[优秀毕业论文]某地印染厂排放的废水处理系统设计

本科生毕业设计(论文)摘 要废水处理厂设计规模 10000m3/d，设计水质水量为：Q=10000m3/d ，CODcr=850mg/L，BOD5=220mg/L，SS=250 mg/L，色度500 倍。经处理后，应达到下列出水水质：COD100mg/ L，BOD520mg/ L ，SS70mg/ L，色度50倍, 达污水综合排放标准（GB8978-1996）中一级标准。本工程方案设计依据有关环境保护在污水中的要求，采用水解酸化SBR混凝沉淀工艺处理纺织印染废水，在详细方案比较的基础上，选择了如下处理工艺流程：印染废水格栅调节池水解酸化SBR混凝沉淀池消毒池出水 污泥外运污泥脱水浓缩池经设计可知COD=90.2%, BOD5=92.7%,SS=87.6%,色度93%。且节约用地、提高绿化、降低能耗的理念在设计中得到充分的实践，符合新时代环保的要求。关键词：印染废水 水解酸化 SBR 混凝AbstractThe designing scale of waste water treatment plant is 10000 m3/d, the designing quality and quantity of water are: Q=10000m3/d,CODcr=850mg/L, BOD5=220mg/L, SS=250 mg/L,Color degree=500 times. After disposing of it, the quality of water should attain the following standards: COD100mg/L，SS70mg/L，Chroma 50 times,reaching thestandard of Integrated wastewater discharge standard(GB 8978-1996).The design of this project is in accordance with requirements of the environmental protection in the wastewater. It uses the hydrolytic acidification-SBR-coagulation-sedimentation process to deal with the wastewater in textile printing. Based on comparison of the detailed program, we select the following processes:Printing and Regulating Hydrolytic SBR dyeing wastewater Grids pond acidificationpond Carry Dehydrate Pool Coagulationout Sludge Sludge enrichmentsedimentation tanksDrainageThrough designing, we can know that the result of COD is 90.2%,BOD5 is 92.7%,SS is 87.6%,color degree is 93%.It not only gains good economic and social benefits, but also fully puts the ideas of saving land economically, improving virescence and reducing energy consuming into the practice while designing, which is in conformity with new era environmental needs.KEY WORDS: textile printing and dyeing wastewater, hydrolytic acidification, SBR ,Coagulation目 录目 录3前 言5第一章 绪论61.1 印染废水的产生及特点61.2 印染废水的水质及水量分析71.2.1不同产品排放的废水水质71.2.2废水水量71.3 印染废水的危害71.4设计任务81.4.1 本毕业设计课题的目的和要求81.4.2本毕业设计课题的技术要求与数据8第二章 工艺流程确定102.1 印染废水概况102.2工艺流程比选、确定说明102.2.1方案设计原则102.2.2印染废水处理工艺102.2.3印染废水处理工艺组合及比较162.3工艺方案分析选择：182.3.1水解酸化法182.3.2 SBR192.3.3混凝沉淀法202.4达标分析21第三章 构筑物设计计算223.1格栅223.1.1 设计概述223.1.2 设计参数223.1.3 设计计算233.1.4格栅机的选型243.2调节池243.2.1调节池有效容积253.2.2调节池尺寸253.2.3 潜污泵253.3水解酸化池263.3.1介绍263.3.2预去除率263.3.3池体积算273.4 SBR 反应池283.4.1 设计说明283.4.2 SBR反应池容积计算303.5 混凝反应池353.5.1混凝剂的选择353.5.2配制与投加353.5.3隔板絮凝池373.6平流沉淀池383.6.1.