印染废水处理设计

-目录摘 要1Abstract31工程概况41.1设计题目41.2设计目的41.3原始资料42印染废水的特点52.1印染废水的性质52.1.1印染工艺5印染废水来源分析5印染废水的特征52.2方案选择52.3工艺流程6设计基于流程介绍6设计基于工艺流程图如下：62.3.3预计处理效果73格栅与调节池的设计与计算73.1格栅73.1.1格栅的设计参数选定83.1.2设计计算83.1.3格栅选型103.1.4格栅示意图113.2调节池113.2.1调节池功能简介113.2.2调节池尺寸计算123.2.3调节池内PH调节设计123.2.4硫酸输送泵的选型133.2.5进出水系统133.2.6调节池的搅拌系统选择13参考文献15致谢16. z.-摘 要当今社会，印染工业已经成为我们生活中不可或缺的行业，其作用在人们日常生活中都可以提现出来，比方说五颜六色的布料、房子装修所需要的彩色壁纸等等。但是印染行业在为我们生活带来诸多便利的同时也带来的一些麻烦，印染行业的废水的处理和处置已经成为人们必须要面对的问题。印染工业生产的同时所产生的印染废水处于高有机难降解废水。印染废水的主要难降解的原因在于其废水中存在大量的有机染料和一些印染工艺所必须的外表活性剂等化学添加剂，并且，大局部印染废水的可生化性太差，这就导致该类废水的处理与处置要比我们日常生活中产生的废水难的多。至今为止，印染废水的处理方法主要分为物理方法、化学方法和生化处理方法。但是大多为企业所承受的，处理效率相对较高的还属物化与生化相结合的方法。此次印染废水的处理设计主要是对生物法处理印染废水过程中所涉及的格栅和调节池尺寸的设计，旨在为印染废水处理设施的全套设计提供参考。本设计即针对印染废水处理设施中的格栅和调节池进展计算设计。关键词：印染废水，格栅，调节池2AbstractPrinting and dyeing industry are closely related to the lives of residents, from wearing clothes, cloth to a variety of decorations ,all of these material can not be separated from printing and dyeing. Printing and dyeing has made our lives colorful and vibrant, but if the waste water produced by printing and dyeing is not discharged directly, it will cause great harm to the peoples life and the surrounding environment.Wastewater produced by printing and dyeing industry is highly polluted industrial wastewater which can be difficult to be treated. The pollution is mainly from the dye and surfactants in the printing and other substances, and is poor in the general biochemical properties, which makes the treatment of such water bee much more difficult and cost more than the average domestic sewage.At present, the main treatments of such sewage include physical, chemical and biochemical methods, the bination of physic-chemical method and biological method is widely used. On the basis of consulting a large amount of information, our design decides