印染废水处理工程设计.doc

I 毕业设计 论文 材料之二 1 安徽工程大学 毕业设计 论文 专专 业 业 环境工程环境工程 题题 目 目 印染废水处理工程设印染废水处理工程设 计计 作作 者者 姓姓 名名 韩志雄韩志雄 导导师师及及职职称称 宫宫建建龙龙 老老师师 导师所在单位 导师所在单位 安徽工程大学安徽工程大学 2010 年 6 月 10 日 I 安徽工程大学 本科生毕业设计 论文 任务书 2011 届 生物化学工程 院 环 境 工 程 专业 学生姓名 韩志雄 II 毕业设计 论文 题目 中文 印染废水处理工程设计印染废水处理工程设计 英文英文 Design of Dye Wastewater Treatment Project 原始资料 表 0 1 项目BOD5 mg L COD mg L SS mg L pH色度 设计处理水量 m3 d 进水36011502408 11200 出水 25 100 70 6 9 40 4000 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 接受任务书日期 完 成 日 期 接受任务书学生 签字 I 摘摘 要要 本文主要介绍了印染废水的水质特征及各种处理技术 并以工程设计实例说明 了印染废水处理的一般流程 设计实例为日处理量 4000 吨的印染废水 所用的染料 主要为靛蓝和硫化黑 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 的方法 对 4000m3 d 的印染废水采用水解酸化与接触氧化工艺进行处理 通过废水的 水解酸化反应 把难降解的高分子物质转化为较小的分子 从而改善废水的可生化 性 为接触氧化创造条件 设计中采用铁碳体微电解 水解酸化和生物接触氧化相 结合的工艺 对调节池 沉砂池 铁碳体微电解塔 水解酸化池 生物接触氧化池 二沉池等的排序和规格进行设计和计算 通过此设计 废水可达到挂膜好 处理效 果稳定 CODCr 去除率在 85 以上 在通过铁粉在印染废水中的内电解作用和紫外 光作用下的光化学氧化作用 使其色度和 CODCr又有大幅度降低 多数情况下可以 保证出水水质达标 关键词关键词 铁碳体微电解 部分微电解 水解酸化 生物接触氧化 印染废水 II Abstract The main introduction of this text prints and dye the water quality characteristic of the waste water and various kinds of treatment technologys and has explained the general procedure of printing and dyeing wastewater treatment with the engineering design instance Leave day on instance handling capacity of 4000 ton of son cloths process and print and dye wastewater the dyestuffs used for being indigo with sulpHurating darkly mainly Design instance adopt print and dye model of the wastewater punish the craft Method that hydrolize acid take living beings exposed to and oxidize mix and congeal and precipitate Wastewater by hydrolytic of 4000m3 d of dyeing acidification and contact oxidation process the hydrolysis by water acidification the degradable polymer material into smaller molecules thereby improving the biodegradability of wastewater for the creation of contact oxidation conditions Body used in the design of carbon micro electrolysis of iron hydrolysis acidification and a combination of biological contact oxidation process the regulation pool grit chamber the body of carbon micro electrolysis of iron towers hydrolysis acidification