设计流量383.6.2.平面尺寸计算393.6.3.进出水系统393.7 紫外线消毒池433.8 污泥的处理流程433.9 污泥浓缩池453.9.1设计说明453.9.2设计参数453.9.3设计计算453.10 压滤间473.10.1污泥脱水机473.10.2脱水机房47第四章 平面布置及高程布置的设计484.1 平面布置484.1.1平面布置原则484.1.2总平面布置结果484.2 高程布置494.2.1高程设计任务及原则494.2.2高程布置结果49总结52致 谢53 前 言在经济快速发展和社会日益进步的今天，污染已经成为全球所关心的问题。解决环境污染是当今社会必须要考虑的问题。随着生产技术的更新换代带来印染废水的增加及其水质的变化，印染废水排放量大，污染物浓度高，是工业废水中较难治理的废水之一。纺织印染行业是水污染大户，研究、开发、推行低投入的水污染治理措施势在必行，怎样处理好印染废水，选择怎样的工艺流程是比较经济和合理有效的，已经成为全世界所共同研究和开发的项目。目前，在发达国家已有比较先进的处理工艺和方法，这些方法一般都是建立在经济比较宽裕的基础上的。而发展中国家的经济比较紧张，没有宽裕的资金可以用来进行一些经济效益不是很明显、一般只有社会效益项目的开发和利用。所以，寻找经济和有效的印染废水的处理工艺是必然的。我国目前印染废水处理用得较多的是生物膜法，物理方法和化学作为辅助，排水也可以达到纺织染整工业水污染排放标准（GB4287-92）的级标准，对我国的环保事业是一个比较重要的支持。生物处理方法是目前世界上应用比较广泛的方法，因其具有环保高效的特点，因而被世界很多国家所接受和运用。本设计是针对某地印染厂排放的废水特点，经过了多方的比较和选择，选定以水解酸化SBR混凝沉淀为主的处理方案，在后面的正文中会提供相关的具体说明和解释。本设计对水解酸化SBR混凝沉淀工艺的特点、工艺流程、各处理单元工艺尺寸的计算、平面布局、土建管理及人员编制、成本分析等方面进行阐述。本设计共分五个部分：绪论，工艺流程的确定，设计计算、投资估算与效益分析。其中设计说明包括设计依据、设计规模、范围和设计原则、工艺流程说明及处理方案论证，设计计算包括主要构筑物设计计算、辅助构筑物设计计算和附属构筑物设计说明。并附6张图纸：调节池图、水解酸化池图、高程图、平面布置图、SBR池图、污泥浓缩池图。由于本人的水平有限，资料搜集的广度和深度有一定的局限性，设计书中难免会有一些不妥之处，敬请老师给出宝贵的改进意见。第一章 绪论1.1 印染废水的产生及特点印染废水污染在工业污染中占有较大的比例，2005年，我国规模以上印染企业印染布加工总量超过了300亿米，加上未能被统计的一些小型印染厂，估计年印染加工总量为350亿米左右。以年增长8%的保守估计，2010年将超过500亿米。按每印染加工100米织物平均产生废水5吨计，全年国内印染企业将产生出 25 亿吨印染废水。从我国染料行业废水治理技术的现状来看，尽管经过多年努力，已取得一批实用技术，解决了不少问题，但总体上没有实质性的突破，特别是产品结构及工厂布局等不合理因素的存在，加重了废水的治理难度。印染废水的污染物大部分为有机物，并随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异。一般情况下，印染废水水质 pH 值为 6-10,COD（化学需氧量）为 400-1000毫克升，BOD（生物需氧量）为 100-400 毫克升，SS（悬浮物）为 100-200毫克升，色度为 100-400 倍。从技术角度看，印染废水是很复杂的一个大类废水。其特点之一是污染物成分差异性很大，很难归类求同。特点之二是主要污染指标 COD 高，BOD 和 COD的比值一般在 0.25 左右，可生化性较差。特点之三是色度高，混合水中显色分子离子微粒大小重量各异性大，较难脱色。印染各工序排出废水主要有八大类，其水质特点特性差异较大。此外还有水质水量波动大等特点。1.2 印染废水的水质及水量分析1.2.1不同产品排放的废水水质 印染产品由于原料纤维、产品种类和生产工艺等不同，使用的染料、助剂种类和品种不同，加工的工艺方法不同，漂洗次数不同，因此其排放废水的水质亦不同。另外，由于不同化学纤维的含量在各类产品中所占的比重不同，其使用染料和助剂的种类也不断变化，因此所排放的废水中各污染物含水量也不相同。在棉混纺织产品中由于化学纤维（主要为涤纶）的增加（一般占65%），其经纱上浆时采用变性淀粉和聚乙烯醇混合浆料。而在印染前处理工艺过程产生的退浆废水中，由于含有一定量的聚乙醇，使废水中增加了难生物降解物质，降低了废水的可生物降解性。因此棉印染废水属于较难生物降解的工业废水之一。在毛纺染色产品中，由于天然纤维所占比例较大，化学纤维占的比例相对较少，而且织造过程中也不需上浆，故毛混纺染整产品加工过程产生的废水水质相对较为稳定，废水的可生物降解性优于棉纺产品排放的印染废水。洗毛废水由于可生物降解性能好，一般在提取羊毛脂后宜采用生物处理方法。真丝绸印染产品加工过程中排放的印染废水属于中低浓度的有机性废水，可生物降解性好。化纤仿真丝产品的碱减量工艺中产生的废水，由于含有相当量的对苯二甲酸和乙二醇，总体看废水的可生物降解性能较差，但与印染废水混合后，水质稍有改善。1.2.2废水水量印染废水排放量约为全厂用水量的60%80%。废水量随工厂的类型、生产工艺、机械设备、加工产品的品种不同，差异较大。