针织印染吨废水治理方案完整版.docx
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针织印染吨废水治理方案完整版
HENsystemofficeroom【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
针织印染吨废水治理方案
1．概述
安阳市殷都联营印染厂始创于1990年，现已发展为一家集花型设计、产品开发、印染印花、生产销售为一体的专业印染印花企业。
纺织印染行业是工业污水排放大户。
污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。
纺织印染废水处理的主要对象是不易生物降解或生物降解速度极慢的有机物、染料及有毒物质。
废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水。
为了保护环境，公司决定新建一套污水处理系统，处理能力达到3000m3/d。
针对安阳市殷都联营印染厂的环保现状，我们提出了该项目的废水处理方案，按本方案进行建设后，可确保废水的达标排放，处理后出水达到《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）中的“一级”标准（1992年7月1日起立项及其建成后投产的企业）。
能极大地减轻该项目外排废水对社会的不利影响。
2.设计依据、原则及范围
设计依据
2.1.1主要规范和标准
●《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）
●《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
●《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
●《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）
●《建筑给水排水设计规范》（GB20015-2003）
●《总图制图标准》（GB/T50103-2001）
●《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
●《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）
●《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）
2.1.2主要政策法律
●《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）
●《中华人民共和国水污染防治法》（1984年11月）
●《中华人民共和国水污染防治法实施细则》（2000年3月）
●《建设项目环境保护管理办法》（1996年3月）
●《建设工程环境保护设计规范》（1987年3月）
●《污水处理设施环境保护、监督管理办法》（1989年5月）
●《饮用水源保护区污染防治管理规定》（1989年11月）
●《污染物排放许可证管理暂行办法》（1989年5月）
设计原则
2.2.1、国家对环境保护及城市污水治理的有关规范、标准和规定。
2.2.2、城镇总体规划的原则和要求，并与城市道路、给水、防洪、环保、电力、近期建设等工程规划相协调。
2.2.3、执行国家关于环境保护工作的方针政策，精心编制，做到技术先进、经济合理、安全实用、质量可靠。
2.2.4、制宜地根据客观实际，在保证处理效果达标排放的前提下，尽量节省工程投资、节省用地、节省能源、降低运行成本。
2.2.5、处理工艺技术先进可靠、简单实用、经济合理、高效节能、确保水处理效果、减少工程投资与日常运行费用、管理维护方便。
2.2.6、稳妥地采用污水处理新技术、新设备、新材料。
2.2.7、环境美观，建筑简洁实用，提供较舒适工作环境。
设计范围
污水处理工艺、设备管线、给排水、土建、电气仪表及自控等专业设计。
设计目标
本工程废水排放执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）中的“一级”标准（1992年7月1日起立项及其建成后投产的企业），排放标准具体指标见表1：
表1废水排放标准表
项目
CODCr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
色度
（倍）
pH
排放标准
≤100
≤25
≤70
≤40
～
3.系统水质水量的确定
处理水量
根据工厂生产情况及业主提供的数据，确定厂区每天的废水处理总量为3000m3/d=125m3/h。
设计进水水质各项指标分析
废水为连续排放，但水量、水质变化大，根据安阳市殷都联营印染厂提供并结合同类型企业的资料，其废水水质参数如下：
表2废水水质表
项目