tank biological contact oxidation tank secondary sedimentation tank etc sort and specifications for design and calculation With this design wastewater biofilm can be achieved good results and stable handling CODCr removal rate above 85 In printing and dyeing wastewater by iron inner electrolysis and UV pHotochemical oxidation under the action so there are a significant reduction in color and CODCr in most cases to ensure that water quality standards Key words Iron carbon body exposure to oxygen Part of the contact oxidation Hydrolysis Contact oxidation Printing and dyeing wastewater I 目目 录录 引 言 1 第 1 章绪论 2 1 1印染废水主要来源 2 1 2印染废水特点 2 1 3印染废水的分类 2 1 4设计任务 4 1 4 1设计规模的确定 4 1 4 2处理程度确定 4 第 2 章工艺流程的确定 1 2 1概述 1 2 2印染废水处理方法比较 1 2 3几种常见的处理工艺 2 2 3 1厌氧 好氧 生物炭接触为主的处理工艺 2 2 3 2以生化处理为主体处理工艺流程 3 2 3 3生化 物化相结合的工艺流程 4 2 4设计方案的确定 5 2 4 1污水性质的分析 5 2 4 2处理工艺方案的确定 5 2 4 3污泥处理工艺方案 10 第 3 章工程设计说明书 11 3 1格栅 11 3 1 1设计概况 11 3 1 2尺寸 11 3 2调节池 11 3 2 1设计概况 11 3 2 2尺寸 11 3 3PH 调节池 11 3 3 1设计概况 11 3 3 2尺寸 11 3 4铁炭微电解塔 11 3 4 1设计概况 11 3 4 2尺寸 12 3 5混凝池 12 3 5 1设计概况 12 3 5 2尺寸 12 3 6一沉池 12 3 6 1设计概况 12 II 3 6 2尺寸 12 3 7中和池 12 3 7 1设计概况 12 3 7 2尺寸 12 3 8综合调节池 12 3 8 1设计概况 13 3 8 2尺寸 13 3 9水解酸化池 13 3 9 1设计概况 13 3 9 2尺寸 13 3 10生物接触氧化池 13 3 10 1设计概况 13 3 10 2尺寸 13 3 11二沉池 13 3 11 1设计概况 13 3 11 2尺寸 13 3 12污泥浓缩池 14 3 12 1设计概况 14 3 12 2尺寸 14 第 4 章工程设计计算书 15 4 1格栅 15 4 1 1设计参数 15 4 1 2设计计算 15 4 2调节池 18 4 2 1设计参数 18 4 2 2设计计算 18 4 3PH 调节池 18 4 3 1设计参数 18 4 3 2设计计算 19 4 4铁 碳微电解塔 19 4 4 1设计参数 19 4 4 2设计计算 19 4 5混凝池 19 4 5 1设计参数 20 4 5 2设计计算 20 4 6一沉池 22 4 6 1设计参数 22 4 6 2设计计算 23 4 7中和池 24 4 7 1设计参数 24 4 7 2设计计算 25 4 8综合调节池 25 4 8 1设计参数 25 III 4 8 2设计计算 25 4 9水解酸化池 25 4 9 1设计参数 25 4 9 2设计计算 26 4 10生物接触氧化池 26 4 10 1设计参数 26 4 10 2设计计算 26 4 11二沉池 28 4 11 1设计参数 28 4 11 2设计计算 28 4 12污泥浓缩池 30 4 12 1设计参数 30 4 12 2设计计算 30 第 5 章平面及高程布置 31 5 1平面布置 31 5 2高程布置 31 5 2 1其主要任务是 31 5 2 2高程计算 32 第 6 章工程概预算 35 6 1构筑物费用 35 6 2仪器设备费用 36 6 3投资估算 36 6 4主要技术经济指标 37 6 4 1电耗 37 6 4 2运行费用 37 结论与展望 38 致谢 39 参考文献 40 附录 A 43 外文文献 43 翻译 53 附录 B 63 题录 63 IV 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 6 图 2 2 以生化处理为主体处理工艺流程 7 图 2 3 生化 物化相结合的工艺流 8 图 2 4 部分铁 