废水处理工程课程设计1.docx

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废水处理工程课程设计1

废水处理工程课程设计1

　　　　　　　　　　环境工程　　废水工程课程设计说明书　　　　题　　目：

某印染公司废水处理工程方案设计姓　　名：

　　　　班　　级：

　　环境工程　　学　　号：

　　　　指导教师：

　　　　　　成　　绩：

　　　　　　　　环境科学与工程学院2011年11月　　　　　　　　　　　　目录　　1、概述.............................................................................................................................................3　　前言..................................................................................................................................3设计依据..........................................................................................................................3建设场地..........................................................................................................................3设计范围..........................................................................................................................4设计原则..........................................................................................................................42、设计水量与水质.........................................................................................................................4　　印染废水的来源..............................................................................................................4设计水量与水质..............................................................................................................53、处理工艺流程的确定.................................................................................................................6　　印染废水污染特征分析..................................................................................................6印染废水处理技术现状..................................................................................................7处理工艺流程..................................................................................................................8处理工艺流程的选择.....................................................................................................8预期处理效果................................................................................................................124、处理构筑物及设备设计...........................................................................................................12　　处理构筑物工艺设计......................................................................................................125、总图设计...................................................................................................................................17　　总平面布置......................................................................................................................17高程布置..........................................................................................错误！

未定义书签。

6、工程概算...................................................................................................................................19　　土建费用投资........................................................................................................20设备材料费用........................................................................................................20其它费用................................................................................................................21工程总造价.......................................................................................................................227、运行费用...................................................................................................................................228、主要经济技术指标...................................................................................................................23　　　　　　　　　　1概述　　前言　　某中型印染公司，主要产品为棉、涤纶以及涤棉布的染色，生产规模为2000万米/年。

于染色染料在工艺流程中排放进入水体，造成印染工业水体COD，BOD，ph，色度等超出国家水体排放标准。

根据建设项目环境保护要求，印染工艺主体必须与印染废水处理处置工程实现“三同时”。

因此浙江海青印染有限公司决定建设废水处理工程,实行清洁生产，以防治污染，保护环境。

计划处理废水量2000t/d,根据《纺织染整工业水污染物排放标准》，印染废水在处理后达到市政污水纳管标准。

　　根据业主的招标要求，我们在现场勘查了解情况的基础上，编制了该项目废水处理工程设计方案。

　　设计依据　　1）《浙江海青印染有限公司建设项目环境影响评价报告书》2011；　　2）浙江省环境保护厅对《浙江海青印染有限公司建设项目环境影响评价报告书》的批复；　　3）《国家污水综合排放标准》　　4）《纺织染整工业污染物排放标准》　　5）《室外排水设计规范》　　6）《给排水工程结构设计规范》　　7）业主提供的地质资料及其它相关资料。

　　建设场地　　废水处理建设场地根据厂区总体布局确定。

　　本设计将依据现场实际情况，合理布局的原则，进行废水处理站平面布置，做到节省用地，确保安全合理。

　　　　　　设计范围　　工程设计范围从废水处理站格栅井接入管始至处理站标准排放口止。

包括处理工艺、设备、土建、管道、控制、电线电缆等的设计。

　　本工程设计不含厂区废水收集管道系统、处理站围墙、绿化及排出水管等。

处理出水标准排放口设置在线监测系统，业主根据环保要求安装。

　　设计原则　　1、根据印染废水水质情况，采用简单、低能耗、高效益的废水处理技术，确保处理出水达标排放。

　　2、采用混凝沉淀处理工艺，节省工程投资，降低运行费用。

3、合理布局、流程顺畅、平面紧凑，操作管理方便。

　　4、选择质量好、价格合理、售后服务周到设备与厂家，保证工程质量。

　　　　2、设计水量与水质　　印染废水来源　　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，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。

印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。

　　　　↑　　↑　　↑　　↑预处理：

　　　　　　↓　　整理工序←印花工序←染色工序　　↓　　↓　　↓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（如涤棉经纱）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、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，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CODCr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。

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。

浙江海青印染有限公司一般印染废水pH值为8～13，CODCr为1057～1468mg/L，BOD5为318～539mg/L，SS为278～424mg/L，色度为400倍。

