印染废水处理设计分析.doc

印染废水处理设计分析一，印染废水的水质特性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及洗涤水，印花工序排出印花浆废水和皂液废水，整理工序则排出柔软剂等整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水。印染各工序的排水情况一般是： (1)退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，pH值为13以上。上浆以淀粉为主的(如棉布)退浆废水，其 COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(如涤棉经纱)退浆废水，同时含大量PTA(对苯二甲酸)，COD高而BOD低，废水可生化性较差。(2)煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈弱碱性，水温高，呈褐色。(3)漂白废水：水量大，但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。 (4)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，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD 、SS均较高。 (5)染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，该废水的色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。 (6)印花废水：水量较大，除印花过程的剩浆外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，及皮带粘布胶冲洗水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。 (7)整理废水：水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。(8)碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，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，碱减量工序排放的废水中CODCr可高达8万mg/L一般为2-6万mg/L，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。二，印染废水处理工艺原理该项目废水主要的污染物有三类：第一类为悬浮物SS，第二类为有机污染物CODcr、BOD5、色度，第三类为无机营养盐、NaCl、N、SO4等。1， SS的去除废水中的SS去除主要靠格栅过滤和沉淀作用，废水处理中悬浮物的浓度不仅仅只涉及到出水的SS指标，而且出水的BOD5、CODCr、色度等指标也与其有关，这是因为组成水中悬浮物的主要是活性污泥絮体，本身有机成份就很高，较高的悬浮物含量会使得出水中BOD5、CODCr、色度等均增加，所以控制废水处理出水的SS指标是最基本的，也是十分重要的。为了尽量去除水中的悬浮物浓度，需在工程中采取适当的措施，常用的方法包括采用适当的污泥负荷以保持活性污泥的凝聚及沉降性能。采用较小的二沉池表面负荷、较低的出水堰负荷、充分利用活性污泥悬浮层的吸附和网罗作用等。二沉池后增加终沉或气浮，砂滤，纤维滤盘，活性碳吸附池等，均可大幅降低出水的SS。当工艺参数选择适当和单体设计优化时，完全能够使出水SS指标达到设计值。2. BOD5的去除废水中的BOD5的去除主要是靠微生物吸附与代谢作用，然后对吸附代谢产物进行泥水分离来完成的。在活性污泥与废水接触初期，会出现很高的BOD5去除率，这是由于废水中有机颗粒和胶体被吸附在微生物表面，从而被去除。但是这种吸附作用仅对废水中悬浮物和胶体起作用，对可溶性有机物不起作用。