碳体微电解 水解酸化 生物接触氧化法 10 图 2 5 混凝沉淀 水解酸化 A O 法 生物活性炭法 12 图 3 1 格栅草图 15 图 3 2 竖流沉淀池 24 V 表格清单表格清单 表 1 1 进水水质与出水水质 8 表 2 1 几种印染废水处理工艺方法及其特点 10 表 2 2 混合废水水质 14 表 2 3 出水水质和去除率 14 表 3 1 桨板宽长比与阻力系数关系 42 表 4 1 高程计算表 66 表 5 1 构筑物费用统计 69 表 5 2 仪器设备费用统计 71 表 5 3 投资估算统计 72 表 5 4 电耗 73 表 5 5 运行费用统计 74 安徽工程大学毕业设计 论文 1 引引 言言 我国是一个纺织大国 印染工业发展比较迅速 所以不可避免的会出现大量的印 染废水 现在纺织工业量大面广 产生的废水数量多 是对水环境污染构成严重威胁 工业污染源之一 在纺织废水中 以印染废水污染最为严重 印染行业是工业废水排 放大户 据不完全统计 全国印染废水每天排放量为 3 106 4 106m3 1 印染废水具 有水量大 有机污染物含量高 色度深 碱性大 水质变化大等特点 属难处理的工 业废水 近年来由于化学纤维织物的发展 仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步 使 PVA 浆料 人造丝碱解物 主要是邻苯二甲酸类物质 新型助剂等难生化降解有机 物大量进入印染废水 其 COD 浓度也由原来的数百 mg L 上升到 2000 3000mg L 从 而使原有的生物处理系统 COD 去除率从 70 下降到 50 左右 甚至更低 传统的生物 处理工艺已受到严重挑战 传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的 COD 去除率也 仅为 30 左右 因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的 课题 纺织印染行业是污染物排放量较大的部门之一 主要以废水污染为主 其次为废 气 废渣 噪声污染 其中废气主要为锅炉燃烧产生的废气及相应的废渣 噪声也是 纺织工业一个相当严重的污染 主要为纺织机 织布机产生的高频噪声污染 解决的 办法是以无梭织机代替有梭织机 目前系统内大中型企业无梭织机约占织机总量的 15 左 右 国有大中型纺织印染企业基本建有废水处理装置 并相当一部分正常运行 其处 理成本为 0 7 1 0 元 吨左右 而多数乡镇企业则很少修建污染处理装置 其污染不容 忽视 据统计 1994 年纺织工业全年排放废水量达 8 7 亿立方米 不含乡镇企业 居全 国各行业第四位 其中印染废水约占 80 印染废水是一种色度较高 以人工合成有 机物为主 浓度较高的有机废水 亦属于较难处理的工业废水 我国的染料生产水平 于国外差距较大 染料上染率低 助剂投配量较大 加大了纺织印染行业的污染负荷 对于大型纺织厂而言 纺织工业废水处理常用的流程为一级好氧处理工艺 2 最近 一些大型纺织生产厂采用了二级厌氧 好氧技术 经厌氧 好氧处理后 废水的 COD 和 BOD 去除率可分别达到 70 和 95 大多数中小型纺织厂没有生物处理设施 只有在一些厂中采用了沉淀或一级处理 以减少废水中悬浮固体的浓度和一部分 BOD 一些中小型纺织厂还采用了化学处理法 如絮凝 必须强调的是 化学处理法由于要投加化学药剂 其成本一般是较高的 工业生产实践表明 单纯用化学法处理纺织工业废水很难达到排放标准的要求 韩志雄 印染废水处理工程设计 2 安徽工程大学毕业设计 论文 3 第第 1 章章 绪论绪论 1 1印染废水主要来源印染废水主要来源 印染废水的水质复杂 污染物按来源可分为两类 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 油剂 染料 化学助剂等 印染加工的四 个工序都要排出废水 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 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 2印染废水特点印染废水特点 分析其废水特点 主要为以下方面 1 水量大 有机污染物含量高 色度深 碱性和 PH 值变化大 水质变化剧 烈 因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步 使 PVA 浆料 新型助剂等难以 生化降解的有机物大量进入印染废水中 增加了处理难度 2 由于不同染料 不同助剂 不同织物的染整要求 所以废水中的 PH 值 CODCr BOD5 颜色等也各不相同 但其共同的特点是 BOD5 CODCr 值均很低 一般在 20 左右 可生化性差 因此需要采取措施 使 BOD5 CODCr 值提高到 30 左右或更高些 以利于进行生化处理 3 印染废水中的碱减量废水 其 CODCr 值有的可达 10 万 mg