方法来处理印染废水。经过该方案处理后的水质及处理效果如表6所示。表6处理出水、进水水质及处理效率BOD₅色度(倍)NH₃-N进水出水处理效率由此可见，经该方案处理后的水质达到《纺织染整工业水污染排放标准》(GB4287-92)中的I级标准 3.1主要构筑物设计计算(1)设计说明格栅的作用就是拦截污水中的大块污物，它是对后续处理构筑物和水泵具有保护作用的重要设备。本设计中为保护曝气扩散器或填料等装置，选细格栅，格栅栅条间隙已拟定为10mm。(2)设计工艺参数其中K₁—水量变化系数，即一日内最大排水量与平均排水量之比，印染废水的K约在1.5～2.0过栅流速：即经过格栅的流速，一般控制在0.6～1.0m/s,计算公式如下：污水在栅前渠道内的流速一般控制在0.4～0.8m/s,计算公式如下：(3)设计计算②栅条间隙数③栅槽宽度B=s(n-1)+bn=0.01(34-1)+0.01×34=0.67m⑥过栅水头损失(h₁) 因栅条边为矩形截面，取k=3,则k:系数，格栅受污物堵塞后，水头损失增加倍数，一般取k=3⑦栅后槽总高度(H)H=h+h₁+h₂=0.24+0.15+0.3=0.69m=0.3+0.15+0.5+1.0+0.54/tan20°⑨每日栅渣量图7格栅计算草图(1)设计说明调节池的有效水深调节池的有效水深一般为3.0m～5.0m³]。本设计中，调节池的进水水质、出水水质及处理效率见表7。表7调节池的进水水质、出水水质及处理效率进水出水处理效率—CODur(mg/L)SS(mg/L)色度(倍)(2)设计计算①调节池的有效容积V=QT=166.7×9=1500.3m³染废水，T一般为8～10h,本设计取9h。②调节池的尺寸调节池平面形状为矩形，由于受场地的限制，其有效水深h₂采用4.5m,则调节池的面积取保护高h₁=0.6m,则池总高H=0.6+4.5=5.1m③空气管计算(取气水比为4:1)空气量Q=166.7×4=666.8m³/h=0.185m³/s空气总管管径D,取150mm,管内流速v为v;在10～15m/s范围内，满足规范要求。空气支管共设10根，每根支管的空气流量q为取D,=70mm,则v,为築龍網因此，取v,=5m/s符合要求。④穿孔管的计算每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量⑤孔眼的计算孔眼开于穿孔管底部垂直中心线下斜向45°处，并交错排列，孔眼间距b=100mm,孔径φ=4mm,穿孔管长一般为4m,孔眼数m=78个，则孔眼流速v为⑥管距阻力计算沿程阻力h₁=103.5mm,局部阻力h₂=216mm,则布气阻力h₃(mm)为：H=4.5+0.10350.216C=4.8m。(1)设计说明混凝沉淀法是水处理的一种重要处理方法。以往多用于给水处理，以去除地面水中的细小颗粒物和胶体物质。近年来用于废水处理，以降低废水的色度，去除多种高分子物质和胶体有机物质，重金属有机物如汞，铅等，以及导致水体营养化的磷等可溶性的物质。洗漂废水中含有大量的染料，助剂和浆汁，洗涤剂和其他化学药剂，其中染料多呈胶体状态，采用混凝法处理显著。反应设备中的混合型式包括水泵混合，管式混合，多孔隔板混合，多流隔板混合，浆板式机械搅拌混合。由于浆板式具有混合效果好，水头损失小的优点，因此本设采用垂直轴浆板机械混凝反应池，此种反应池采用电动机经减速装置驱动搅拌设备对水进行搅拌，旋转轴的位置多为垂直轴式，反应池由隔墙分成3～4格，每格间一搅拌机，搅拌速度可采用变速电动机或变速箱进行调节，以适应进水水质和水量的变化。(2)设计参数①桨板尺寸，每台搅拌机机上桨板总面积为水流端面积的10%～20%,最大不超过25%,以免水流随桨板共同旋转而减弱搅拌效果。桨板长度小于叶轮直径的75%,板宽为10～30cm。②叶轮旋转线速度，叶轮半径中心的线速度，相当于池中水流平均速度，第一格为0.5～0.6m/s,築龍網F=2.5×2.5=6.25m²V₁=0.5m/s,v₂=0.23m/s築龍網式中：v—叶轮外缘桨板中心线速度(m/s);桨板长度l=1.4m,l/D=1.4/2=0.7m<0.75m(符合要求)。取桨板宽度b=0.12m,断面宽度B=2.5m。