对于可溶性有机物需要靠微生物的代谢来完成，活性污泥中的微生物在有氧的条件下，将废水中一部分有机物进行分解代谢以便获得细胞合成所需的能量，其最终产物是CO2和H2O等稳定物质。在这种合成代谢与分解代谢过程中，溶解性有机物（如低分子有机酸等）直接进入细胞内部被利用，由此微生物的好氧代谢作用对废水中的溶解性有机物和非溶解性都起作用，并且代谢产物均为无害的稳定物质，因此可使处理后废水中的残留BOD5浓度很低。国内外统计资料显示，当污泥负荷为0.3KgBOD5/KgMLSSd以下时，就可以使出水BOD5指标达到排放标准。3. COD的去除 废水中的CODcr去除的原理与BOD5基本相同，即CODcr的去除率取决于原废水的可生化性，它与该项目废水的组成有关。该项目废水的BOD5/CODcr比值基本达到0.40：1，废水的可生化性较好，因废水浓度高，并且有难降解有机物存在废水中，处理后废水中残留的CODcr会较高，对于这种情况，所选择的处理工艺是要在前端设置厌氧段，去除废水中的有机污染物。由此可见，在一般情况下，通过采用一定的工程措施，废水处理站CODcr达标是有保障的。4 色度的去除化学合成色素一般采用生物降解处理结合化学反应来去除，采用微生物降解有机物的过程中，通过厌氧好氧处理工序，化学分子结构大化为小，随着CODcr、BOD5的逐渐减少，色度也随之降低。只有生物色素和合成色素的红色对微生物而言是抵抗降解，废水经生物处理后应釆用氧化剂脱色处理。5. N的去除氮是微生物形成的基本元素，氨氮达到一定的浓度值并保持一定的比例关系，对于废水中的微生物来说，一般以BOD：N：P的比值来表示营养物质的平衡。在厌氧过程中BOD：N：P=1000：5：1即可满足厌氧微生物的营养要求，而好氧微生物对碳、氮等营养物持的要求略高于厌氧微生物；其BOD：N：P100：5：1,即可满足好氧微生物的营养要求，因此在处理运行过程中需要及时掌握废水中氮磷的含量。多种类似工程废水处理中的氨氮先是以有机氮存在废水中，经水解后转成氨氮。氨氮在废水中的含量BOD：N8.7：1, 才需要考虑生物脱氮工艺。废水中的氮随废水中有机物的降解而降解至规定的排放指标合为一段，这样做的结果，一方面使好氧生化过程中所需的O2由NO3-中脱除的O来代替，从而省去了原好氧生化段所需的空气用量；另一方面，以废水中的碳源作为NO3-反硝化的碳源，勿需外加有机碳源。此外在物质消耗和节能方面也作了大量的工作，使得改变后的工艺无论从基建投资还是从运行费用方面都较原始脱氮工艺流程有了大幅度地减少。三，印染废水处理的工艺方案的选择原则采用废水生化净化技术工艺，以生物降解为主体。充分考虑提高效率的同时，以降低能耗，减少有机污泥的产生。工序后端采用混凝沉淀技术，确保废水处理达标排放的目标。采用先进可靠的设备装置，降低系统的维护工作量，保证废水处理系统长期正常运行。对系统工艺的主要设备实施自动化控制，以保证处理系统的操作程序化控制。废水处理系统只需要使用少量处理药剂。可大大减少业主在废水处理上的工作量和费用。充分考虑废水水质、水量的波动性，同时也考虑生产产量的变化，设计废水处理系统具有很大程度的适应性和处理效果的稳定性，废水的水质变化，水量变化的波动程度在适当范围内，废水处理系统同样确保达标排放。四，印染废水处理工艺的确定（一），废水的格栅、调节预处理工艺由于印染废水中含有一定量的布毛、线头、纤维屑等细小的悬浮物，印染废水中往往还含有许多比较大的悬浮物质，这些物质会对水泵造成损害，对主体处理造成影响。因此，在进入泵及主体构筑物之前要对其进行拦截，设置格栅拦截较大悬浮物，设置细格栅拦截细小悬浮物。由于纺织印染工业特有的生产过程，造成了废水排放的间断性和多变性，使排出废水的水质及水量在每班内甚至小时内都有很大变化，因此要求对废水进行调节，均衡水质，使其能够均匀进入后续处理单元，提高处理效果。印染废水的调节主要分为水量调节和水质调节。废水处理设备及构筑物都是按一定的水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理系统更为重要，为了保证后续处理系统的正常运行，在废水进入处理系统之前，预先调节水量，使处理系统满足设计要求。印染废水中有机污染物含量高、色度大、碱性和pH值变化大、水质变化剧烈，因此对废水水质进行调节是非常必要的，尤其是废水的PH值。