L 以上 pH 值 12 因此必须进行预处理 把碱回收 并投加酸降低 pH 值 经预处理达到一 定要求后 再进入调节池 与其它的印染废水一起进行处理 4 印染废水的另一个特点是色度高 有的可高达 4000 倍以上 所以印染废 水处理的重要任务之一就是进行脱色处理 为此需要研究和选用高效脱色菌 高效 脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺 5 印染行业中 PVA 浆料和新型助剂的使用 使难生化降解的有机物在废 水中含量大量增加 特别是 PVA 浆料造成的 CODCr 含量占印染废水总 CODCr 的 比例相当大 而水处理用的普通微生物对这部分 CODCr 很难降解 因此需要研究和 筛选用来降解 PVA 的微生物 1 3印染废水的分类印染废水的分类 印染各工序排出废水主要有八大类 其水质特点特性差异较大 1 退浆废水 韩志雄 印染废水处理工程设计 4 退浆是用化学药剂将织物上所带的浆料退除 被水解或酶分解为水溶性分解物 同时也除掉纤维本身的部分杂质 退浆废水是有机废水 呈淡黄色 含有浆料分解 物 纤维屑 酶等 废水呈碱性 PH 值为 12 左右 COD 和 BOD 含量约占印染 废水的 45 左右 当采用 PVA 或 CMC 化学浆料时 废水的 BOD 下降 但 COD 很高 废水更难处理 PVA 浆料是造成印染废水处理效果不好的主要原因之一 2 煮练废水 煮练是用烧碱和表面活性剂等的水溶液 在高温 120 和碱性 PH 10 13 条件下 对棉织物进行煮练 去除纤维所含的油脂 蜡质 果胶等杂质 以保 证漂白和染整的加工质量 煮练废水水量大 水温高 呈深褐色和强碱性 含碱浓 度约为 0 3 煮练废水中含有纤维素 果酸 蜡质 油脂 碱 表面活性剂 含 氮化合物等物质 其 BOD 和 COD 值较高 每升达数千毫克 污染物浓度高 3 漂白废水 漂白工艺一般是用次氯酸钠 双氧水 亚氯酸钠等氧化剂去除纤维表面和内部 的杂质 漂白废水的特点是水量大 污染程度较轻 BOD 和 COD 均较低 属较清 洁废水 可直接排放或处理后循环再用 4 丝光废水 丝光是将织物在氢氧化钠浓溶液在进行溶液处理 以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和提高对染料的亲和力 丝光废水碱性 较强 含 NaOH3 5 左右 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 经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性 BOD COD 和 SS 值均较高 5 染色废水 染色废水的主要污染物是染料和助剂 由于不同的纤维原料和产品需要使用不 同的染料 助剂和染色方法 加上各种染料的上色率不同 染液和浓度不同 使染 色废水水质变化很大 染色废水一般呈强碱性 水量较大 水质中含浆料 染料 助剂 表面活性剂等 废水色度可高达几千倍 COD 较 BOD 高得多 COD 一般 为 300 700 毫克 升 BOD COD 一般小于 0 2 可生化性较差 6 印花废水 印花废水主要来自于配色调浆 印花滚筒 印花筛网的冲洗废水 以及印花后 处理时的皂洗 水洗废水 由于印花色浆中的浆料量比染料量多几到几十倍 故印 花废水中除染料 助剂外 还含有大量浆料 BOD5 和 CODcr 都较高 印花废水量 较大 污染物浓度较高 当印花滚筒镀筒时使用重铬酸钾 滚筒剥铬时有三氧化铬 产生 这些含铬的废水毒剂要单独处理 7 整理废水 安徽工程大学毕业设计 论文 5 整理废水水量较小 其中含有纤维屑 树脂 油剂 浆料 表面活性剂 甲醛 等 整理废水数量很小 对全厂混合废水的水质水量影响也小 8 碱减量废水 由涤纶仿真丝碱减量工序产生 主要含涤纶水解物对苯二甲酸 乙二醇等 其 中对苯二甲酸含量高达 75 碱减量废水不仅 pH 值高 一般 12 而且有机物浓 度高 COD 可高达 9 万毫克 升 高分子有机物及部分染料很难被生物降解 此 种废水属高浓度难降解有机废水 印染行业是工业废水排水大户 占到整个行业废 水排放的 80 印染废水因其水量大 有机污染物含量高 色度大 碱性大 水质 成分变化 多而成为非常难以处理的工业废水 印染废水问题的关键是实现分类治理 这样可 使治理成本大大降低 此外 因生产的间断运行 故存在着水量水质的波动 对于 大量使用还原染料 硫化染料 冰染料等的废水 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 1 4设计任务设计任务 1 4 1设计规模的确定设计规模的确定 印染厂 4000m d 废水处理工程设计 1 4 2处理程度确定处理程度确定 1 水质的确定 表 1 1 进水水质与出水水质 项目BOD5 mg L COD mg L SS mg L pH色度设计处理水量 m d 进水36011502408 11200 出水 25 100 