T废水处理设计方案.docx
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T废水处理设计方案
2000m3/d浆染废水处理工程
初
步
设
计
方
案
编制单位：
广东汇众水处理设备有限公司
编制日期：
2009年12月
2000T/D浆染废水
处理工程初步设计方案
一、概述
该企业位于佛山市顺德区均安镇，主要从事牛仔服饰的生产经营。
企业在生产加工过程中产生大量的印染废水，如不经处理，将对环境产生严重的影响。
该企业为贯彻落实国家环保方针及地方政府要求，配合保护环境战略的实施，本着治理污染、保护环境、保证员工的身心健康、提高经济效益的宗旨，现委托我公司提供运行可靠、工艺先进、经济实用的废水处理技术方案，以便作为实施的基础。
二、设计依据
1）厂方提供的水量、水质、用地等有关设计原始资料；
2）工业园污水处理厂对其排水水质要求；
3）印染废水污染防治技术指南；
4）《中华人民共和国环境保护法》；
5）国家及地区颁发的其它有关设计规范。
三、工程范围
本方案的设计施工范围为：
调节池进水口起至一体化净水器出水口一次法兰止。
设计整个设计及施工包括工艺方案设计、施工图设计、设备制作及安装调试、工程概算等。
注：
在业主规划的范围内作废水处理工程设计，但业主将各类废水、自来水、电源等引入站区内。
四、设计条件
1、设计处理水量
废水总量为2000m3/d，按每日运行24小时，即处理能力按85t/h设计。
各类废水水量：
丝光废水1000t/d，印花废水500t/d，浆染废水500t/d。
2、设计进水水质
本项目废水主要为浆染、丝光及印花废水，设计进水水质如下表：
项目
PH
COD
BOD
SS
色度
丝光废水
12～13
3000～6000
300～800
600～800
600～1000
印花废水
6～9
1500～5000
300～1000
500～1000
1000～1500
浆染废水
9～13
2000～6000
1500～2500
600～1000
800～1500
综合废水
10～12
5000～6000
300～800
600～1000
800～1200
注：
色度单位为稀释倍数，其他除PH无量纲外单位均为mg/L。
3、设计出水要求
项目排水要求达到均安工业园污水处理厂的进水水质要求，具体指标如下：
项目
PH
COD
色度
水质
6～9
≤500
≤100
注：
色度单位为稀释倍数，其他除PH无量纲外单位均为mg/L。
五、工艺选择
1、水质分析
浆染废水：
生产过程主要使用靛蓝、硫化黑染浆，助剂以木薯粉或变性淀粉、PVA浆料、NaOH、亚硫酸钠等，其主要污染因素来自外排的生产废水中含有大量的悬浮态和胶体态的染料及残碱构成。
丝光废水：
丝光主要是布料在氢氧化钠中浸渍，以提高纤维的张力强度，增加表面光泽度，降低织物的潜在收缩率和增加与染料的亲和力，外排的废水含NaOH较高，约在3~5%左右，同时含有甲酸退浆水，这给废水处理带来很大的难度，主要表现在PH的降低方面，如直接加酸，增加了运行费用。
印花废水：
印花废水主要来自配色调浆，印花滚筒或筛网的冲洗废水，以及印花花布的水洗和皂洗等。
由于印花中的浆料用量比染料用量多几倍到几十倍，故印花废水除含有染料、助剂外还含有大量浆料，其COD和BOD5都较高。
2、处理工艺的选择
此类集浆染、印花及丝光的综合废水具有水量大、碱性大、有机污染物含量高、色度深、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。
一些难生化降解的有机物大量进入到废水中，其污染物的浓度也不断提高，传统的污水处理工艺受到严重挑战。
