合成洗涤剂生产废水的处理工艺设计.doc

合成洗涤剂生产废水的处理工艺设计.doc

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济南大学毕业设计

设计总说明

洗涤剂废水污染是指洗涤剂生产过程、日常生活洗涤及工业洗涤等未经处理而大量排入水体所造成的污染。

洗涤剂中含有很高的含磷有机物，水体富营养化主要就是由于该类污染的存在，其中尤以洗涤剂工厂生产废水和日常生活废水对水体的污染严重。

随着我国工业化和城市化进程的加快，洗涤剂污染废水的产生量在不断的增大，水体富营养化污染在不断的加重，已经严重的制约了我国经济社会的可持续性发展。

当然随着我国科学技术的发展，已经建成有一大批城市污水处理厂来解决日常生活所产生该类污染，同时也从法律法规的程度来要求各洗涤剂生产工厂对其生产废水进行有效的处理。

从而改善水质，减少其对环境的污染。

本次毕业设计的题目为3000m³/d合成洗涤剂生产废水的处理工艺设计，本次设计的主要任务是设计一套采用生物接触氧化池技术处理合成洗涤剂生产废水的工艺流程方案。

生物接触氧化池法对洗涤剂废水的净化效果比较好，LAS的去除率可以达到90%以上。

本文在查阅了大量期刊、书籍等文献，对各种处理洗涤剂生产废水的方法进行了比较分析的基础上设计了生物接触氧化池法处理合成洗涤剂生产废水的工艺。

对主要的处理单元的设计参数采用了合理的选择。

对各主要单元的结构、平面布置和高程布置等进行了设计，并采用AutoCAD绘图工具来进行工程图纸的绘制。

城市生活污水处理厂进水流量为：

3000m3/d；进水水质为LAS：

180mg/L；CODCr：

750mg/L；BOD5：

190mg/L；SS：

300mg/L；pH：

10.8经处理后，出水水质达到了：

LAS：

10mg/L；CODCr<200mg/；BOD5<95mg/L；SS<150mg/L；pH：

6-9的出水标准。

该设计中的污水处理基本流程如下：

从废水管道进入废水处理厂的废水，pH很高，所以在经过格栅后必须先进入调节池进行pH的调节再进入初次沉淀池，在初次沉淀池中一部分沙粒等被去除同时加入混凝剂促进LAS的分离，隔油池是将LAS、油和部分有机物去除掉。

再进入水解酸化池，对废水进行污泥混合及污染物的初次分解缓和后，进入生物接触氧化池。

生物接触氧化池填料层中的生物膜，在底部供氧充足的条件下，对废水中的有机物等进行比较彻底的分解，污水得以净化，是整个处理流程的关键所在。

处理的废水经过生物接触氧化池后进入二沉池，在二沉池内泥水分离，澄清后的废水经过清水池后排出系统。

而经浓缩的污泥从沉淀池底部回流到水解酸化池中作为接种污泥。

剩余污泥则在浓缩池中进行初步浓缩后干燥脱水，体积被大大的缩小后外运。

经处理工艺后的出水水质标准符合一般的废水排放标准，同时完全可以作为中水回用，对水环境的改善和减少工厂水质性缺水具有很好的促进作用。

关键词：

合成洗涤剂生产废水；废水处理；生物接触氧化池

DesignInstruction

Detergentwastewaterpollutionisrefertothewaterpollutionthatleadbytheuntreatedwaterinthedetergentproductionprocess,dailycleaningandindustrialwashing.Detergentscontainverymuchphosphorusorganicmatters,watereutrophicationismainlycausedbytheexistenceofsuchpollution.Andespeciallythewastewaterpulledbythedetergentfactoryanddailylifecausesseriouspollutionofwaterbodies.AsChineseindustrializationandurbanizationprocessaccelerated,theamountofdetergentwastewatercontinuestoincrease,watereutrophicationinconstantincrease.IthasbeenseriouslyrestrictedthedevelopmentofChineseeconomicandsocialsustainability.WiththedevelopmentofChinesescienceandtechnology,while,ourcountryhasbuiltalargenumberofurbansewagetreatmentplantstosolvesuchpollutionarisingfromdailylife,andalsosomelawsandregulationsrequirethedetergentfactoryaneffectivetreatmentofwastewater.Then,thewaterqualityhasbeenimprovedandenvironmentalpollutionhasbeenreduced.

