2022年设计方案说明书 .pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用山 东 大 学环 境 科 学 与 工 程学 院印染废水处理课程设计说明书设 计 者：学号：班级：指导老师：日期：年 月 日目 录精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用一、 概述1）二、 设计依据和原则2）三、 工艺流程选择3）四、 工艺流程概述6）五、 各处理单元的计算和设计7）1 格栅7）2 预曝调节池7）3 竖流式沉淀池9）4 水解酸化池10）5 接触氧化池11）6 污泥浓缩池14）7 废水治理流程各单元治理效果预测16）8 高程布置16）六、 工程投资估算18）七、

2、 参考文献19）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用一、概述印染废水的水质复杂，污染物按来源可分为两类：一类来自纤维原料本身的夹带物；另一类是加工过程中所用的浆料、油剂、染料、化学助剂等。分析其废水特点，主要为以下方面。1）水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性和pH大、水质变化剧烈。因化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难以生化降解的有机物大量进入印染废水中，增加了处理难度。2）由于不同染料、不同助剂、不同织物的染整要求，所以废水中的pH值、CODCr、BOD5、颜

3、色等也各不相同，但其共同的特点是BOD5/CODCr值均很低，一般在 20% 左右，可生化性差，因此需要采取措施，使BOD5/CODCr值提高到 30%左右或更高些，以利于进行生化处理。3）印染废水中的碱减量废水，其CODCr值有的可达 10万 mg/L以上， pH值12，因此必须进行预处理，把碱回收，并投入酸降低其pH值，经预处理达到一定要求后，再进入调节池，与其它的印染废水一起进行处理。4）印染废水的另一个特点是色度高，有的可高到4000倍以上。所以印染废水处理的行政任务之一就是进行脱色处理，为此需要研究和选用高效脱色菌、高效脱色混凝剂和有利于脱色的处理工艺。5）印染行业中， PVA浆料和

4、新型助剂的使用，使难生化降解的有机物在废水中含量大量增加。特别是PVA浆料造成的 CODCr含量占印染废水总CODCr的比例相当大，而水处理用的普通微生物对这部分CODCr很难降解。因此需要研究和筛选用来降解PVA的微生物。此外，因生产的间断运行，故存在着水量水质的波动；对于大量使用还原染料、硫化染料、冰染料等的废水，其化学絮凝效果相对较差。因此处理工艺要考虑这些因素，要有一定的适应水量、水质负荷变化的能力。二、设计依据和原则、设计依据1、设计处理水量： Q=250m3/d 2、废水水质： CODCr=1100mg/L；BOD5=250 mg/L；SS=230 mg/L；pH=9.6。精选学习

5、资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用由表 1 各类纺织印染产品排放的废水水质控制指标可以看出，该废水主要为化纤仿真产品生产过程中产生的染色废水及前处理过程中产生的碱减量废水、退浆废水等。表 1 各类纺织印染产品排放的废水水质控制指标产品CODCr/mg/L）BOD5/mg/L ）pH值色度SS/mg/L）棉机织产品8001200 150 350 9 11 200500 300600 棉针织产品500 700 150 200 9 10 200400 300500 毛粗纺产品400 600 150 200

6、 78 150300 500800 毛精纺产品200 400 100 150 78 100200 300500 绒线产品300 550 100 150 78 150250 400600 真丝绸产品300 600 100 200 67 200400 200400 化纤仿真产品8001500 200 350 9 12 200300 200500 废水中主要成分是PET 涤纶）、残余分散染料及相关助剂PVA浆料）等。这部分污染物均是难生物降解的物质，可生物降解性差、碱性强、pH值高。3、排放水质：CODCr50mg/L；BOD510mg/L；SS 10mg/L；pH值 69。、设计原则1、根据废水特

7、点，选择合理的工艺路线，做到技术可靠、结构简单、操作方便、易于维护检修。2、在保证处理效果的前提下，尽量减少占地面积，降低基建投资及日常运行费用。3、废水处理设备选用性能可靠、运行稳定、自动化程度高的节能优质产品，确保工程质量及投资效益。三、工艺流程选择、工艺选择的主要考虑因素由前面对废水水质分析可知，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。该印染废水CODCr浓度较高，但其中 SS主要是泥沙和纤维物质）浓度并不高，说明其中的可溶有机污染物浓度较高。含有苯系、萘系、蒽醌系等有机衍生物的染料和P

8、VA 浆料及大量的表面精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用活性剂，这些都是难降解的物质，因此印染废水的可生物降解性很差，BOD5/CODCr值比较低，仅为 0.23。表 2 四种工艺组合的比较工艺组合特点基建相对费用运转相对费用应用场合接触氧化混凝沉淀可在二沉池前投加混凝剂，从而省去混凝沉淀池，流程简单；易于操作管理；基建费用低，不能得到高质量的出水；污泥量大0.63 0.85 出水执行级标准；资金紧张接触氧化活性炭吸附活性炭吸附成为出水水质的控制步骤；接触氧化高负荷低费用的特点不能发挥；接触