因此，开发经济有效的废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。
考虑到废水处理后要求达到工业园污水处理厂进水要求，COD小于500mg/L，且综合现场条件及业主的要求，我公司采用多级物化处理处理该类综合废水，使其达到出水要求。
由于印染废水的水质水量变化较大，为了保证进水水质、水量的稳定，在治理流程中，需设置一定容量的调节池。
根据处理废水水量的不同，调节池的调节时间一般4～12h为宜。
保证一定的调节时间，可使废水水量和水质得到较好的混合和均质。
在调节池中，由于水流速度降低，池中有一定的沉淀物，通常1～2年需清理一次，否则积泥量较多，一方面减少有效容积，另一方面当积泥量过长也易产生污泥笑话，恶化水质，增加了废水的有机污染物浓度。
通常为了使调节池有一定去除效率及增加废水的均匀性，较多的采用预曝气或推流混合的方法。
当采用上述设施后，调节池的去除效率可达到8％～10％。
当企业排放的废水PH较高时，还需要加酸进行调节，通常在进水管路或调节池内投加一定酸量。
通过空气搅拌方式使其均匀化。
本方案废水首先收集于调节池，通过调节池内的推流搅动，使废水中的可溶性染料重新被氧化为不溶性物质，然后投加酸，在PH计的监控下调节至PH为7～8，再通过多级物化处理系统去除废水中的各类污染物质。
一级物化处理采用涡流反应+沉淀的处理方法，首先通过投加石灰、硫酸亚铁及PAM与废水进行充分的混凝反应，使污染物成团，然后进入沉淀池进行固液分离。
该处理方法絮体形成快、沉降迅速、脱色效果显著。
二级物化处理采用混凝反应+气浮处理工艺，投加适量的PAC和PAM，进一步降低废水的COD、SS等。
前级物化尽可能高的去除废水中的污染物，能有效降低后级物化处理的费用。
经二级物化处理后的出水，COD基本在1500～2500mg/L左右，要使其出水降低到500mg/L以下，需采用化学氧化、生化或其他更有效的方法才能达到。
本方案采用微电解+化学氧化工艺，先通过废水的微电解原理将废水中的大分子有机物断链、分解，再利用化学氧化剂进一步将有机污染物分解，达到出水要求。
微电解工艺是利用微电解铁碳曝气池中铁－碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细微原电池，这些细微电池是以电位低的铁成为阴极，电位高的碳做阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应的。
为了增加电位差，促进铁离子的释放，可在铁-碳床中加入一定比例铜粉或铅粉。
如果要让铁碳床有分解有机大分子能力，一般需要加入过氧化氢，酸性废水与铁反应生成亚铁离子，亚铁离子与过氧化氢形成Fenton试剂，生成的羟基自由基具有极强的氧化性能，能将大部分的难降解的大分子有机物降解形成小分子有机物等。
同样，反应要在酸性的条件下才能进行。
本方案在微电解工艺后级设置芬顿氧化塔，通过投加过氧化氢及补充少量的FeSO4，使整个处理工艺达到最佳的污染物去除效率。
根据工程试验，铁碳床微电解在运行初期，效果很理想。
运行几个月后，效果急剧下降。
一方面铁泥堵塞，另一方面炭也吸附饱和。
本方案设置有效的反冲洗设施可有效减缓铁泥堵塞，为了解决效果下降问题，系统需要需要定期更换或补充填料。
微电解反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液，随即进入芬顿氧化塔，可有效减少硫酸亚铁的投药量。
对芬顿氧化塔的出水调节PH值到9左右，由于铁离子与氢氧根作用形成了具有混凝作用的氢氧化亚铁，它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸，形成比较稳定的絮凝物（也叫铁泥）而去除。