　　设计水量与水质　　设计水量与水质根据《浙江海青印染有限公司建设项目环境影响评价报告书》工程分析结论业主提出，按照年产2000万米布匹生产规模，确定。

　　1）设计水量　　按照《国家污水综合排放标准》规定，年产2000万米布匹生产规模的废水产生量约为1600t/d，本设计废水处理规模确定为2000t/d。

　　2）设计水质及排放标准　　

　　　　　　　　本设计采用各类废水自车间排出后，自流进废水处理站。

根据建设项目环境影响评价报告工程分析结论，业主提出设计水质。

废水处理出水排人自然水体，执行《国家污水综合排放标准》标准后排放。

设计水量与水质见表1：

　　表1设计水量水质表　　序号12345　　项目PHCODcrBOD5SS色度设计水质8～131500mg/L540mg/L400mg/L400倍建议设计值6-9≤500mg/L≤300mg/L≤400mg/L≤30倍3、处理工艺流程的确定　　印染废水污染特征分析　　印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3×106～4×106m3。

印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。

近年来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COD浓度也原来的数百mg/L上升到数千mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。

传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。

　　印染废水处理技术现状　　目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，有的还将化学法与之串联。

　　国外也是基本如此。

于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。

　　　　　　原有的生物处理系统大都原来的70%COD去除率下降到50%左右，甚至更低。

色度的去除是印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。

此外，PVA等化学浆料造成的COD占印染废水总COD的比例相当大，但于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有20%～30%。

　　针对上述问题，近年来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。

其中具有代表性的有：

厌氧好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等。

　　1）印染废水处理的物理法　　①吸附法：

这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过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。

目前，国外主要采用活性炭吸附法（多半用于三级处理），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。

SaitoT.等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93%、92%和63%，活性炭吸附能力可达到500mgCOD/g炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。

　　2）印染废水的化学处理法　　①混凝法：

主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。

凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；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。

　　②氧化法：

臭氧氧化法在国外应用较多，Zima等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。

研究表明，臭氧用量为/g染料时，淡褐色染料废水脱色率达80%；研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量%。

因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可考虑在其中安装隔板。

　　臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。

从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗　　　　　　电多，大规模推广应用有一定困难。

　　③电解法：

电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%～70%，但对颜色深、CODCr高的废水处理效果较差。

对染料的电化学性能研究表明，各类染料在电解处理时其CODCr去除率的大小顺序为：

硫化染料、还原染料＞酸性染料、活性染料＞中性染料、直接染料＞阳离子染料。

目前这种方法正在推广应用。

　　3）印染废水的生物处理法为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术，近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究，获得了很大的成功。

　　①厌氧—好氧—生物炭接触氧化工艺：

　　主要设计参数如下：

调节池：

HRT8～10h；厌氧池：

HRT3～5h；好氧池：

HRT6～8h；生物炭池：

HRT1～2h。

　　试验和实际应用表明，厌氧好氧生物炭流程在上述运转参数下，对于CODCr为800～1000mg/L的印染废水，处理效果完全可以达到国家排放标准，再稍加进一步处理还可回用，系统的污泥趋于自身平衡。

目前已有多家生产厂采用该流程，运转时间最长的达5年以上，处理效果稳定，而且从未外排污泥，也没发现厌氧池内污泥过度增长。

　　②厌氧—好氧生物转盘：

将厌氧生物转盘与好氧生物转盘串联起来，用于印染废水处理，也取得了好的效果。

该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置，整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。

一是为了提高生物量，因而也缩短总的水力停留时间，二是为了将多余的活性污泥消化在系统内部。

该工艺流程也是兼备固着生长和悬浮生长的特点。

还可通过向转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。

该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。

适当投加微量絮凝剂，测得CODCr、色度的去除率可提高15%～20%。

进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可以提高脱色率和COD去除率。

但该工艺中转盘的金属构件有腐蚀现象，需进一步研究解决。

　　　　　　处理工艺流程　　处理工艺流程的选择　　于印染废水可降解性相对较差，并且根据业主要求，本次水处理过程只要达到市政污水纳管标准。

结合实际情况，为节省运行费用，达到达标排放的要求，我们决定使用“调节—混凝沉淀—生物接触氧化”工艺流程与“调节—生物处理法—氧化脱色”工艺流程进行比较。

　　方案一：

“调节—混凝沉淀—生物接触氧化”工艺流程　　印染废水通过废水收集管道，自流至废水处理站格栅井、进入废水调节池，采用机械搅拌，提高匀质效果并调节废水的PH值，调节PH后自调节池进入混凝沉淀池，通过混凝剂的作用将大量物质混凝沉淀后较大地降低有机物含量和色度。