70 6 9 40 4000 取水量变化系数 K 0 08 则 hmdmKQQQ 180 4320400008 0 4000 33 max 2 处理程度计算 BOD5去除率 06 93 100 360 25360 SS 去除率 83 70 100 240 70240 CODcr去除率 3 91 100 1150 1001150 安徽工程大学毕业设计 论文 1 第第 2 章章 工艺流程的确定工艺流程的确定 2 1概述概述 印染废水进行治理的基本原则是 优先考虑印染工艺改革和技术革新 推广清洁 生产工艺 尽量减少各生产工序的排污 对废水的水质 水量实行总量控制 以减 轻末端废水处理系统的负荷 根据处理手段的不同 印染废水处理方法可分为 物 化法 生化法和化学法 2 2印染废水处理方法比较印染废水处理方法比较 印染废水具有色度高 COD 值高 成分复杂和水质 水量变化剧烈等特点 国 内外大量的理论援救与实际经验指出 生物法处理印染废水在处理效果中较好 对 去除 SS BOD COD 等均有很好的效果 且成本低廉 基本无二次污染 它作为 印染废水最主要的处理方法在我国应用很广 但生化法要求废水的可生化性较高 而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 BOD 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 2 1 给出几种印染废水处理工艺方法及其 特点 表表 2 1 几种印染废水处理工艺方法及其特点几种印染废水处理工艺方法及其特点 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 生水解酸化 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 韩志雄 印染废水处理工程设计 2 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 化 法 生物接触 氧化法 与水解酸化结合 可有效去除 废水中的有机污染物 低难以处理废水中的难降解 物质 2 3几种常见的处理工艺几种常见的处理工艺 2 3 1厌氧厌氧 好氧好氧 生物炭接触为主的处理工艺生物炭接触为主的处理工艺 原水调节池脉冲发生器厌氧水解酸化池 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 该处理工艺是原纺织部设计院 七五 科研攻关成果 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 8h 10h 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 注 仅有少量的无机泥渣会在厌氧段积累 但不必设专门的污泥处理装置 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 各部分的水力停留时间一般为 调节池 8h 12h 厌氧生化池 8h 10h 好氧生化池 6h 8h 生物炭池 1h 2h 安徽工程大学毕业设计 论文 3 脉冲发生器间隔时间 5min 10min 该处理工艺系统 对于 CODCr 1000mg 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 2 3 2以生化处理为主体处理工艺流程以生化处理为主体处理工艺流程 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 以生化处理为主体处理工艺流程 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 这 8 个厂的 混合废水水质见表 2 2 表 2 2 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 韩志雄 印染废水处理工程设计 4 表表 2 3 出水水质和去除率出水水质和去除率 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 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 可见合建式氧化沟起到了重 要的把关作用 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 BOD5 1200mg L CODCr 1500mg L pH 11 13 处理后出 水水质达到 BOD5 30mg L CODCr 100mg L SS 70mg L PH 6 9 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 流程是偏安全的 2 3 3生化 物化相结合的工艺流程生化 物化相结合的工艺流程 原水调节池提升泵水解酸化池 接触氧化池气浮出水 污泥池污泥脱水机风机 