微电解+化学氧化处理出水经调节PH于8～9后，投加适量PAC，再经我公司自主研发的一体化自动反冲净水器处理，出水即能达到要求。
六、工艺流程及其说明
1、处理工艺流程
染色行业产品的种类、染料的成分变化很大，产生的废水水质也变化大，特别是生产中使用大量的化学染料和各类表面活性剂，可生化性较差，采用单一的处理工艺难以使污水处理达到排放要求。
因此，采用上述工艺流程，提高处理效果，确保达到排放要求。
经以上分析研究，研究结合多家染织厂的污水处理设施的实际运行经验，本设计方案采用如下的工艺流程：
考虑到丝光废水的碱性较高，较高的PH会导致污水处理的硫酸加药费用增加，建议业主在生产车间内设置碱回收装置，最终排入调节池的丝光废水PH稳定在12以下。
碱回收丝光浆染印花
废水
H2SO4、石灰、FeSO4
泵
调节池
PAM
涡流反应器
竖流沉淀池
PAC、PAM
气浮机
H2SO4
中间水池
泵
FeSO4、H2O2
芬顿氧化塔循环泵
NaOH、PAC
一体化自动反冲净水器
污泥池
带式压滤机
泥饼外运
排水池
泵
排放
2、工艺单元说明
1）、格栅
考虑到印花废水杂质较多，在调节池前设置一回转式机械格栅，去除原水中较大的污染物。
2）、调节池
在处理系统前，设置污水调节池及预处理系统，调节池前设置粗、细格栅，大量去除原水中的布屑、漂浮物和无机沙砾等影响后续处理和污泥处理运行的杂质。
废水进入调节池，采用PH自动控制仪自动调节至酸碱度为7～8，再通入氧化沟形式的推流混合，使废水中的可溶性染料重新被氧化化不溶性物质，并使水质水量均和，保证后续处理系统连续正常运转。
废水进入调节池，作用有二个：
一是调节水量，在一天内，污水瞬间排放水量是不均匀的，有时多，有时少，而污水处理系统的处理量是均匀的，因此必须有一个水池来储存污水，然后由污水提升泵抽到后续处理工序，调节池的容积必须保证有足够的水量调节能力；二是均化水质，不同时间排放的污水水质浓度不一样，通过调节池，可把污水不同时间排放的污水混合，起到均匀水质的作用，水质恒定，有利于后续处理。
同时，由于此类废水水温较高，在40℃左右。
废水在调节池中调节时间较长，并且设置推流混合系统，温度也会有所下降。
3）、涡流反应器+沉淀池
为了减少后续处理的负荷，设置化学混凝沉淀工艺作为最初步的处理，去除废水中的硫化物、悬浮物（不溶性染料）和色度。
混凝剂主要采用石灰、硫酸亚铁及PAM，最终生成各种混凝物沉淀在沉淀池中，同时去除废水中的悬浮物和色度。
反应时间：
10min
PH调节范围：
8～9
水力负荷：
1.33m3/m2·h
投加药剂：
石灰、硫酸亚铁、PAM
4）、混凝气浮处理系统
在纺织印染废水中含有有机的胶体微粒、呈乳浊状的各种油脂类杂质、细小纤维和疏水性合成纤维的纤毛等。
这些杂质经过混凝后所产生的絮凝体的颗粒小、质量轻、沉淀性能较差。
这种污水应用沉淀法分离需要较长时间，占地面积相对较大。
此种杂质或污泥可直接应用气浮法分离。
气浮前先投加混凝剂进行混凝反应，气浮分离效果更佳。
加压溶气气浮法是在一定压力作用下，强制空气溶解于水中，然后再突然将压力减到常压，使溶于水中的过量空气以微小的气泡释放出来，借助气泡的浮力把粘附在其表面的固体微粒带到水面，从而达到与水分离的目的。
目前印染行业应用较多的是部分回流加压气浮法。
混凝气浮处理系统包括气浮机（含混凝反应区）、加药系统及加压溶气系统。
加压溶气气浮系统的主要设备为溶气泵、空压机、溶气罐、减压阀、气浮机和刮泥机等。
部分回流加压溶气气浮是部分气浮出水经溶气泵加压到300～500kPa，然后与压缩空气一起进入溶气罐，在罐内进行气水混合和空气溶解。
溶有过量空气的废水经减压阀进入常压气浮机，溶于废水中的空气以微小气泡逸出。
