m每天印染废水处理工艺设计毕业论文 52页

'广东工业大学毕业设计本科毕业设计（论文）3000m3/d印染废水处理工艺设计学院环境科学与工程学院专业环境工程年级班别2009级（1）班学号3104008132学生姓名周彭指导教师江峰付丰连2013年6月51 广东工业大学毕业设计设计总说明纺织印染行业是我国用水量较大、排放废水量较多的工业部门之一。排放的废水中所用的浆料、油剂、染料和化学助凝剂等，具有成分复杂、有机物浓度中等、可生化性较差、水质变化大、生化需氧量高、色度高、pH值高的特点。这样的废水如果不经处理或经处理后未达到规定排放标准就直接排放，不仅直接危害人们的身体健康，而且严重破坏水体、土壤及其生态系统。本人设计的是3000m3/d的印染废水处理工艺。采用生化法+化学法，其工艺是水解酸化+接触氧化+混凝沉淀。此方法可有效的处理废水中的BOD，COD，pH还有色度。特别是接触氧化池几乎不产生污泥避免了传统好氧池的污泥膨胀现象。关键词：印染废水，水解酸化，接触氧化，混凝51 广东工业大学毕业设计IntroductionofdesignThetextileindustryisoneoftheindustrialsectorswhichconsumemorewateranddischargemorewastewater.Thesizingagent,oil,dyeandchemicalcoagulantaiddischargedfromthedyewastewaterarecharacteristizedbythecomplicatedcomponents,mediumconcentrationoforganicmatter,variablewaterquality,highchroma,highCODandhighpHvalue.Insuchcircumstances,ifthewastewaterisdischargeddirectlywithouttreatmentorwithnoachievingtherequiredemissionstandards,itwillbadlyharmourhealthdirectly,destroythewater,thesoilanditsecosystem.Mydesignistotreatwiththedyeingwastewaterof3000m3/d.Thedesignadoptsthebiochemistry-chemistrymethod,containingacidhydrolysis,contactoxidation,coagulationandprecipitation.InthiswaytheBOD,COD,pHandchromacanbetreatedeffectively.Especially,thecontactoxidationpondhardlyproducesanysludge,soitcanavoidtheexpansionofsludgeoftraditionaloxidationditch.Keywords:Dyeingwastewater,Acidhydrolysis,Contactoxidation,Coagulation51 广东工业大学毕业设计目录1综述11.1.印染生产概况11.1.1概述11.1.2印染工艺主要工序及相关工艺要点11.2印染废水来源和水质特点21.3印染废水的处理技术概述41.3.1.物理法51.3.2化学处理方法61.4国内外印染废水处理情况对比141.4.1国外印染废水产生情况141.4.2国内外印染废水处理差别152印染废水处理工艺的确定172.1工艺流程确定172.2工艺流程说明172.2.1格栅172.2.2调节池182.2.3混凝反应池：182.2.4沉淀池182.2.5水解酸化池182.2.6接触氧化池182.2.7粗滤料过滤池192.2.8氧化消毒池192.2.9污泥浓缩池、污泥脱水机193主要构筑物的设计计算203.1格栅的计算203.2调节池的计算223.3混凝反应池设计253.4竖流式沉淀池2651 广东工业大学毕业设计3.4.1中心管计算263.4.2缝隙高度计算273.4.3污泥区计算283.4.4沉淀池总高度H计算283.5水解酸化池计算293.6生物接触氧化池303.6.1BOD容积负荷率303.6.2计算：303.7粗滤料过滤池343.8污泥浓缩池363.8.1尺寸计算363.8.2排水和排泥373.9脱水机373.10消毒池383.11出水水质384主要处理构筑物及设备表394.1构筑物和建筑物394.2废水处理主要动力设备395污水处理厂总体布置405.1平面布置405.2高程布置406投资概算及运行成本416.1土建部分416.2设备部分416.3其他费用部分426.4运行成本估算42结论44参考文献45致谢4751广东工业大学毕业设计51 广东工业大学毕业设计1综述设计任务和内容日处理3000m3印染废水方案及工艺设计。进水水质及出水水质要求项目pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)色度(倍)SS(mg/L)进水水质11.5800200600200出水水质6～9≤100≤20≤40≤701.1.印染生产概况1.1.1概述纺织工业是我国传统的支柱产业之一,有一百多年的发展历史,是我国民族工业中历史最悠久的产品之一。在国民经济发展和社会进步中起到重大作用。印染行业在纺织工业的反展过程中有着重要的作用，印染后整理水平在一定程度上反映了一个国家的纺织加工水平，它是体现纺织产品经济价值和提高纺织品及服装附加值的重要因素。纺织印染废水排放量大、污染物浓度高，是工业废水中较难治理的废水之一。我国的印染废水治理责任重大。1.1.2印染工艺主要工序及相关工艺要点[1](1)漂练漂练棉布上的天然杂质有棉籽壳、蜡状物质、含氮物质、果胶物质、色素和矿物质以及浆料等。蜡状物质去除过多，会影响棉布的手感，其他杂质的绝大部分则必须在漂练过程中去除。涤纶除油剂外含杂质很少，易于去除。漂练过程工序有：烧毛、退浆、煮练、漂白、开轧烘、丝光等。(2)染色51 广东工业大学毕业设计(3)印花(4)整理整理虽可广义地理解为下织(编)机后为改善品质所进行的一切加工，但在实际生产中，整理指漂练、染色、印花以外的染整加工过程。织物整理的方法很多，一般做如下分类。①物理机械方法利用水分、热量和压力、拉力等机械作用来达到目的。倒如拉幅、轧光、电光、轧纹、起毛、剪毛、机械预缩等。②化学方法采用一定的化学药品或高分子合成树脂，在纤维上发生化学作用，从而达到整理的目的。如硬挺整理、柔软整理．采用高分子合成树脂的防缩、防皱、耐久性压烫整理，以及拒水阻燃、防霉、防毒、抗静电等整理。③机械及化学联合方法属于这类方法的有毛织物缩呢厦耐久性的轧光、电光、轧纹等整理。1.2印染废水来源和水质特点印染企业生产的产品多种多样，除了织造方法不同之外，纤维成分也发生了较大的变化，尤其是近年来化学纤维的快速发展，各类天然纤维与化学纤维混纺产品不断增加，即使同一企业其产品成分变化也较大，因而其产生过程中排放的废水水质经常处于变化中。一般而言，天然纤维产品印染过程中排放的废水水质可生物降解性较好，天然纤维与化学纤维混纺产品排放的废水水质可生物降解性稍差，而纯化学纤维产品排放的废水水质可生物降解性则较差。这主要是生产加工过程中使用的浆料和染料以及对纤维的不同前处理工艺所致。总的来说，印染废水具有如下特点。1)色度大、有机物含量高51 广东工业大学毕业设计印染废水总体上属于有机性废水，其中所含的颜色及污染物主要由天然有机物质（天然纤维所含的腊质、胶质、半纤维素、油脂等）及人工合成有机物质（染料、助剂、浆料等）所构成。由于在印染加工中大量使用了个钟染化料，这些染化料不可能全部转移到织物上，在水中由部分残留，使得废水的颜色深。不同纤维织物在印花和染色过程中使用的染料不同，染料的上染率不同，染料的残留形态也不同，致使排放废水的颜色也不同。近年来，随着大量新型助剂、浆料的使用，有机污染物的可生化性降低，处理难度加大。2）水质变化大印染废水是印染企业生产过程中排放的各种废水混合后的总称。有些企业排放的全部为生产废水（包括生产废水和辅助生产废水），而有些企业排放的废水中则含有部分生活污水，致使废水水质处于经常变化之中。因此印染废水排放与企业生产的织物品种、数量及所选用的染化剂等多种因素有关，水质变化大，在所排放的废水中，化学需氧量（COD）高时可达2000－3000mg/L，且生化需氧量（BOD）和COD之比小于0.2，可生化性较差。