在废水进入生物处理之前，将PH调整为8.0左右，以便满足废水生物处理的要求实践证明，根据印染废水水量、水质的不同，调节池的停留时间也各不相同，当处理水量比较小时，停留时间可选大些，当处理水量比较大时，停留时间可根据具体情况选小些，一般为12个小时左右。来自车间的碱减量废水、漂洗废水和染色废水，每日分数次量高峰期，水质，水量时有变化，所以设计工艺充分考虑废水水量、水质的波动性，同时增设集水井，物化调理和调节池，生物水解处理前调节废水温度等工序。来自车间的生产废水和地面冲洗废水、生活污水不定期进入调节池，混合匀质、中和、调节PH值。废水经过调节和预处理调理后才能进入后续废水生化系统，并且是废水生化净化处理的条件和关键。后续废水生化净化处理工艺的条件是依靠废水调配和废水预处理产生的有利条件。（二）.生物厌氧生化技术工艺厌氧水解酸化处理工艺在工业废水的应用已有30多年的历史。近20年来，随着微生物学、生物化学等学科的发展和工程实践的积累。厌氧深度水解生物池的处理工艺克服了传统厌氧工艺水力停留时间长、有机负荷低等缺点，在处理中高浓度印染废水方面取得了良好效果，并且在中低浓度有机废水的水解酸化工艺上有了大量成功的实例。厌氧深度水解生物池装置的生化过程一般可分为水解阶段、酸化阶段、产氢阶段。经研究并经工程实践证明，将厌氧过程控制在水解、酸化、产氢阶段，可以在短时间内和相对较高的负荷下获得较高的有机物去除率，并可将难降解的有机大分子分解为易降解的有机小分子，可大大改善和提高废水的可生化性和溶解性。与传统厌氧工艺相对比，厌氧深度水解生化工艺不需要密闭池，只需要简单的三相分离器，出水无厌氧发酵的不良气味，因而也不会影响废水处理站厂区的环境，并且跟好氧工艺相比，该工艺具有能耗低的优点。如果将厌氧过程控制到水解、酸化、产氢、产甲烷阶段，则需要复杂的三相分离器，用于分离泥、水、甲烷气和分离二氧化碳、硫化氢气体，同时需要配套甲烷气回收、净化、能源利用装置。近年来随着纺织印染等工业行业的快速发展，厌氧深度水解生物池UVHSB装置工艺技术在纺织印染废水处理工程上得到了广泛的应用。 在纺织印染废水的处理工程中普遍采用厌氧水解酸化生化工艺，针对不同的浓度的废水水质采用不同的水力停留时间和布水方式。总结我们已有的工程实践，厌氧深度水解生物池UVHSB装置的处理效果取决于以下几点：第一，足够的污泥浓度；第二，良好的泥水混合；第三，足够的水力停留时间；第四，合适的污泥留存方式。在印染废水处理工程的运行过程中，在污泥浓度和水力停留时间一定的情况下，泥水混合和污泥留存决定着厌氧深度水解生物池装置的生化处理效果。 厌氧深度水解生物池装置的生化处理工艺，采用水力搅拌促使泥水混合的工艺措施，整个池内泥形成良好的混合，无需要增加搅拌设备，出水无需增设沉淀池,通过好氧污泥回流系统以维持厌氧深度水解生物池内的污泥浓度。依据国家纺织产业的水污染治理的现状，印染废水处理节能减排更需要新颖实用的先进技术。厌氧深度水解生物池装置，应用在印染废水处理节能减排工程中起着重要的作用。厌氧深度水解生物池装置的显著特点是：能始终如一确保印染废水处理系统内活性污泥的高度生物活性，始终保持着很高的有机物降解效率和最佳的处理效果。1、在印染废水处理工程中应用厌氧深度水解生物池装置：与常规的废水处理技术设施相比较，可节省工程资金投入约15%左右，可节省工程占地面积约60%左右，可减少过程污泥量约65%左右，节省废水处理运行成本约25%左右。2、有效分离废水处理系统的剩余污泥。3、全面消除低能细菌：厌氧深度水解生物池装置采用特殊的水力流态原理，全面消除低能细菌的生存条件。由于印染废水中的NH3-N 高SO4高最合适低能菌群的繁殖，在废水处理过程中产生不可计量的低能菌群，正常的微生物菌体一带被低能菌群取代，印染废水生化处理的效率就明显下降。4、印染废水生化处理系统的微生物增效作用：传统的水解酸化池，只能把生物活性高和生物活性低的、甚至是钙化老化的活性污泥全部混合在一起，导致整体降低印染废水生化处理对有机物的去除效率。而厌氧深度水解生物池装置则是通过废水在装置内特定的运行方式，促使装置内有效活性污泥浓度持续增加，使之增效，提高废水生化处理的效果。