Mygraduationprojectwastitled3000m³/dsyntheticdetergentwastewatertreatmentprocessdesign,thisdesign'smaintaskistodesignawastewatertreatmentprocesswhichhasusedthetechnologyofbiologicalcontactoxidationpondtotreatthesyntheticdetergentsolution.Biologicalcontactoxidationpondhasaverygoodresultinthepurificationofthedetergentwastewater,andLAScanberemovedto90%.ForthispaperIhaveskinnedawiderangeofjournals,booksandotherliteratureanddesignedthebiologicalcontactoxidationpondtotreatthewastewaterbasedonthecomparativeanalysisofmanymethodstotreatthewastewatercausedbytheproductionprocessofsyntheticdetergent.Ihaveareasonablechoicetothedesignparametersofthemainprocessingunit.Anddesignedthemajorelementsofthestructure,layoutandelevationdesignlayoutandusedAutoCADdrawingtoolstodrawengineeringdrawings.Municipalsewagetreatmentplantinfluentflowrate:

3000m3/d,waterqualityfortheLAS:

180mg/L,CODCr:

750mg/L,BOD5:

190mg/L,SS:

300mg/L,pH:

10.8aftertreatment,waterqualityReachedLAS:

10mg/L,CODCr<200mg/L,BOD5<95mg/L,SS<150mg/L,pH6-9effluentstandards.

Thebasicdesignofthesewagetreatmentprocessisasfollows:

EffluentfromthewastepipeintothewastewatertreatmentplanthasahighpH,soafterenterthroughthegrille,itspHmustbeadjustedintheadjustmenttankandthenenterintotheprimarysedimentationtank.SomesandwasremovedintheprimarysedimentationtankandatthesametimepullingcoagulantintoittopromotetheseparationofLAS,thenLAS,oilandsomeorganiccanberemovedinthepartofgreasetraps.Inthehydrolysisacidificationtank,theeffluentismixedwithsludgeandpollutionsareinitialbreak.Theniteasesintothebiologicalcontactoxidationpond.Withthesupplyoxygensupport,biofilminthefillerlayerofbiologicalcontactoxidationtankcandecomposetheorganicmattersverywell.Thenthesewagecanbepurified.Itisthekeypartofthewholeprocess.Effluentandmudcanbeseparatedinthesecondarysedimentationtankaftertheaboveprocess.Thetreatedwaterfinallydischargedoutofthesystemafterenteringintothecleanwatertank.Andtheconcentratedsludgefromthesettlingtankwillbebacktothehydrolysisacidificationtankasasludgeseed.Theothersludgewillbeconcentratedanddehydrated.Thensinotransafterthevolumereduced.

Theeffluentwaterqualityafterthetreatmentprocessconsistentwiththegeneralwastewaterdischargestandards.Thewatercanalsobeusedaswaterreuse.Itcanbegoodtotheimprovementofwaterenvironmentandthesolveofoutofthedemandofwaterinthewaterplant

Keywords：

SyntheticDetergentWastewater;WastewaterTreatment;BiologicalContactOxidationPond

目录

设计总说明 I

DesignInstruction III

目录 V

1前言 1

1.1洗涤剂废水概况 1

1.2洗涤剂生产废水研究现状 1

1.2.1合成洗涤剂生产废水的物理化学处理法 2

1.2.2合成洗涤剂生产废水的化学氧化处理法 2

1.2.3合成洗涤剂生产废水的生物处理法 3

1.3关于处理合成洗涤剂生产废水的建议 4

2方案的分析和选择 5

2.1方案比较 5

2.1.1氧化沟工艺 5

2.1.2SBR工艺 6

2.1.3生物接触生物氧化池工艺 6

2.2污水处理方案的确定 7

3处理构筑物计算 9

3.1机械格栅 9

3.2废水提升泵 11

3.3调节池 11

3.3.1pH调节系统 11

3.3.2调节池的尺寸计算 11

3.4初次沉淀池 11

3.5隔油池 12

3.6水解酸化池 13

3.7生物接触氧化池 13

3.8二沉池 15

3.9清水池 17

4总体布局 18

4.1平面布置 18

4.1.1管、渠的平面布置 18

4.1.2附属建筑物 19

4.2高程布置 19

结论 21

参考文献 22

致谢 23

-24-

1前言

1.1洗涤剂废水概况

在当今时代，电视等主要媒体中充斥着无数的洗涤剂类广告，洗涤剂给我们的生活带来了太多的洁净和便利，同时却也给我们的水生系统带来了极大的破坏，甚至危害到我们的健康状况。

洗涤剂大多是人工合成的有机化合物，如洗衣粉、洗涤灵等。

其中含磷（磷酸钠）量较高，工厂生产的和洗涤剂被使用后的含磷的废水流入江河湖泊，引起水体富营养化，致使水体中藻类旺盛繁殖消耗大量溶解氧，造成鱼类及其他水生生物缺氧死亡，继而引起一系列的水体变质反应直至水质变坏甚至变质发臭。