to choose the processing method of hydrolytic acidification + bio-contact o*idation + air floatation, which can effectively improve the biochemical properties of wastewater as well as remove COD, BOD, SS and chromaticity.This design aims at such treatment process and the calculation of the structure. Key word: printing and dyeing waste water；grille；regulating reservoir1工程概况1.1设计题目印染处理废水中格栅以及调节池的设计以3000 m3/d处理系统计。1.2设计目的印染行业所产生的废水是包含诸多难降解有机物在内的废水，如不将这样的废水不经处理处置直接排放到河流湖泊中将会给水环境带来极大的危害，此次设计的目的就为难降解印染废水的处理事业献砖献瓦，为印染废水的成功处理以及达标排放提供一些参考。此外，格栅和调节池的设计也本着经济性原则，在保证作其效益的情况下尽量减少建立费用，从而提高该局部的经济效益。1.3原始资料1、参考进水水量：3000m3/d2、取水水质的选择：在此次设计中，废水资料主要来源*市*家印染厂家该日生产所产生的印染废水。该厂的印染废水主要是由染色和整理两个生产工段所产生。废水各项污染指标见下表：表1.1 印染废水进水水质指标工程(mg/l)(mg/l)SS(mg/l)色度倍PH设计水质100020030010008-113、废水排放标准选择废水处理后出水标准需要符合纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-2021中的直接排放标准。具体标准内容见下表：表1.2 印染废水出水水质指标工程(mg/l)(mg/l)SS(mg/l)色度倍PH设计水质802050406-94、气象与水文资料：气象资料：四季主导风向为东北风EN。全年平均气温为15，极端低温为-22.6，极端的高温为41.5水文资料：该地区全年平均降水量为878mm，无水文灾害发生。5、参考厂区情况：所参考的厂区内整体地势平坦无明显洼陷凸出地块，并且整体地势相对较低。这就保证了印染废水管网中的生产废水能直接的流入该印染废水处理厂。除此之外，该地块地质紧实利于调节池的建立。2印染废水的特点2.1印染废水的性质2.1.1印染工艺印染工艺是指在印染厂生产产品的过程中所选取的生产方法。通常涉及物理化学等多个方法的处理。主要包括对棉麻等纺织材料的前段处理、上色、改色、图案印染以及一些后续处理工艺。印染厂通常为了提高印染效率提高工厂收益率，会在印染过程中添加各种各样的利于染色的化学试剂，而含有这些化学试剂的废水就成的所谓难降解的印染废水。印染废水来源分析印染废水因各个印染厂家选取印染工艺不同而主要污染成分也各不一样。本次设计的格栅以及调节池主要针对的废水来源于印染工艺中染色和整理两个阶段。这两个阶段所产生的印染废水主要包括了煮沙废水和洗水、染色废水和产品后处理阶段所产生的废水。这两个阶段的废水主要是通过原纱、煮炼、漂白、染色、漂洗、脱水这几个工艺产生。印染废水的特征1印染废水的产量大；2印染废水成分多样复杂不稳定。各个印染厂因生产产品不同以及所采用的生产工艺上的差异导致印染废水多样化；3印染废水普遍具有较高含量的有机物；4难生化讲解，COD含量高；5印染废水具有较高的色度；6印染废水外表活性剂等添加剂种类多；7印染废水具有高碱性，需要中和后进一步处理。2.2方案选择常用的印染废水处理的方法主要可分为物理、化学、生物等方法。通过物理法处理印染废水通常处理效果较差不能满足排放标准，通过化学法虽然可以节省占地投资，但是大量的化学药剂也是一笔不可无视的经济支出。与前两者相比，生物法不但占地小投资也少，且运行稳定便于管理，目前生物法已为大多印染厂家处理印染废水时所优先采用。据统计，生物法处理印染废水占印染废水处理的八成以上，其中好氧生物法处理印染废水又占大多数。