9、氧化出水浓度相对高，造成吸附床负荷过大或再生过于频繁；操作较复杂0.85 0.97 工艺组合不够合理，不推荐采用延时曝气混凝沉淀可以得到较好的出水水质；混凝剂投量小；设备简单；污泥量较小。流程复杂；占地面积大；基建和运转费用较高0.78 0.88 出水执行级标准；有足够充裕的资金延时曝气活性炭吸附出水水质很好；污泥产量很小。设备运转费用较高；操作管理简单，如有活性炭再生则操作较繁琐1.0 1.0 出水执行级标准；出水要求回用；有足够充裕的资金；对处理的可靠性要求高一般好氧生物处理对色度和难降解有机物的去除率不高，这是因为某些染料、中间产物和添加剂在单纯的好氧条件下分子结构很难破坏，生物降解半衰

10、期很长；投加化学药剂和生物曝气法相结合能增强其对色度和难降解有机物的去除能力，但运行费用依然较高。厌氧生物处理的主要作用是使印染废水中的难降解有机物及其发色基团解体、被取代或裂解降解），从而降低废水的色度，由于分子结构或发色基团已发生改变，也可使其在好氧条件下容易被降解并脱色。为提高 BOD5/CODCr值，工艺采用先物化 一级沉淀池）生化再物化二级沉淀池），第一级物化处理采用加药反应沉淀池，根据经验与分析，CODCr去除率 50%，BOD5去除率约 20%，使 BOD5/CODCr值提高到 0.30，有利于后续的生化处理。但加药控制要适当，以免影响后续生化处理。在生化精选学习资料 - - -

11、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用处理中，为增加微生物所需要的营养源，水在进入水解酸化池前投加适当的N和 P；水解酸化池和接触氧化池内设填料，以利挂膜和脱膜；一、二级沉淀池均采用竖流式沉淀池，中间设导流筒，沉淀效果好，排泥畅通，管理操作简便。、厌氧处理段微生物水解酸化池可作为独立的一级厌氧生物处理，其目的是改善原污水的可生化性，降低后续生物处理的负荷，提高后续处理的稳定性和效果。在酸化水解阶段，由于产酸菌分泌的外酶作用，含碳有机物被水解成单糖，蛋白质被水解成肽和氨基酸，脂肪被水解成丙二醇、脂肪酸。这些水解产物进入各

12、类产酸菌的细胞内，被代谢成更简单的丁酸、乙酸和甲酸等有机酸以及醇类、醛类氨及少量二氧化碳、氢气等。所以，水解酸化池内不安装复杂的配水和水流整流装置，不产沼气，无集气装置。、好氧处理段好氧段的主要作用是氧化分解厌氧反应后的产物，包括转化成较易降解的分子较小的有机物。例如，芳香族化合物的完全氧化、完成脱色和COD 的去除。染料主要靠其发色基团产生各种颜色，某些在厌氧时未能脱去的发色基团在好氧段可进一步被去除。由于厌氧段的主要作用在于有机物的转化，按COD度量的去除率并不高，这就使好氧段的进水COD 浓度依然很高，如果直接采用延时曝气系统，则所需的曝气池池容很大，工程投资和运行费用会明显增加。因此，

13、采用接触氧化工艺。表 3 两种生化方法的工艺特点及费用比较工程接触氧化法延时曝气法工艺特点出水水质良优流程无污泥回流系统，较简单有污泥回流系统精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用过程控制没在污泥膨胀现象，易于控制控制不好有污泥膨胀上浮现象负荷负荷高，污泥浓度高低负荷，长停留时间占地面积曝气池容积相对较小，但需设污泥浓缩池曝气池容积较大污泥产量及处置污泥产量较大，污泥需进行浓缩，然后脱水污泥产量小，絮凝沉降性能相对好；不需浓缩，可直接脱水与后续脱色流程的组合可在二沉池前直接投混凝剂进行脱色，简便

14、易行，节省费用追求高效脱色时可用吸附法费用基建投资元/m3/d）500 688 直接处理成本元/m3/d）0.37 0.40 四、工艺流程概述废水加酸加药加 N 源加药排放外运车间各工段废水由厂区排水管渠）收集后经排水总渠送至废水处理站进行处理，通过粗、细两道格栅进入预曝调节池进行水质、水量调节，在其中加入H2S04中和至 pH为 6.5 9。经调节之后的废水通过污水泵房用潜污泵提升，经管道混合器加药反应后进入混凝沉淀池中完成泥水分离。粗 、 细 格水解酸化池接触氧化池混凝沉淀池污泥浓缩池污泥干化场鼓风机房投药间预曝调节池提升泵房混凝沉淀池精选学习资料 - - - - - - - - - 名师

