3000td 印染废水处理工艺设计文档格式.docx
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0.25）。
同时，一般的活性污泥不容易适应多变的印染中间体废水，影响生物的降解能力。
（5）色度高、组分复杂。
由于印染厂生产的印染和中间体品种多，颜色多，且疏水性、亲水性、阳离子、阴离子等等各种类型的印染都在混合废水中，加上PVA浆料和新型助剂的使用，致使印染工业废水难于生化处理。
1.3印染废水的危害
印染废水含大量的有机污染物，排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其它水生生物的生存。
沉于水底的有机物，会因厌氧分解而产生硫化氢等有害气体，恶化环境。
在使用化学氧化法去除色度时，虽然能使水溶性印染的发色基被破坏而褪色，但其残余物的影响仍然存在。
印染废水大部分偏碱性，进入农田，会使土地盐碱化；
染色废水的硫酸盐在土壤的还原条件下可转化为硫化物，产生硫化氢。
2设计概述
2.1设计题目和任务
设计题目：
3000m3/d印染废水处理工艺设计。
设计任务：
根据印染废水的特点及相关资料进行废水处理工程设计，具体内容有：
1、收集资料，进行工艺流程的选择、方案的论证；
2、计算各构筑物尺寸，确定有关设备型号；
3、进行合理的平面布置，画出平面布置图；
4、画出主要构筑物平面、剖面图；
2.2设计进出水水质及处理程度
2.2.1设计进出水水质
设计进水流量：
印染废水日平均流量Q=3000m3/d；
污水流量总变化系数Kz=1.5。
水质的确定（处理后出水达到广东省地方标准《水污染物排放限值》DB44/26-2001第二时段标准值中的一级标准）。
进出水水质具体情况见表1。
表1设计进出水水质
项目
COD（mg/L）
BOD5（mg/L）
SS（mg/L）
色度（倍）
pH
NH3-N（mg/L）
进水
1100
230
210
400
6～10
30
出水
《100
《20
《60
40
6～9
15
去除率
91%
71%
90%
—
50%
执行标准
DB44/26-2001第二时段一级标准
2.2.2处理程度的确定
污水处理厂的去除率可以根据进出水水质的差额来确定，根据下面公式计算，结果见下式。
3印染废水处理方案的确定
3.1确定污水处理方案的原则
（1）污水处理方案的原则：
污水处理应采用先进的技术设备，要求经济合理，安全可靠，出水水质好；
保证良好的出水水质，效益高。
污水厂的处理构筑物要求布局合理，建设投资少，占地少；
自动化程度高，便于科学管理，力求达到节能和污水资源化，进行回用水设计。
为确保处理效果，采用成熟可靠的工艺流程和处理构筑物；
提高自动化程度，为科学管理创造条件。
污水处理采用生物处理，污泥脱水采用机械脱水并设事故干化厂；
季节性对污水进行消毒。
提高管理水平，保证运转中经济效果最佳；
充分利用沼气资源，把沼气作为可利用能源。
查阅相关的资料确定其方案。
（2）最佳的处理方案要体现以下优点：
保证处理效果，运行稳定；
基建费用低，耗能低，运行费用低；
占地面积小，泥量少，管理方便。
3.2污水处理基本技术路线的确定
印染废水具有色度高，COD值高，有机物浓度高、色度深，碱性高，成分复杂和水质、水量变化大等特点。
通常印染废水的处理方法有：
物理法、化学法、生物法等。
国内外大量的理论与实际经验指出：
其中物理法处理效果较差；
化学法投资占地面积小，但所需投加药剂量大；
生物法是一种较为普遍的主要处理方法。
目前，国内外对印染废水以生物处理为主，占80%以上，尤以好氧生物处理法占大多数。
表2给出几种常用处理工艺方法及比较。
表2几种常用生物处理方法的比较
序号
处理方法
BOD5去除率
N、P去除率
占地
投资
能耗
1
普通活性污泥法
90%～95%
低
大
高
2
SBR法
85%～95%
一般
较小
小
较低
3
CASS工艺
较高
4
UNITANK工艺
5
氧化沟
92%～98%
较大
6
AB法
90%～96%
7
A/A/O法
8
高负荷生物滤池
75%～85%
9