CODCr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
色度
（倍）
pH
温度
0C
设计水质
1950
600
600
150～200
～
≤40
设计出水水质
《纺织染整工业水污染物排放》（标准GB4287-92）中的“一级”标准（1992年7月1日起立项及其建成后投产的企业），排放标准具体指标见表3：
表3废水排放标准表
项目
CODCr
（mg/L）
BOD5
（mg/L）
SS
（mg/L）
色度
（倍）
pH
排放标准
≤100
≤25
≤70
≤40
～
4．处理工艺论证与选择
处理工艺的功能要求
污水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项水质指标能否稳定可靠地达到排放标准的要求、建设投资和运行成本是否节省、运行管理及维护是否方便，及占地指标是否较低。
因此污水处理工艺方案的选定是污水处理系统成功与否的关键。
4.1.1印染污水的特性
纺织印染行业是工业污水排放大户。
污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。
废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水。
浆染废水色度高、COD高，废水中含有大量的硫化物，该类废水必须加药预处理，然后再进行系列化处理，才能稳定达标排放。
漂染废水中含有染料、浆料、表面活性剂等助剂，该类废水水量大，浓度和色度均较低，如果单纯采用物化处理，出水色度也能以满足排放要求，但污染量大大增加，污泥处理的费用较高，容易造成二次污染，在目前环保要求较严的情况下应充分考虑生化处理系统，常规的强化生物处理工艺可以满足处理要求。
4.1.2印染污水处理要求
根据上面章节对污水水质的分析，本工程要求的污水处理程度较高，因此对污水处理工艺的选择应十分慎重。
本工程选择污水处理工艺应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。
下面将各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。
印染废水处理工艺的分析
针对印染行业废水处理难度的增加，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就用研究。
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、高效混凝脱色剂的研制等。
印染废水常用处理方法如下表4-1。
表4-1印染废水常用处理技术
名称
主要构筑物、设备及化学品
处理对象
格栅
各类机械
粗大悬浮物、漂浮物
中和
中和池、碱性（酸性）物质的投加系统、沉淀池、泵；中和剂；
pH值
混凝沉淀（气浮）
各种型式反应池、加药系统、沉淀池（平流式、竖流式、辐流式）、气浮分离系统；加压溶气气浮、射流气浮、涡凹气浮、泵、空压机等；混凝剂、酸、碱等；
色度、胶体状悬浮物、混凝后絮体、COD
过滤
各种型式的过滤器
悬浮物
氧化（臭氧氧化、二氧化氯氧化、氯氧化、光催氧化等）
氧化塔（池）。
氧化剂投加系统、废水提升泵；氧化剂、催化剂等；
COD、BOD、细菌、色度
吸附（活性碳、粘土等）
装有活性碳、硅藻土、煤渣等的吸附器及再生装置；
色度、COD、BOD
生化处理（好氧生物处理、厌氧生物处理）
好氧、厌氧生物反应器，供氧曝气设备、污泥搅拌设备、泥水分离设备；
色度、COD、BOD、颗粒状污染物等
1、印染废水处理的物理法—吸附法
在物理处理法中就用最多的是吸附法，这种方法是将活性碳、粘土、高岭土等多孔物质的粉未或颗粒与废水混合，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。
目前，国外主要采用活性碳吸附法（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。
吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来和选择吸附剂。
2、印染废水的化学处理方法
（1）混凝法
混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮凝团。
混凝法不但可以去除废水中的粒径为10-3～10-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、BOD、COD等有机质。
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。
近来国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂的趋势。