每根轴上设8块桨板，内外各4块，桨板总面积与反应池过水断面面积之比为：桨板叶轮所需功率的计算如下：b/l=0.12/1.4<1,则y=1.10第一格外侧桨板所需功率ri—桨板内缘旋转半径(m)0—叶轮旋转角速度(rad/s)第一格内侧桨板所需功率第一格桨板所需总功率P=P+P=31.38+4.77=36.15kg·m/s第二格桨板所需总功率P₂=2.64kg·m/s第三格桨板所需总功率P=0.29kg·m/s设三台搅拌机合用一台电动机，则电动机功率为(1)设计说明按水流形式划分，沉淀池可分为平流式沉淀池、竖流式沉淀池、辐流式沉淀池和斜板沉淀池。平流式沉淀池静压排泥时，若不设刮泥机，采用多斗则结构复杂。竖流式沉淀池一般可采用单斗静压排泥，不需排泥机械。辐流式沉淀池一般可采用刮泥机或吸泥机。大型污水处理厂用平流式沉淀池和辐流式沉淀池作二沉池时，须采用吸泥机排泥，排泥系各种沉淀池的比较如表8所示。表8各种沉淀池的比较池型适用条件平流式沉淀效果好耐冲击负荷能力强施工简单，造价低排泥系统简单配水不易均匀采用多斗排泥，管理复杂；采用链式刮泥机，易腐蚀深度大，施工困难，且造价高适用于地下水位高及地质差的大中小型污水厂适用于地下水位竖流式管理简单占地面积较小沉淀效果好对冲击负荷和温度适应能力差池径不宜过大，否则不水不匀中心进水时配水不易均匀低，小型污水处理厂适用于地下水位高辐流式周边配水时容积利用率高排泥设备性能好，管理简单机械排泥系统复杂、安装要求高进出配水设施施工困难地质条件好，大中型污水厂斜板式沉淀效果好，效率高停留时间短，占地面积小维护方便构造比较复杂造价较高适用于地下水位低，小型污水厂通过比较，本设计混凝沉淀池采用竖流式沉淀池。本设计中，混凝沉淀池的进水水质、出水水质及处理效率见表9。表9混凝沉淀池的进水水质、出水水质及处理效率色度(倍)进水出水处理效率①中心管面积与直径 ②沉淀池的有效水深，即中心管的高度h,=3.6vt=3.6×0.0005×1.0×3600=6.48m其中v—废水在沉淀区的上升流速，mm/s。v等于去除的最小颗粒的沉速u,如无沉淀试验资料，则取0.5～1.0mm/s,本设计取0.5mm/s。t—沉淀时间，h,一般采用1.0～2.0h,本设计取1.0h。③中心管喇叭口到反射板之间的间隙高度d₁—喇叭口直径，m,d₁=1.35d₀=1.35×1.88=2.54m。④沉淀池的有效断面面积，即沉淀区面积⑤沉淀池总面积和池径总面积A=A₁+A,=2.76+86.25=89.01m²池径取11mD/h₂=11/6.48=1.7<3.0,⑥截头圆锥部分容积取截头圆锥下部直径为0.4m,则r=0.2m,取污泥斗倾角α=45°则污泥室截头圆锥部分高度h₅=(R-r)tana=(5.5-0.2)ta因此=174.13m³⑦沉淀池总高度=0.3+6.48+0.58+0.3+5.3=12.96m⑧沉淀池每天产污泥量式中：c₁、c₂一分别为进出水悬浮物浓度(mg/L)T—两次排泥时间间隔，取8hP—为95%～97%,本设计取96%4]⑨竖流式沉淀池计算草图如9所示。1-中心管；2-反射板；3-集水槽；4-排水管图9竖流式沉淀池计算草图(1)设计说明生物接触氧化池的个数或分格数不少于2个，并按同时工作设计，设计流量按日平均流量计算本设计中的生物接触氧化池为直流式。本设计中，生物接触氧化池的进水水质、出水水质及处理效率见表10。表10生物接触氧化池的进水水质、出水水质及处理效率色度(倍)进水出水处理效率(2)设计计算BOD2mL①氧化池的有效的容积(即滤料容积)築龍網②氧化池总面积③氧化池的格数④有效接触时间有效接触时间与采用的处理工艺及原水水质有关。一般工业废水的停留时间较长，如印染废水t=4.5～6.0h。因此本设计取t=4.5h。⑤校核接触时间⑥氧化池的总高度H₀=H+h₁+h₂+(m-1)×h₃+h₄=3+0.55+0.45+(3-1)×0.25+0.5式中：m—填料层数，取3层H—滤料层总高度，m,一般H=3mh₁—超高，m,一般为0.5～0.6m,本设计取0.55m取1.5m,本设计取0.5m⑦需气量=12×4000=48000m³/d取12:1)(1)设计说明普通辐流式沉淀池呈圆形或正方形，直径(或边长)一般为6～60m,最大可达100m,中心深度为2.5～5.0m,周边深度1.5～3.0m。由于是辐射流动，水流过水断面逐渐增大，而流速逐渐减小。本设计采用中心进水周边出水机械排泥的普通辐流式沉淀池。