3）pH值变化大由于不同纤维织物在印染加工中所使用的工艺不同，在染色或印花中为使染色溶液和印花色浆更好地上染到不容织物上，需要在不同pH值条件下进行染色，因此，不同纤维物在印染加工中所排放废水的pH值是不同的。一般来说，由于棉及其混纺织物印染加工中很多工艺都需要加入碱，造成废水中pH值较高。4）水温水量变化大由于加工品种、产量的变化，导致水温水量的不稳定。正是由于印染企业生产品种的多样化及生产工艺的多样性，而且其废水具有上述的特点，因而印染废水的处理具有一定的难度，需采用物理、化学、生物等多种方法组合进行。印染行业的废水治理主要集中在不同纤维产品的印染企业中。我国印染企业主要采用以水为媒介的湿法加工工艺，生产中使用较大量的清洁水，排放出较大量的含有一定色度及不同污染物的有害废水。这种废水不如进行治理，则会对受纳水体产生较大的有机性污染，使生态系统产生较大的破坏，印染废水的治理势在必行。51 广东工业大学毕业设计印染废水主要污染物如表1.1所示表1.1纺织工业废水的主要来源和主要污染物行业名称废水主要来源主要污染物棉纺织业空调、上浆棉尘、纤维、浆料毛纺织业染色、缩绒、洗毛等羊毛脂、染料、助剂、纤维棉、化纤及混纺布印染厂退浆、煮练、漂白、丝光、染色、印花、整理浆料、染料、助剂、纤维中的蜡质、果胶等麻纺织业脱胶、染色、整理木质素、果胶等麻胶质、染料、助剂丝、绸纺织印染厂制丝、精炼（脱胶）、染色、整理丝胶、染料、助剂针织厂碱缩、煮练、染色、后处理染料、助剂、纤维中杂质1.3印染废水的处理技术概述[3]印染废水的常用处理方法印染废水水量大，但从各工序排放出来的废水污染程度差别甚大。部分印染厂通过工艺改革，注意污水的清浊分流，并考虑综合利用废水的可能，取得了一些成果。但是，对于大部分印染厂来说，普遍存在的现象仍然是各个工序排放的废水混合后一起处理印染废水的常用处理方法可分为物理法、化学法与生物法三类。物理法主要有格栅与筛网、吸附、调节、沉淀、气浮、过滤、膜技术等，化学法有中和、混凝、电解、氧化、消毒等，生物法有厌氧生物法、好氧生物法、兼氧生物法[4]。1.3.1.物理法1.3.1.1格栅与筛网51 广东工业大学毕业设计格栅是一组平行的金属栅条制成的框架，斜置在水流经的渠道上，用以阻截大块的呈悬浮状态的污物。在废水处理流程中，格栅是一种对后续处理构筑物或水泵机组具有保护作用的处理设备。对印染废水，栅条的间距一般采用10-20mm。格栅截留的的污物数量，因栅条间距、废水悬浮物不同而异，印染废水处理用格栅的污物截留量约为水中悬浮物的60%-70%.污物的含水量为70%一80%，密度约为750kg/m3筛网通常用金属丝或化学纤维编制而成，有转鼓式、转盘式、震动式、回转帘带式或固定式倾斜筛多种形式。筛孔尺寸可根据需要，一般为0.15～1.0mm。它可去除长约1-200mm的羊毛、棉及化学纤维等纤维杂质，具有简单、高效、不加化学药剂、运行费用低、占地面积小及维修方便等优点。1.3.1.2气浮法利用气泡薪附水中微粒加以分离的方法称为气浮法。气浮法有多种方式，但是都要产生气泡，以它为载体，使杂质微粒勃附在气泡上，借助气浮的上升力，带动它们一起上浮到表面及时清除，使其与水分离。气浮法分离的表面负荷率高，占地面积小[5]。1.3.1.3吸附法在物理处理法中应用最多的是吸附法。这种方法是将活性炭、勃土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。吸附处理的吸附剂多种多样。活性炭吸附法应用较早、使用最广，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能，但处理费用较高，主要用于二级和三级处理中。目前，对吸附剂的研究主要集中在寻找高效、多功能和低成本的吸附剂。刘金泉[6]等对海泡石进行了活化改性，结果表明，对亚甲基蓝、结晶紫和甲基绿染料均有较高的去除率。海泡石资源丰富，价格低廉，具有开发应用价值。氢氧化镁作为绿色化学产品，具有缓冲性、活性大、吸附能力强、不具腐蚀性、安全可靠、无毒无害等优点，在废水处理中正得到日益广泛的应用。郑紫榕等采用轻烧氢氧化镁对水溶性印染废水进行脱色研究，结果表明，脱色率达9.6%51 广东工业大学毕业设计，效果显著，操作简单。我国的菱镁矿资源丰富，分布广泛，氢氧化镁脱色法具有广阔的发展前景。S.Karcher[7]研制了一种新型可再生的吸附剂，它是由甘脉和甲醛缩聚形成的一种环状缩聚物。1.3.1.4沉淀法废水中悬浮物、经絮凝后形成的絮体、生物处理后产生的污泥或生物膜可在重力作用下进行分离，这一过程称为沉淀。沉淀法只适用于去除20-100μm及以上的颗粒。1.3.2化学处理方法1.3.2.1中和中和法的基本原理是使酸性废水中的氢离子与外加的氢氧根离子，或使碱性废水中的氢氧根离子与外加的氢离子相互作用生成水和盐，从而调节废水的酸碱度。在印染废水处理中，中和法一般用于调节废水的pH值，并不能去除废水中其他污染物质。中和法一般不单独采用，往往与其他处理法配合使用。1.3.2.2化学混凝法化学混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，常用的混凝剂分有机混凝剂和无机混凝剂两大类。无机混凝剂以铝盐、铁盐或镁盐为主。有机高分子混凝剂溶于水后分散为巨大数量线性分子，对染料分子尤其是水溶性染料分子具有较强的吸附架桥能力，表现出比无机混凝剂更好的脱色能力。混凝法以其工艺流程简单，适应性强，操作管理方便，基建投资低等优点而被广泛采用。其主要缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。并且由于染料品种繁多，同一种混凝剂应用于不同印染废水其混凝效果往往存在较大差异。因此，研制开发具有广泛适用性的高效复合型混凝剂是目前混凝技术的主要发展方向之一。高效混凝剂分为无机和有机两大类。1）无机混凝剂无机混凝剂包括金属盐类和无机高分子聚合电解质，以铁、铝、硅、磷、钙、镁等元素化合物为主，其中无机高分子聚合物电解质的研制比较广泛。目前已出现的无机高分子聚合电解质列于表1.2[8]51 广东工业大学毕业设计表1.2无机高分子聚合电解质混凝剂的种类聚铝类聚铁类聚硅酸盐类及聚硅酸金属类复合类聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚硅酸、聚合氟化铝铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚硅酸铁、聚合硫酸铝铁、聚合硫酸氯化聚合磷酸硫酸铁、聚合硅酸硫酸铁、聚铝铁硅、铝、聚合磷酸聚合硫酸氯化铁聚硅酸硫酸铁、硅钙复合型聚合铝、聚硅氯化铝、聚硅酸铝、氯化铝铁、聚合聚硅硫酸铝、聚铝硅硫酸氯化铝上述无机高分子混凝剂对分散染料、还原染料、硫化染料、冰染染料及分子量较大的水溶性染料所形成的染整废水处理效果较好。且形成的絮体易于离．但对分子量较小的水溶性染料如酸性、活性染料等混凝脱色的效果较差。其处理原理主要是通过压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥和沉淀网捕等作用去除废水中以胶体或悬浮状态存在的染料及其它污染物。目前大多数此类混凝剂尚未广泛应用于染整废水的处理实践。2）有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂特别是人工合成的高分子絮凝剂对染整废水有较好的处理效果。按其分子的电荷特性分为非离子、阳离子、阴离子及两性离子4类。目前国内出现的有机高分子絮凝剂的种类见表2。有机高分子絮凝剂主要是通过吸附架桥作用去除废水中的污染物．对印染废水也有较好的脱色效果。表2有机高分子絮凝剂的种类非离子型阳离子型阴离子型两性型聚丙烯酰胺（PAM）、聚氧化乙烯（PEO）聚二甲基氨甲基丙烯酰胺、絮凝剂（MG）、絮凝剂（Wx）、絮凝剂（SFC）、木素季胺盐、改性淀粉絮凝剂（SCAM）、聚二甲基二烯丙基氯化铵部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）、聚苯乙烯磺酸钠、阴离子聚丙烯酰胺（PHP）、改性纤维素絮凝剂（CG.A）羧甲基壳聚塘（CM.CHO）、改性聚丙烯腈（PAM.DCD）1.3.2.3化学氧化法化学氧化技术可在较短时间内将难降解的毒性有机污染物降解无害化，是目前研究的比较成熟的处理方法。