根据国内外的资料估算，每加工一匹棉织物，用水量约为11.2m3。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。印染废水的色泽深，严重影响受纳水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。在纺织品印染加工中，有10%20%的染料作为废物排出。印染废水的色度尤为严重，用一般的生化法难以去除。有色水体还会影响日光的透射，不利于水生物的生长。 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。1.4设计任务1.4.1 本毕业设计课题的目的和要求（1）课题：10000t/d印染废水处理厂设计（2）本设计的目的是让学生对印染行业的工艺流程、污染物产生情况、常用的污水处理工艺进行初步的了解，同时培养学生独立研究分析问题能力，进一步提高污水处理工程的工艺选择、参数计算、工程制图的专业水平，同时训练学生综合应用所学专业知识、查阅分析文献资料、独立设计污水处理工程的能力。了解和掌握污水处理工程设计的基本程序，学会工艺确定的原则和方法，掌握构筑物设计计算方法、设计说明书编制、图纸绘制方法等。要求学生树立正确的指导思想及严谨的科学态度，按学校毕业设计要求完成毕业设计，掌握印染行业的生产工艺流程、废水中污染物产生情况、常用的印染废水处理工艺。1.4.2本毕业设计课题的技术要求与数据（1）设计水量：10000m3/d（2）设计进水水质：该水为针织印染厂的废水，主要污染物为COD、色度等：CODcr=850mg/L， SS=250mg/L，色度=500倍。（3）出水水质：要求处理后水质达到污水综合排放标准（GB8978-1996）中一级标准： COD100mg/ L，BOD520mg/ L ，SS70mg/ L，色度50倍。第二章 工艺流程确定2.1 印染废水概况 印染废水是以有机污染为主的，成分复杂的有机废水，处理的主要对象是BOD5、不易生物降解或生物降解速度缓慢的有机物、碱度、染料色素以及少量有毒物质。虽然印染废水的可生化性普遍较差，但除个别特殊的印染废水（如纯化纤织物染色）外，仍属可生物降解的有机废水。其处理方法以生物处理法为主，同时需辅以必要的预处理和物理化学深度处理。2.2工艺流程比选、确定说明2.2.1方案设计原则1.积极采用新技术、新设备，使技术改革后运行更可靠、更稳定、维修更方便，服务年限更长。2.做到占地面积少，投资少，运行费用低。3.自动化程度高，劳动强度低，操作方便。4.处理过程不产生二次污染，出水达到国家排放标准。2.2.2印染废水处理工艺从我国印染行业废水治理技术的现状来看，经过多年努力，已有一系列处理效果好的工艺应用到实际工程中。下面是近几年来较成熟、处理效果相对较理想的处理工艺工程实例。一般来说，都综合采用了“生化+物化”的主体处理工艺，但生化过程所采用的形式各有不同，如 UASB 工艺、SBR 工艺等，充氧型式有接触氧化、活性污泥等，水流工艺有推流式、升流式等等；物化过程有的采用沉淀，有的采用过滤，有的采用吸附等等。一、预处理印染废水污染程度高，水质水量波动大，成分复杂，一般都需进行预处理，以确保生物处理法的处理效果和运行稳定性。1调节（水质水量均化）印染废水的水质水量变化大，因此，印染废水处理工艺流程中一般都设置调节池，以均化水质水量，为防止纤维屑、棉籽壳、浆料等沉淀于池底，池内常用水力、空气或机械搅拌设备进行搅拌。水力停留时间一般为8小时左右。 2中和印染废水的pH值往往很高，除通过调节池均化其本身的酸、碱度不均匀性外，一般需要设置中和池，以使废水的pH值满足后续处理工艺的要求。 3废铬液处理 在有印花工艺的印染厂中，印花滚筒镀筒时需使用重铬酸钾等，滚筒剥铬时就会产生铬污染。这些含铬的雕刻废水含有重金属，必须进行单独处理，以消除铬污染。4染料浓脚水预处理染色换品种时排放的染料浓脚水，数量少，但浓度极高，COD可达几万甚至几十万。对这一部分废水进行单独预处理可减少废水的COD浓度，这对于小批量、多品种的生产企业尤其重要二、生物处理技术生物处理工艺主要为好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接触氧化法、生物转盘和塔式生物滤池等。为提高废水的可生化性，缺氧、厌氧工艺也已应用于印染废水处理中。1活性污泥法活性污泥法是目前使用最多的一种方法，有推流式活性污泥法、表面曝气池等。活性污泥法具有投资相对较低、处理效果较好等优点。其中，表面曝气池因存在易发生短流，充氧量与回流量调节不方便、表面活性剂较多时产生泡沫覆盖水面影响充氧效果等弊端，近年已较少采用。而推流式活性污泥法在一些规模较大的工业废水处理站仍得到广泛应用。污泥负荷的建议值通常为0.30.4kg（BOD5）/kg（MLSS）d，其BOD5去除率大于90%，COD去除率大于70%。据上海印染行业的经验表明，当污泥负荷在小于0.2 kg（BOD5）/kg（MLSS）d时，BOD5去除率可达90%经上，COD去除率为60%80%。 2生物接触氧化法 生物接触氧化法具有容积负荷高、占地小、污泥少、不产生丝状菌膨胀、无需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有机物的专性微生物等特点，因而近年来在印染废水处理中被广泛采用。