高分子混凝剂最常用是的聚丙烯酰胺（PAM），有阴离子型、阳离子型及非离子型。
（2）氧化法
化学氧化法是利用强氧化剂对废水中的色度、细菌微生物、有机物（COD、BOD）等污染物进行强化氧化的处理方法。
在对印染废水进行化学处理的时候，由于受运行费用及环境接纳的限制，能常不使用化学固态氧化药剂。
在国外臭氧氧化法就用较多，并且已总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。
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。
（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去除率大小依次为：
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。
3、印染废水的生物处理方法
从目前情况来看，我国印染废水好氧生物处理以表面加速曝气和接触氧化法占多数，此外鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘工艺也有应用。
生物处理对于去除BOD等有机质有效，但对于色度去除率并不高，一般在50%左右，所以当色度要求比较高时，需要辅以物理或化学处理方法。
好氧生物处理对于去除BOD有明显效果，一般可达80%左右，但色度和COD去除效率不高，尤其PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD高达2000mg/l~3000mg/l，而且BOD/COD的比值也较以前大幅下降，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标。
基于以上情况，如今印染废水的厌氧生物处理技术越来越受到人们的重视，探求高效、低耗、投资省的印染水处理新技术已日显重要。
厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐，染料中的偶氮基团、三苯甲烷以及单氮基因聚合物，都能通过厌氧分解，通常在中温条件下进行（37oC），水力停留时间（HRT）6h，主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。
用UASB反应器和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运行结果表面，废水中的色度和COD去除率分别稳定在80%~90%以上。
此时与好氧法相结合的厌氧处理作用已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间（HRT）一般为6h~12h，只发生水解和酸化作用。
这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性差的一些高分子物质，它们在厌氧段发生水解、酸化作用，变成较小的分子，从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。
应用这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理问题。
这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段有较长的污泥停留时间（SRT），有利于污泥厌氧消化，从而显着降低了整个系统的剩余污泥量。
上述组合工艺具有双重的作用：
一是对废水进行预处理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有机物；二是对系统的剩余污泥进行消化。
4.3本项目废水处理工艺选择
4.3.1物化工艺选择
混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法、混凝过滤法，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。
高分子混凝剂最常用是的聚丙烯酰胺（PAM），有阴离子型、阳离子型及非离子型。
根据以往经验，印染废水中悬浮物与药剂形成的胶团比重较大，考虑到操作强度及运行方便，本项目应宜采用混凝沉淀法。
4.3.2厌氧工艺的选择
厌氧处理是指在无厌供给条件下，通过自养微生物厌氧菌的生理作用，将废水中的复杂难降解的有机物分解为CH4和CO2的过程。
厌氧过程共分为三个阶段：
第一阶段为水解酸化阶段，复杂的大分子不溶性有机物在细胞外水解为小分子、溶解性有机物；第二阶段主要产氢产乙酸，将第一阶段的产物分解成为乙酸和氢气；第三阶段主要产甲烷，甲烷菌将乙酸、乙酸盐及其它有机物经过复杂的生物化学反应转化成甲烷。
厌氧处理主要有水解酸化池、厌氧生物滤池、UASB反应池等。