图 2 3 生化 物化相结合的工艺流程 主要染料为硫化 涂料 凡士林 活性及化学助剂 处理水量为 100m3 d 漂 炼 60 m3 d 染色 40 m3 d 水质为 PH 10 12 CODCr 1000mg L BOD5 200mg L 300mg L 色度为 200 倍 300 倍 厌氧水解酸化池内设半软性 填料 生物接触氧化池内设 SNP 型新型填料 后续物化处理采用加药反应气浮池 采用加药反应气浮池的特点为 一是脱落的生物膜 悬浮物等去除率高 可达到 80 90 二是色度去除高 可达到 95 三是气浮池水力停留时间短 约 30min 左右 而沉淀池水力停留时间 1 5h 2h 故气浮池体积小 占地面积少 四是污泥 安徽工程大学毕业设计 论文 5 含水率低 约 97 98 气浮排渣可直接进行脱水处理 因此 采用气浮池后工 艺流程中出现了二个明显的特点 一是只设污泥池 不设污泥浓缩池和污泥反应池 污泥直接进脱水机脱水处理 二是本来应采用活性污泥回流到厌氧水解酸化池 因 加药反应后的污泥失去了活性 不能回流 故工艺中采取生物接触氧化池中以 1 1 回流至厌氧水解酸化池 以加强水解和酸化 但采用气浮需要增设一套空压机 压 力溶气罐 回流水泵等辅助系统 操作管理相对较复杂 经该工艺处理后 CODCr 的去除率达 95 以上 实际出水水质为 PH 6 9 色 度 100 倍 SS 100mg L BOD5 50mg L CODCr 150mg L 因原水 PH 10 12 故应首先加酸中和 工艺流程中未绘出 2 4设计方案的确定设计方案的确定 2 4 1污水性质的分析污水性质的分析 污水的主要污染物为有机物 其中 BOD5 COD 0 31 为可生化性污水但不是很 高 废水中含有大量难于生物降解有机物 针对此特点 首先应提高废的可生化 然后再进行生化处理 因此 提高废水的可生化性为该设计的关键 生化处理阶段 本设计中采用当前先进而又流行的处理方法 这些方法主要有 传统活性污泥法 A O 法 A2 0 法 氧化沟法 SBR 法 生物接触氧化法 2 4 2处理工艺方案的确定处理工艺方案的确定 本设计拟定以下两种工艺方案进行比较 方案一 部分铁 碳体微电解 水解酸化 生物接触氧化法 方案二 混凝沉淀 水解酸化 A O 法 生物活性炭法 韩志雄 印染废水处理工程设计 6 2 4 2 1 方案一 部分铁 炭体微电解 水解酸化 生物接触氧化法 原水隔栅调节池pH 调节池 35 原水 量 铁炭体微电解混凝池 一沉池 中和池 65 原水量 综合调节池水解酸化池生物接触氧化池二沉池 污泥浓缩池压滤机泥饼外运 排放污泥回流 图 2 4 部分铁 碳体微电解 水解酸化 生物接触氧化法 1 铁 铁 碳微电解法简介碳微电解法简介 铁屑 碳微电解法的构筑物采用铁屑 碳滤池该铁碳过滤系统是用废铁屑经预 处理和活化后作主要填料 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 作用的综合效应的结果 其中主要作用是氧化还原和电附集 废铁屑的主要成分是 铁和碳 当将其浸入废水的电解质溶液时 铁和炭组分构成微小原池的极和负极 发生氧化 还原反应 在反应中 铁和炭构成了完整的回路 在它的表面上 电 流在成千上万个细小的微电池内流动 铁作为阳极被腐蚀 而炭则作为阴极 阳极反应 Fe 2e Fe2 E0 Fe2 Fe 4 44V 阴极反应 2H 2e H2 E0 H H2 0 00V 当有 O2 O2 4H 4e 2H2 E0 O2 1 23V O2 2H2O 4e 4OH E0 O2 OH 0 40V 内电解过程中 电极反应产物具有高的化学活性 其中新生态的 Fe2 能与废水 中许多污染物组分发生氧化还原作用 破坏染料的发色成分 助色基因 失去发色 能力 使大分子物质分解为小分子的中问体 使某些难生化降解的化学物质转变成 容易生化处理的物质 提高废水的可生化性 安徽工程大学毕业设计 论文 7 有研究者认为废水中的有机和无机污染物 如重金属离子悬浮物等 补吸附到氢氧 化亚铁和氢氧化铁絮体上 即氢氧化亚铁和氢氧化铁絮体表面络合作用和静电吸引 作用去除废水的污染物 总之 铁炭过滤法处理滤料废水是电化学吸附 凝聚 氧化还原反应等综合 效应的结果 2 水解酸化法简介 水解酸化法简介 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 3 生物接触氧化法简介 生物接触氧化法简介 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺 其特 点是在池内设置填料 池底曝气对污水进行充氧 并使池体内污水处于流动状态 以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触 避免生物接触氧化池中存在污水与填 料接触不均的缺陷 生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给 