生物接触氧化法
10
水解好氧法
一般或较高
而随着染料浆料的成分日益复杂，废水排放标准要求越来越严格，单纯的生物处理难度越来越大，出水难以达到排放标准。
此外，好氧生物法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题一直是废水处理领域中的难题之一。
因此，结合实际情况，采用生物处理为主，再辅以化学处理技术，组成一个完整的综合工艺流程，既保留了生物处理方法可去除较大量有机污染物和一定色度的能力、又发挥了物理化学法去除颜色和剩余有机污染物的能力，而且运行成本相对较低。
另外，生物处理法要求废水的可生化性较高，而印染废水属于难生化降解的废水，特别是近几年，随着PVA浆料的普遍应用，导致印染废水的可生化性指标BOD/COD值很低，这就要求在设计印染废水工艺流程时，必须考虑提高废水的可生化性，即先对废水进行水解酸化处理技术作为好氧生物处理工艺的预处理，再进行好氧生物处理，以利于提高废水的处理效果。
综上所述，本设计采用以好氧生物处理法为主，同时需辅以必要的水解酸化预处理和物理化学深度处理的污水处理技术路线。
3.3污水处理主要工艺方案的确定
在确定了污水处理技术路线后，而目前好氧生物处理采用较多的有活性污泥法、生物接触氧化法、氧化沟、生物转盘和塔式生物滤池等。
下面对生物处理的几个方案进行比选。
根据处理规模、进出水水质要求，初步选到下列3个方案，再进行比较。
a.普通活性污泥法；
b.氧化沟；
c.生物接触氧化法。
3.3.1普通活性污泥法
普通活性污泥法的特点是好氧微生物在曝气池中以活性污泥的形态出现，并通过鼓风机曝气供给微生物所必需的足够氧量，促使微生物生存和繁殖以分解污水中的有机物。
混合液经沉淀分离后，其活性污泥大量被回流到曝气池中。
（1）优点：
a.处理污水效果好，BOD5的去除率可达90%；
b.有丰富的技术资料和成熟的管理经验；
c.适宜处理大量污水，运行可靠，水质稳定。
（2）缺点：
a.运行费用高，由于在曝气池的末端造成的浪费，故运行成本相对较高；
b.基建费用高，占地面积大；
c.对外界条件的适应性差；
d.由于沉淀时间短和沉淀后碳源不足等情况，对于N、P去除率非常低，TN的去除率仅有20%的效果，NH3-N用于细胞合成只能除12～18%，P的去除率也很低。
3.3.2氧化沟工艺
氧化沟又名氧化渠或循环曝气池，是1950年由荷兰公共工程研究所研究成功的。
其本特征是曝气池呈封闭的沟渠形。
污水和活性污泥的混合液在其中不停地循环流动，其水力停留时间一般较长，为15～16h，泥龄长达15～30天，属于延时曝气法。
（1）优点
a.氧化沟内循环流量很大，进入沟内的原污水立即被大量的循环水所混合和稀释，因此具有很强的承受冲击负荷的能力，对不易降解的有机物也有较好的处理效果。
b.处理效果稳定可靠，不仅可满足BOD5、SS的排放标准，还可以达到脱N除P的效果。
c.由于氧化沟的水力停留时间和泥龄都很长，悬浮物、有机物在沟内可获得较彻底的降解。
d.活性污泥产量少且趋于稳定，一般可不设初沉池和污泥消化池，有的甚至取消二沉池和污泥回流系统，简化了处理流程，减少了处理构筑物，使其基建费用和运行费用都低于一般活性污泥法。
e.承受水质、水量、水温能力强，出水水质好。
（2）缺点
氧化沟运行管理费用高；
氧化沟沟体占地面积大。
3.3.3生物接触氧化工艺
生物接触氧化法（biologicalcontactoxidationprocess）是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气，通过生物氧化作用，将废水中的有机物氧化分解，达到净化目的。
（1）优点[2]：
生物接触氧化法与其他方法的比较具有如下优点：
由于填料的比表面积大，池内的充氧条件良好，生物接触氧化池内单位容积的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池。
因此，生物接触氧化法具有较高的容积负荷。
②处理效率高，工艺使用范围广泛。
在处理水量相同的情况下，所需装置设备较小，因而占地面积小。