气泡在上升过程与废水中的固体颗粒粘附，一同上浮到水面形成泡沫层，经刮泥机刮入集渣槽排出池外。
澄清水由池内多孔集水管汇集或从溢流堰溢入集水槽，经出水管排出。
反应时间：
12min
水力负荷：
3.0m3/m2·h
投加药剂：
PAC、PAM
5）、铁碳微电解+化学氧化
铁碳微电解利用废水中形成的电化学反应有效分解大分子有机物质，再通过投加适量的过氧化氢，使废水中形成强氧化基团，以达到污染物去除的目的。
微电解反应时间：
20min
化学氧化反应时间：
30min
投加药剂：
H2SO4、FeSO4、H2O2
6）、一体化自动反冲净水器
一体化自动反冲洗净水器是本公司消化吸收国内外技术自主开发的新一代净水设备，它具有施工周期快、综合投资省、布置紧凑、灵活、占地面积小、出水水质优良、操作维护简单等特点，是城镇给水、工矿企业给水净化的理想设备。
一体化自动反冲洗净水器主体设备为钢结构，在本公司的工厂内制成成品，运抵现场，拼装即能投入使用。
施工周期快。
一体化自动反冲洗净水器在设计上也充分考虑了各地区性的水质差异情况，在合理选取投药点的同时，增加了混凝网格反应功能，使装置具有充分的混凝反应时间。
并较保守地设计表面负荷，使设备更具有耐冲击负荷的能力，更适合各地区不同的水质场合使用，过滤系统采用小阻力配水进行深层慢滤，确保滤后出水浊度≤5度。
一体化自动反冲洗净水器在设计上突出方便实用、操作简单的特点，整套系统巧妙地利用水力学特性，实现自动运行，对操作人员素质要求不高，一般人均可操作自如，并能自动控制设备运行终点。
当滤层表面堵塞到一定程度时自动反冲，整套装置没有运动部件，设备故障几平为零，运行可靠，便于维护。
整套装置由网格旋流反应器、快速斜管沉淀器及重力式无阀过滤器两大部份组成，两大部件的技术及性能简要介绍如下：
网格旋流反应器
该装置装一体化设备的水进入入口部位，原水经加药从管道混合器进入本装置后通过装置内设置的多格多层网格，不断改变原水水流的流向和流速，靠自身的水力作用，使加入的混凝剂与进水进一步混合，水中悬浮胶体相互碰撞、搅拌，增强絮凝效果，设置了网格反应的沉淀器比传统的竖流式沉淀反应器有更好的混凝效果，同时，节省了药剂的投加量。
快速斜管沉淀器
快速斜管沉淀器是在传统的平流式沉淀器的基础上改进而成的，在沉淀器内设置了斜管，增加了沉淀面积，因此斜管沉淀器的效率得到大大提高。
使同等面积的沉淀器增加了出水量，换言之，在处理同等水量的前提下，可缩小设备（或装置）的体积，减少设备投资。
在增加了斜管缩小设备体积的同时，在技术上还大大改善了水力条件：
斜管的管径、间距足够小时，（一般在30mm左右），水流处于层流状态，此时颗粒的沉降，不受水流干扰，提高了沉淀的稳定性。
颗粒沉降的路程缩短，因而缩短了沉降时间。
本沉淀器还设置了一个混凝反应区，原水进入后，先经混凝反应悬浮杂质絮凝成较大颗粒，再进入沉淀区，由于沉淀器为方形设计，最大限度地利用沉淀器的沉淀面积，比同截面的园形的竖流式沉淀器，增加沉淀面积达20%以上，较低的表面负荷，保证了沉淀效果，一般情况下进水浊度在1000ppm以内时，沉淀器出水浊度已≤15ppm。
重力式自动反冲过滤器
本装置设计为水力自动反冲，其工作运行原理如下：
过滤时的流程是：
经沉淀或澄清后的清水，经配水槽、U型管进入虹吸上升管，再由顶盖内的布水档板均匀地布水于滤料层中，水自上而下通过滤料层过滤，过滤水从小阻力配水系统进入集水区，即出水箱储存，当水位上升至出水管时，过滤水就流入清水池。
滤池刚投入运行时，滤料层较清洁，但当运行到一定的时间之后由于滤料层中固体颗粒杂质的逐渐增多，因此水头损失也随之增加，水位就沿着虹吸上升管慢慢升高，当水头损失增大到一定程度之后，使虹吸上升管中的水位升高到虹吸辅助管口时，水便从辅助助管口急速流下，依靠水流的挟气和引射作用及抽气管不断带走虹吸管中的空气，使虹吸管形成真空，虹吸上升管中的水便大量地越过管顶，沿虹吸下降管落下，这时，就开始了反冲洗过程。