另外高磷洗涤剂对皮肤有直接刺激作用，可引发多种皮肤病。

因此，现在许多国家对洗涤剂作了禁磷、限磷的规定，大力提倡人们使用无磷洗涤剂。

我们国家也着力于无磷洗涤剂的推广与使用工作。

但就目前状况来，看效果还远达不到无磷标准。

大量的洗涤剂生产和生活废水中含有大量的洗涤剂有害物质。

洗涤剂的主要有效成分是表面活性剂和增净剂，除此外，还有漂白剂、荧光增白剂、抗腐蚀剂、泡沫调节剂、酶等辅助成分。

商业洗涤剂一般含有一种或几种表面活性剂及若干种增净剂。

表面活性剂按其分子构型和极性基团的类型，可分为阳离子型、阴离子型和非离子型三类。

后两种在工业和生活中大量使用。

阴离子型表面活性剂可形成水溶性重金属盐或酸，包括各种烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、伯烷基硫酸盐和仲烷基硫酸盐。

非离子型表面活性剂发泡较少，主要是乙氧基烷基酚类、乙氧基高级脂肪醇类、乙烯和丙烯共聚物、单乙醇酰胺羟基乙二醇酯等。

这两类表面活性剂具有乳化和可湿的性质。

阳离子型表面活性剂主要是卤化烷基铵类，是有效的金属净化剂，用量很小。

而我国生产生活中洗涤剂主要以LAS类最为普遍。

由于直链烷基苯磺酸盐（LinearAlkylbenzeneSulfonates，LAS）的广泛运用，LAS已成为环境中最常见的具有代表性的一类有机污染物，自然环境下LAS须20-22天方能100%降解[1]，其环境行为与环境效应也受到社会的普遍关注。

有研究表明LAS在低浓度条件下对鱼类产生慢性毒性。

LAS在不同的环境中的吸附、沉降和生物降解等迁移转化行为十分复杂。

本文主要侧重于合成洗涤剂生产废水方面的研究与处理。

1.2洗涤剂生产废水研究现状

合成洗涤剂生产废水的污染防治可分为厂内和场外治理[2]。

场内治理与生产工艺过程相联系，包括综合利用、循环套用、回收再用和工段间的处理等。

场内治理可以有一定的经济效益，如回收能源、原料、化工材料、节约用水等。

场外治理是指生产过程中产生的污染，经过工艺过程等之后的剩余部分，在工厂排放口排放以前所采取的治理措施。

1.2.1合成洗涤剂生产废水的物理化学处理法

（1）中和法

合成洗涤剂生产废水中往往偏碱性，对后续进一步处理具有很大影响。

对于酸碱性废水，除予以利用外，常用的就是中和法处理。

中和法的原理就是：

用碱或碱性物质中和酸性废水时或用酸或酸性物质中和碱性废水时，把废水的pH调节到7左右[3]。

主要有湿投加法和过滤法两种。

（2）化学混凝法

化学混凝所处理的对象主要是水中的微小悬浮固体和胶体杂质。

大颗粒的悬浮物可以由于重力作用沉淀下来被去除，但是微小粒径的悬浮物和胶体，能在水中保持很长一段时间而不被分离，这就需要通过投加化学药剂改变水体中的胶体的结构以改变胶体的稳定性，从而使其失衡沉淀下来。

（3）离子交换法

离子交换法时水处理中软化和除盐的主要方法之一，离子交换的实质是不溶性离子化合物上的交换离子与溶液中的其它同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程。

在洗涤剂废水处理中，可以通过投加钙盐而使废水中稳定的LAS钠水包油结构变成易于分离的LAS钙油包水结构使得废水中相当部分的LAS得到分离而被去除[4]。

（4）膜吸法

膜吸法是利用天然的或人工合成膜以外界能量或化学电位差做推动力对水溶液中的某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法目前有扩散渗析法、电渗析法、反渗析法、超滤法等。

1.2.2合成洗涤剂生产废水的化学氧化处理法

（1）水热氧化法

水热氧化法这种技术是一种相当有效的新型化学氧化技术，它是在高温高压这种条件下，可以在热水相中利用空气或氧气以及其它氧化剂把洗涤剂生产废水中的溶解态和悬浮态的有机物或还原态的无机物在热水相中氧化分解，它的一个非常明显的特征就是反应需要在热水相中进行，因此它的能耗较高[5]。

（2）光催化氧化

由于TiO2具有无毒、化学稳定性好、光催化活性高等优点，可以让其用于脱色等环节，目前已经被广泛应用于各种有毒有害生物还有一些难降解有机物的光催化降解过程[6]。

可以将TiO2和ZnO固定在玻璃上来处理合成洗涤剂生产废水，能够使水中高分子有机物基本上完全被降解。

将其用于处理洗涤剂生产废水，降解效果也是比较好的，对LAS的氧化分解效果很不错。

可以利用亚甲基蓝光催化氧化法来处理高浓度的合成洗涤剂生产废水，处理效率高、易控制并且不需热源，同时亚甲基蓝还具有可重复使用等优点，固而显示出良好的应用前景。

（3）FeC填料法

铁碳填料是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解/微电解填料。

它是在不通电的情况下，利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。

当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场。

在处理过程中产生的新生态[H]、Fe2+等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2+进一步氧化成Fe3+，它们的水合物具有较强的吸附-絮凝活性，特别是在加碱调pH值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。