但近年来，随着印染行业越来越多的化学添剂加的使用导致印染废水成分越来越复杂多变，紧靠单纯的一种处理方法已经不能是印染废水到达达标排放的目的。因此开发多种生物处理工艺相结合的组合工艺成为首要选择。经过查阅大量相关资料，并经过反复比照，此次设计以厌氧水解酸化好氧生物处理气浮的印染废水处理工艺为参考对其格栅和调节池进展设计。2.3工艺流程设计基于流程介绍印染车间生产时所产生的印染废水经过格栅初步处理，可去除大局部大颗粒悬浮物大型垃圾等，经过格栅处理后废水到达调节池，通过调节池的酸性试剂的中和，调节废水PH和水量大小。废水经调节池混合均匀后，通过提升泵抬升，到达水解酸化池，通过在水解酸化池内设置填料，使得厌氧细菌能在其中稳定的生长繁殖，从而通过厌氧细菌的生物作用调高有机物的去除效率。与此同时，厌氧菌的长时间作用也减轻了后续好氧处理的有机负荷，提高了废水的可生化性，从而整体提高的废水的处理效率。印染废水经过水解酸化池的厌氧菌处理以后进入好氧生物作用的接触氧化池。通过在好氧接触氧化池中设置组合填料，为好氧菌活性污泥的*生长提供了良好环境。在氧气充足的情况下，好氧菌的生陈代谢以印染废水中有机物为养料，从而到达了对印染废水中有机物的进一步去除的作用。废水经接触氧化池后进入二沉池。在二沉池中，局部活性污泥经过污泥回流到达水解酸化池和接触氧化池，保证的污泥的量不影响其正常工作，剩余污泥则进入污泥浓缩池进展污泥浓缩，并对浓缩后的污泥进展合理的处置。经过二沉池，废水得到有效的固液别离，随后进入气浮池，废水在气浮池中得到更深一步的处理，色度、COD、BOD等得到进一步去除，从而到达排放标准。此次格栅和调节池的设计正是基于以上工艺。设计基于工艺流程图如下：图2.1工艺流程图2.3.3预计处理效果在此工艺下各处理单元处理效果预测表2.1预处理单元指标水质CODcrBOD5SS色度/L去除率%/L去除率%/L去除率%去除率%原水1150/210/315/1100/格栅1150/210/2756.11100/调节池91211210/275/1100/说明：这里的去除率是指相对于前一个构筑物出水的去除率3格栅与调节池的设计与计算3.1格栅格栅是一种由栅条支撑的框架，常设在处理设施之前，目的是为了拦截和去除废水中较大的悬浮物和一些提醒较大的漂浮物，由此来保证后续处理设施能够正常运行。它的栅条相互平行，材质多为金属材质，少数为非金属材质。格栅的使用一般是倾斜放置在垂直于污水流经的水渠上。格栅按照形状的不同可以分为平面格栅和曲面格栅两个类型，按照栅条间隙的大小不同又可以把格栅分为粗格栅50-100mm、中格栅10-40mm和细格栅3-10mm三种。3.1.1格栅的设计参数选定1基于一般城镇污水处理厂的实际情况，栅渣的数量可以以下数据为参考：当栅条的间距为1625mm时，栅渣截留量可以选择0.050.10/污水；当栅条的间距为40mm左右时，栅渣截留量可以选择0.010.03/污水。栅渣的含水率通常为80%，密度为960/m3.2废水经过格栅时流速一般为0.61.0m/s，废水经过格栅前流速一般采用0.40.9m/s3当栅渣量大于0.2()时需要采用机械清渣，机械清渣的格栅，安装倾角一般采用6090。4印染行业的废水时变化系数Kh的取值范围为1.52.0，本设计中根据经历需要取Kh=1.835处理量Q=3000=125m3/h=0.035,最大设计流量Qma*=KhQ=1.830.035=0.064=231.3.1.2设计计算1经过计算，格栅的间隙数量如下式表示：19.7个取n=20个其中：Qma*-所设计最大废水流量为0.064-格栅的安装倾角75oh-栅前水深，取0.5mb-栅条间隙宽度，取10mmv-过栅流速，取0.6m/s2格栅的建筑宽度B栅条的选取宽度可以设置为S=0.01m，则由此可得栅槽的宽度为进水渠的宽度设置为=0.21m3栅前的扩大段长度设置为1渐宽局部的展开角，由经历取值20o。4栅后的收缩段长度为5通过格栅时水头损失由计算得h2m式中:h2-过栅时水头损失，mh0-计算水头损失，mg-重力加速度，取9.81m/s2k-系数为3，意思是当格栅被较大悬浮物堵塞时，此时水头损失明显增大，遇到这种情况，通常把栅条断面迎水面设计为为半圆的矩形，则形状系数为1.83。由此可得h2计算结果明显在水头损失区间0.08-0.15的之内，即满足设计要求，同时，为了防止出现栅前涌水的现象，可将格栅后边的槽的底部下降h2作为补偿高度。