池底坡度一般为0.05,坡向中心泥斗，中本设计设两个辐流式的二沉池。本设计中，二沉池的进水水质、出水水质及处理效率见表11。表11二沉池的进水水质、出水水质及处理效率BODs(mg/L)CODer(mg/L)SS(mg/L)色度(倍)进水出水处理效率(2)设计计算①每个沉淀池的表面积和池径4mD—每个沉淀池的直径，m。②沉淀时有效水深t—沉淀时间，h,一般初次沉淀池采用1～2h,二次沉淀池采用1.5～2.5h,取t=1.5h。D/h₂=14/2.25=6.22(池径与水深比宜取6～12,在6～12范围内，符合要求)。③沉淀池总高度H=h₁+h₂+h₃+h₄+h₅其中h₁—沉淀池超高，m,取0.3mh₃—缓冲层高度，m,与刮泥机有关，可采用0.5mh₄—沉淀池坡底落差，m,取0.3m污泥斗高度坡底落差h₄=(R-r)×0.05=(7-1)×0.05=0.3m沉淀池总高度 H=h₁+h₂+h₃+h₄+h₃=0.3+2.25+0.5+0.3+0.87=4.22m④沉淀池周边处的高度H=h₁+h₂+h₃=0.3+2.25+0.5=3.05m⑤设计人口为N=15万，采用机械刮泥，设计普通辐流式沉淀池，每池每天的污泥量为式中S取0.5L/(人·d),污泥在斗内贮存时间为t=4h。两个二沉池每日共产泥量Q=6.25×2=12.5m³d。污泥斗容积池底可贮存污泥的体积为沉淀池共可贮存污泥体积为⑥校核堰负荷⑦二沉池进水系统计算K,=0.035×1.5=0.0525m/s进水井径采用0.7m,出水口尺寸0.20×0.7m²,共4个，沿井壁均匀分布在0.15m/s～0.2m/s之间，符合要求。紊流筒直径 ⑧二沉池出水部分设计单池设计流量O=125m³/h=0.035m³/s环形集水槽设计：采用单侧集水环形集水槽计算槽宽b=2×0.9×(k×q)⁰⁴=2×0.9×(1.3×0.0175)⁰⁴=0.4m其中k为安全系数，采用1.2～1.5,本设计取1.3。槽内起点水深出水溢流堰的设计：三角堰个数每个布水孔口的服务面积为0.5～2.0m,每个孔口的流向不同，流速采用3m/s,并且尽量避免孔口的堵塞和短流。⑨辐流式二沉池计算草图如图10所示。图10辐流式二沉池计算草图3.1.7氧化脱色反应池及CIO₂发生器(1)设计说明本设计氧化脱色池采用隔板式接触反应池BODs(mg/L)CODer(mg/L)色度(倍)处理效率(2)设计参数h=2.0mW=pQ=5.0×4000×10-³=20kg建筑资科下载就在致龙网μ—水力粘度，20℃时，μ=1.06×10*kg·s/m²G—搅拌速度梯度，对于机械混合，G=500s¹实际选用JWH-1.5×3型机械混合搅拌机，浆板深度为1.5m,浆叶直径为0.31m,浆叶宽度0.9m,功接触反应池设计为纵向折流反应池。在第一格每隔3.8m设纵向垂直折流板，在第二格每隔6.33m设垂直折流板，第三格不设。(4)接触反应池计算草图如图11所示。图11接触反应池计算草图(1)设计说明采用两座幅流式圆形重力连续式污泥浓缩池，用带栅条的刮泥机刮泥，采用静压排泥，剩余污泥泵房将污泥送至浓缩池。两座轮流使用(一座备用)。(2)设计参数①进泥含水率：当为初次沉淀池污泥时，其含水率一般为95%～97%;当为二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥时，其含水率一般为99.2%～99.6%;当为混合污泥时，其含水率一般为98%～99.5%。由于本设计进入污泥浓缩池的污泥为初沉池和二沉池的混合污泥，因此进泥含水率P₁取99.0%。②浓缩后污泥含水率：浓缩后污泥含水率宜为97%～98%,本设计P₂取97%。③污泥固体负荷：当为混合污泥时，污泥固体负荷为25～80kgSS/(m²·d),本设计取q,=25kgSS/(m²·d).④污泥浓缩时间：浓缩时间不宜小于12h,但也不要超过24h,以防止污泥厌氧腐化，本设计取浓缩时间T=17h。 ⑤贮泥时间：定期排泥时，贮泥时间t=4h。⑥集泥设施，辐流式污泥浓缩池的集泥装置，当采用吸泥机时，池底坡度可采用0.003,当采用刮泥机时，不宜小于0.01,不设刮泥设备时，池底一般有污泥斗，其污泥斗与水平面的倾角应不小于(3)设计计算①浓缩池池体计算浓缩池污泥量为混凝沉淀池和二沉池的污泥量之和