生物接触氧化法停止进行后，重新运行启动快，对企业因节假日和设备检修停止生产无废水排放对生物处理效果的影响较小。因此，尽管生物接触氧化法投资相对较高，但因能适应企业废水处理管理水平较低、用地较紧张等困难处境，应用越来越广泛。其特别适用于中小水量的印染废水处理，通常，容积负荷为0.60.7 kg（BOD5）/kg(MLSS).d时，BOD5去除率大一起90%，COD去除率为60%80%。 3缺氧水解好氧生物处理工艺如前所述，缺氧段的作用是使部分结构复杂的、难降解的高分子有机物，在兼性微生物的作用下转化为小分子有机物，提高其可生化性，并达到较好的处理效果。缺氧段的水力停留时间，一般是根据进水COD浓度来确定的。当缺氧段采用填料法时，通常建议按每100mg/L的COD需水力停留时间1h累计取值。好氧段负荷限值有两种方法，一是不计缺氧段去除率，此时好氧段负荷的限值略高于一般负荷值；另一计算法是按缺氧段BOD5去除率为20%30%计，而好氧段的负荷按一般负荷值计算。经这一工艺处理后，BOD5去除率在90%以上，COD去除率一般大于70%，色度去除率较单一的好氧法也有明显提高。4生物转盘、塔式滤池生物转盘、塔式滤池等工艺在印染废水的处理中也曾采用，取得了较好的效果，有的厂目前还在运行。但由于这些工艺占地较大，对环境的影响总是较多，处理效果相对其他工艺低，目前已很少采用。5厌氧处理对浓度较高、可生化性较差的印染废水，采用厌氧处理方法能较大幅度地提高有机物的去除率。厌氧处理在实验室研究、中试中已限得了一系列成果，是有发展前途的新工艺。但其生产运行管理要求较高，在厌氧处理法后面还需好氧法处理才能达到出水水质要求。三、物化处理与其他处理技术印染废水处理中，常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法与混凝气浮法。此外，电解法、生物活性炭法和化学氧化法等有时也用于印染废水处理中。1混凝法混凝法是印染废水处理中采用最多的方法，有混凝沉淀法和混凝气浮法两种。混凝法对去除COD和色度都有较好的效果。混凝法可设置在生物处理前或生物处理后，有时也作为唯一的处理设施。混凝法设置在生物处理前时，混凝剂投加量较大，污泥量大，易使处理成本提高，并增大污泥处理与最终处理的难度。混凝法的COD去除率一般为30%60%，BOD5去除率一般为20%50%。作为废水的深度处理，混凝法设置在生物处理构筑物之后，具有操作运行灵活的优点。当进水浓度较低，生化运行效果好时，可以不加混凝剂，以节约成本；当采用生物接触氧化法时，可以考虑不设二次沉淀池，让生物处理构筑物的出水直接进入混凝处理设施。在印染废水处理中，多数是将混凝法设置在生物处理之后。其COD去除率一般为15%50%。当原废水污染物浓度低，仅用混凝法已能达到排放标准时，可考虑只设置混凝法处理设施。2化学氧化法 化学氧化法一般作为深度处理设施，设置在工艺流程的最后一级。主要的目的是去除色度，同时也降低部分COD。经化学氧化法处理后，色度可降到50倍以下，COD去除率较低，一般仅5%15%。常用的脱色处理法有氧化法和吸附法两种。氧化脱色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三种。（1）氯氧化脱色法氯作为消毒剂已广泛地应用于给水处理，其作为氧化剂时的功能与消毒有所不同。氯氧化脱色法就是利用存在于废水中的显色有机物比较容易氧化的特性，应用氯或其化合物作为氧化剂，氧化显色有机物并破坏其结构，达到脱色的目的。氯氧化剂并不是对所有染料都有脱色效率。对于易氧化的水溶性染料如阳离子染料、偶氮染料和易氧化的不溶性染料如硫化染料，都有良好的脱色效果。对于不易氧化的水不溶性染料如还原染料、分散染料和涂料等，脱色效果较差。当废水中含有较多悬浮物和浆料时，该法不仅不能去除此类物质，反而要消耗大量氧化剂。况且在氧化过程中，并不是所有染料都被破坏，其中大部分是以氧化态存在于出水中，经过放置，有的还可能恢复原色。所以单独采用此法脱色并不理想，宜与其他方法联用，可获得较好的脱色效果。常用氯氧化剂有液氯、漂白粉和次氯酸钠等。（2）臭氧氧化脱色法 臭氧作为强氧化剂，在废水脱色及深度处理中也得到广泛应用。臭氧具有强氧化作用的原因，曾经认为是在分解时生成新生态的原子氧，表现为强氧化剂。目前认为，臭氧分子中的氧原子本身就是强烈亲电子或亲质子的，直接表现为强氧化剂是更主要的原因。染料显色是由其发色基团引起，如：乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羰基、硫酮、亚硝基、亚乙烯基等。这些发色基团都有不饱和键，臭氧能使染料中所含的这些基团氧化分解，生成分子量较小的有机酸和醛类，使其失去发色能力。所以，臭氧是良好的脱色剂。但因染料的品种不同，其发色基团位置不同，其脱色率也有较大差异。对于含水溶性染料废水，如活性、直接、阳离子和酸性等染料，其脱色率很高。含不溶性分散染料废水也有较好的脱色效果。但对于以细分散悬浮状存在于废水中的不溶性染料如还原、硫化染料和涂料，脱色效果较差。（3）光氧化脱色法光氧化脱色法是利用光和氧化剂联合作用时产生的强烈氧化作用，氧化分解废水中的有机污染物质，使废水的BOD、COD和色度大幅度下降的一种处理方法。 光氧化脱色法中常用的氧化剂是氯气，有效光是紫外线。紫外线对氧化剂的分解和污染物质的氧化起催化作用。有时，某些特殊波长的光对某些物质有特效作用。