印染废水处理设计

目录目录 摘摘 要要 1 1 Abstract 3 3 1 工程概况工程概况 4 4 1 1 设计题目 4 1 2 设计目的 4 1 3 原始资料 4 2 印染废水的特点印染废水的特点 5 5 2 1 印染废水的性质 5 2 1 1 印染工艺 5 2 1 2 印染废水来源分析 5 2 1 3 印染废水的特征 5 2 2 方案选择 5 2 3 工艺流程 6 2 3 1 设计基于流程介绍 6 2 3 2 设计基于工艺流程图如下 6 2 3 3 预计处理效果 7 3 格栅与调节池格栅与调节池的设计与计算的设计与计算 7 7 3 1 格栅 7 3 1 1 格栅的设计参数选定 8 3 1 2 设计计算 8 3 1 3 格栅选型 10 3 1 4 格栅示意图 11 3 2 调节池 11 3 2 1 调节池功能简介 11 3 2 2 调节池尺寸计算 12 3 2 3 调节池内 PH 调节设计 12 3 2 4 硫酸输送泵的选型 13 3 2 5 进出水系统 13 3 2 6 调节池的搅拌系统选择 13 参考文献参考文献 1515 致致 谢谢 1616 1 摘摘 要要 当今社会 印染工业已经成为我们生活中不可或缺的行业 其作用在人们日常生 活中都可以提现出来 比如说五颜六色的布料 房子装修所需要的彩色壁纸等等 但 是印染行业在为我们生活带来诸多便利的同时也带来的一些麻烦 印染行业的废水的 处理和处置已经成为人们必须要面对的问题 印染工业生产的同时所产生的印染废水处于高有机难降解废水 印染废水的主要 难降解的原因在于其废水中存在大量的有机染料和一些印染工艺所必须的表面活性剂 等化学添加剂 并且 大部分印染废水的可生化性太差 这就导致该类废水的处理与 处置要比我们日常生活中产生的废水难的多 至今为止 印染废水的处理方法主要分为物理方法 化学方法和生化处理方法 但是大多为企业所接受的 处理效率相对较高的还属物化与生化相结合的方法 此次 印染废水的处理设计主要是对生物法处理印染废水过程中所涉及的格栅和调节池尺寸 的设计 旨在为印染废水处理设施的全套设计提供参考 本设计即针对印染废水处理设施中的格栅和调节池进行计算设计 关键词 关键词 印染废水 格栅 调节池 2 3 Abstract Printing and dyeing industry are closely related to the lives of residents from wearing clothes cloth to a variety of decorations all of these material can not be separated from printing and dyeing Printing and dyeing has made our lives colorful and vibrant but if the waste water produced by printing and dyeing is not discharged directly it will cause great harm to the people s life and the surrounding environment Wastewater produced by printing and dyeing industry is highly polluted industrial wastewater which can be difficult to be treated The pollution is mainly from the dye and surfactants in the printing and other substances and is poor in the general biochemical properties which makes the treatment of such water become much more difficult and cost more than the average domestic sewage At present the main treatments of such sewage include physical chemical and biochemical methods the combination of physic chemical method and biological method is widely used On the basis of consulting