按氧化剂和氧化条件的不同，可将化学氧化法分为：臭氧氧化法、Fenton试剂氧化法、光化学氧化法、电化学氧化法、湿式空气氧化法和焚烧法等。目前电化学氧化法和光化学氧化法正成为研究的热点。51 广东工业大学毕业设计1）臭氧氧化法臭氧氧化近几年被广泛用于去除染料和印染废水的色度和难降解有机物。它主要是通过活泼的羟基自由基OH·与有机物反应，使发色基团中的不饱和键断裂，达到脱色和降解有机物的目的。卢宁川等用臭氧氧化法处理典型的印染废水，探讨了其氧化降解过程及氧化机理，结果表明，臭氧对印染废水有良好的脱色和降解CODcr的效果，对含有GBC枣红基染料的印染废水的脱色率达94％，CODcr的去除率72％，出水的pH趋于中性。臭氧氧化的主要优点是臭氧发生器简单紧凑、占地少，容易实现自动化控制。主要缺点是处理成本高，不适合大流量废水的处理。2）Fenton试剂氧化法Fe与H2O2合称为Fenton试剂，H2O2与Fe反应产生强氧化性游离基HO·，氧化分解有机物，且Fe兼有混凝作用，因此Fenton试剂对废水中染料的去除是非常有效的。崔淑兰等利用Fenton试剂处理印染废水，可使硝基酚类、蒽醌类印染废水色度脱除率99％以上。Fenton试剂氧化法的缺点是Fe会促使H2O2分解，H2O2的氧化效率不高，而且反应需在pH为3的条件下进行，因此用该法需消耗大量酸，造成新的污染源，还会造成设备腐蚀。3）电化学氧化电化学氧化是通过阳极反应生成的氧化基团来降解水中的有机物，由于该技术能有效地破坏难生物降解有机物的稳定结构，使污染物彻底降解，从而成为现代高级氧化技术研究领域的一个热点。最近，各种高效率电化学反应器的出现使废水处理成本大幅下降，从而使电化学法越来越引起人们的重视。李大鹏[9]采用电化学氧化法处理某毛纺厂的染缸废水，选择钛涂钌网作为催化阳极对电化学氧化过程中废水水质的变化及其对电化学氧化效能的影响等进行了试验，分析和探讨了印染废水电化学氧化的过程和特性。陈武等进行了三维电极电化学方法处理印染废水实验，COD去除率达74.7％，色度去除率达93.3％。目前，电化学处理印染废水的研究主要集中在电极材料的筛选以及电催化氧化过程的控制技术上，虽然电化学法尚处于试验阶段，但这是环保界力图研发的一项热门技术。4）ClO2氧化法ClO251 广东工业大学毕业设计是一种强氧化剂，溶于水生成亚氯酸和氯酸。常用于水的消毒、对酚和有机物的氧化去除等，近年来在染整废水处理中获得了一定的应用，主要用于废水的深度处理。C1O2的产生主要采用含氯无机盐与酸性活化剂在催化剂作用下电解生成．我国现有许多C1O2发生器生产厂家。但C1O2与有机物反应时易被还原成亚氯酸根离子，造成二次污染。1.3.2.4生物处理方法生物处理是利用微生物的生物化学作用来降解有机物，目前国内外对印染废水的处理仍以生物处理为主，其中以活性污泥法最为普遍，但生物法对色度去除率不高，一般在50％左右[10]。目前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[11]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％。1）好氧处理法好氧处理法以活性污泥法、生物接触氧化法和塔式生物滤池法为主。印染废水含有大量可溶性能被生物降解的物质，采用好氧处理法能获得较好的BOD处理效果，但COD、色度去除率不理想。2）生物膜法生物膜法是通过生长在填料如滤料、盘面等表面的生物膜来处理废水的方法。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。生物膜法在印染废水处理中有较多的形式．主要包括接触氧化法和生物滤池。由于印染废水的高浓度、难降解特性．决定了单纯的生物膜法在处理印染废水中很难达到满意的处理效果。目前生物膜法发展主要从几个方面进行：(1)在填料的改进方面，它主要是利用填料强大的比表面积．将有机污染物吸附在填料表面．从而延长了有机物在反应池中的停留时间，最终达到降解的目的。(2)复合式生物膜处理工艺的发展。复合式生物膜处理工艺处理效果明显优于单个的生物膜处理工艺，这是因为单个的生物膜处理工艺．一方面由于受到反应容器体积大小和填料吸附能力的限制。它不可能无节制的延长有机物的HRT。另一方面，印染废水中有机物成分复杂且难降解．往往需要多种生存环境的微生物共同作用才能去除。而且单个的生物膜处理工艺的生态系统比较单一．很难同时存在能够降解废水中所有有机物的微生物．甚至有可能会生成更难降解、有毒的二次污染物。(3)51 广东工业大学毕业设计与物化处理工艺相结合。主要是利用物化法提高有机物的可生化性，如利用电化学方法将含有苯环类的有机污染物中的苯环开环等。3）活性污泥法活性污泥法大多数采用完全混合式．也就是待处理的废水先进人系统中的曝气池与池内原先的混合液进行充分混合。使池内空间各点水质基本均匀，以最大限度地承受进水水质的变化。在这种完全混合状态下，微生物处于它的生长曲线对数生长期的后期。比较适合于印染废水的有机物浓度高的特征，处理效果比较理想。目前单纯的活性污泥处理工艺在印染废水处理中应用得很少。而其改进工艺却应用得非常广泛，主要改进表现在：(1)延长有机物污染物在反应池中的水力停留时间。普通活性污泥法系统的水力停留时间一般为7～8h，在如此短的时内，吸附在菌胶团上的难降解有机物得不到及时的氧化降解。活性污泥也就因得不到再生而难以有效地吸附废水中的有机物。(2)提高反应池中的污泥浓度。实验证明，在降解歧化物尤其是偶氮染料时，生物膜法比传统活性污泥法效果更好。因为生物膜系统能维持更高的微生物浓度，耐毒性强，有利于染料降解。表3中的高浓度活性污泥法和生物铁法就是针对活性污泥法的这一缺点，将MLSS大大提高。(3)与其他工艺相结合。同生物膜法一样．目前活性污泥法在印染废水处理方面的应用。主要还是与其他工艺联合，达到逐级处理的目的，它们的处理效果都得到了明显的提高。4）好氧处理的新技术随着印染行业的不断发展。印染废水日益复杂化和难处理化，同时社会环境保护意识的提高，对印染废水处理提出了更高的要求，在此双重压力下，出现了大量的新型处理工艺。加压生物氧化法是改进运行参数的例子。它采用密闭塔式容器，根据亨利分压定律，以简单的“加压”手段突破了有机废水生物处理的供氧问题，增大了活性微生物量，提高了微生物活性。为生物法处理印染废水，特别是处理浓度高和难生物降解的印染废水创出了一条新路。膜生物反应器处理技术是将膜分离技术与生物处理技术相结合的处理工艺。它将水力停留时间与污泥停留时间相分离，大大延长了泥龄，污泥质量浓度可以得到大大的提高。一般可以达到10000mg/L51 广东工业大学毕业设计。同时，由于泥龄的延长，大量弱势菌种得以浓缩。从而提高了生物系统对难降解有机物的处理能力。最后，由于膜的分离作用，它能够将难降解有机物截留在反应器中，延长其降解时间。它具有出水稳定、水质好等优点，但膜污染、成本高的问题阻碍了它的大量推广。添加优势菌种技术是通过添加优势复合菌，经长期驯化形成稳定的含菌泥体系，菌泥的形成不但可使降解效率大大提高，而且可使反应时间大大缩短，因而大幅度降低了废水处理工程的投资和运行成本。利用高效菌作为添加剂或种源接种处理印染废水是当今环保领域中新兴的生物技术。1.3.2.5厌氧处理法在难降解有机物的处理上，厌氧生物处理比好氧生物处理有更大的优越性。但厌氧处理后出水往往达不到排放标准，常在其后串连好氧生物处理。厌氧生物处理较好氧生物处理在印染废水处理上，有以下几点优势：1)应用范围广。厌氧法不但能应用于中、低浓度的印染废水，还可以应用于高浓度的印染废水．而且某些有机物只有在厌氧条件下才能被降解，如固体有机物、着色剂蒽醌和某些偶氮染料等。2)能耗低。印染废水一般为高浓度有机废水，厌氧处理时不需要曝气，而且产生的沼气可以作为能源。单一的厌氧处理还能提供能源。3)有机负荷(BOD)高。一般为2-10kg/(m3d)，有的甚至达到50kg/(m·d)。4)剩余污泥量少，浓缩性、脱水性良好，而且污泥可以长期贮存．这样便于处理工艺的运行及装置的迅速启动。因此，对印染废水的前期处理，大都采用厌氧生物处理方法，但是，单一的厌氧处理运行周期比较长，而且往往很难达到排放标准，特别是在气味和色度上，还需进一步处理。目前，厌氧生物处理应用较多的主要是其复合或改进工艺。1.3.2.6庆氧－好氧联合处理法研究发现。印染废水中的大部分有机物是可以生物降解的。即使是苯环结构，也能被诺卡氏菌、环形小球菌等分解为有机酸，最终氧化为CO2和H20。许多染料在好氧条件下属于难降解物质，仅在厌氧条件下才能被不完全降解．