③由于微生物是附着在填料上形成生物膜，生物膜的剥落与增长可以自动保持平衡，所以无需回流污泥，运转十分方便，不存在活性污泥法中所容易产生的污泥膨胀问题。
其污泥产量远低于活性污泥法。
④由于生物固体量多，水流又属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强的适应能力，耐冲击负荷能力强。
⑤维护管理方便，工艺操作简便，基建费用低。
（2）缺点[2]：
①填料上的生物膜数量需视BOD负荷而变。
BOD负荷高，则生物膜数量多；
反之亦然。
因此不能借助于运转条件的变化任意地调节生物量和装置的效能。
②生物摸量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，容易堵塞填料。
因此，必须要有负荷界限和必要的防堵塞冲洗措施。
填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。
由于填料设置使氧化池的构造较为复杂，曝气设备的安装和维护不如活性污泥法来得方便。
综上所述，根据处理规模、进出水水质要求，本设计的生物处理法采用生物接触氧化法。
3.4深度处理工艺方案的确定
在生物处理工艺确定后，深度处理工艺的选择便成为保证本工程出水水质的关键一步。
因此，针对深度处理工艺，有必要根据确定的标准和原则，从整体优化的角度出发，结合设计规模，进水水质特征和出水水质要求，选择切实可行且经济合理的深度处理工艺方案，经全面技术经济比较后优选出最佳的工艺方案。
深度处理工艺方案的确定中，拟遵循以下原则：
①技术成熟，处理效果稳定，保证出水水质达到设计要求；
②基建费用和运行费用低，运行管理方便，运转灵活，并可根据不同的进水水质和出水水质要求调整运行方式和工艺参数，最大限度的发挥处理设备的处理效果；
便于实现工艺工程的运行自动化，提高管理水平，降低劳动强度和人工费用。
由于前面的生物处理采用的水解酸化+接触氧化，使COD、BOD的去除率基本达到出水标准，但是废水中的色度和SS并没有达标，所以生物接触氧化法后的出水需进行深度处理，本设计采用混凝沉淀，进行深度处理。
3.5污泥处理方案的确定
污水处理过程中产生的污泥有机物含量较高且不易稳定，易腐化，并含有寄生虫卵，处理不好会造成二次污染，污泥处理要求：
减少有机物，使污泥稳定化；
减少污泥体积，降低污泥后续处理费用；
减少污泥有害物质，利用污泥中可用物质；
尽量减少或避免二次污染。
由于本设计工艺会产生部分污泥，为了防止污泥产生二次污染，减少污泥在贮泥池的停留时间及磷的释放机会，要对污泥进行浓缩处理，本设计采用重力浓缩脱水的污泥处理工艺。
3.6工艺流程的确定
3.6.1工艺流程图
根据上述处理工艺分析，确定采用水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀组合方案。
最终确定的污水处理工艺流程见图1。
图1“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”工艺流程图
3.6.2工艺流程说明
（1）格栅：
印染废水首先通过格栅，用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。
（2）调节池：
所进入废水处理系统的废水，其水量和水质随时都可能发生变化，这对废水处理构筑物的正常运转非常不利。
水量和水质的波动越大，处理效果就越不稳定，甚至会使废水处理工艺过程遭受严重破坏。
为减少废水高峰流量或浓度变化对废水处理工艺过程的影响，在废水处理系统之前宜设置调节池，以均和水质和水量，调节水温，加酸中和，使后续处理构筑物在运行期间内能得到均衡的进水量和稳定的水质，并达到理想的处理效果。
在调节池增加曝气系统，对废水进行预先曝气处理，使废水均质，混合均匀，冲刷作用使颗粒物下沉，能吹脱废水中挥发性有机物，并且能增加废水中的溶解氧。
（3）水解酸化：
水解酸化处理方法是一种介于好氧和厌氧处理法之间的方法，和其它工艺组合可以降低处理成本提高处理效率。
