1000吨印染废水处理设计方案.docx
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1000吨印染废水处理设计方案
10000m3/d印染废水处理工程
设计方案
第一章总论5
1.1项目概况5
1.2废水特征6
1.2.1废水水量6
1.2.2废水水质（建设方提供）6
1.3设计依据8
1.3.1排放标准8
1.3.2主要参考资料8
1.4设计原则9
1.4.1污水处理工艺选择原则9
1.4.2污泥处理工艺选择原则10
1.5应急处理设计原则11
1.6设计范围11
2.1印染废水处理工艺选择12
2.1.1印染废水常用处理工艺12
2.1.2废水处理工艺13
2.2废水处理工艺流程图14
2.3废水处理工艺说明16
2.3.1废水处理工艺特点16
2.3.2工艺流程说明17
2.3.5废水站总平面布置19
2.3.7处理设施、设备的选择20
第三章构筑物设计参数21
3.1各构筑物及设备参数设计21
3.2构筑物一览表34
3.3设备及材料部分35
第五章公用设施设计37
3.1建筑结构设计37
3.1.1设计资料37
3.1.2结构设计37
3.2供电系统38
3.2.1线路敷设40
3.2.2接地系统40
3.2.3仪表设计40
3.2.4自动控制系统40
3.2.5控制系统技术性能43
3.3给排水及消防设施设计45
3.3.1给水45
3.3.2排水45
3.3.3消防45
3.3.4通风设计45
3.3.5防腐措施45
3.3.5.1管道45
3.3.5.2支架45
3.3.5.3构筑物46
3.3.5.4搅拌机46
第六章经济技术分析47
6.1占地面积47
6.2工程投资分析47
6.3运行费用分析47
第七章劳动安全51
第八章服务承诺52
8.1工程建设前期52
8.2工程建设期间52
8.3调试验收期52
8.4售后服务53
附图：
1）工艺流程及高程图
2）废水站总平面图
第一章总论
1.1项目概况
集团股份有限公司是以纺织为主业、贸易、房地产、能源、投资综合发展的高效率、国际化产业集团，是中国出口200强、中国纺织服装50强企业。
印花使用的染料有活性染料、分散染料、酸性染料等，助剂有弱酸,弱碱,小苏打等。
洗水添加有软剂、硅油、榄油、枧油、防染剂等。
在生产过程中排放的工业废水含有SS、CODcr、BOD5、NH3-N、硫等污染成份，如果不经处理直接排入水体，将会给生态环境带来一系列危害，主要包括：
①水中的颗粒物质（SS）及酸碱度等会造成管道、河道、水库等的阻塞和腐蚀；天然水体受到酸、碱污染后水体的缓冲作用遭到破坏，使水质恶化，抑制或阻止微生物活动，降低水的自净能力，同时也会对农作物造成危害；
②有机物（COD）排入水体后，在有溶解氧的条件下，由于好氧微生物的呼吸作用，被降解为CO2、H2O与NH3，同时合成新细胞，消耗掉水体的溶解氧，与此同时，水体水面与大气接触．大气中的氧不断溶入水体，使溶解氧得到补充，这种作用称为水面复氧。
若排入的有机物量超过水体的环境容量，则耗氧速度会超过复氧速度，水体出现缺氧甚至无氧；在水体缺氧的条件下，由于厌氧微生物的作用，有机物被降解为CH4、CO2、NH3及少量H2S等有害有臭气体，使水质恶化“黑臭”。
因此，根据环保要求，要求印染废水经处理达一级排放标准，排入园区污水处理厂。
受建设方委托，我公司对该废水治理设计如下治理方案，本方案实施后，各项指标均能达到当地环保验收标准。
1.2废水特征
1.2.1废水水量
印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段泡括退浆、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。
设计排放方式为混排，即各工序产生的废水混合排入污水站。
根据建设方提供的数据：
废水设计水量Q=10000m3/d；
设计日运行时间：
24h；
水利变化系数Kz=1.2；
小时平均设计流量qeq=500m3/h。
1.2.2废水水质（建设方提供）
印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。
印染废水一般具有污染物浓度高、种类多、含有毒有害成分及色度高等特点。
一般印染废水pH值为6～10，CODCr为400～1000mg／L，BOD5为100～400mg／L，SS为100—200mg／L，色度为100～400倍。
但当印染工艺、采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。