但易生成苯胺等有毒及致癌物质。目前印染废水的生物处理多采用好氧-51 广东工业大学毕业设计厌氧处理工艺，即在好氧处理前先进行厌氧处理，在兼性微生物的作用下．使印染废水中大分子有机物分解成小分子，非溶解性有机物成溶解性物质，难生物降解物质转化为生物降解物质。总之，通过厌氧处理以提高印染废水的可生化性，使出水水质稳定，减少了负荷冲击，以利于后续的好氧处理。当有机物通过厌氧反应，降解成有机酸或小分子的溶解性物质后，再通过好氧处理予以彻底降解。1.3.2.7高效降解菌法筛选分离有高降解活性的菌株应用于印染废水的治理研究较多。腐败希瓦氏菌在适宜条件下能有效去除生产上常用的多种染料，在6小时内对活性艳红染料的去除率可达9%-10%。白腐真菌处理含多种分散染料的废水具有较高的COD去除率。且混合菌群的脱色能力优于单菌株1侧。1.3.2.8高新技术的应用和实践1）光化学氧化法光化学氧化法由于其反应条件温和(常温、常压)、氧化能力强和速度快等优点。光化学氧化可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化四种。目前研究和应用较多的是光催化氧化法。光催化氧化技术能有效地破坏许多结构稳定的生物难降解的有机污染物，具有节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为CO2、H2O等简单无机物。但是光催化氧化方法对高浓度废水处理效果不太理想。关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。其中，TiO2化学性质稳定、难溶无毒、成本低，是理想的光催化剂。传统的粉末型TiO2光催化剂由于存在分离困难和不适合流动体系等缺点，难以在实际中应用。近年来，TiO2光催化剂的搀杂化、改性化成为研究的热点。孙柳[12]等研究了镧掺杂TiO2光催化降解酸性红的性能。吴树新[13]等研究了铜锡改性纳米TiO2光催化氧化还原性能。2）膜分离技术51 广东工业大学毕业设计膜分离技术处理印染废水是通过对废水中的污染物的分离、浓缩、回收而达到废水处理目的。具有不产生二次污染、能耗低、可循环使用、废水可直接回用等特点。膜分离技术虽然具有如此多的优点，但也存在着尚待解决的问题，如膜污染、膜通量、膜清洗、以及膜材质的抗酸碱、耐腐蚀性等问题，所以，现阶段运用单一的膜分离技术处理印染废水，回收纯净染料，还存在着技术经济等一系列问题。现在膜处理技术主要有超滤膜，纳米滤膜和反渗透膜。JianJunQin[15]等运用纳米膜处理印染废水，染料的去除率达99．1％，且70％的印染废水可以得到回用。当前关于膜分离技术的研究主要集中在其与其他处理技术的结合方面，形成了废水深度处理及回收利用极有前途的物理化学处理新技术。S.BarredoDamas[16]等研究了臭氧氧化－物理化学处理－纳米膜处理技术。3）超声波技术利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物。它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，降解条件温和、降解速度快、适用范围广，可以单独或与其它水处理技术联合使用。该方法的原理是废水经调节池加人选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定的震荡频率的激烈震荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝，废水中色度、COD、苯胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。目前超声技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。Ge.J[16]等认为超声波的引人能够有效加快染料的脱色和矿化速率。Tauber[17]等发现超声与漆酶对酸性橙的脱色具有协同效应。Okitsu[18]等研究了超声对偶氮染料的降解。沈政赢[19]等研究表明超声波可以加速微生物对AO7降解产物的进一步降解。4）高能物理法高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质HO·自由基和H原子，与有机物质发生作用而使其分解。高能物理法处理印染废水具有有机物的去除率高、设备占地小、操作简单、用来产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高、能耗大、能量利用率不高等特点。若要真正投入实际运行，还需进行大量的研究工作[20]。51 广东工业大学毕业设计1.4国内外印染废水处理情况对比1.4.1国外印染废水产生情况国外纺织印染行业比较发达的地区，如韩国釜山、日本大阪、意大利米兰和墨西哥等地，染整企业较为集中，印染废水相对较大，同时在这些地区自然地形成产业链，即本地区和周围地区形成上游配套的原料生产、供应；纺织服装、服饰等下游产品生产、市场销售；三者形成相对完整的产业链。这种生产相对集中、产量大、市场规模大、销量在国内、国际有相当影响的“板块”经济对染整行业发展具有重要意义。这与我国也很相似。1）印染废水处理方式意大利、日本等对印染废水的处理采用工厂处理和城市污水综合处理相结合的方法。在对印染废水初步处理达到一定标准后和城市污水混合在一起进入污水处理厂处理，这样可以提高后续处理效果。如果印染厂多，则可集中处理达到排放标准。德国由于行业不集中，一般采用单厂处理的模式进行处理。在印染厂建造污水处理厂，对厂内产生的废水进行处理，由于清洁生产和水资源回收做得相对较好，处理后的水可以达到排放标准。另外，德国的印染废水排放量也较少，而且处理技术比较成熟，个别厂甚至做到“零排放”。2）印染处理技术印染废水主要是有机污染，所以处理方法以生化法为主，国外禁用硫化染料，废水量相对较少，以采用设备为主，大水量当然还是以构筑物为主，但从处理技术的原理上分析，似乎差别不大，但技术深度、自动化程度、设备质量高于我国水平。1.4.2国内外印染废水处理差别国内外印染废水处理情况的差别，主要集中在以下几点：a．环保立法和执法力度不同国外的环保立法很严格，对污染环境的企业和个人的处罚也很严厉。我国的环保立法还不够完善，没有达到发达国家水平，在执法过程中也受到种种因素的干扰，使得执法力度也不够。b．产品档次不同、利润不同，因而环保投入不同51 广东工业大学毕业设计我国是发展中国家，印染产品的档次比较低，集中在中低档产品，利润很低。例如，目前我国染1m布，加工费仅0.4～0.5元，有的更低。同样在发达国家生产的印染产品档次比较高，产品附加值高，导致产品利润高。就以国内某外资染厂为例，其加工1m布费用高达10元多。因此，发达国家对印染废水处理的投入比较高，相比之下，我国对印染废水的投入相对较少。我国城市污水厂的投资，原则上为每处理1t水为3000元，即建造一个100000t/d的城市污水厂，约投资1亿元，而难度高得多的印染废水处理厂，处理1t水为1000～1200元，因此在层次、质量、自动化程度、运行费用等方面相差较大。c．清洁生产、资源回收概念和认识差别目前，清洁生产的概念越来越多的被应用到企业中，希望在企业的全生产过程实施清洁生产，尽可能地减少对环境的污染和破坏。但从我国的发展情况来看，国内真正实施清洁生产并且有效的企业较少，反而浪费资源的事情时有发生。而国外对清洁生产的实施力度和范围都很大，在全国范围内开展了企业实施清洁生产的活动，取得了很好的成效。生产过程资源浪费明显减少，提高了回用水的利用率，回收废弃物中的有用资源，减少产品的成本。这些都证明实施清洁生产的重要性和必要性。d．管理水平不同对环保认识和经济因素制约，地方保护等因素，在管理上国内外相差很大。e．发达国家将重污染工艺推向发展中国家碱减量工艺污染特别严重，COD高达20～80g/L，“海岛丝”生产污染极小，但应用时(减量)废水COD高达20—100g/L，国外将污染严重的工艺推向发展中国家，而自己则生产高档、污染轻、利润高的产品。我国目前一般的工业有机废水大多通过组合传统工艺进行处理，对有毒难生化降解的有机废水如印染废水的处理，由于技术和经济之类的原因至今仍缺乏有效而经济的治理对策。因此研究开发费用低且无二次污染的新型废水处理技术，成为环保领域内一个亟待解决的重要课题。近十年来，探讨将难降解的有毒有机污染物完全氧化且不产生二次污染的处理技术已成为主要研究目标之一，高级氧化工艺逐渐受到人们的青睐。