5、配套应用实施印染废水纯生化处理的工艺技术：纺织印染废水中的有机污染物的化学成份主要有多种类染料、浆料、氮氧化物、化学助剂种类多变，化学分子量大，可生化性差。厌氧深度水解生物池装置，强化印染废水的厌氧水解生化，化有机污染物的大分子为小分子，化难降解有机污染物为易生物降解有机污染物。改变有机污染物的B：C比值，提高废水的可生化性，为废水纯生化处理充分提供有利条件。6、能解决尾水回用膜过滤系统易堵塞的问题：印染废水中混有大量的助剂浆料，多为高分子粘性有机物，如不去除易堵塞MBR过滤膜和RO反渗透膜。由于厌氧深度水解生物池UVHSB装置超强的生物降解功能，能化解各种高分子有机污染物为小分子有机物，并去除粘性有机物质，使之大幅度减少膜过滤系统的堵塞现7、全面改善印染废水处理系统的生化处理效果：厌氧深度水解生物池装置应用于印染废水的前级厌氧水解生化处理。有效降解各种有机物、色度、反硝化生物活性污泥；对无机污泥进行有效分离，充分提高废水处理系统的生物活性，提高好氧生化处理效果约10%以上。在己建工程中增设厌氧深度水解生物池UVHSB装置与A/O法好氧生化设施系统配合运行，可显著提高废水处理的能力和废水经处理后的出水水质。 采用厌氧深度水解生物池装置生物降解有机污染物，印染废水强化厌氧水解生物处理，充分体现微生物增效的生物降解过程，达到硝化与反硝化有机物和有机污泥的目标。印染废水的厌氧水解生化用药剂少，电能耗用少，可大幅度减少运行费用，也为后续好氧生化提供有利条件。依据多年的技术应用，具有设备投资少，处理效率高，运行费用低，管理方便，无需人工直接现场操作，长期使用不会堵塞，无故障发生，配套PLC程序控制，达到高效、节能，全自动运行的目的。（三）. A/O法好氧生化处理技术工艺采用A/O法即好氧活性污泥法生化技术，活性污泥由好氧和兼氧微生物（包括细菌、真菌、原生动物和后生动物）及其代谢和吸附的有机物、无机物组成，具有降解废水中有机物（也有些部分可利用无机物）的能力，显示生物化学活性。好氧处理过程可分为两个阶段，第一阶段是生物吸附阶段，废水与好氧池中的活性污泥充分接触，污染物被比表面积巨大且表面上含有多糖类黏性物质的好氧微生物吸附和粘连，大分子有机物被吸附后，首先在水解酶的作用下分解为小分子物质，然后溶解性有机物在酶的作用下或在浓度差推动下选择渗入生物细胞体内，从而使废水中的有机物含量下降从而得到净化；第二阶段为生物氧化阶段，污染物被好氧微生物吸附及吸收后继续被氧化（微生物的代谢过程），这段时间需要很长，进行的非常缓慢，在吸附阶段，随着有机物质吸附量的增加，污泥（或生物膜）的活性逐渐减弱，当吸附饱和后污泥（或生物膜）失去吸附能力，有机物经过生物氧化分解后，活性污泥（或生物膜）又呈现活性，恢复吸附能力。为了确保废水生化处理的效果不受废水水质水量的波动而变化，工艺设计辅助好氧生化处理工序。当废水生化系统的负荷过高或因气温变化效率降低时，启用辅助好氧生化处理工序，以确保废水厌氧、好氧生化处理系统对降解有机物的平衡效率。（四）. 混凝沉淀和物化净化技术工艺废水经好氧生化处理后，其有机污染物浓度有了很大程度的降低，基本可以达到排放标准了，但是生化处理对无机污染物的处理效果很低，同时废水中含有一定量的剩余有机污泥，所以还需要采用化学沉淀的方法来去除废水中的无机污染物及剩余有机污泥。废水经好氧生化处理后水中主要含有少量有机物、胶体物质以及生化池过来的污泥等固体物质可以通过沉淀去除，但是小微粒及胶体物质由于颗粒微小，大多因微粒小、重量轻，而且表面积大，起表面具有较大的吸附能力，常常吸附着多量的离子而带负电，因此需要投加化学药剂使微粒及胶体物质聚集沉淀（称之为“脱稳”）。好氧出水自流进入反应池，首先投入适量的混凝剂PAM，PAM经水解和混凝，充分与水中的污染物进行反应，产生低聚合高电荷的多核铬合体、高聚合低电荷无机高分子几凝胶状化合物。PAM混凝过程需要一定的pH值范围内才能达到最佳效果。（五）. 污泥硝化与反硝化的技术工艺工艺设计采用硝化与反硝化的技术工艺，剩余有机污泥提升至前端反硝化系统进行反硝化，使剩余污泥减少2/3以上。剩余污泥，采用压滤机压滤干化。