水解酸化池的池型普通，可挂装填料提高处理效率，操作简便，处理效率高，适用于中低浓度废水；厌氧生物滤池处理能力高，可按高负荷设计，不需另设泥水分离设备，但厌氧滤料费用较高，而且易堵塞，不适合在高悬浮物的废水中采用。
升流式厌氧污泥床（UASB）反应器是由Lettinga在七十年代开发的。
废水被尽可能均匀的引入到UASB反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。
厌氧反应发生在废水与污泥颗粒的接触过程，反应产生的沼气引起了内部的循环。
附着和没有附着在污泥上的沼气向反应器顶部上升，碰击到三相分离器气体发射板，引起附着气泡的污泥絮体脱气。
气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。
一些污泥颗粒会经过分离器缝隙进入沉淀区。
废水经UASB反应器处理后COD可以取得显着下降，并且还能去除部分色度。
4.3.3好氧生物处理
好氧处理工艺有很多处理方法。
好氧处理工艺分为活性污泥法和生物膜法，活性污泥法大致分为两大类：
第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。
生物膜法以接触氧化法应用最多最普遍。
生物接触氧化法是一种典型的生物膜法工艺，其特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。
生物接触氧化法中微生物所需的氧常通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。
生物接触氧化法具有以下特点：
（1）由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；
（2）由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；
（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；
综上所述，接触氧化法处理效果稳定，操作强度较小，易于控制，剩余污泥少而且污泥稳定，不需设污泥消化池，能实现生物处理池的功效最大化。
5.本项目处理工艺确定
根据项目实际情况，结合我们在其它同类污水治理工程中的实践经验，本着“两低两高”的原则（即投资低、运行费用低、去除效率高、可操作性高），从经济效益，社会效益和环境效益相结合的观点出发，确定本项目采用厌氧UASB反应器+多级接触氧化+活性炭过滤工艺。
选择这种工艺有如下特点：
1、运行稳定，可满足出水要求，工艺成熟，有成功的运转经验。
物化池负担部分有机物去除，生化池完成有机物降解，沉淀池中进行泥水分离，需独立的沉淀池。
2、有物化处理控制，可抵抗冲击负荷。
污泥有一定的稳定性，无需进行泥的厌氧消化处理。
3、曝气采用鼓风曝气，设高效曝气系统，曝气系统均布池底，动力效率高，能耗低，池深大，占地少。
4、自动化程度要求较低，运行管理简单方便。
5、占地面积相对小、投资小、污泥量处理方便。
废水处理工艺流程
工艺流程说明
车间废水收集后经过格栅，去除较大悬浮物后，进入调节池。
在调节池内，废水经均质均量后，由提升泵提升到UASB反应器，经过厌氧反应降解大分子有机物，降低部分COD。
通过厌氧处理单元，一方面去除了污水中的污染物，另一方面也减轻了后续处理的负荷，提高了处理效率。
厌氧池出水经过缓冲池后自流进入一级接触氧化池，在鼓风曝气提供充足氧源的情况下，好氧微生物通过吸收废水中的有机质实现自身的新陈代谢等生命活动，同时废水中的有机质得到充分去除，填料上脱落下来的生物膜（污泥）与废水一起进入中间沉淀池内进行固液分离；上清出水依次进入一级、二级接触氧化池进一步处理，沉降下来的活性污泥一部分回流至厌氧池及接触氧化池，剩余污泥进入生化污泥池内。
混合废水在三级接触氧化池内进一步强化处理后，废水内的有机污染物基本被完全消解，三级接触池出水去沉淀池（混凝）进行固液分离，为了提高悬浮物等的去除效率，在该池投加絮凝剂。
沉淀池剩余污泥排放入干化池，污泥渗滤液自流入调节池，沉淀池（混凝）出水自流进入活性碳滤池，去除色度及小分子有机物后，达标清水外排。
刚排出的污泥含水率很高，在污泥干化池中经过自然过滤晾晒后，滤液回流到调节池内，泥饼由运泥车外运卫生填埋处理。
紧急状态及处理措施
（1）当发生设备故障的紧急状态时，主要设备（如提升泵、鼓风机等）均设有相应的备用设备，非主要设备虽现场不设置备用，但要求业主在仓库设有备用的电机或其他设施，以便能及时更换；
（2）本站设置两路电源，当外电源断电时，切换至厂备用电源，以便维持本系统的正常运行，特别是好氧池空气的供应；
（3）调节池均按照一定的调节时间设置预留空间，可充分缓冲水质水量，因而不会终止水处理；
（4）设计时考虑两套并联运行生化处理系统，以便一套系统发生故障时，另一套系统可继续运行。
各处理单元设计预期效果见表5-1