6格栅后槽总高度H的计算由接收印染废水的管道铺设在印染废水处理厂地面以下2.2米处，可得栅前渠道深度为其中：-栅前水的深度-栅前渠道超出高度-格栅的水头损失高度7格栅的总长度的计算式中：-栅前扩增段长度-栅后收缩段长度-栅前渠道深度，(m)(8)每天预计栅渣的产生量式中，栅渣量，取0.07/污水，则=0.39()0.2()由于计算结果W值明显大于0.2，所以此时必须采用机械清渣。栅渣作为可回收利用的固废，可以交付市政垃圾回收处理站统一进展处理处置，常用的固废处置方法有填埋、燃烧、堆肥等。3.1.3格栅选型参考给排水设计手册第11册，型号为*GS的旋转式格栅除污机在此次设计中最为适宜，具体规格为*GS-500参数如下：栅间隙格栅间隙距离为10mm,电机功率为0.75KW，理想安装倾角为75。3.1.4格栅示意图图3.1格栅示意图3.2调节池3.2.1调节池功能简介在实际工程应用中，工业废水特别是印染废水在进入污水处理设施前不管水量还是水质通常都具有较大的波动，水质复杂且成分分布不均匀，而后续的印染废水处理设备通常对水质水量以及水流的大小都有较为严苛的工作条件。因此，为了使废水能得到更好的处理，是废水处理设施更好的发挥成效，通常废水在进入处理设施前需要设置调节池，由此来调节废水的水利条件，使其满足工艺处理要求。总的来说，调节池应该具备以下功能和特点：1.能有效减少或防止冲击负荷对污水处理设备产生的不利影响；2.能够有效的调节水温，为后续处理创造良好的水处理条件；3.能够灵活的进展酸碱中和，通常印染废水多为碱性，使中和水质具备稳定的PH值；4.必须具备集水存水的作用，能有有效的调节来水和抽水之间的不平衡，以保障水泵的*使用，延长使用水泵寿命；5.必须具备临时蓄水的作用，当系统不能正常运行时能够保障废水短时间不外溢。3.2.2调节池尺寸计算调节池大小尺寸的计算1调节池的有效容易V假定废水水力停留时间为t=5h2调节池实际尺寸的计算此次调节池设计采用矩形作为平面尺寸，设置调节池有效深度为5米，则面积假定池体宽度B=13m，长度,保护高度取值h1=0.3m，则池体总高度则为由上述式子可以得出调节池的具体尺寸为：3.2.3调节池内PH调节设计印染废水取水水样PH范围通常在811，之所以废水为碱性是由于生产过程中投加一些碱性化学试剂如NaOH等所造成的，此次调节池设计PH值取PH=11，则mol/L,投加70%的工业硫酸的量Ls为:其中：Ls-酸消耗总量，/hLz-样本废水中碱的含量，/ha-药剂的纯度%b-药剂比耗量中和1碱所需的酸量，取1.429k-反响不均匀系数，由经历取值1.2其中：Qma*-最大设计流量，m3/hM-NaOH的摩尔质量，g/mol所以工业硫酸可直接在调配泵的作用下由贮酸槽转入调配槽，在阀门的控制下按需流入调节池进展废水的中和。3.2.4硫酸输送泵的选型根据给排水设计手册第11册,选取CQ型驱动泵，备用1台，使用2台。其主要参数性能及如下表：表3.1 CQ型驱动泵性能参数型号扬程m3/h流量m吸程m电机功率KW公称直径mm进口出口CQF402010.872.740323.2.5进出水系统1进水系统废水经过格栅的初步处理后流入调节池的集水槽。通过在集水槽底部设定可控小孔，来控制集水槽流入调节池的水量和水质。在此次设计中，集水槽的宽度为0.5m,长度为6.0m，底部进水小孔的尺寸设置为0.1m0.1m由此可计算得出进水孔个数：个取n=43个其中：f-进水孔的实际面积V-进水孔的进水速度m/s,取v=0.15m/s2出水系统废水经调节池处理后，经过潜污泵作用，将池中的水送入下一个构筑物即水解酸化池中参照给排水设计手册第11册，选择QW型潜污泵，型号为100QW87-28-15，备用1台，使用3台。3.2.6调节池的搅拌系统选择搅拌系统是调节池不可获取的一局部，搅拌系统的合理安装可以有效的调节废水的水质和水量。通常在实际的应用中，调节池中的搅拌装置安装在调节池的底部。废水处理厂中常见的搅拌系统按照作用机理不同可分为两种，一种是靠鼓气的空气搅拌，一种的通过机械力作用的机械搅拌。在此次设计中，因考虑到经济效益，选用空气搅拌系统。空气搅拌，正好适用于印染废水的水量、水质多变的特点，在使水质水量得到有效搅拌的同时也能增加曝气效果，以便后续处理的顺利进展。