根据上面所述，工艺的优点恰好能够经济有效地解决化工废水处理中的难点，是印染废水处理的良好工艺，根据多年的设计、科研经验，查阅国内同类废水的相关资料，参考并借鉴国内印染废水处理工程的成功之处，确定本方案采用A/O的处理工艺，设计思路如下：生化主体工艺采用先进的A/O生物技术工艺，在生物处理构筑物中改善原水的BOD5/CODCr及CODCr/NH3N比，去除大部分的污染物（氨氮、苯、BOD5、色度、CODCr）；在生化处理前采用格栅、均匀水质等措施进行预处理，去除进水中的固形污染物；经过预处理和生化处理之后，废水的SS仍有可能不达标，在生化之后采用混凝沉淀，投加混凝药剂，以保证出水达标排放。为了达到新规定的达标排放指标，工艺设置生物加药沉淀净化技术。电气控制实现一定程度的自动化控制，对处理设备的工作状况进行现场控制和自动控制，保证整个废水处理系统运行高效、稳定、节能，提高运行管理水平。本方案流程由以下几部分组成：1废水预处理系统：包括集水调节池、格栅过滤机池、废水综合混合调节池等。2废水PTA回收系统：包括高浓度废水集水调节、高浓度废水事故集水调节、酸板反应池、压滤干化机PTA回收装置等。3废水生化处理系统：包括厌氧水解生物池UVHSB装置, A/O法好氧生化池、沉淀池等，充氧曝气装置。4加药系统：包括酸贮存箱、溶药和加药设备装置。5污泥处理系统：包括污泥浓缩池、污泥压滤干化机和装置等。6综合房和机房：包括鼓风机房、加药房、水泵房、配电房、PTA回收用房、库房、污泥脱水机房、电控室、值班室办公室、化验室、在线用房和中水回用设备用房等。7 自动控制系统：包括GGD电控柜，DO、PH值仪、就地电控箱、工况显示屏等。五，印染废水处理工艺流程描述1， 废水处理系统工艺流程方框图 退浆.印花.印染废水10000T/d左右，低浓度碱减量废水2500T/d左右 中高浓度碱减量废水500T/d左右 集水格栅池原有池溶酸析回收PTA回收碱、PTA生活污水隔油池100T/d硫/盐酸调PH调节、调配池原有池溶 CODcr2500mg/L 回体PTA回收处置 污泥浓缩厌氧深度水解生物池UVHSB装置 新建池溶14000 m/d进入系统 污泥压滤干化鼓风机鼓风机A/O法好氧生化池A/O法好氧生化池 新建池溶7500 m/d进入系统 原有池溶7000 m/d进入系统 污 泥A/O法沉淀池A/O法沉淀池 回 流PAC/PAM最终物化气浮装置A/O法生化沉淀池PAC/PAM最终物化气浮装置A/O法生化沉淀池 CODcr300mg/L CODcr300mg/L污泥干化压滤机 清水CODcr 200mg/L 新标准达标排放清水CODcr 500mg/L 老标准达标排放 清水CODcr 200mg/L 新标准达标排放2废水处理工艺流程描述一、废水生化处理排放系统工艺流程描述A) 集水、格栅池格栅倾斜设在格栅井的渠道中，以防漂浮物阻塞构筑物的孔道、闸门和管道或损坏水泵等机械设备，起着预理水质和保护设备的双重作用。B）事故调节池收集连续式高浓度碱碱量废水，设计事故调节池为低高位水池，配套集水泵井，高浓度碱碱量废水的PTA回收设备装置配套包括，回收后的废水混入综合废水调节池。C）综合废水调节池来自车间的间竭式碱碱机排放的生产废水和印染废水、高浓度碱碱量废水回收后的废水，每日分数次量高峰期，水质，水量时有变化，对生物处理系统正常发挥其净化功能不利，甚至还可以对其造成破坏。同样对于物化处理系统，水量和水质波动越大，过程参数难以控制，处理效果越不稳定；反之，波动越稳定，处理效果越好。所以设计工艺充分考虑废水水量、水质的波动性，以提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化，防止高浓度有毒物质进入生物处理系统。加入酸调PH至8.5左右。D）厌氧深度水解生物池装置废水经调节PH值，均匀水质后由废水提升泵提升至厌氧水解生物池装置内进行厌氧水解生物反应，分解有机污染物的分子结构，化大分子为小分子。厌氧水解生物反应只达到水解、酸化、产H、产甲烷个生化工艺工序，而对产甲烷产生过程可以调节控制。E）A/O法好氧生化池废水经厌氧水解生化后自流至好氧生化池，进行兼氧-好氧生物降解，设计A/O法好氧生化池为双级。F）A/O法生化沉淀池废水经A/O法好氧生化后，产生大量的活性污泥，通过沉淀，污泥与水分离，上层清水自流至排放池和后处理