其工作原理基于电化学、氧化-还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对行处理。

该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。

该工艺用于难降解高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度，而且可大大提高废水的可生化性[7]。

（4）超临界水氧化法

超临界水氧化技术是一种可以有效的破坏有机物结构的新型氧化技术。

在超临界状态条件下水会成为非极性有机物以及氧的良好溶剂，这样的话有机污染物的氧化反应就可在富氧的均相中进行，这样反应就会不受相间转移的限制从而使合成洗涤剂生产废水中所含有机物被氧气并且分解成水、二氧化碳等这些简单的无害小分子化合物，从而达到净化目的，但该技术对设备和操作的条件要求都比较苛刻[8]。

1.2.3合成洗涤剂生产废水的生物处理法

（1）生物膜法

生物膜法是利用附着生长于某些固体物表面的微生物（即生物膜）进行有机污水处理的方法，该工艺对水量、水质、水温变动适应性强，产生的污泥量小（约为活性污泥法的3／4）且易于固液分离并且动力费用省。

适合对合成洗涤剂生产废水的处理使用。

（2）厌氧硝化法处理

厌氧法是在厌氧条件下，形成了厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件，利用这类微生物分解废水中的有机物并产生甲烷和二氧化碳的过程。

合成洗涤剂生产废水中的pH值、COD和色度相对都比较高，同时BOD5/CODcr较低，所以直接好氧生化对于生物所需营养的要求可能会不满足[9]。

所以采用厌氧硝化法对于某些废水会更合适些。

（3）稳定塘

稳定塘是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。

其净化过程与自然水体的自净过程过程相似。

由于自然环境下LAS须20-22天方能100%降解，固可以采用稳定塘对废水进行处理。

具有造价低廉，管理容易，后续生产费用低的优点。

不过占地面积大。

1.3关于处理合成洗涤剂生产废水的建议

（1）优先发展无磷洗涤剂的生产和应用。

（2）新型环境友好型洗涤剂的研究开发。

（3）企业清洁生产中备选方案财务评估的标准化及电算化软件工具包的研制使用。

（4）促进我国合成洗涤剂生产行业实施清洁生产与循环经济的系统研发与运用。

（5）不断淘汰技术落后、用水量大、污染严重的生产线，不断改进技术努力实现“零排放”[10]。

2方案的分析和选择

2.1方案比较

当今洗涤剂行业废水的处理工艺主要有：

氧化沟工艺、SBR工艺、接触生物氧化池工艺等。

合成洗涤剂废水处理应该采用二级处理，高效除磷，对污水冲击负荷具有很强的适应性，能够较低F/M下支持整个设施的运行。

2.1.1氧化沟工艺

氧化沟又称氧化渠或循环曝气池，在城市生活污水和工业废水的处理中得到了广泛的应用，它是20世纪50年代由荷兰的巴斯韦尔开发出来的，也可以说是活性污泥法的一种变型[11]。

它采用的是连续式反应池来作为其生化反应装置，其中的奥贝尔氧化沟被应用得较为广泛，混合液可以在其中连续循环的流动。

这种工艺对水温、水量和水质的变动具有相当强的适应力；同时还有结合了推流和完全混合的特点，有利于克服污水短流同时提高其缓冲能力。

因为氧化沟的运行成本相对来说比较低、构造也简单、方便维护管理，出水的水质也比较好，氧化沟可以在其空间上形成好氧区、缺氧区和厌氧区这3个分区，不同的区具有不同的作用，氧化沟具有良好的脱氮功能。

运行起来也很稳定。

一般来说，池体比较狭长，还可以进行脱氮除磷的工作，因此渐渐的受到了人们的重视，还因为它产生的污泥量少，而逐步得到了推广，尤其是适用于南方的延时曝气。

氧化沟工艺可以不需要建造初沉池和污泥消化池，而且由于进出水装置很简单，有时甚至我们还可以把曝气池和二沉池一起建，这样就可以省去了污泥回流系统，常用的氧化沟工艺流程如下面图所示：

1—进水；2—沉淀池；3—转刷；4—中心墙；5—导流板；

6—导流墙；7—出水堰；8—边壁；9—刮泥机；10—回流污泥

图2.1氧化沟工艺流程图

2.1.2SBR工艺

SBR工艺也被称为序批式活性污泥处理系统，就其本质来说是一个好氧反应过程。

它和传统的活性污泥法的不同之处主要就在于它