a large amount of information our design decides to choose the processing method of hydrolytic acidification bio contact oxidation air floatation which can effectively improve the biochemical properties of wastewater as well as remove COD BOD SS and chromaticity This design aims at such treatment process and the calculation of the structure Key word printing and dyeing waste water grille regulating reservoir 3 4 1 工程概况工程概况 1 1设计题目设计题目 印染处理废水中格栅以及调节池的设计以 3000 m3 d 处理系统计 1 2设计目的设计目的 印染行业所产生的废水是包含诸多难降解有机物在内的废水 如不将这样的废水 不经处理处置直接排放到河流湖泊中将会给水环境带来极大的危害 此次设计的目的 就为难降解印染废水的处理事业献砖献瓦 为印染废水的成功处理以及达标排放提供 一些参考 此外 格栅和调节池的设计也本着经济性原则 在保证作其效益的情况下 尽量减少建设费用 从而提高该部分的经济效益 1 3原始资料原始资料 1 参考进水水量 3000m3 d 2 取水水质的选择 在此次设计中 废水资料主要来源徐徐州市某家印染厂家该日生产所产生的印染 废水 该厂的印染废水主要是由染色和整理两个生产工段所产生 废水各项污染指标 见下表 表 1 1 印染废水进水水质指标 项目 mg l cr COD mg l 5 BODSS mg l 色度 倍 PH 设计水质100020030010008 11 3 废水排放标准选择 废水处理后出水标准需要符合 纺织染整工业水污染物排放标准 GB4287 2012 中的直接排放标准 具体标准内容见下表 表 1 2 印染废水出水水质指标 项目 mg l cr COD mg l 5 BODSS mg l 色度 倍 PH 设计水质802050406 9 4 气象与水文资料 气象资料 四季主导风向为东北风 EN 全年平均气温为 15 极端低温为 22 6 极端的高温为 41 5 水文资料 该地区全年平均降水量为 878mm 无水文灾害发生 5 参考厂区情况 所参考的厂区内整体地势平坦无明显洼陷凸出地块 并且整体地势相对较低 这 5 就保证了印染废水管网中的生产废水能直接的流入该印染废水处理厂 除此之外 该 地块地质紧实利于调节池的建设 2 印染废水的特点印染废水的特点 2 1印染印染废水废水的的性质性质 2 1 1 印染工艺印染工艺 印染工艺是指在印染厂生产产品的过程中所选取的生产方法 通常涉及物理化学 等多个方法的处理 主要包括对棉麻等纺织材料的前段处理 上色 改色 图案印染 以及一些后续处理工艺 印染厂通常为了提高印染效率提高工厂收益率 会在印染过 程中添加各种各样的利于染色的化学试剂 而含有这些化学试剂的废水就成的所谓难 降解的印染废水 2 1 2 印染废水来源分析印染废水来源分析 印染废水因各个印染厂家选取印染工艺不同而主要污染成分也各不相同 本次设 计的格栅以及调节池主要针对的废水来源于印染工艺中染色和整理两个阶段 这两个阶段所产生的印染废水主要包括了煮沙废水和洗水 染色废水和产品后处 理阶段所产生的废水 这两个阶段的废水主要是通过原纱 煮炼 漂白 染色 漂洗 脱水这几个工艺产生 2 1 3 印染废水的特征印染废水的特征 1 印染废水的产量大 2 印染废水成分多样复杂不稳定 各个印染厂因生产产品不同以及所采用的生 产工艺上的差别导致印染废水多样化 3 印染废水普遍具有较高含量的有机物 4 难生化讲解 COD 含量高 5 印染废水具有较高的色度 6 印染废水表面活性剂等添加剂种类多 7 印染废水具有高碱性 需要中和后进一步处理 2 2方案方案选择选择 常用的印染废水处理的方法主要可分为物理 化学 生物等方法 通过物理法处 理印染废水通常处理效果较差不能满足排放标准 通过化学法虽然可以节省占地投资 6 但是大量的化学药剂也是一笔不可忽视的经济支出 与前两者相比 生物法不但占地 小投资也少 且运行稳定便于管理 目前生物法已为大多印染厂家处理印染废水时所 优先采用 据统计 生物法处理印染废水占印染废水处理的八成以上 