因此，设计时应选择相应的特殊紫外线灯作为光源。光氧化脱色法的特点有：氧化作用强烈，没有污泥产生，适用范围广，可作为废水的高级处理，装置紧凑，占地面积小。光氧化脱色印染废水，除对一小部分分散染料的脱色效果较差外，其他染料脱色率都在90%以上。 3电解法借助于外加电流的作用产生化学反应，把电能转化成化学能的过程称电解。利用电解的化学反应，使废水的有害杂质转化而被去除的方法称为废水电解处理法，简称电解法。电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水，近年来才开始用于处理纺织印染废水的治理，但尚缺乏成熟的经验。研究表明，电解法的脱色效果显著，对某些活性染料、直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染废水，脱色率可达90%以上，对酸性染料废水脱色率达70%以上。电解法对于处理小水量的印染废水，具有设备简单、管理方便和效果较好的特点。固定床电解法在工程上也有应用，取得了较好的效果。其缺点是耗电较大、电极消耗较多，不适宜在水量较大时采用。电解法一般作为深度处理，设置在生物处理之后。其COD去除率为20%50%，色度可以降到50倍以下。当原废水浓度低，仅用电解法已能达到排放标准时，可考虑只设置电解法处理设施。仅用电解法处理时，COD去除率为40%75%。 电解法具有下列特点：（1）反应速度快，脱色率高，产泥量小；（2）在常温常压下操作，管理方便容易实现自动化；（3）当进水中污染物质浓度发生变化时，可以通过调节电压与电流的方法来控制，保证出水水质稳定；（4）处理时间短，设备容积小，占地面积小；（5）电解需要直流电流，电耗和电极消耗量较大，宜用于小水量废水处理。4活性炭吸附法 活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。生产实践表明，活性炭对水中微量有机污染物具有卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况下，对废水中以BOD、COD等综合指标表示的有机物，如合成染料、表面性剂、酚类、苯类、有机氯、农药和石油化工产品等，都有独特的去除能力。吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性炭的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性炭时，应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外，灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与炭孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性炭吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少，随pH值的降低而增大。故低水温、低pH值有利于活性炭的吸附。活性炭吸附法较适宜用作水量小，一般的生化与物化方法不能处理达标时的深度处理方法。其优点是效果好，缺点是运行成本高2.2.3印染废水处理工艺组合及比较1.水解酸化UASBSBR 工艺：该工艺流程如图2-1，在运行过程中，用高浓度、高碱度的煮炼和丝光废水取代清水加碱的脱硫除尘用水，达到以废治废的效果；采用调节池和酸化池共建，既保证了调节池容量的足够大，解决了印染废水多变化的难题，又节约占地和投资；由 SBR 排出的剩余污泥不是直接排放，而是返回了调节酸化池，在进入 UASB 反应池以厌氧消化后再排放，这种污泥回流处理方式可使污泥基本实现稳定，易脱水，不发臭，可直接用作肥料，处理效果见表 2-2。其它工段废水格栅初沉煮炼丝光废水湿式除尘器沉灰池调节酸化UASBSBR砂滤池排放污泥干化场 水解酸化-UASB-SBR 工艺流程表 2-2 水解酸化UASBSBR 工艺处理效果指标COD(mg/l)BOD(mg/l)SS(mg/l)色度(倍)进水2500-4500600-1000400-600100-600出水80-15030-4020-7050-602.水解混凝复合生物池工艺：海城市中新印染厂采用该工艺处理印染废水是比较成功的，水解、混凝处理可以降低废水的 pH 值，提高废水的可生化性，有利于后续的生物处理；混凝气浮脱色使色度去除率达 76.6；复合生物池生物量大，运行稳定，抗冲击负荷强，对于可生化性较差的废水有较好的去除效果：COD 去除率 90.5，BOD去除率 96.6，工艺流程见图 2-2。预曝气 PAC PAMA 印染废水筛滤池调节池接触氧化池预沉池斜管沉淀池排放氧化脱色池图 2-2 水解混凝复合生物池工艺流程3.涡凹气浮(CAF)AO：宁波某纺织有限公司采用的 CAF 系统是美国 HydroCal 环保公司专门为去除污水中的油脂与胶状物和固体悬浮物而设计的系统，其原理是通过独特的涡旋曝气机将微泡注入废水中，工艺流程见图 2-3。实际使用证明：该系统非常适合于洗毛染色废水的处理，其处理效果：COD：70；BOD：46；SS：90以上。洗毛废水 格栅 调节池 反应池 CAF 系统水解酸化池排放斜板沉淀池 二沉池 曝气池池污泥浓缩泥饼外运图 2-3涡凹气浮（CAF）A/O 工艺流程4.