表5-1各处理单元设计预期效果一览表
编号
处理单元
CODcr（mg/l）
BOD5（mg/l）
SS（mg/l）
色度
出水
去除率
出水
去除率
出水
去除率
出水
去除率
1
原水
1950
600
600
200
2
调节池
≤1853
≥5%
≤570
≥5%
≤600
≥0%
≤200
≥0%
3
UASB反应器
≤927
≥50%
≤342
≥40%
≤350
≥42%
≤150
≥25%
4
一级氧化池
沉淀池
≤418
≥55%
≤171
≥50%
≤210
≥40%
≤105
≥25%
5
二级氧化池
沉淀池
≤188
≥55%
≤69
60%
≤126
≥40%
≤84
≥20%
6
三级氧化池
沉淀池
≤95
≥50%
≤28
60%
≤76
≥40%
≤68
≥20%
7
活性碳滤池
≤86
≥10%
≤20
30%
≤46
40%
≤34
≥50%
8
总去除率
95%
95%
93%
83%
9
排放标准
≤100
≤25
≤70
≤40
6．处理工艺设计
设计参数：
根据业主提供的废水量，本污水站处理量Q=3000m3/d＝125m3/h
调节池
数量：
1座
工艺尺寸：
××4.5m
结构：
钢混
备注：
地下
UASB反应器
数量：
2座
工艺尺寸：
××6.0m
结构：
钢混
备注：
半地下
配套设备：
（1）布水器2套
（2）集水槽2组
（3）水泵3台Q=45m3/h,H=15m,二用一备
缓冲池
工艺尺寸：
××4.5m
数量：
2座
结构：
钢混
备注：
半地下
一级接触氧化池
数量：
2座
结构：
钢混，半地下
工艺尺寸：
××4.5m
配套设备：
（1）弹性填料2套
（2）罗茨鼓风机3台，2用1备
（3）高效曝气系统1套（2组）
中间沉淀池
工艺尺寸：
××4.5m
数量：
2座
二级接触氧化池
数量：
2座
结构：
钢混，半地下
工艺尺寸：
××4.5m
配套设备：
（1）弹性填料2套
（2）高效曝气系统1套（2组）
二次沉淀池
工艺尺寸：
××4.5m
数量：
2座
配用材料：
（1）斜管填料支架1套（2组）
（2）斜管填料25m3
（3）污泥回流泵两台（Q=25m3/h,H=10m,一用一备）
三级接触氧化池
数量：
2座
结构：
钢混，半地下
工艺尺寸：
××4.5m
配套设备：
（1）弹性填料2套
（2）高效曝气系统1套（2组）
沉淀池（混凝）
工艺尺寸：
××4.5m
数量：
2座
配用材料：
（1）斜管填料支架1套（2组）
（2）斜管填料25m3
（3）污泥回流泵两台（Q=20m3/h,H=10m,一用一备）
（4）混凝加药设备JZJY-20002台
活性炭滤池
数量：
2座
结构：
钢混
有效容积40m3
工艺尺寸：
××2.8m
配用设备：
（1）反洗水泵2台
（2）活性炭滤料25m3
污泥干化池
有效容积45m3
有效高度1.0米
工艺尺寸××1.2m
数量：
3座
结构：
钢混
污泥处理配套设备：
石英砂15m3
处理附属建筑
6.12.1主控室
面积：
4000×3500mm
数量：
1座
6.12.2加药间
面积：
4000×3500mm
数量：
1座
6.12.3鼓风机房
面积：
5000×3500mm
数量：
1座
6.12.4值班室
面积：
3000×3500mm
数量：
1座
7．主要构筑物及设备材料清单
主要构筑物规格（内部）尺寸
序号
名称
规格及型号
数量
总容积
备注
1
调节池
××4.5m
1座
670m3
钢混，地下
2
UASB反应器
××6.0m
2座
960m3
钢混
3
缓冲池
××4.5m
2座
72m3
钢混
4
一级接触氧化池
××
2座
576m3
钢混
5
中间沉淀池
××4.5m
2座
50m3
钢混
6
二级接触氧化池
××4.5m
2座
500m3
钢混
7
二沉池
××4.5m
2座
50m3
钢混
8
三级接触氧化池
××4.5m
2座
430m3
钢混
9
沉淀池（混凝）
××4.5m
2座
140m3
钢混
10
活性炭滤池
××2.8m
2座
90m3
钢混
11
污泥干化池
××1.2m
3座
45m3
钢混
12
主控室
4000×3500mm
1间
框架
13
加药间
4000×3500mm
1间
框架
14
鼓风机房
5000×3500mm
1间
框架
15
值班室
3000×3500mm
1间
框架
主要工艺设备材料清单
序号
名称
规格及型号
数量
备注
1
人工格栅
栅距5mm
1台
碳钢
2
污水提升泵
45m3/h,15m,
3台
二用一备
3
UASB反应池布水器
Q=65m3/h
2组
UPVC
UASB反应池集水槽
Q=65m3/h
2组
碳钢
UASB三相分离器
2组
4
斜管填料
Ф50mm
28m3
5
填料支架
10mm钢
2套
碳钢镀锌
6
弹
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