尤其电催化高级氧化技术、光催化氧化以及两者的协同效应的研究正成为研究的热点[21,22]，代表有机印染废水处理技术的研究方向。51 广东工业大学毕业设计51 广东工业大学毕业设计2印染废水处理工艺的确定2.1工艺流程确定本设计采用物理和生物处理方法结合。处理流程如下：混凝反应池沉淀池水解酸化池接触氧化池粗虑料过滤池氧化消毒池污泥浓缩池污泥脱水机污泥外运达标排放印染废水格栅栅渣外运调节池2.2工艺流程说明2.2.1格栅51 广东工业大学毕业设计格栅的处理印染废水中的漂浮物和较大的杂质，以保证后续处理设备正常运行。2.2.2调节池印染废水的水质不稳定，调节池的设置可以保证印染废水的水质总体变化较为稳定，避免水质变化较大而对后续处理机构的负荷冲击过大。使厌氧水解和接触氧化过程得以正常运行。2.2.3混凝反应池混凝反应池的主要作用是脱色和絮凝。混凝反应池做成四格，目的是增加反应时间和利用水力搅拌，可以省略建造搅拌机。每格之间用U型的管道连接起来。第一格添加脱色剂FeSO4。若pH值下降到8.5以下就要加碱（NaOH）升高pH。第二格添加絮凝剂PAM（聚丙烯酰胺）去除SS。2.2.4沉淀池印染流经混凝反应池产生的大颗粒沉淀物进入沉淀池。除去大部分SS，以及提高废水的可生化性。2.2.5水解酸化池印染废水进入水解酸化池后，废水中的部分大分子有机物在兼性厌氧细菌的降解作用下被分解为小分子的物质，废水中的COD，BOD及色度等数值下降，废水得到初步的处理；同时由于提高了废水的可生化性，减轻了后续好氧处理的难度，从而提高了处理效率。2.2.6接触氧化池废水经过水解酸化池初步处理后进入接触氧化池，废水中未被降解的大分子化合物和小分子经过接触氧化池好氧微生物的降解后，使得水中的绝大部分的有机物得到去除，废水中的COD，BOD及色度等指标的去除率得到了进一步的提高。51 广东工业大学毕业设计2.2.7粗滤料过滤池废水流经粗滤料过滤池进行深度处理。进一步除去SS以及脱落的生物膜。保证出水水质。过滤池工作一定时间要进行反冲洗。2.2.8氧化消毒池氧化消毒池添加的消毒剂是氯酸钠，以杀死废水中存在的微生物同时可以进一步对废水进行脱色处理，保证出水水质和色度达到标准。2.2.9污泥浓缩池、污泥脱水机污泥浓缩池的作用是把污泥浓缩到一定的程度，减少污泥脱水机的运行费用和负荷。经污泥脱水机脱水后的污泥外运处理。51 广东工业大学毕业设计3主要构筑物的设计计算印染废水处理厂设计日处理量为3000m3d,(波动系数为1.5)。设计平均小时流量125.0m3/h，设计最大小时流量为187.5m3/h。3.1格栅的计算中格栅(栅条间隙：d＝10mm，栅槽宽度s=10mm)图如下：设计参数：1）、通过格栅的水力损失：h2=ξ×(v2/2g)sinα×kv——污水流经格栅的速度，m/s,本设计取0.6m/s——阻力系数，与栅条断面形状有关，，本设计中格栅条的断面几何形状为矩形断面，β为2.42α——格栅的放置倾角，本设计为60og——重力加速度，m2/s，本设计取9.8m2/sk——格栅阻力增大系数，k=3h2=ξ×(v2/2g)sinα×k=2.42××(0.62/2×9.8)×sin60o×3=0.115m2）、格栅的间隙数量nn=Qmax/dhvQmax——最大设计流量，m3/sd——栅条间距，m。本设计取10mm，即0.01mh——栅前水深，m。本设计取0.4mn=Qmax（sinδ）0.5　/dhv=0.03472×1.2×（sin600）0.5/0.01×0.4×0.6=16本设计取整，取栅条为20条。3）、格栅的建筑宽度：51 广东工业大学毕业设计B=s(n－1)+dnB——格栅的建筑宽度，ms——栅条宽度，本设计取栅条宽度s＝0.01m则B=s(n－1)+dn=0.01×(31－1)+0.01×20=0.39m取0.5m4）、栅后槽的总高度h＝h+h1+h2h——栅前水深，0.2mh1——格栅前渠道超高，本设计取0.3mh2——格栅的水力损失，0.205mh＝h+h1+h2＝0.4+0.3+0.2＝0.9m5）、格栅的总建筑长度L：L=L1＋L2＋0.5＋1.0＋H1/tgαL1=进水渠道渐宽部位的长度，mL1=（B－B1）/2tgα1=（0.5－0.36）/2tg20°＝0.2　B1——进水渠道宽度，本设计取0.45mα1——进水渠道渐宽部位展开角度α1=200L2——格栅槽与出水渠道连接处的渐宽部位长度，一般L2=0.5L1H1——格栅前渠道深度，H1＝0.4+0.3=0.7m　L=L1＋L2＋0.5＋1.0＋H1/tgα=0.2+0.1+0.5+1.0+0.7/tg600=2.2m　　6）、每日栅渣量ww=Qmaxw1×86400/kz×1000w1——栅渣量，m3/103m3污水,本设计取0.07m3/103m3污水kz——污水流量总变化系数，本设计取1.5w=Qmaxw1×86400/kz×1000=0.03472×1.2×0.07×86400/1.5×1000=0.168m3/d<0.2m3/d所以采用人工清渣设计计算的示意图如3.151 广东工业大学毕业设计图3.1格栅的结构3.2调节池的计算调节池的设计计算的主要内容是池容积的计算。V=QT式中V——调节池容积，m3T——停留时间，hQ——平均进水流量，m3/h调节池计算如下：本设计设计流量为Q=187.5m3/h，T=10.0h，采用穿孔管空气搅拌，根据相关工程实践，印染废水的调节池气水比为（4－6）：1，本设计中气水比为5：1。（1)调节池的有效容积V=QT=187.5×10＝1875m3（2）调节池尺寸调节池平面形状为矩形。查相关资料知道印染废水有效水深一般取3－5米，考虑到地方限制等因素，本设计采用有效水深为He=5m，调节池面积为：F＝＝＝375m3池宽B取10.m，则池长L为51 广东工业大学毕业设计L===37.5m，本设计取38m保护高h1＝0.3m，池总高H=5+0.3=5.3m（3）空气管计算空气量Qs=187.5×5=928.5m3/h=0.258m3/s空气总管D1取150mm，管内流速v1为：V1===14.600m/sV1在10～15m/s范围内，满足规范要求。空气支管D2：共设20根支管，每根支管的空流量q为q=Qs=×0.258=0.0129m3/s支管内的空气流速V2应在5～10m/s范围内，选V2＝6m/s，则支管直径D2为D2＝＝＝0.0523m=52.3mm取整D2=50mm，则V2为：V2==6.57m/s符合设计规范穿孔管D3：每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量ql=O．00545m3/s，在这里取v3=10m/sD3==0.0287m，取D3＝28.7mm，这里取整为30mm,则V3为V3＝＝7.71m/s符合设计规范（5－10m/s）（4）孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成450处，并交错排列，孔眼间距b=l00mm，孔径φ＝4mm，穿孔管长一般为4m，按照一个孔眼服务A1＝3－5m2进行设计计算，孔眼数m===75个，取整为70个，则孔眼流速v为51 广东工业大学毕业设计v===11.02m/s符合规范（5）管道阻力计算查相关资料可取沿程阻力h1=103mm,局部阻力h2=216mm,布气阻力h3可以由以下公式计算：h3=1.2p其中，1.2――气体阻力系数，p---空气密度，取为1.205kg/m3,v---空气流速,单位m/s，g----重力加速度，取为9.8m/s2代入公式可以计算得到：h3=1.2×1.205×=16.60mm取穿孔管安装高度为4.4m,可以计算总的管道阻力为：H=4.4+0.166+0.103+0.216=4.88m设计的调节池如图3.2图3.2调节池3.3混凝反应池设计采用竖流折板反应池加药量：硫酸亚铁800～900mg/t51 广东工业大学毕业设计PAM投加量为0.5mg/L1)主要参数确定设计水量Q＝3000m3/d=125.0m3/h反应时间t=10min各格间流速vl=0.2m/s，v2=0.15m/s，v3=0.1m/s，v4＝0.05m/s.