生物 膜生长至一定厚度后 近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢 产生的气体及 曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落 并促进新生物膜的生长 形成生物膜的 新陈代谢 脱落的生物膜将随出水流出池外 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 其独特之处 1 氧化池内供微生物固着填料 全部淹没在废水中 相当于一种浸没在废水中 的生滤池 故又称淹没式生滤池 2 池内采用与曝气池相同的曝气方法 提供微生物氧化有机物所需要的氧量 并起搅拌混合作用 生物接触氧化法具有以下特点 韩志雄 印染废水处理工程设计 8 a 由于填料比表面积大 池内充氧条件良好 池内单位容积的生物固体量较高 因此 生物接触氧化池具有较高的容积负荷 b 由于生物接触氧化池内生物固体量多 水流完全混合 故对水质水量的骤变 有较强的适应能力 c 剩余污泥量少 不存在污泥膨胀问题 运行管理简便 2 4 2 2 方案二 混凝沉淀 水解酸化 A O 法 生物活性炭法 原水隔栅集水池混凝 沉淀池 PFS PAC PAM 石灰 中和池 硫酸 调节池水解酸化池A O 反应池沉淀池 污泥浓缩池压滤机泥饼外运 回流 生 物 活 性 碳 排放 图 2 5 混凝沉淀 水解酸化 A O 法 生物活性炭法 1 混凝沉淀法简介 混凝沉淀法简介 混凝法是印染废水处理中采用最多的方法 有混凝沉淀法和混凝气浮法两种 常用的混凝剂有碱式氯化铝 聚合硫酸铁等 混凝法对去除 COD 和色度都有较好的 效果 混凝法可设置在生物处理前或生物处理后 有时也作为唯一的处理设施 混凝法设置在生物处理前时 混凝剂投加量较大 污泥量大 易使处理成本提 高 并增大污泥处理与最终处理的难度 混凝法的 COD 去除率一般为 30 60 BOD5 去除率一般为 20 50 作为废水的深度处理 混凝法设置在生物处理构筑物之后 具有操作运行灵活 的优点 当进水浓度较低 生化运行效果好时 可以不加混凝剂 以节约成本 当 采用生物接触氧化法时 可以考虑不设二次沉淀池 让生物处理构筑物的出水直接 进入混凝处理设施 在印染废水处理中 多数是将混凝法设置在生物处理之后 其 COD 去除率一般为 15 40 当原废水污染物浓度低 仅用混凝法已能达到排放标准时 可考虑只设置混凝 法处理设施 2 A O 法简介法简介 安徽工程大学毕业设计 论文 9 A O 法是缺氧工艺截厌 好氧工艺的简称 通常是在常规的好氧活性污泥处理系 统前 增加一段缺氧生物处理过程或厌氧生物处理过程 在好氧段好氧微物氧化分 解污水中的 BOD5 同时进行硝化或吸收磷 如果前边配的是缺氧段 有机我和氨氮 在好氧段化为硝化氮并回流到缺氧段 其中的反硝化细菌抻用氧化态氮和污水中的 有机碳进行反硝化反应 使化合氮变为分子态氮 获得同时去碳和脱氮的效果 如 果前边配的是厌氧段 在好氮段吸收磷后的活性污泥部分以剩余污泥形式排出系统 部分回流到厌氧段将磷释放出来 因此 缺氧 好氧 A O 法又被称为生物脱氮系统 而厌氮 好氧 A O 法又称为生物除磷系统 A O 法的特点 A O 系统可以同时去除污水中的 BOD5 和氨氮 适用于处理氨 氮和 BOD5 含量均较高的工业废水 因为硝酸菌是一种自养菌 为抑制生长速率 高的异养菌 使硝化段内硝酸菌占优势 要高法保证硝化段内有机物浓度不能过高 一般要控制 BOD5 小于 20mg L 硝化过程中消耗的氧可以在反硝化过程中补回收利 用 并氧化一部分 BOD5 当污水中氨氮含量较高 但 BOD5 值较低时 可以采用 外加碳源的方法实现脱氮 一般 BOD5 与脱态氮的比值0 3 时易生化处理 当 BOD5 CODcr 0 25 时可生化处理 当 BOD5 CODcr0 3 所以 处理印染废水的方法多是采用好氧 生物处理 也可先采用厌氧处理 降低污染负荷 再用好氧生物处理 目前国内的印 染厂工业废水的污水处理工艺 都是以生物化学方法为中心的处理系统 80 年代中前 期 多数处理系统以好氧生化处理为主 由于受场地气温初次投资限制 除少数采用 塔式生物滤池 生物转盘靠自然充氧外 多数采用机械曝气充氧 其电耗高及运行费 用高制约了污水处理工程的发展和限制了已有工程的正常使用或运行 本课题还存在不足之处 在高程计算和制图方面比较粗糙 没有比较全面的考虑 问题 设计本来就是要以最优方案解决问题 与实际符合 所以在计算结果中都留有 余地 本课题也是比较成熟的 但是印染废水的处理仍然很难达到理想的效果 安徽工程大学毕业设计 论文 41 致谢致谢 在设计过程中花费了大量的时间和精力 同时得到院内老师的指示和同学们的帮助 在此期间对宫建龙老师给我的悉心指导和多方面帮助表示衷心的感谢 从设计的选题 所用资料 直到最后的绘图 其中的各个环节 无不凝聚着大量的汗水和心血 老师 们及时答疑解惑 随时解决设计过程中出现的问题 从而保证了整个设计按时 