在水解酸化阶段，通过缺氧降解，在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，从而提高废水的可生化性，保证后续生化处理效果，并减少最终排放的剩余污泥量。
（4）生物接触氧化：
经水解酸化池处理后的出水进入接触氧化池。
接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长于填料表面，部分悬浮生长于水中，待处理的废水经曝气充氧后以一定流速流经填料，与生物膜接触，生物膜与悬浮的活性污泥共同作用，达到净化废水的作用。
（5）混凝沉淀：
废水经过“水解酸化+接触氧化”处理，使COD、BOD的去除率基本达到出水标准，但是废水中的色度和SS并没有达标，所以对生物接触氧化池的出水需进行深度混凝沉淀处理，即通过向水中加入混凝剂与废水中的难降解有机物混合反应，最终达到去除各种悬浮物，降低出水的浊度和色度，使出水的水质达标。
4主要构筑物的设计计算
4.1格栅
4.1.1设计概述
格栅是一组平行的金属栅条或筛网组成，安装在污水管道、泵房、集水井的进口处或处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷，保护后续处理设施。
4.1.2设计参数
（1）格栅栅条间隙，应符合下列要求：
人工清除25～40mm
机械清除16～25mm
最大间隙40mm
（2）在大型污水处理厂或泵站前原大型格栅（每日栅渣量大于0.2m3/d），一般应采用机械清渣；
（3）格栅倾角一般用45°
～75°
，机械格栅倾角一般为60°
～70°
；
（4）通过格栅的水头损失一般采用0.08～0.15m；
（5）过栅流速一般采用0.6～1.0m/s，栅前流速一般为0.4～0.9m/；
由进水量而得，具体设计参数如下：
1最大设计流量Qmax=kzQ=1.5
3000m3/d=4500m3/d=187.5m3/h=0.052m3/s（式中kz为污水流量总变化系数，一般取1.2～1.9，本设计取kz=1.5）
2格栅倾角α=60°
3栅前水深h=0.3m
4过栅流速v=1.0m/s
5栅条间隙宽度b=0.02m
6栅条宽度S=10mm=0.01m
7渐宽部分展开角α1=20°
8栅前管道超高h2=0.3m
4.1.3设计计算
（1）格栅间隙数n
设栅前水深h=0.3m，过栅流速v=1m/s，栅条间隙b=0.02m，格栅倾角α=60°
。
（取9个）
式中：
Qmax——最大设计流量，m3/s；
n——栅条间隙数；
α——格栅的放置倾角，取60°
，便于清渣操作；
b——栅条间隙，取0.02m；
粗格栅b=50～100mm，中格栅b=10～40mm，细格栅b=3～10mm（注：
栅条间距一般应符合下列要求：
最大间距50～100mm；
机械清栅5～25mm；
人工清栅5～50mm；
筛网0.1～2mm）；
h——栅前水深，取0.3m；
v——过栅流速，取1m/s；
最大设计流量时为0.8～1.0m/s。
（2）格栅槽总宽度B
栅条断面为锐边矩形断面，栅条宽度S=0.01m，则格栅建筑宽度为
S——栅条宽度，m；
b——格栅条间隙，m；
n——格栅条间隙数。
（3）进水渠道渐宽部分的长度L1
设进水渠道宽B1=0.11m，其渐宽部分的展开角α1=20°
，则进水渠道渐宽部分的长度L1为
B——格栅槽宽度，m；
B1——进水渠道宽度，m；
α1——进水渠道展开角，一般用20°
（4）栅槽与出水渠道连接处渐窄部分长度L2
L1——进水渠道渐宽部分的长度，m。
（5）过栅水头损失h1
设栅条断面为锐边矩形断面（β=2.42，K=3），
h1——过栅水头损失，m；
g——重力加速度，m/s2
K——系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3。
通过格栅的水头损失一般为0.08～0.15m，本设计符合要求。
（6）栅后槽总高度H
设栅前渠道超高h2=0.3m，则
栅前槽总高度H1
栅后槽总高度H
H——栅后槽总高度，m；
h——栅前水深，m；
h1——过栅水头损失，m；
h2——栅前渠道超高，一般取h2=0.3m。
（7）格栅的总长度L