推流式曝气增氧活性污泥：浙江某集团公司采用的该工艺将水解酸化池前置于系统中，能将不易降解的染料、印染助剂等大分子有机物分解成小分子有机物，提高了废水的可生化性，为后续的好氧处理起铺垫作用；在活性污泥前设置了生物选择器，二沉池的回流污泥在此充分接触，提高了基质的浓度，菌胶团细菌在生物选择器中吸附了大部分的溶解底物，在后续的活性污泥池中利用这部分底物继续生长，而丝状细菌在高基质浓度下生长缓慢，进入活性污泥池后可以防止污泥膨胀的产生，而且其 COD 和色度的去除率达到 90以上，BOD 的去除率可达 99。工艺流程见图 2-5。混合废水 格栅 调节池 水解酸化池 生物选择器 活性污泥池排放斜板沉淀池 二沉池污泥浓缩泥饼外运图 2-5 推流式曝气增氧活性污泥工艺流程2.3工艺方案分析选择：2.3.1水解酸化法作用机理：一般把厌氧发酵过程分为四个阶段，即水解阶段；酸化阶段；酸衰退阶段甲烷化阶段，而中解反应地把反应过程控制在前面的水解与酸化二个阶段。水解阶段，可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子物质，在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸，主要是乙酸，丁酸和丙酸等。水解和酸化反应进行得相对较快，一般难于将它们分开，此阶段的主要微生物是水解-产酸细菌。在水解酸化反应过程中首先大量微生物将进水中呈颗粒与胶体状有机物迅速截留和吸附，这是一个快速的物理过程，只需几秒钟到几十秒就进行完全；补截留下来的有机物吸附在水解污泥表面，被缓慢分解；它在系统中的停留时间取决于污泥停留时间，与水力停留时间无关；在水解产酸菌的作用下将不溶性有机物水解成为可溶解性物质，同时在产酸菌的协同作用下将大分子，难于生物降解的物质转变为易于降解的小分子物质，并重新释放到溶液中，在较高的水力负荷下随水流出系统；由于水解和产酸菌世代期较短，因此这一过程也是迅速的。污水经过水解反应后可以提高其生化性能，降低污水的PH 值，减少污泥产量，为后续好氧生物处理创造有利条件。2.3.2 SBRSBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点： 1、 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。 2、 运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。 3、 耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。 4、 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 5、 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 6、 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 7、 SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 8、 脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。 9、 工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。 SBR系统的适用范围 由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。就近期的技术条件，SBR系统更适合以下情况： 1) 中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。 2) 需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 3) 水资源紧缺的地方。SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。 4) 用地紧张的地方。 5) 对已建连续流污水处理厂的改造等。 6) 非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。2.3.3混凝沉淀法1.混凝沉淀的作用混凝法是印染废水处理的一种重要处理方法。用于印染废水处理，可有效除去水中疏水性染料物质及部分亲水性染料物质；作为生物处理的预处理，可大大减轻后续生物处理的压力；作为生物处理的后处理，可去除水中残存染料物质，以降低废水的色度。混凝法可去除多种高分子物质、胶状有机物、重金属有毒物质，如汞、镉和铅等，以及导致水体富营养化的物质，如磷等可溶性无机物。此外，还可以作为污泥机械脱水前的调质处理，以改善污泥的脱水性能。印染废水中含有大量染料、助剂和浆料、洗涤剂和其他化学药剂，其中染料多数呈胶体状态，采用混凝法处理效果显著。2.混凝的原理 压缩双电层：所谓压缩双电层是指向分散系中投加可产生高价反离子的电解质，通过增大溶液中反离子浓度，降低扩散层厚度，使胶体粒子的电位降低的过程。这种作用特别使用于无机盐混凝剂提供的简单离子的情况，如Al3+、Fe3+等。电性中和：胶粒表面对电性相异的胶粒，离子或脸子状分子带异好号电荷的部位的吸附，会中和电位离子所带电荷，导致静电斥力减少，电动电位降低，从而使胶体的脱稳和凝聚易于发生吸附架桥：吸附架桥是指在悬浮液中加入链状高分子化合物，由于其架桥作用而使悬浮液中的胶体粒子脱稳的现象。