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CODCr浓度也由原来的数百mgm上升到2000—3000mg／L以上，BOD5增大到800mg／L以上，pH值达11.5～12，从而使原有的生物处理系统CODCr去除率从70％下降到50％左右，甚至更低。
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12左右。
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（女口涤棉经纱）退浆废水，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，废水呈强碱性，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、革酸、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，一般呈强碱性，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，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，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COD2Cr可高达9万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。
根据建设方提供的资料及我公司类似项目的运行数据分析，确定设计该项目进水各污染指标如下表：
表1-1废水进水水质
序号
污染物
污染物浓度
1
CODcr
≤1500mg/L
2
BOD5
≤600mg/L
3
SS
≤500mg/L
4
色度
≤1500倍
5
PH
9-11.0
1.3设计依据
1.3.1排放标准
经处理后要求达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中的一级排放标准，主要污染物排放标准如下表：
表1-2废水排放标准
序号
污染物
排放标准
1
CODcr
≤100mg/L
2
BOD5
≤20mg/L
3
SS
≤70mg/L
4
色度
≤50
5
PH
6-9
1.3.2主要参考资料
（1）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（2）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）
（3）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
（4）业主方提供的其他资料及相关国家标准规范
a）《三废处理技术工程手册》化工出版社2000年第一版；
b）《环境工程手册》高等教育出版社1996年第一版；
c）《建筑设计防火规范》GBJ16-87；
d）《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003；
e）《水处理设备制造技术条件》JB2932-86；
f）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；
g）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
h）《给水排水工程结构设计规范》GBJ69-84；
i）《恶臭污染物排放标准》GB14554-93；
j）《地下工程防水技术规范》GB50108-2001；
k）《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92；
l）《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001版）；
m）《建筑防雷设计规范》GB50057-94（2000版）；
n）《供配电系统设计规范》GB50052-95；
o）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-92；
p）《给水排水设计手册（1～11册）》中国建筑工业出版社2004年；
q）《给水排水标准规范实施手册》中国建筑工业出版社1993年
1.4设计原则
1.4.1污水处理工艺选择原则
1）根据进水水量、水质特点和出水水质标准的要求，采用国内外成熟可靠、先进高效、经济合理的处理工艺，确保出水达《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4中的一级排放标准。