（8）每日栅渣量W
W——每日栅渣量，m3/d；
W1——单位体积污水栅渣量，（m3/103m3污水）一般取0.1～0.01，细格栅取大值，粗格栅取小值；
Kz——污水流量总变化系数。
由于栅渣量W=0.24m3/d>
0.2m3/d，所以采用机械清渣。
4.14格栅机的选型
参考《给水排水设计手册》第11册，选择旋转式固液分离机，其安装倾角为60°
，进水流速1.2m/s，水头损失<
19.6kPa，栅条净距15～40mm。
格栅计算草图见图2。
图2格栅设计算草图
4.2调节池
4.2.1设计概述
印染废水具有间断性和多变性，废水的水质和水量在一日内，甚至每班内都有很大的变化。
而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求进水均匀，特别对生物处理设备更为重要。
为了保证处理设备的正常运行，必须在废水进入处理设备之前预先对废水进行调节，将不同时间排出的废水，贮存在同一水池内，并通过机械或空气的搅拌达到均和水质的目的，这种水池称为调节池。
此外，调节池尚具有预沉淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。
本设计在调节池增加曝气系统，对废水进行预先曝气处理，使废水均质，混合均匀，冲刷作用使颗粒物下沉，能吹脱废水中挥发性有机物，并且能增加废水中的溶解氧，使污水更适宜于后续的好氧处理。
4.2.2设计参数
（1）最大设计流量Qmax=kzQ=1.5
（2）停留时间T=8h（经验值4～12h，一般取8h，连续进水取4h，间断进水取12h）
（3）设池为矩形池，有效水深h=4m，一般取3.0～5.0m
（4）保护高h1=0.6m
（5）空气用量为q=4
，调节池的空气用量一般取4～6
4.2.3设计计算
（1）调节池有效容积V
V=QmaxT=187.5×
8=1500
（2）调节池尺寸
调节池平面形状为矩形，取有效水深h=4m。
则调节池面积F为
h——有效水深，一般取3.0～5.0m。
池宽B取15m，则池长
（3）池总高H
保护高h1=0.6m，池总高H=4+0.6=4.6m
（4）曝气系统计算[3]
总空气量Qs
Qs=Qsq=187.5×
4=750m3/h=0.208m3/s
空气总管管径D1取150mm，管内流速v1为
v1在10~15m/s范围内，满足规范要求。
空气支管共设8根，每根支管的空气流量q为
支管内的空气流速v2应在5~10m/s范围内，选
，则支管管径D2为
取D2=80mm，则v2为
穿孔管：
每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量
取v3=10m/s，管径D3为
取D3为40mm，则v3为
（5）加酸中和
印染废水碱性高，为保证其PH值范围为7.5～8.5以利于后续工艺处理，需对废水进行加酸中和。
印染废水呈碱性主要是由于生产过程中投加的NaOH引起的，原水PH值为6～10（取10计算），即：
[OH—]=10-4mol/L。
加酸量
Ns——酸总耗量，kg/h；
Nz——废水含碱量，kg/h；
a——酸性药剂比耗量，取1.24；
k——反应不均匀系数，1.1～1.2。
配置好的硫酸直接从贮酸槽泵入调配槽，经阀门控制流入调节池反应。
设计的调节池平面图示意见图3。
图3调节池平面示意图
4.3水解酸化池
4.3.1设计概述
水解工艺是将厌氧发酸阶段过程控制在水解与产酸阶段。
它取代功能专一的初沉池，对各类有机物去除率远远高于传统初沉池。
因此，从数量上降低了后续构筑物的负荷。
此外，利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使污水更适宜于后续的好氧处理。
4.3.2设计参数
（1）设计流量Q=3000m3/d=125m3/h；
（2）停留时间t=5h，一般取4h～5h；
（3）池超高h超高=0.5m；
（4）上升流速v上升=1.0m/h（一般
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