高分子絮凝剂具有线性结构，可被胶体微粒强烈吸附，在相距较远的两颗粒间吸附架桥，使颗粒结大，形成粗头絮凝体。沉淀物网捕：向废水中投加含金属离子的化学凝聚剂，当药剂投加量和溶液介质的条件足以使金属离子迅速生成金属氢氧化物沉淀或金属碳酸盐沉淀时，所生成的难溶分子就会以胶体或细微悬浮物作为晶核形成沉淀物，或是对其产生吸附作用，从而实现对水中胶体和细微悬浮物的网捕15。经分析选择工艺如下：格栅调节池水解酸化池SBR反应池混凝沉淀池出水 污泥脱水污泥浓缩2.4达标分析调节池：项目CODcrBOD5SS色度进水850220250500出水850220225500去除率10%水解酸化池：项目CODcrBOD5SS色度进水850220225500出水595200112200去除率30%10%50%60%SBR池：项目CODcrBOD5SS色度进水595200112200出水1192056100去除率80%90%50%50%混凝沉淀池：项目CODcrBOD5SS色度进水1192056100出水83.3162835去除率30%20%50%65%混凝沉淀池出水符合设计标准。第三章 构筑物设计计算3.1格栅3.1.1 设计概述格栅，是由一组平行的金属或尼龙等非金属材料的栅条支撑的框架，设在处理构筑物之前，垂直或斜置于污水流经的渠道上，主要功能是去除污水中较大的悬浮物和漂浮物，保证后续处理系统的正常运行。一般情况下分为粗细两道格栅。目前格栅的种类繁多，发展较快，从格栅的型式来分，可分为链式机械格栅除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等等。本污水处理项目采用的型式为：链式机械格栅除污机。3.1.2 设计参数1）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合下列要求：人工清除 2540mm机械清除 1625mm最大间隙 40mm2）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),一般应采用机械清渣。3）格栅倾角一般用45754）通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。5）过栅流速一般采用0.61.0m/s,栅前流速一般为0.40.9m/由进水量而得，设计参数如下：平均流量Q=10000m3/d=416m3/h=0.116 m3/s最大设计流量Qmax =Qkz=0.1162=0.232m3/s (本设计规定kz取不小于2的值，这里取2) 栅条宽度S10.0 mm 栅条间隙宽度d20.0 mm 栅前水深h0.5m 过栅流速v1.0m/s 栅前渠道流速vb0.9m/s 603.1.3 设计计算1.格栅的间隙数：个2.格栅建筑宽度： 进水渠道渐宽部分长度（l1）： 若取进水渠道宽B10.1m，渐宽部分展开角120此时进水渠道内的流速为0.75m/s ， 渠道与出水渠道连接处的渐窄部分长度： 3.过栅水头损失（h1）： 因栅条为矩形截面，取k=3，并将已知数据带入式得：取栅前渠道超高h2为0.3m，则栅前槽总高为：则栅后槽总高度为：4.栅槽总长度：5.每日栅渣量：取栅渣量为0.07m3/103m3, 由于每日栅渣量较大，对栅渣采用机械清渣的方式去除。 3.1.4格栅机的选型参考给水排水设计手册第11册P524，选择LXG链条旋转背耙式格栅除污机，其安装倾角为60进水流速1.2m/s,水头损失19.6kPa,栅条净距1540mm。电机功率（B1000mm）1.1kw。1)选定网眼尺寸污水中悬浮物为纤维类物质，所以筛网的网眼应小于2000m。2)筛网种类根据生产的产品规格性能，选用倾斜式筛网，筛网材料为不锈钢。水力负荷0.62.4m3/(minm2)。3)所需筛网面积A水力负荷：q=2.0m3/(minm2)，Qmax=20000m3/d=13.80m3/min面积：F= Qmax/ q=13.80/2.0=7.90m23.2调节池一般工企业排出的废水，水质、水量、酸碱度或温度等水质指标随排水时间大幅度波动，中小型工厂的水质水量的波动更大。为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，絮对废水的水量和水质进行调解。一般来说，调节池具有下列作用：1. 减少或防止冲击负荷对设备的不理影响；2. 使酸性废水和碱性废水得到中和，使处理过程中pH值保持稳定；3. 调节水温；4. 当处理设备发生故障时，可起到临时的事故贮水池的作用；5. 集水作用，调节来水量和抽水量之间的不平衡，避免水泵启动过分频繁。项目CODcrBOD5SS色度进水850220250500出水850220225500去除率10% 表3.1预去除率表已知：设计流量Qmax=833m3/h，取停留时间T=5.0 h，采用穿孔管空气搅拌，气水比为4:13.2.1调节池有效容积V=QmaxT=8335.0=4165 m33.2.2调节池尺寸调节池平面形状为矩形，其有效水深采用h2=3.5m，调节池面积为：F=V/ h2=4165/3.5=1190 m2池宽B取30.0 m，则池长为L=F/B=1190/30.0=39.7 m40.0m保护高h1=0.5m池总高H=h1+h2=0.5+3.5=4.0 m3.2.3 潜污泵1.