反应池个数n=1超高H2=0.3m2)计算反应池有效容积V，本设计取21各格间表面积Fi，取F1=0.2m2，取F2=0.25m2，取F3=0.35m2，取F3=0.70m2反应池平面尺寸确定第一格间设两反应室，每室面积为B×L1=1×0.2=0.2m2第二格间设两反应室，每室面积为B×L2=1×0.25=0.25m2第三格间设两反应室，每室面积为B×L3=1×0.35=0.35m2第四格间设两反应室，每室面积为B×L4=1×0.7=0.70m2反应池平均水深H151 广东工业大学毕业设计7.0m水头损失h1=0.35mh2=0.15mh3=0.10mh4=0.02m速度梯度G上式中，r---水的容重，（kg/m3）,u---水的粘度（kg.s/m2）,T――反应时间（s）GT＝102.49×10×60=6.15×3)管道混合器本设计通过管道混合器投加絮凝剂，型号为JT型管混合器。因为流量为0.0347m3/s，设管中平均流速为1m/s，所以选取JT型管道混合器的工称直径DN为200mm，管外直径为212mm，法兰盘外径为340mm，长度L为1020mm。经混凝反应池后,根据经验预计色度的去除率为90%,COD为20%,BOD为5％，PH值为8.5。即出水色度为600×(1-0.9)=60倍,COD=800×(1-0.2)=640mg/L，BOD＝200×(1-0.05)＝190mg/L.3.4竖流式沉淀池3.4.1中心管计算根据相关工程实践经验，设计的表面负荷理想范围为0.7－0.8m3/m2h，本设计采用0.75；设计沉速u0=0.2mm/s,设计沉淀时间为3.0h。（1）中心管过水面积计算采用三个沉淀池，n＝3qmax＝1/3Q=1/3×0.0347=0.0116m3/s51 广东工业大学毕业设计——最大设计流量，m3／hV0——中心管内流速，m/s一般规定≤0.03m/s，本设计取0.03m/s（2）中心管直径计算取整为0.8m取1.5m3.4.2缝隙高度计算为缝隙高度（m）,一般为0.25－0.5m,为缝隙出流速度，对于初沉池0.020m/s,这里取为0.015m/s.沉淀区计算（1）沉淀区有效断面积FF=（2）沉淀池直径DD=＜10m（3）沉淀池有效水深mD/h2＝8.6/2.16＝3.98>3,符合设计规范3.4.3污泥区计算（1）贮泥区所需容积W(m3)51 广东工业大学毕业设计废水的最大流量（m3/d）废水的进水SS浓度（mg/L）在这里，取定为320mg/L废水的出水SS浓度（mg/L），在这里，取沉淀效率为75％，所以出水的SS为320×（1－75％）＝80mg/LP0------废水的含水率（％）；这里取为99％r-------污泥密度（kg/m3），当P0≥95%时，r=1000kg/m3-T-------排泥周期（d），（2）贮泥斗容积V(m3)>36m3贮泥斗圆锥部分高度（m）,这里取为3.5mR-------圆锥上底半径（m）,R=0.5D,D=8.6m,R=0.5×8.6=4.3mr--------圆锥下底半径（m），r=0.4-0.5m,这里取为0.5m3.4.4沉淀池总高度H计算mh1-------保护高（m），h1＝0.3mh4-----缓冲层厚（m）,有反射板h4＝0.3m,无反射板h4＝0.6m,这里取0.3m3.5水解酸化池计算采用水解酸化池，通过时间控制，将厌氧消化过程控制在第一，二阶段，使复杂的大分子，不溶性有机物及难生物降解有机物在细胞外酶的作用下水解为小分子，溶解性有机物及可生物降解的有机物质，形成有机酸，醇类等；使溶液酸度增加，pH值下降，从而调节废水的pH值，并提高废水的可生化性。根据所给的废水水质，从混凝反应池进水COD为640mg/L,BOD5为190mg/L，根据相关工程实践经验，预计COD去除效率为30％，BOD5去除效率为20％，因此，出水COD为640×（1－30％）＝448mg/L,BOD5为190×（1－20％）＝152mg/L。51 广东工业大学毕业设计（1）：水解池的容积VV＝取整为1300m3S-----废水的COD(mg/L)Q-----废水的排放量（m3/d）Nv-----COD的容积负荷（kg/m3.d）工程中的经验范围为2－2.5，本设计采用2.2COD则可分三个并联的水解酸化池。每池容积V1=650m3，每池废水排放量Q1＝2250m3（2）：水解池的有效面积FF=H------水解酸化池的水深，一般应该大于5.5－6m,这里取6m（其中有效水深为5.5m）设计尺寸为（长×宽×高）13.5m×8m×6m检验停留时间HRTHRT=水力停留时间在工程中推荐的6－8h内，符合（3）：填料的选择理想的填料应该满足以下条件：a比表面积大；b挂膜容易；c防腐性能强，耐用；d维护容易。填料的容积V’==0.667×650=430m3填料的高度H’=填料选择为软性前卫状填料（弹性填料），立体竖状分布，填料间间隙为60mm，中心绳距离为120mm，在离池底1米的地方加入，填料的支撑板采用多孔板。（4）：配水系统设计配水孔的面积A=池子宽度为8m，取孔数目n=60个,因此单孔的直径d为51 广东工业大学毕业设计d＝m＝74mm3.6生物接触氧化池3.6.1BOD容积负荷率据经验数据知：印染废水处理BOD容积负荷率取1.0kgBOD/(m3d),气水比为15：l。3.6.2计算：进水BOD约为150mg/L，出水按去除效率85％计算可知道出水为22.5mg/L.生物接触氧化池填料的容积按下式计算：V=(m3)V——填料的总有效容积，m3Q——日平均污水量，m3/hSo——进水BOD5值，kg/m3Se——出水BOD5值，kg/m3Nw——BOD容积负荷率，kgBOD/(m3d)，本设计取1.0kgBOD/(m3d)代入数据得：V=(m3)==382.5m3氧化池面积与个数f=H——填料层高度，m，一般取3mn——接触氧化池座(格数，一般n>或=2)，取n＝6座f——每座(格)接触氧化池面积，m2，一般f<或=25m251 广东工业大学毕业设计则有：f==21.25m2，本设计中平面尺寸采用长6m,宽为3.6m,26×3.6＝21.6＜25，符合设计规范C、污水与填料的接触时间t=t——污水在填料层内的接触时间，h则有：t==2.07hD、接触氧化池的总高度H0=H+h1+h2+（m－1）h3+h4H0——接触氧化池的总高度，mh1——超高，m，h1=0.5～1.0m，本设计取0.6mh2——填料上部的稳定水层深，m，h2=0.4～0.5m，本设计取0.5mm——填料层数，本设计3层h3——填料层间隙高度，m，h3=0.2～0.3m，本设计取0.3mh4——配水区高度，m，当考虑需要入内检修时，h4＝1.5m，当不需要入内检修时，h4＝0.5m，本设计取1.5m则有：H0=3+0.6+0.5+2×0.3+1.5=6.2mE、接触氧化池的接触时间t=0.33×t——接触反应时间，hSO——原污水BOD值，mg/LSe——处理水BOD值，mg/LP——接触氧化池内填料的标准充填料为池容积的75％则有：t=0.33×＝6.27hF、填料与安装采用软性纤维填料，中心绳距离为120mm，纤维束之间的距离为60mm,51 广东工业大学毕业设计分三层，每层填料高1m，所需填料容积为V，V，＝3×21.6×6=388.8m3G、进水设施考虑到本设计生物接触池曝气系统良好，水气可以充分混合，微生物生长情况较好，直接采取用管道从填料下方进水。采用DN150mm的钢管。水流速度v===0.123m/sH、空气管道布置见图图3.3空气管道布置图每池空气量(气水比这里取定为15：1)q=15空气管直径；取空气管流速为15m/s=0.1051m取d=0.11m=110mm重新核算空气管流速vV＝==13.70m/s在规定的10－15m/s范围内符合每池设10根支管，支管流速取为6m/s,直径为51 广东工业大学毕业设计这里取整为DN50重新核算支管空气流速：V=＝＝6.63，在规定5－10m/s范围内，合理孔眼布置以每根支管为单位进行进算。孔眼直径伞φ＝6mm，孔眼流速v=l0m/s每个孔眼通过气量q，q，=每根支管上的孔眼数mm＝取47个支管长度取3m，支管上布置孔眼，孔眼间距采用60mm，则每根短支管最多允许开孔数m为>40满足开孔位置为支管底部与垂直线成45o的地方，且交错排列H、填料的选择及改进措施本设计采用的填料我国自行开发的软性填料，即软性纤维状填料，中心线之间的距离设计为120mm，层与层之间这种填料的特点是比表面积大，重量轻，高强，物理，化学性能稳定，运输方便，组装容易等。在实际工程发现这种填料的纤维束中心容易产生厌氧状态，而且纤维束易于结块。对此，应采取适当的对策，，采取全面曝气方式；采取分层充填措施，在氧化池间留有200～300mm的间隙，每层高不超过1.5m，使水流在层间再次分配，形成横流与紊流，使水流得到均匀分布。