其中好氧生物 法处理印染废水又占大多数 但近年来 随着印染行业越来越多的化学添剂加的使用 导致印染废水成分越来越复杂多变 紧靠单纯的一种处理方法已经不能是印染废水达 到达标排放的目的 因此开发多种生物处理工艺相结合的组合工艺成为首要选择 经过查阅大量相关资料 并经过反复对比 此次设计以 厌氧水解酸化 好氧生物 处理 气浮 的印染废水处理工艺为参考对其格栅和调节池进行设计 2 3工艺流程工艺流程 2 3 1 设计基于流程介绍设计基于流程介绍 印染车间生产时所产生的印染废水经过格栅初步处理 可去除大部分大颗粒悬浮 物大型垃圾等 经过格栅处理后废水到达调节池 通过调节池的酸性试剂的中和 调 节废水 PH 和水量大小 废水经调节池混合均匀后 通过提升泵抬升 到达水解酸化池 通过在水解酸化池内设置填料 使得厌氧细菌能在其中稳定的生长繁殖 从而通过厌 氧细菌的生物作用调高有机物的去除效率 与此同时 厌氧菌的长时间作用也减轻了 后续好氧处理的有机负荷 提高了废水的可生化性 从而整体提高的废水的处理效率 印染废水经过水解酸化池的厌氧菌处理以后进入好氧生物作用的接触氧化池 通 过在好氧接触氧化池中设置组合填料 为好氧菌 活性污泥 的健康生长提供了良好 环境 在氧气充足的情况下 好氧菌的生陈代谢以印染废水中有机物为养料 从而达 到了对印染废水中有机物的进一步去除的作用 废水经接触氧化池后进入二沉池 在 二沉池中 部分活性污泥经过污泥回流达到水解酸化池和接触氧化池 保证的污泥的 量不影响其正常工作 剩余污泥则进入污泥浓缩池进行污泥浓缩 并对浓缩后的污泥 进行合理的处置 经过二沉池 废水得到有效的固液分离 随后进入气浮池 废水在 气浮池中得到更深一步的处理 色度 COD BOD 等得到进一步去除 从而达到排放 标准 此次格栅和调节池的设计正是基于以上工艺 2 3 2 设计基于工艺流程图如下设计基于工艺流程图如下 7 图 2 1 工艺流程图 2 3 3 预计处理效果预计处理效果 在此工艺下各处理单元处理效果预测 表 2 1 预处理单元指标 CODcrBOD5SS色度 水质 L 去除 率 L 去除 率 L 去除 率 去除 率 原水1150 210 315 1100 格栅1150 210 2756 11100 调节池91211210 275 1100 说明 这里的去除率是指相对于前一个构筑物出水的去除率 3 格栅与调节池格栅与调节池的设计与计算的设计与计算 3 1格栅格栅 8 格栅是一种由栅条支撑的框架 常设在处理设施之前 目的是为了拦截和清除废 水中较大的悬浮物和一些提醒较大的漂浮物 由此来保证后续处理设施能够正常运行 它的栅条相互平行 材质多为金属材质 少数为非金属材质 格栅的使用一般是倾斜 放置在垂直于污水流经的水渠上 格栅按照形状的不同可以分为平面格栅和曲面格栅 两个类型 按照栅条间隙的大小不同又可以把格栅分为粗格栅 50 100mm 中格栅 10 40mm 和细格栅 3 10mm 三种 3 1 1 格栅的设计参数格栅的设计参数选定选定 1 基于一般城镇污水处理厂的实际情况 栅渣的数量可以下列数据为参考 当栅条的间距为 16 25mm 时 栅渣截留量可以选择 0 05 0 10 污水 33 10 m 当栅条的间距为 40mm 左右时 栅渣截留量可以选择 0 01 0 03 污水 33 10 m 栅渣的含水率通常为 80 密度为 960 m3 2 废水经过格栅时流速一般为 0 6 1 0m s 废水经过格栅前流速一般采用 0 4 0 9m s 3 当栅渣量大于 0 2 时需要采用机械清渣 机械清渣的格栅 安装倾角 3 md 一般采用 60 90 4 印染行业的废水时变化系数 Kh 的取值范围为 1 5 2 0 本设计中根据经验 需要取 Kh 1 83 0 11 2 7 Q 5 处理量 Q 3000 125m3 h 0 035 最大设计流量 3 md 3 mh 3 ms Qmax Kh Q 1 83 0 035 0 064 231 3 ms 3 ms 3 mh 3 1 2 设计计算设计计算 1 经过计算 格栅的间隙数量如下式表示 19 7 个 maxsinQ n bhv 取 n 20 个 其中 Qmax 所设计最大废水流量为0 064 3 ms 格栅的安装倾角75o h 栅前水深 取0 5m b 栅条间隙宽度 取10mm v 过栅流速 取0 6m s 2 格栅的建筑宽度B 栅条的选取宽度可以设置为S 0 01m 则由此可得栅槽的宽度为B 1 S nbn 9 0 01 20 1 0 01 200 39Bm 进水渠的宽度设置为 1 B 0 21m 1 B max Q vh 