再经过生物接触氧化池，进一步处理有机物，使之达到市政污水纳管标准。

　　混凝沉淀池与二沉池出来的污泥进入浓缩池，经过机房，压滤机脱水后泥饼外运。

　　方案二：

“调节—混凝沉淀—曝气氧化”工艺流程　　印染废水通过废水收集管道，自流至废水处理站格栅井、进入废水调节池，采用机械搅拌，提高匀质效果并调节废水的PH值，经过调节池调节PH后进入混凝沉淀池，再进入曝气池通过活性污泥法去除其中的COD，BOD，达到出水标准。

　　二沉池中污泥可回流至曝气池，剩余污泥经过浓缩池后进入机房，压滤机脱水后泥饼外运。

　　处理工艺流程　　印染废水通过废水收集管道，自流至废水处理站格栅井、进入废水调节池，采用机械搅拌，提高匀质效果并调节废水的PH值；调节池废水用泵提升至废水处理系统，进入混凝池处理，通过PFS和高分子有机物配合作用，混凝其中悬浮物，经过初沉池沉淀，废水进入曝气池，通过活性污泥法去除水中COD，BOD5以达到市政污水纳管标准，经过二沉池去除大部分悬浮物后，使印染废水色度达标排放。

　　二沉池剩余污泥一部分回流至曝气池，充分利用污泥降解有机物活性。

多余的污泥进入污泥浓缩池后通过压滤机压滤脱水，泥饼外运填埋。

　　　　　　处理工艺流程见图3-1：

　　　　　　　　印染废水　　格栅调节PH值调节池原污水收集管网泵PFS+高分子混凝剂混凝池初沉池曝气池二沉池达标排放污泥浓缩池　　　　　　　　　　工艺描述如下：

　　A）格栅井　　泥饼处置污泥脱水机图3-1处理工艺流程图　　采用人工格栅，用于截留废水中的大形杂物。

B）调节池　　调节废水水量与水质。

调节池采用机械搅拌，提高匀质效果，防止污泥沉淀和腐化；必要时，加酸在调节池作废水PH值调整，通过PH控制系统保证出水PH在6～9；废水提升后进入混凝池。

　　C）混凝池　　对调节池出水进行混凝沉淀处理，添加PFS和少量高分子混凝剂，通过隔板反应池使水流断面流速分布不均匀，促进颗粒碰撞絮凝。

　　　　　　　　D）初沉池　　对混凝池出水，水中颗粒物絮凝沉淀，通过竖流式沉淀池将其中胶体颗粒沉淀，沉淀污泥排入污泥浓缩池。

　　E）曝气池　　通过最基本的活性污泥法，曝气系统向池内供给大量氧气，使活性污泥降解可溶性有机物，达到COD,BOD去除效率符合市政污水纳管标准。

　　F）二沉池　　废水从曝气池中排除后，通过静置使泥水分离，二沉池上层清液基本符合市政污水纳管标准排除，部分污泥回流至曝气池以补充曝气池中的污泥浓度，剩余污泥通过污泥管道进入污泥浓缩池。

　　F）污泥浓缩池　　设计污水处理系统产生的污泥初沉池和二沉池排出，污泥排至污泥浓缩池，采用两座，交替运行。

浓缩污泥用泵抽送至污泥混合槽，加PAM混合后输送至厢式压滤机压滤，滤液回流至格栅井，干滤饼外运填埋。

　　　　工艺特点　　本项目废水有机污染物浓度较高，较难降解，废水处理工艺流程采用“调节——混凝沉淀——生物曝气”处理工艺，废水处理系统具有以下特点：

?

处理工艺流程成熟、可靠，具有较强的抗冲击负荷能力，可确保出水水　　质达标排放。

　　?

处理系统部分采用了PFS和高分子混凝剂处理，可以有效降低废水处理　　系统的日常运行费用。

　　?

废水处理系统简单实用，运行管理和操作方便。

　　?

对于本工程要求市政纳管标准，通过本工艺流程可以做到以最小的经济　　利益达标。

　　　　　　　　　　预期处理效果　　处理系统各单元预期处理效果见表3。

　　表3预期处理效果表　　名称进水格栅/调节池混凝池曝气池出水PH8～136～96～77～87～8CODcr15001500750/50%480/68%480BOD55405