根据纺织染整工业水治理工程技术标准HJ471-2021，假设是采用空气搅拌方式，则调节池内的气量必须按照1.0-1.5m3/(min100m3)设计。潜水搅拌器实际工作时，废水流速多在范围内。参照给排水设计手册第11册553页，本设计采用潜水搅拌器，型号为DQT，一用一备，性能如下：表3.2 DQT潜水搅拌器性能参数型号叶轮直径mm电机功率KW转速r/min尺寸长、宽、高mmDQT04018004.038130018001800参考文献1环境保护部纺织染整工业废水治理工程技术标准(HJ-2021).中华人民*国国家环境保护标准.中国环境科学，2021-09-012鲍艳卫，*宁，*雁秋等.印染废水处理技术的研究进展.中国科技论文在线，.paper.edu.*：中国矿业大学环境与测绘学院3中华人民*国建立部.城市污水处理工程工程建立标准.1995-01-014韩洪军，杜茂安等.水处理工程设计计算.普通高等教育土建学科专业十五规划教材.高等学校给水排水工程专业指导委员会规划推荐教材.：.20055给水排水设计手册.第二版.第1册.常用资料6给水排水设计手册.第二版.第5册.城镇排水7给水排水设计手册.第二版.第11册.常用设备8祁佩时，李欣，程树辉等.水解-混凝-复合生物池工艺处理印染废水的工程应用.中国全文数据库9东华大学，中国环境保护产业协会水污染治理委员会，中国印染行业协会环境保护技术专业委员会.纺织染整工业废水治理工程技术标准.2007-1210唐受印，戴友芝等.水处理工程师手册.：化学工业，200611*自杰等.环境工程手册M.：高等教育199312罗固源.水污染物化控制原理与技术.第一版M.：化学工业，200313*林生主编.印染废水处理技术及典型工程M，化学工业，200514李志伟.印染废水处理工艺改造的工程实例.科技资讯，2021NO.14.*：*振华工程集团*15薛攀，*刚，周童等.印染废水处理工艺的改造.马*：*工业大学环境工程系.*：*省环境保护科学技术研究院16闪红光主编.环境保护设备选用手册-水处理设备M.化学工业thed.Boston:McGraw-Hill,2003.18KuoJT,YenBC,WangWangHGP.Optimaldesignforstormsewersystemwithpumpingstations.Journalofwaterresourceplanningandmanagement,ASCE,1991,117(1):11-2719LiGY,MatthewGSR.Newapproachforoptimizationofurbandrainagesystems.Journalofenvieonmentengineering,ASCE,1990,116(5):927-944.20SrinivasM,PatnaikLM.Adaptiveprobabilitiesofcrossoverandmutationingeneticalgorithm.IEEETransSystemsManandCybernetics,1994,24(4):656-667致谢在此次毕业设计全过程中，对我帮助最大的要属我的毕业设计导师*，没有他的帮助我不可能在这有限的时间内顺利的高质量的完成我的毕业设计，因此，我要首先感谢我的导师对我耐心的指导和帮助。能顺利高质量的完成毕业设计是学校对学生在校培养的重要任务和能力之一。学校通过对学生实际动手设计能力的锻炼能让学生将来更好的适应当今的社会，同时，也是对学生在校*年学习成果的检验。因此认真扎实的完成毕业设计是每个准毕业生都应该做好的任务。在此次毕业设计中，我遇到了很多平时课堂上容易被忽略的问题，也发现的了很多知识漏洞，多亏导师的耐心指导才得以完善知识系统，理清设计思路。*年的大学生活让我学习了不少知识交到了不少好朋友，良好的人际关系使得我在此次毕业设计中得到了不少专业教师、同学的帮助，而情绪低谷时室友的及时鼓励和点拨又能帮我重拾自信，更加坚决。CAD图的制作是我的薄弱环节，期初做出来的图漏洞百出，多亏的同学的耐心帮助使得我图纸能顺利画出。其次，我还要感谢我的家人和朋友，在毕业设计的过程中，家人和朋友的关心以及经济上的无私帮助都使我跨越了不少困难险阻，不断进步。最后，对那些帮助过我的人道以深深的感谢！. 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