冲洗水箱的水经过连桶管、集水区和配水系统从下而上冲洗滤料层，冲洗的废水通过虹吸管流入排水井排出。
在冲洗过程中，水箱的水位逐渐下降，约冲洗5min左右，水箱水位下降到虹吸破坏器时，虹吸即被破坏，冲洗过程就此结束，过滤又重新开始。
设置本装置，可省去了传统的机械反冲水泵，同时不需要抽取清水池的清水作反冲用水，使整个系统因减少了反冲洗泵及相关的管道、阀门、管件而变得更为简单，大大地减轻操作管理强度及设备投资。
由于反冲是视滤层的堵塞程度而自动进行，减少了人为操作的失误，整套装置甚至可以在无人操作的状态下运行。
由此可见，采用组合式自动反冲一体化净水装置作为中小型自来水厂的净化设施有很多其他设备无可比拟的优点。
它的采用，将使整个处理系统变得更加实用、可靠和方便。
无论从技术上或经济上都比老式净化装置更具优越性。
目前，该种产品已被越来越多的用户应用于小型水厂，已成为传统带反冲泵装置的净水器的换代产品。
反应时间：
12min
PH调节范围：
8～9
水力负荷：
4.68m3/m2·h
过滤流速：
4.92m/h
投加药剂：
NaOH、PAC
7）、污泥处理
系统产生的污泥全部自流入污泥池，污泥含水率为95～98%，然后由污泥泵泵入带式压滤机进一步脱水处理，脱水后的干固体含量达20~25%，可直接运至填埋处置。
脱水的滤液回流至调节池重新进行处理。
在污泥脱水之前，加入絮凝剂，以提高脱水效率，有利于脱水处理的干化程度。
3、主要污染物在各处理工序中的去除效率
污染物
CODCr（mg/l）
色度（倍）
生产废水
6000
1200
格栅+调节池出水
5400
1080
去除率（%）
10%
10%
涡流反应器+沉淀池出水
3240
432
去除率（%）
40%
60%
气浮机出水
1944
260
去除率（%）
40%
40%
微电解铁碳曝气池出水
1360
234
去除率（%）
30%
10%
芬顿氧化塔出水
680
140
去除率（%）
50%
40%
一体化自动反冲净水器出水
476
98
去除率（%）
30%
30%
出水要求
<500
<100
七、系统平面布置
废水处理布置按废水处理工艺流程及废水流入口及排出口位置要求进行平面布置，力求做到布局合理，整体美观。
初步确定处理工程占地约：
长×宽=55米×16米，即880平方米。
（参见废水处理系统平面布置图）。
八、主要构筑物及其设计参数
1、格栅池
池体尺寸：
4.0m（L）×0.5m（W）×3.0m（H）
结构形式：
地下钢砼
数量：
1座
2、调节池
池体尺寸：
15.3m（L）×11.0m（W）×3.0m（H）
停留时间：
HRT＝4h
有效容积：
V＝340m3
结构形式：
地下钢砼
数量：
1座
3、沉淀池
池体尺寸：
8.75m（L）×8.75m（W）×4.5m（H）
表面负荷：
q＝1.33m3/m2·h
有效面积：
V＝64m2
结构形式：
地上钢砼
数量：
1座（分4格）
4、微电解铁碳曝气池
池体尺寸：
3.3m（L）×5.0m（W）×4.0m（H）
反应时间：
t＝20min
有效容积：
V＝30m3
结构形式：
半埋式，钢砼
数量：
1座
5、中间水池
池体尺寸：
3.3m（L）×2.8m（W）×4.0m（H）
停留时间：
HRT＝20min
有效容积：
V＝30m3
结构形式：
半埋式，钢砼
数量：
1座
6、排水池
池体尺寸：
4.0m（L）×3.5m（W）×3.0m（H）
停留时间：
HRT＝25min
有效容积：
V＝35m3
结构形式：
地下钢砼
数量：
1座
7、污泥池
池体尺寸：
3.3m（L）×8.8m（W）×4.0m（H）