2）根据技术成熟、经济合理、操作运行方便、维修简易的原则进行总体设计和单元构筑物设计，并充分注意节能，力求减少动力消耗，以节约能源，降低处理成本及运行费用。
3）设计中充分考虑环境问题，设计新颖美观，布局合理，并尽量采取措施减少对景区周围环境的影响，合理控制噪声，气味及固体废弃物，防止二次污染。
做到噪声低，基本无异味，不影响周围环境。
4）专用设备的选型进行充分比选，寻求性能价格比最优的产品。
设备应运行稳定可靠，效率高，管理方便，维护维修工作量少，价格适中。
5）所选用的仪器、仪表及设备等在立足于主要选用质量稳定可靠，售后服务好的国内产品的同时，力求吸收国外的先进技术，适当选用性能优良，价格适中的国外产品。
6）处理工艺运行安全可靠，操作简单，调节灵活，管理方便；站内设置必要的监控仪表，运行管理应结合实际，尽量考虑自动化，以提高管理水平，减少人员编制。
监控仪表和自动化设备应运行稳定，维修维护方便。
7）工程建设完成后，达到社会效益，环境效益、经济效益的最佳统一。
8）总之，采用的工艺技术必须具有实用性、高效性、可靠性、稳定性和自动化。
1.4.2污泥处理工艺选择原则
1）污泥处理按照环保部门的要求，应因地制宜采取经济合理的方法进行资源化处理，防止污泥产生的二次污染。
2）印染废水前段预处理产生的化学污泥通过水泵提升进入污泥浓缩池，通过机械干化后外运处理。
3）生物处理过程中产生的污泥部分可通过生物处理系统的内部消化处理，剩余污泥抽送至污泥浓缩池，后续通过机械干化处理后外运。
4）机械脱水设施如采用传统的板框式及箱式压滤机进行处理，则劳动力强度高，清运难度大，设计采用带式脱水机，进行干化后的污泥通过螺旋输送机自动输送置污泥贮存室，定期清运。
5）采用带式脱水机可现实污泥脱水系统的自动化操作，从而降低操作员的劳动强度。
1.5应急处理设计原则
为防止应急情况下废水得到妥善的处置，设计调匀池有足够的停留时间，设计调匀池停留时间应≥8.0h，以贮存突发状况下的水量。
1.6设计范围
本设计范围为：
自废水站废水格栅池开始至处理后的测流槽总排放口（不包括测流槽出水管道）为止，包括各废水处理构筑物、污泥处理系统、加药系统、给水系统、排水系统的设计及其相应设备、管道系统的设计，以及废水站内的道路、控制室、配电室、实验室、维修间等辅助建筑的设计，但不包括其相应配套设备设施。
废水站绿化、污泥外运处理配套设施等其它辅助设施由厂方另行设计。
第二章工艺选择及说明
2.1印染废水处理工艺选择
2.1.1印染废水常用处理工艺
印染废水处理常用的方法主要分为两大类：
物化法和生化法。
（一）物化处理技术简介
物化法是在污水中加入絮凝剂、助凝剂，在特定的构筑物内进行沉淀或气浮，去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法，一般不单独使用，仅作为生化处理的辅助工艺。
常用的物化处理单元主要有：
絮凝沉淀、气浮、吸附、过滤。
1、粲凝沉淀
絮凝沉淀通过加入絮凝剂、助凝剂，使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集，形成较大絮状颗粒，从而使污染物被吸附去除。
常用的处理设施有：
竖流沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。
絮凝沉淀在印染废水处理中常用，一般可去除40％～50％的CODcr、60％～80％的色度。
2、气浮
气浮是以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其密度小于水，然后颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离去除的方法。
主要设施有：
传统溶气气浮、CAF涡凹气浮、超浅层气浮等。
气浮在印染废水处理中常用，一般可去除40％～50％的CODcr、60％～80％的色度。
3、吸附
吸附是利用固体表面的分子或原子因受力不均匀而具有多余的能量，当污染物碰撞到固体表面时，受到吸引而停留在固体表面的过程。
常用的有：
活性炭、硅藻土、树脂吸附剂等。
4、过滤
过滤是去除化学沉淀和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质。
主要有：
各类滤池、各种膜材过滤器等。
过滤在印染废水处理中不常用，除非回用水的深度处理或针对某些难降解化合物的处理。
（二）生化处理技术介绍
生化法是利用微生物的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。
由于其具有降解污染物彻底、运行费用相对低、基本不产生“二次污染”等特点，被广泛应用于印染污水处理中。