0 064 0 6 0 5 3 栅前的扩大段长度设置为 21 1 1 0 390 21 0 25 2 tan2 tan20o BB Lm 1 渐宽部分的展开角 由经验取值20o 4 栅后的收缩段长度为 21 0 50 13LLm 5 通过格栅时水头损失由计算得 h2 m 20 hhk 42 3 0 sin 2 vS h gb 式中 h2 过栅时水头损失 m h0 计算水头损失 m g 重力加速度 取 9 81m s2 k 系数为 3 意思是当格栅被较大悬浮物堵塞时 此时水头损失明显增大 遇到这 种情况 通常把栅条断面迎水面设计为为半圆的矩形 则形状系数 为 1 83 由此可得 83 1 3 4 b S 42 2 3 20 1 83 0 6sin75 sin 20 0324 2 9 81 o S hh kvgm b 20 0 0324 30 09720 10hhkm h2计算结果明显在水头损失区间 0 08 0 15 的之内 即满足设计要求 同时 为了避免 出现栅前涌水的现象 可将格栅后边的槽的底部下降 h2作为补偿高度 10 6 格栅后槽总高度 H 的计算 由接收印染废水的管道铺设在印染废水处理厂地面以下 2 2 米处 可得栅前渠道深度为 11 2 2Hhhm 12 2 20 12 3Hhhhm 其中 栅前水的深度 h 栅前渠道超出高度 1 h 格栅的水头损失高度 2 h 7 格栅的总长度的计算 L 1 12 0 5 1 0 tan H LLL 式中 栅前扩增段长度 1 L 栅后收缩段长度 2 L 栅前渠道深度 1 H 11 Hhh m 0 2 2 0 250 130 5 1 0 2 47 tan75 L 8 每天预计栅渣的产生量 W 3 md 3 max1 h Q86400 1000 W Wmd K 式中 栅渣量 取 0 07 污水 那么 W 3 m 33 10 m 0 39 0 2 86400 0 064 0 07 1000 1 83 W 3 md 3 md 由于计算结果 W 值明显大于 0 2 所以此时必须采用机械清渣 栅渣作为可回收利用的固废 可以交付市政垃圾回收处理站统一进行处理处置 常用 的固废处置办法有填埋 焚烧 堆肥等 3 1 3 格栅选型格栅选型 参考 给排水设计手册 第 11 册 型号为 XGS 的旋转式格栅除污机在此次 设计中最为合适 具体规格为 XGS 500 参数如下 栅间隙格栅间隙距离为 10mm 电机 功率为 0 75KW 理想安装倾角为 75 11 3 1 4 格栅示意图格栅示意图 图 3 1 格栅示意图 3 2调节池调节池 3 2 1 调节池调节池功能简介功能简介 在实际工程应用中 工业废水特别是印染废水在进入污水处理设施前不论水量还 是水质通常都具有较大的波动 水质复杂且成分分布不均匀 而后续的印染废水处理 设备通常对水质水量以及水流的大小都有较为严苛的工作条件 因此 为了使废水能 得到更好的处理 是废水处理设施更好的发挥功效 通常废水在进入处理设施前需要 设置调节池 由此来调节废水的水利条件 使其满足工艺处理要求 总的来说 调节 池应该具备以下功能和特点 1 能有效减少或防止冲击负荷对污水处理设备产生的不利影响 2 能够有效的调节水温 为后续处理创造良好的水处理条件 3 能够灵活的进行酸碱中和 通常印染废水多为碱性 使中和水质具备稳定的 PH 值 4 必须具备集水存水的作用 能有有效的调节来水和抽水之间的不平衡 以保障水 泵的健康使用 延长使用水泵寿命 12 5 必须具备临时蓄水的作用 当系统不能正常运行时能够保障废水短时间不外溢 3 2 2 调节池尺寸计算调节池尺寸计算 调节池大小尺寸的计算 1 调节池的有效容易 V 33 max231 51155VQtmhhm 假定废水水力停留时间为 t 5h 2 调节池实际尺寸的计算 此次调节池设计采用矩形作为平面尺寸 设置调节池有效深度为 5 米 则 面积 3 2 V1155m F231m h5m 假定池体宽度 B 13m 长度 LF B231 1317 8m 保护高度取值 h1 0 3m 那么池体总高度则为 1 Hhh50 35 3m 由上述式子可以得出调节池的具体尺寸为 L B H 17 8m 13m 5 3m 3 2 3 调节池调节池内内 PH 调节调节设计设计 印染废水取水水样 PH 范围通常在 8 11 之所以废水为碱性是由于生产过程中投加 一些碱性化学试剂如 NaOH 等所造成的 此次调节池设计 PH 值取 PH 11 那么 mol L 投加 70 的工业硫酸的量 Ls 为 3 10 OH C 100 Lz a k Ls b A A A 其中 Ls 