3.7粗滤料过滤池由于经前面处理设施处理后,到粗滤料过滤池的SS不高,51 广东工业大学毕业设计滤池填料为石英砂即可满足需要。粗滤料过滤池的过滤效率约为80％。1）滤池面积与个数设计滤速采用7m/h,滤池总面积为F=Q/24v=3000/24×7=17.86m2取18m2采用3个滤池,单池面积F1=10m2当一个滤池检修时，其余2个滤池的强制滤速为v"=3000/24×2×10=6.25m/h单池尺寸采用2.5×2.5m,采用单行排列，管渠都集中在滤池一侧的管廊内。2）滤池深度按一般要求，滤池深度采用：总进水渠超高0.30m总进水渠水面与滤池水面高差0.15m沙滤层上面水深1.80m沙滤层厚度0.70m钢筋混凝土穿孔板厚度0.10m配水室高度∑3.40m3）配水系统采用小阻力配水系统，在穿孔滤板上铺两层尼龙网，上层为40目，下层为20目，粒径为1～2.5mm的石英砂直接铺在尼龙网上。4）排水槽每个滤池采用两条排水槽，槽长l＝2.5m，槽中心距a＝1.5m，槽中心距池壁为0.5m。反冲洗强度为14L/s，历时为8min。每池冲洗水量为：14×5.25＝73.5L/s。每槽排水量为37L/s。排水槽断面模数为:排水槽底厚0.05m，砂层膨胀率45％，槽超高0.07m，则槽顶距砂面高度为：He＝eH2+2.5x+δ+0.07＝0.450.5+1.50.14+0.05+0.07＝0.56m校核：排水槽断面积4x2＝40.142＝0.0784m2<0.25m2排水槽总平面面积与滤池面积之比：51 广东工业大学毕业设计＜0.25m21）废水渠废水渠沿池壁一边布置。断面为矩形，渠宽0.7m，渠底与排水槽出口底部高度为：2）①进水管：按一个滤池停止运行计算，总管流量Q＝0.035m3/s，支管流量Q1＝Q/2＝0.035/2＝0.0174m3/s，流速v1＝0.9m/s，则管径为：总管管径D1＝支管管径d1＝②清水管：总管v2＝1.2m/s，支管=1.0m/s总管管径D2＝支管管径d2＝③冲洗水管冲洗水量Q＝0.0735m3/s，v3＝2.0m/s。因每次冲洗一个滤池，总管与支管同管径。D3＝d3＝④排水管：排水量Q＝0.075m3/s，v4＝1.1m/s，D4＝d4＝3）采用水泵反冲洗水泵流量Q＝73.5L/s水泵扬程H0＝7m；h1＝1.0m；h2＝1.5m；h3＝0m；h4＝0.64m；h5＝1.5mH＝7+1.0+1.5+0+0.64+1.5＝11.64m反冲洗用水抽取消毒池中的清水。根据泵的流量和扬程选泵，并设备用泵。51 广东工业大学毕业设计3.8污泥浓缩池采用连续式重力污泥浓缩池，浓缩来自水解酸化池、接触氧化池、混凝反应池和沉淀池的污泥，但主要是以混凝沉淀池的污泥为主，浓缩前污泥含水率为99％，浓缩后污泥含水率为96％。浓缩时为12h整个印染废水处理过程中剩余污泥每天排出量按照安全系数为1.2计算可以得出每天的污泥产生量大致为140m3/d，污泥浓缩池体积不应少于70m3。3.8.1尺寸计算浓缩12h小时后，污泥含水率为96％，则浓缩后污泥体积为：12小时的浓缩时间足够将其浓缩完毕。1）浓缩池的面积A取23m2，柱体高取3m。2）采用圆形浓缩池，直径为：D=＝5.41m取D＝5.5mA＝π/4×D2＝23.75m23）污泥斗尺寸设污泥斗底部的半径r=0.4m，污泥斗上部的半径R=2.25m污泥斗侧壁倾角α=55°，则污泥斗的高度：h2=tgα(R-r)=(2.25-0.4)tg55°=2.64(m)取2.6m4)浓缩池总高度取超高h3=0.3m，缓冲层高度为h4=0.3m，则总高为H=h1+h2+h3+h4=3+2.6+0.3+0.3=6.2(m)51 广东工业大学毕业设计3.8.2排水和排泥1）排水浓缩后池内上清液利用重力排放，由溢流管倒排入调节池。浓缩池设三根排水管于池壁，管径DNl50。于浓缩池最高水位放置一根，向下每隔0.5m，0.5m处放置—根排水管。2）排泥浓缩后污泥泵抽送入压滤机进行脱水处理，采用DA150mm的管道污泥浓缩池构造和尺寸见附图。3.9脱水机脱水间采用带式压滤机压滤脱水，虽然压滤机脱水投资较大，但脱水效果好，泥饼含水率可达70%—80%，适合于运输或泥饼作进一步的处置。本设计选用DY型带式压滤机进行污泥脱水。3.10消毒池为了保证排放污水的色度能达标，所以在最后设一个次氯酸钠氧化池进一步地脱色和消毒。在次氯酸钠氧化池的出口处设个计量槽以便对水量的监控。消毒池尺寸取5×4×3m3，添加的药剂为次氯酸钠，加药量为50ml/L。3.11出水水质经水解酸化池、接触氧化池、砂滤池、消毒池，COD的去除率可达80％，即出水COD为448×（1-80％）＝90mg/LBOD为16mg/LPH约为6.5色度的去除率为50％，出水色度为60×（1-50％）＝30（倍）51 广东工业大学毕业设计SS去除率为80％，从沉淀池出水的SS为80mg/L，加上厌氧水解池和接触氧化池脱落的微生物，从接触氧化池出水的SS约为140mg/L。经粗滤料过滤池出水的SS为140×（1-80％）＝28mg/L表3要求出水水质和设计出水水质对比项目pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)色度(倍)SS(mg/L)要求出水水质6～9≤100≤20≤40≤70设计出水水质6.59016302851 广东工业大学毕业设计4主要处理构筑物及设备表4.1构筑物和建筑物本设计处理构筑物和建筑物见表4-1。表4-1废水处理构筑物一览表序号名称平面尺寸（㎜）单位数量备注1格栅间2000×2000×2000个1砖混2调节池38000×10000×5300个1钢筋混凝土3设备房10000×10000×5000个1砖混4混凝沉淀池30000×10000×73000个1钢筋混凝土5竖流式沉淀池Φ8600×6488个3钢筋混凝土6水解酸化池135000×8000×6000个3钢筋混凝土7接触氧化池6000×3600×6200个2钢筋混凝土8粗滤料过滤池2500×2500×3400个3钢筋混凝土9氧化消毒池5000×4000×3000个1钢筋混凝土10污泥浓缩池Φ5500×6200个1钢筋混凝土11脱水间5000×4000×3000个1砖混4.2废水处理主要动力设备本设计处理主要动力设备见表4-2。表4-2废水处理主要动力设备一览表序号设备名称规格型号配电机台数备注1污水泵IS150-125-160流量:130m3/h、扬程:8.7m7.5KW2一用一备2污泥泵GD40-30流量:11.4m3/h、扬程:30m1.5KW2一用一备每次运行2小时3罗茨风机RE-190流量：53.6/m3·min-140KW2一用一备4带式压滤机DYⅠ-5003KW1一台51 广东工业大学毕业设计5污水处理厂总体布置5.1平面布置总平面布置的原则该污水处理厂为新建工程，总平面布置包括：污水与污泥处理工艺构筑物及设施的总平面布置，各种管线、管道及渠道的平面布置，各种辅助建筑物与设施的平面布置。总图平面布置时应遵从以下几条原则。(1)处理构筑物与设施的布置应顺应流程、集中紧凑，以便节约用地和运行管理。(2)工艺构筑物（或设施）与不同功能地辅助建筑物应按功能的差异，分别相对独立布置，并协调好与环境条件的关系（如地形走势，污水出口方面；风向、周围的重要或敏感建筑物等）。(3)构建之间的间距应满足交通、管道渠道铺设、施工和运行管理等方面的要求。(4)管道线与渠道的平面布置，应与其高程布置相协调，应顺应污水处理厂各种介质输送要求，尽量避免多次提升和迂回曲折，便于节能降耗和运行维护；(5)协调好辅助建筑物，道路。绿化与处理构建筑物的关系，做到方便生产运行，保证安全畅通，美化厂区环境。5.2高程布置高程布置原则(1)充分利用地形地势及城市排水系统，使污水经一次提升便能顺利自流通过污水处理构筑物，排出工厂外。(2)协调好高程布置与平面布置的关系，做到既减少占地，又利于污水，污泥输送，并有利于减少工程投资和运行成本。(3)做好污水高程布置与污泥高程布置的配合，尽量同时减少两者的提升次数和高度。(4)协调好污水处理厂总体高程布置与单位竖向设计，既便于正常排放，又有利于检修排空。