水泵总扬程计算（1） 调节池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：3.000-（-0.300）=3.300m（2） 出水管线的水头损失，每台泵单用一根出水管，其流量为：Q=840/h，（3）取潜水泵的水头损失为1.00m（4）水头总扬程为 H=3.3+0.1+1=4.4m查给水排水设计手册第11册P298型号流量(m3/h)扬程（m）转速（r/min）功率（Kw）效率（%）出口直径（mm）重量（kg）300QW900-8-3790089803784.530011503.3水解酸化池3.3.1介绍水解工艺是将厌氧发酸阶段过程控制在水解与产酸阶段。水解池是改进的升流式厌氧污泥床反应器，故不需要封闭的池子，不需要搅拌器，降低了造价。水解酸化池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，可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程。设置水解酸化池主要是用于截流污水中的大部分的固体悬浮物，胶体物质等，将其中的固体有机物降解为可溶性有机物，将大分子有机物转化为小分子有机物。3.3.2预去除率项目CODcrBOD5SS色度进水850220225500出水595200112200去除率30%10%50%60%表3-2 调节池预去除率表3.3.3池体积算Qmax=417m3/h=0.116m3/s,（按潜污泵流量计算）1.有效水深h：对于水解酸化反应器，为了保持器处理的高效率，必须保持池内有足够的活性污泥，同时又是进入的污泥尽快地和活性污泥混合，增加活性污和进水的的有机物接触，这就要求上流速度越高越好。但过高的上流速度又会破坏活性污泥层对ss的截流作用，并对活性污泥床进行冲刷，从而使活性污泥被带入水解反应器的出水系统，是活性污泥流失和出水水质变差，所以保持适合的上升流速是必要的h=vt=1.54=6m 其中 v池内水的上升流速，一般控制在0.81.8m/h,此处取1.5m/h t停留时间，一般在45h，本设计采用4h。2有效容积VV=Qmaxt=4174=1167m3 其中 Qmax最大设计流量（m3/h）3池表面积FF= V/h=1167/6=277m2,取280 m2设池宽B=14m，则池长L=F/B=280/14=20m4管径的设计计算 Qmax=0.116m/s去干管流速为1.4m/s,则干管横切面积为：所以管径m 取D=350mm校核： 在1.02.5m/s范围内给排水设计手册第一册选用DN=350mm的钢管3.4 SBR 反应池项目CODcrBOD5SS色度进水595200112200出水1192056100去除率80%90%50%50%表3-3 SBR预去除率表3.4.1 设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法13，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR 是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。污水连续按顺序进入每个池，SBR 反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期、闲置期五个阶段，如图3-1。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。图3-1 SBR 工艺流程SBR 工艺特点是：(1)工程简单，造价低；(2)时间上有理想推流式反应器的特性；(3)运行方式灵活，脱N除P效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)对进水水质水量波动适应性好；(6) 易于维护管理。SBR 工艺的操作过程如下：进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污泥法中污泥回流作用。SBR 工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR 池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR 充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）、半限制曝气（充水后期曝气）。反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一个理想的推流式反应器装置。SBR 反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR 活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。3.4.2 SBR反应池容积计算1.设计参数设计流量Q=10000m3/d。 (1)污泥负荷率：Ns取值一般为0.1-0.4 kgBOD5/(kgMLSSd)，这里选为0.15kgBOD5/(kgMLSSd)。 (2)污泥浓度和SVI：污泥浓度X一般为1500-5000，采用4000 mgMLSS/L,SVI取100。(3)排出比1/m 排出