酸消耗总量 h Lz 样本废水中碱的含量 h a 药剂的纯度 b 药剂比耗量 中和 1 碱所需的酸量 取 1 429 k 反应不均匀系数 由经验取值 1 2 33 max 1010 OH KzQCM AAAA 333 231 101040 109 24 kg h 其中 Qmax 最大设计流量 m3 h M NaOH 的摩尔质量 g mol 所以100 Lz a k Ls b A A A 9 24 1 429 1 2 100 22 64 70 kg h 工业硫酸可直接在调配泵的作用下由贮酸槽转入调配槽 在阀门的控制下按需流 13 入调节池进行废水的中和 3 2 4 硫酸输送泵的选型硫酸输送泵的选型 根据 给排水设计手册 第 11 册 选取 CQ 型驱动泵 备用 1 台 使用 2 台 其主要参数性能及如下表 表 3 1 CQ 型驱动泵性能参数 公称直径 mm 型号 扬程 m3 h 流量 m吸程 m 电机功率 KW 进口出口 CQF402010 872 74032 3 2 5 进出水系统进出水系统 1 进水系统 废水经过格栅的初步处理后流入调节池的集水槽 通过在集水槽底部设定可控小 孔 来控制集水槽流入调节池的水量和水质 在此次设计中 集水槽的宽度为 0 5m 长度为 6 0m 底部进水小孔的尺寸设置为 0 1m 0 1m 由此可计算得出进水孔个数 个取 n 43 个 2 max0 064 42 7 0 1 0 15 Q n f v AA 其中 f 进水孔的实际面积 V 进水孔的进水速度 m s 取 v 0 15m s 2 出水系统 废水经调节池处理后 经过潜污泵作用 将池中的水送入下一个构筑物即水解酸 化池中 参照 给排水设计手册 第 11 册 选择 QW 型潜污泵 型号为 100QW87 28 15 备用 1 台 使用 3 台 3 2 6 调节池的搅拌系统调节池的搅拌系统选择选择 搅拌系统是调节池不可获取的一部分 搅拌系统的合理安装可以有效的调节废水 的水质和水量 通常在实际的应用中 调节池中的搅拌装置安装在调节池的底部 废 水处理厂中常见的搅拌系统按照作用机理不同可分为两种 一种是靠鼓气的空气搅拌 一种的通过机械力作用的机械搅拌 在此次设计中 因考虑到经济效益 选用空气搅 拌系统 空气搅拌 正好适用于印染废水的水量 水质多变的特点 在使水质水量得 14 到有效搅拌的同时也能增加曝气效果 以便后续处理的顺利进行 根据 纺织染整工业水治理工程技术规范 HJ471 2009 若是采用空气搅拌 方式 则调节池内的气量必须按照 1 0 1 5m3 min 100m3 设计 潜水搅拌器实际工作 时 废水流速多在 0 15 0 35m s 范围内 参照 给排水设计手册 第 11 册 553 页 本设计采用潜水搅拌器 型号为 DQT 一用一备 性能如下 表 3 2 DQT 潜水搅拌器性能参数 型号 叶轮直径 mm 电机功率 KW 转速 r min 尺寸 长 宽 高 mm DQT04018004 0381300 1800 1800 15 参考文献参考文献 1 环境保护部 纺织染整工业废水治理工程技术规范 HJ 2009 中华人民共和国国家 环境保护标准 中国环境科学出版社 2009 09 01 2 鲍艳卫 张宁 张雁秋等 印染废水处理技术的研究进展 中国科技论文在线 徐州 中国矿业大学环境与测绘学院 3 中华人民共和国建设部 城市污水处理工程项目建设标准 1995 01 01 4 韩洪军 杜茂安等 水处理工程设计计算 普通高等教育土建学科专业 十五 规划教材 高 等学校给水排水工程专业指导委员会规划推荐教材 北京 中国建筑工业出版社 2005 5 给水排水设计手册 第二版 第 1 册 常用资料 6 给水排水设计手册 第二版 第 5 册 城镇排水 7 给水排水设计手册 第二版 第 11 册 常用设备 8 祁佩时 李欣 程树辉等 水解 混凝 复合生物池工艺处理印染废水的工程应用 中国 全文数据库 9 东华大学 中国环境保护产业协会水污染治理委员会 中国印染行业协会环境保护 技术专业委员会 纺织染整工业废水治理工程技术规范 2007 12 10 唐受印 戴友芝等 水处理工程师手册 北京 化学工业出版社 2006 11 张自杰等 环境工程手册 M 北京 高等教育出版社 1993 12 罗固源 水污染物化控制原理与技术 第一版 M 北京 化学工业出版社 2003 13 张林生主编 印染废水处理技术及典型工程 M 化学工业出版社 2005 14 李志伟 印染废水处理工艺改造的工程实例 科技资讯 2011NO 14 天津 天津振华 工程集团有限公司 15 薛攀 张刚 周童等 印