51 广东工业大学毕业设计6投资概算及运行成本6.1土建部分编号名称结构数量单位规格单价(元)造价(元)1格栅间钢混1座总体体积8m350040002调节池钢混1座总体体积1875m35009375003设备房砖混1座总体体积500m35002500004水解酸化池钢混3座总体体积1300m35006500005接触氧化池钢混6座总体体积804m35004020006混凝沉淀池钢混1座总体体积22m3500110007粗滤料过滤池钢混3座总体体积64m3500320008污泥浓缩池钢混1座有效面积145m2500725009脱水间砖混1座总体体积60m35003000010氧化消毒池钢混3座总体体积60m350030000小计T124190006.2设备部分编号名称数量单位规格型号单价(元)投资(元)备注1格栅1副不锈钢40004000外购件2污水泵2台IS150-125－1601500030000一备一用3罗茨鼓风机2台RE-19050000100000一备一用4水解酸化池填料1290m3200258000外购件6接触氧化池填料2295m3200459000外购件7带式压滤机1台DYⅠ-500150000150000外购件8加药系统2套PVC1600032000外购件9管道管件1批含嚗气穿孔120000120000外购件小计T2115300051 广东工业大学毕业设计6.3其他费用部分编号内容金额(元)T3运输费、安装费T3=T2×8%92240T4调试费、菌种费=T2×3%34590T5其他不可估计费用＝（T1＋T2+T3+T4）×1％＝36990小计T5163820工程总投资：T1+T2+T5=3735820元叁佰柒拾叁万伍仟捌佰貳拾元整6.4运行成本估算①动力费污水泵、污泥泵等用电设备以及其它用电量与照明共计1800度/d，则每天电费为1800×0.8=1440元/d②工资福利费三班制，每班3人，共9人，管理人员兼技术人员一人2000元/月，其余每人1000元/月。则工资福利费为330元/d.③药剂费用PAM投加量为0.5mg/L,单价为18000元/吨，因此费用为0.009元/吨；次氯酸钠的加药量为50ml/L，单价约为2元/m3，费用为0.1元/吨；亚硫酸铁加药量为800～900mg/t，单价约为100元/t，费用为0.1元/吨。则药剂费用为3000×（0.009+0.1+0.1）=627元/d④运费每天外运污泥7.5t，自备汽车运输，运价5元/（吨·km），费用为7.5×5=37.5元/d⑤维护（修理）费维修费率按3.1%计，则年费用为89×3.1%=2.76（万元/年）=76元/d51 广东工业大学毕业设计在不记折旧费的情况下，处理每立方污水的成本为(1440＋627＋330＋37.5＋76)/3000≈0.84元/m351 广东工业大学毕业设计结论本设计采用的化学－物理－生物处理的要求出水水质和设计出水水质要求对比如下：表7要求出水水质与设计出水水质要求对比项目pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)色度(倍)SS(mg/L)要求出水水质6～9≤100≤20≤40≤70设计出水水质6.590163028证明本设计的处理效果良好，符合要求。51 广东工业大学毕业设计参考文献[1]朱虹,孙杰,李剑超.印染废水处理技术[M].北京：中国纺织出版社,2009.[2]汪学英,曾小君,郑裙.新型脱色絮凝剂(KD-800)处理印染废水的研究[J].工业用水与废水,2009,35(3):189-192.[3]张晶.化学混凝处理印染废水方法的研究[J].万方数据资源系统中国学位论文全文数据库 ,2006.5.[4]吴超飞.高浓度印染废水强化混凝脱色的研究[J].环境保护,1997,(9):8-10.[5]朱建平等.吸附气浮法脱除染料离子的研究[J].环境工程,1993,11(1):10-12[6]刘金泉,贾堤,姚兴芳,黄宁.海泡石对有机染料的吸附行为研究[J].岩石矿物学杂志,2003,22(4):377-380.[7]S.Karcher,A.KommullerandM.Jekel.Removalofreactivedyesbysorption/complexionwithcucurituril[J].Wat.Sci.Tech.,1999,40(4-5):425-433.[8]曾亮,张晓勇.印染废水处理技术现状及其进展[J].江苏环境科技.2007,6(1):39-40.[9]李大鹏.电化学氧化处理印染废水的过程特性[J].中国给水排水,2002,18(5):6-9[10]张旋,姜洪雷,曲和玲.印染废水处理技术的研究进展[J].山东轻工业学院学报,2007,3(4):73-76.[11]王永华,黄民生.白腐真菌煤渣生物膜反应器对染料废水的脱色试验研究[J].工业用水与废水,2000,31(6):31-35.[12]孙柳,王鹏.镧掺杂TiO2光催化降解酸性红B的研究[J].染整技术,2006,4,28(5):27-30.[13]昊树新,尹燕华,马智.铜锡改性纳米二氧化钛光催化氧化还原性能的研究[J].感光科学与光化学,2006,24(5):366-376.[14]Jian-JunQin,MaungHtunOo,KiranA.Kekre.Nanofihrationforrecoveringwastewaterfromaspecificdyeingfacility[J].SeparationandPurificationTechnology,2007,56:199-203．[15]S.Barredo-Damas,M.I.Iborra-Clar,A.Bes-Piaeta1.Studyofpreozonationinfluenceonthephysical-chemicaltreatmentoftextilewastewater[J].51 广东工业大学毕业设计Desalination,2005,182:267-274.[16]GeJ,Quj.UltrasonicirradiationenhanceddegradationofazodyeonMnO2[J].AppliedCatalysisB.Environmental,2009,47(2):133-140.[17]TauberMM.GuebitzGM,lehorekA.Degradationofazodyesbylaccaseandultrasoundtreatment[J].AppliedandEnvironmentalMicrobiology,2005,71(5):2600-2607.[18]OkitsuK,LwasakiK,YobikoY,eta1.SonochemicaldegradationofazodyesinaqueousSolution:Anewhterogeneouskneticsmodeltakingintoaccountthelocalconcentrationofohradicalsandazodyes[J].UltrasonicsSonochemistry,2005,12(4):255-262．[19]沈政赢,袁东星,马剑等.超声波强化微生物对偶氮染料AO7的生物降解机理研究[J].厦门大学学报:自然科学版,2006,45(2):243-247.[20]单国华,贾丽霞.印染废水处理方法及其研究进展[J],广西轻工业,2007,4(4):75-78.[21]FoekedeyE,LieedeAVan.Couplingofanodicandcathodicreactionsforphenolelectro-oxidationusingthree-dimensionalelectodes[J].WaterResearch,2002,36(16):4169-4175.[22]YaXiong,KarlssonhsnH.T.Anexperimentalinvestigationofchemicaloxygendemandremovalfromthewaslgwatercontainingoxalicacidusingthree-phasethree-dimensionalelectrodereactor[J].AdvancesinEnviromenttalResearch,2002,7(1):139-145.51 广东工业大学毕业设计致谢本设计过程是在江峰和付丰连老师悉心指导下完成的，特别是付丰连老师不辞劳苦地认真为本设计指出错误，提出修改意见，使我的设计得以顺利完成。特向她致以最诚挚的谢意。在大学所学的课程为我本次的设计打下了基础。而且在之前的实习中到了很多污水处理工程现场参观，学习了处理各种污水的不同工艺，为我本次的毕业设计积累了很多实际运行经验。设计中同学之间的设计交流也给予了我很多帮助。在此再次向江峰和付丰连老师、实习期间指导我的技术人员和工程师以及所有帮助过我的同学致谢。51'