有效容积：
V＝100m3
结构形式：
半埋式，钢砼
数量：
1座
8、水泵平台、反应器平台
规格：
3.0×2.0m，4.0×4.0×4.0m
数量：
2座
9、设备基础
数量：
1宗
10、溶药池及溶解池
结构形式：
砼，内贴瓷砖
数量：
1宗
九、主要设备及材料
序号
使用位置
名称
规格型号
材质
数量
单位
备注
1
格栅池
机械格栅
HZHG-400，1.5kw
组件
1
套
2
调节池
推流器
QJB1.5
组件
2
套
3
一级提升泵
ZW100-100-15，7.5kw
铸铁
2
台
100m3/h，15m
4
液位计
JYB-KO
组件
1
套
5
PH计
PH-A
组件
1
套
6
涡流反应器
涡流反应器
Ф2500×4500mm
A3防腐
1
台
t＝10min
7
排泥系统
配套
A3
1
套
8
平台围栏
配套
A3
1
套
9
沉淀池
布水系统
配套
A3防腐
4
台
10
排泥系统
配套
4
套
11
气浮机
气浮机
WQP-90
A3防腐
1
台
12.0×3.2×2.7m
12
溶气罐
Ф800×3400mm
A3防腐
1
台
13
溶气泵
80DL20×2，11kw
铸铁
1
台
50m3/h，40m
14
空压机
V-0.2/10-B，2.2kw
组件
1
台
0.2m3/min，1.0MPa
15
刮泥行车
配套，1.1kw
组件
1
台
16
排泥排空系统
配套
1
套
17
其他配件
释放头等
1
批
18
微电解铁碳曝气池
填料
铁、碳
15
m3
19
填料支架
配套
FRP
30
m2
20
鼓风机
HC-80S，4kw
组件
2
台
2.59m3/min，0.04MPa
21
穿孔曝气管
配套
1
套
22
排水系统
配套
1
套
23
PH计
PH-A
组件
1
套
24
中间水池
二级提升泵
100FX-23，15kw
不锈钢
2
台
100m3/h，12m
25
液位计
JYB-KO
组件
1
套
26
芬顿氧化塔
芬顿氧化塔
Ф2000×7500mm
A3防腐
2
台
27
循环泵
80KF-20，4kw
不锈钢
2
台
50m3/h，10m
28
ORP计
OPM223
组件
1
套
29
一体化自动反冲净水器
一体化净水器
YWS-150
A3防腐
1
台
30
斜管
20
m2
31
斜管支架
配套
20
m2
32
石英砂
级配
30
t
33
排泥系统
配套
1
套
34
PH计
PH-A
组件
1
套
35
排水池
排水泵
业主自购
铸铁
2
台
36
液位计
JYB-KO
组件
1
套
37
污泥池
污泥泵
ZW80-65-25，11kw
铸铁
2
台
65m3/h，25m
38
排水排泥系统
配套
1
套
39
设备棚
带式压滤机
LFD1500S8W，2.2kw
组件
1
台
15～18m3/h
40
清洗水泵
IS50-32-160，3kw
铸铁
1
台
12.5m3/h，32m
41
空压机
W-0.3/10-B，3kw
组件
1
台
0.3m3/min，1.0MPa
42
硫酸加药系统
硫酸储罐
11m3，卧式
玻璃钢
1
个
43
加药泵
YD-40022L，1.5kw
衬氟
2
台
12.9L/min，10m
44
管阀
1
批
45
PAM加药系统
搅拌机
BE-0.55
组件
1
台
46
加药泵
40F-13，0.55kw
2
台
2m3/h，13m
47
管阀
1
批
48
PAC加药装置
搅拌机
BE-0.55
组件
1
台
49
加药泵
25F-8，0.25kw
不锈钢
2
台
0.5m3/h，12m
50
管阀
1
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