生化处理技术主要分为厌氧和好氧。
厌氧包括：
水解酸化、UASB等；好氧主要包括：
生物膜法、活性污泥法等。
1、厌氧技术
厌氧技术是在无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳和甲烷。
厌氧生物反应通常被划分成两个阶段过程：
第一阶段是水解酸化阶段，第二阶段是甲烷发酵阶段。
在印染废水处理中常将厌氧控制在水解酸化阶段，来降解废水中部分污染物，同时提高废水的可生化性。
即印染废水中常用的水解酸化工艺，一般CODcr去除率为20％～40％，色度去除率可达40％～70％。
2、好氧技术
好氧技术是由好氧微生物降解污水中有机污染物，最终产物为水和二氧化碳。
在印染废水中常用的主要有：
活性污泥法、接触氧化法，一般CODcr去除率为70％～95％。
2.1.2废水处理工艺
根据前述及我公司类似废水处理工程的实践，设计污水处理站工艺主要由三部分组成：
1）、前段预处理段：
前段预处理主要采用物化处理，括格栅除渣、调匀、混凝沉淀等构筑物，格栅主要为去除废水的中的织物、毛发物及其它块状、条状物质；通过调匀池调节水量、调匀水质及降低废水温度；混凝沉淀能有效的去除废水中大部分的悬浮及胶体状染料、同时去除废水中的重金属离子，避免对后续生物处理设施产生抑制作用，降低后续处理设施运行负荷。
2）生化处理段：
生化处理段采用厌氧水解+HCF射流曝气的组合工艺，主要有厌氧水解池、HCF射流曝气池及二沉池组成；实现对废水中有机污染物质的深度降解，有效降低废水中各污染物指标，使之达标排放。
3）、污泥处理段：
污泥处理段主要有污泥浓缩池、带式脱水机、螺杆泵及螺旋输送机组成，实现污泥处理系统自动、轻松化操作。
2.2废水处理工艺流程图
2.3废水处理工艺说明
2.3.1废水处理工艺特点
预处理前段设置机械格栅，格栅有效栅距为5mm，能有效去除废水中的条状及块状物质，确保后续水泵、搅拌机等设施的正常运行；
污水进入污水采用地沟形式流入，设置沉砂池，能有效的去除地沟带入的泥砂等比重较大的颗粒物质，确保水泵的正常运行。
调匀池设计停留时间大于8h，在调节水量、水质的同时通过池底设置的预曝气装置能有效的对废水进行降温，无需增加冷却水塔等冷却设施；
混凝沉淀预处理能有效的去除部分的染料、硫化物等有害物质及有机污染物质，避免有害物质对生物处理设置的抑制作用同时有效降低后续生物处理设施的运行负荷；
混凝剂（脱色剂）采用我公司自主研发的对阴、阳离子具有高效混凝效果的水化剂，脱色效果及染料的去除效率较之传统的混凝剂有明显的提高。
生化处理设施前段采用厌氧水解工艺，有效的分解废水中的大分子有机物质，为后续好氧处理设施提供良好营养底物；
好氧段采用混合曝气方式，把射流和鼓风曝气相结合，不仅节能，溶氧效率高，而且水池可以做深，节省用地面积，采用射流减少泡沫的产生。
射流曝气利用空间和时间上的有机结合，并利用流体力学的理论，在流体状态下，使得射流器内部产生负压，而吸取周围空气，从而把空气中的氧气直接溶解在水中，保证了水中的溶氧效率。
微孔曝气和射流器的有机结合，大大增加氧的利用率，水池深度增加同时，增加了溶氧量，在此过程中，废水中的污染物质也随生物的代谢而反应彻底；
设备选型合理、可靠、运转方式灵活，可根据进水水质、水量调节运行方式和参数，最大限度的发挥处理装置和处理构筑物的处理能力，确保出水水质稳定达标；
2.3.2工艺流程说明
印染废水通过厂区沟渠进入废水站格栅渠，通过格栅拦截废水中的条状及块状物质后自流进入集水池，集水池污水通过水泵提升进入沉砂池，沉砂池能有效的去除废水带入的大量泥砂，保证后续水泵的正常运行。
废水通过沉砂池后自流进入调匀池，调节水质及水量，调匀池池底设置散气装置，对废水进行气力搅拌，能有效的调匀水质，同时加快调匀池高温废水的散热，降低污水的温度。
调匀池污水通过卧式离心泵提升进入混凝沉淀预处理系统，混凝沉淀主要有pH调整、水化剂投加、助凝剂投加及初沉池组成，通过混凝沉淀预处理有效降低去除大部分的染料及有害物质，确保后续生化处理系统的稳定运行。
混凝沉淀出水自流进入厌氧水解池，通过在厌氧条件下有效去除废水中的部分有机污染物的同时，将废水大分子有机物质分解为小分子有机物，降低好氧处理设施的运行负荷同时为好氧设施创造良好营养底物。
厌氧水解水出水自流进入HCF射流曝气池，通过好氧菌的氧化作用，将污水中有机污染物质有效的转化为CH4和CO2，从而去除废水中的有机污染物质。
好氧池出水自流进入二沉池，随废水流出的部分活性污泥在二沉池中沉淀下来，上清液溢流至排放口，达标排放。