顺利 的进行 在该设计的构思 编稿以及定稿过程中得到宫建龙老师的悉心指导 宫老师 虽然教学任务和工程任务都比较重 但是她总是尽他所能帮我们提供必要的参考资料 以及很多的经验指导 同时 为了能给我们提供最直接的感性认识 在学习过程中我 们获得许多以前不曾学过的东西 为此 谨向老师表示我由衷的谢意与敬意 设计中不免有所疏漏和错误 希望老师们给予赐教 在此由衷感谢安徽工程大 学生物与化学学院的全体教师在四年的学习和生活上的关心和帮助 也对所有参考文 献的作者表示深深的谢意 韩志雄 2011 6 14 韩志雄 印染废水处理工程设计 42 参考文献参考文献 1 胡文伟 屠继延 刘娣 流炭法 处理印染废水 J 印染助剂 2006 2 23 2 37 38 2 刘玉真 岳钦艳 李倩等 PDMDAAC 阳离子膨润土处理染料废水的研究 J 环境化学 2004 23 1 102 104 3 Jae Hyunbae Adsorption of anionicdye and surfactant from water onto organo morillonite J Separation Scienceand Technology 2003 35 3 353 365 4 Ramakrishna K R ViraraghavantT Dye Removal using lowcost adsorbents J WaterScienceTechnology 1997 36 2 189 196 5 马凤国 谭惠民 CMC g CPAM 对活性染料的吸附脱色性能 J 印染 2006 15 14 16 6 郭向利 姚亚东 尹光福 新型印染废水脱色材料的研究 J 材料工程 2006 113 116 7 边凌风 高宝玉 BT 04 复合混凝剂应用于活性染料印染废水的脱色研究 J 天津化 工 2006 20 4 53 55 8 陈建琴 SDF 絮凝剂的研制及在印染废水处理中的应用 J 工业安全与环保 2006 32 5 27 29 9 黎载波 王国庆 改性双氰胺 甲醛絮凝脱色剂的制备与应用 J 化工环保 2006 26 3 250 254 10 陆雪梅 陈雷 赵浩等 新型复合混凝剂 BS 的制备及其应用 J 印染 2006 19 28 31 11 蒋少军 FMC 絮凝剂处理印染废水 J 染整技术 2006 2 28 2 26 29 12 谢凯娜 吴浩汀 胡晓华 水解 接触氧化 混凝工艺处理印染废水实例 J 工业用水与 废水 2006 6 37 3 87 89 13 汪晓军 林德贤 顾晓扬等 臭氧 曝气生物滤池处理酸性玫瑰红染料废水 J 环境污染 治理技术与设备 2006 7 7 43 46 14 戴晓红 吴赞敏 瓮亮等 微生物对酸性红 B 染料的脱色研究 J 印染助剂 2006 9 23 9 31 33 15 赵伟荣 史惠祥 杨岳平等 二氮杂半氰类阳离子红染料的光降解动力学研究 J 高等 化学工程学报 2004 13 1 99 104 16 SwaminathanK SandhyaS CarmalinSopHiaA DecolorizationanddegradationofH acidandotherdyesusingferrous hydrogenperoxidesystem J ChemospHere 2003 50 5 619 625 17 朱洪涛 UV Fenton 催化氧化处理印染废水的实验研究 J 工业水处理 2006 3 269 3 53 55 18 张良林 徐晓军 郭建 均相 Fenton 氧化 混凝法强化处理印染废水 J 化工环保 2006 6 1 38 40 安徽工程大学毕业设计 论文 43 19 顾晓扬 汪晓军 林德贤等 O3 和 Fenton 试剂化学氧化处理酸性玫瑰红印染废水 J 染料与染色 2006 2 43 1 20 李亚峰 张玲玲 袁晓东等 混凝 Fenton 法处理印染废水的试验研究 J 沈阳建筑大学 学报 2006 1 22 1 137 140 21 FockedeyE LieedeAVan CouplingofanodicandcathodreactionsforpHenolelectro oxidationusingthree dimesionalelectodes J WaterResearch 2002 36 416 417 22 XiongYa HeChun KarlssonhansT Performancethree pHasethree dimensionalelectrodereactorforthereductionofCODinsimulatedwastwater containingpHenol J Chemoshere 2003 50 131 136 23 景晓辉 蔡再生 三维电极法降解活性染料废水 J 印染 2006 14 1 4 24 熊林 李明玉 尹华 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