二沉池设置污泥回流装置，将污泥回流至厌氧水解池及HCF射流曝气池，保证厌氧水解池及好氧池的污泥浓度，二沉池剩余污泥通过污泥泵提升进入污泥浓缩池，浓缩池上清液回流至调匀池，污泥进入污泥脱水处理系统，污泥脱水机采用带式脱水机，分离出来的干污泥进入污泥贮存室，定期的清运。
2.3.4各废水处理系统去除率说明
污水处理各主要单元去除率预测如下表所示：
表4-1去除效率分析表
指标
COD
去除率
BOD
去除率
色度
去除率
mg/L
%
mg/L
%
%
进水
1500
600
1500
格栅、沉砂、调匀
1350
10%
510
15%
1200
20%
混凝沉淀
810
40%
357
30%
240
80%
厌氧水解池
486
40%
285.6
20%
156
35%
HCF好氧池、二沉池
48.6
90%
14.3
95%
15.6
90%
排放标准
100
20
50
注：
该去除率分析以最大设计进水浓度设计。
2.3.5废水站总平面布置
废水站总平面布置遵循以下原则：
与厂区总体规划相衔接，并与周边环境相协调；
满足工艺要求并按照不同功能分区布置；
废水站功能明确，构筑物布置紧凑，力求经济合理利用土地，减少占地面积；
处理构筑物之间间距的确定，考虑各管道施工维修方便；
尽量使废水处理站布局紧凑，以节省用地；
废水处理采用分小区小块方式设计平面布置；
污泥池与污泥处理区设计在同一区域，方便处理；
设备控制房位于二层构筑物，视角和控制均开阔；
污泥处理区、鼓风机房等远离控制室；
鼓风机房设置在生化池附近，节省空气管道；
设备布置统一规划，便于操作和管理；
所有构筑物布置追求成本和美观实用的结合。
废水站平面布置除了遵循上述原则外，具体还应根据进水方向、排水具体位置、工艺流程特点及站址地形、地质条件等因素进行布置，既要考虑流程合理、管理方便、经济实用，还要考虑建筑造型、厂区绿化与周围环境协调等因素。
2.3.6废水站高程布置
废水一次提升后借重力流经各处理构筑物，并尽量减少提升高度，节约能源。
废水站设计地面标高与周围场地道路标高相匹配，并尽可能减少土方量。
废水站设计从成本和运行建设考虑采用半地上建筑。
废水高程在流长上存在高程梯度，反应池等小池体采用架空设计。
废水站构筑物超高均设计0.3m或以上。
设备房、风机房、污泥脱水区等均与相关联构筑物同一标高。
通过废水流经各构筑物方式核算水头损失，详见第三章各构筑物有效水深。
2.3.7处理设施、设备的选择
废水处理设施能否长期、稳定、正常的运转，与废水处理站设施、设备的选择有十分密切的关系。
国内许多废水处理站刚建成时运行效果很好，但运行1～2年后，处理能力明显下降，严重的甚至不能正常运转。
所以本废水处理站的关键设备都采用进口设备，并将以一年作为免费维修、更换易损件的质保期。
本设计主体设施采用钢筋混凝土结构，布置结合建筑美学，以适应周围环境。
关键设备和灵敏元件如加药泵、鼓风机、自动仪表探头等均选用进口设备，性能优良，质量可靠，使用寿命长，这些设备在我公司承接的许多工程应用中取得十分满意的效果；同时根据我公司多年的环保设施运行管理经验，精心选用一批质量可靠、运行稳定的国产设备，既保证质量，又能节省投资。
废水站内选用设备均采用高性能设备，大大降低了设备的维修强度。
当废水站设备需要维修时于现场直接维修或至设备维修间维修或返厂维修，本设备维修间仅作日常简单设备维修和备件设备存储用。
第三章构筑物设计参数
3.1各构筑物及设备参数设计
1、格栅渠1座
1）设计参数
设计水量：
Qeq＝500m3/h
水力变化系数：
Kz=1.2
过流水力负荷：
0.28m/s
有效深度：
0.5m
土建外形尺寸：
L×B×H＝4.0×1.0×1.0m
结构形式：
地下式钢砼
2）配套设备：
a、旋转式机械格栅机数量：
2台
型号：
FH-1000栅宽：
1000mm
有效栅距：
5mm安装倾角：
75°
材质：
SUS304
b、栅渣斗车数量：
2套
型号：
DYV-1.0有效容积：
1.0m3
材质：
碳钢防腐
3）运行方式：
液位差控制，PLC自动控制。
2、集水池1座
1）设计参数
设计水量：
Qeq＝500m3/h
水力变化系数：
Kz=1.2
有效容积：
125m3
有效深度：
4.5m
停留时间：
15min
土建外形尺寸：
L×B×H＝7.0×4.0×5.0m
结构形式：
地下式钢砼
2）配套设备：
a、集水池提升泵数量：
4台（2用2备）
型号：
WLZ250-15-15流量：
250m3/h
扬程：
15m功率：
15kw
材质：
泵体铸铁，轴叶轮SS304
3）配套控制阀门及仪表：
a、超声波液位计数量：
1套
型号：
7ML5034测量范围：
0~25m
输出电流：
4
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