15、归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用沉淀池上清液进入水解酸化池，在兼性微生物的作用下进行水解酸化，使难以降解的大分子有机物分解成小分子的有机酸，使非溶解性有机物降解成溶解性有机物，以提高印染废水的可生化性，以利后续的好氧生化处理。经水解酸化后出水流入生物接触氧化池。氧化池以推流式，分三段运行，自入口至出口从较高负荷逐渐变化到低负荷。氧化池第一段采用半软性组合填料，第二、三段为软性纤维填料，水气比为1：25，底部采用曝气头曝气。经水解酸化生物接触氧化后，废水中绝大部分有机物和大部分色度得到去除，但仍有一定的色度和难降解的有机物。所以在生物接触氧化池

16、出水加混凝剂经混合后进入沉淀池进行液固分离，其上清液达标后可经超越管排放。流程中产生的污泥进入污泥浓缩池进行浓缩，经浓缩后的污泥再进行机械脱水，形成泥饼外运。五、各处理单元的计算和设计、格栅印染废水中含有一定量的不同形式的纤维等物质，为了使处理设备正常运行，在处理流程前端应设格栅间，内设二道格栅。第一道为栅条式固定格栅，栅条间距为20，宽度 10。第二道格栅用穿孔铝板，孔眼直径8 ，间距为 30 。二道栅网过栅流速为0.8m/s ，采用人工清渣。设计参数1. 设计流量 Q=10.42m3/h=0.00295m/s2. 采用带半圆矩形栅条，栅条宽度S=10mm，栅条间距 b=25mm ，栅条数n

17、=203. 格栅倾角，过栅流速 v=0.7m/s4. 梁宽 B1=0.60m，渐宽部分展开角，梁高 H0=0.5 m，超高 h2=0.3m计算1. 栅槽宽度 B 2. 过栅水头损失 h1精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用3. 格栅总高 H 4. 栅槽总长 L 、预曝调节池由于印染废水的水量水质波动较大，所以必须设置容积较大的调节池，以对水量和水质进行调节。设计参数1. 设计流量 Q=10.42m3/h 2. 停留时间 T=14h 3. 采用曝气头空气搅拌，气水比为5：1 计算1. 调节池有效

18、容积的确定由于废水水量较小，故调节时间要长，至少保证HRT=14h 。保证一定的调节时间，可使废水的水量和水质得到较好的混合和均质。调节时间取14h，故调节池的有效容积为：V=Qt=10.4214=146m32. 调节池尺寸的确定取池内有效水深为3.5m，则调节池的平面积为：平面尺寸为 10.0m5.0m，保护高度取 0.5m，则调节池总高 H：H=3.50.5=4.0m 所以调节池的最终尺寸为：长宽高=10m 5m 4m 3. 空气管计算空气用量 QS=10.425=52.1 m3/h=0.014 m3/s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -

19、- -第 9 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用空气总管 D1取 35mm ，管内流速 v1：v1在 1015m/s 范围内，满足规范要求。空气支管 D2：共设 2 根支管，每根支管的空气流量q 为 m3/s 支管内的空气流速v2应在 510m/s 范围内，选 v2=7m/s，则支管径 D2为：曝气管 D3：每根支管连接五根曝气管，则每根曝气管的空气流量q1=0.0014 m3/s ，取v3=10m/s 、竖流式沉淀池设计参数1. 设计流量 Q=250m3/d=10.42 m3/h 2. 设计沉速 u0=0.20mm/s 3. 沉淀时间 T=2.5h 4. 池数 n=2 计算1. 中心管

20、计算q= m3/h=0.0015 m3/s f=m2d0=m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用d1=1.35d0=0.446m d2=1.30d1=0.580m h3=m 2. 沉淀区计算F=m2D= h2=3600u0T=3600 0.000202.5=1.8m 径深比 1100 990 475 380 133 79.8 80 100 100 去除率/% 10 52 20 65 40 BOD5/ (mg/L 250 237.5 190 160 24 15 15 25 20 去除率/%

21、5 20 16 85 38 SS/ (mg/L 230 230 90 90 55 36 36 70 70 去除率/% 61 40 35 pH值9.6 78 78 78 78 78 78 69 69 、高程布置地面标高 40.00m，以接触氧化池为主各向前后推：前推：1. 接触氧化池氧化池水面距地面标高2.1+40.5=42.60 m 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用进接触氧化池的配水水渠的水位2. 水解酸化池集水区：水位：进水末端：3. 混凝沉淀池 ）集水区：水位：进水末端：4. 预曝调

22、节池集水区：水位：进水末端：5. 格栅水位：，抬升了 3.60 m后推：氧化池出水水位：6. 混凝沉淀池 ）进水末端：水位：出水：六、工程投资估算、工程投资精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用工程投资表序号名称数量 / 万元总价 / 万元1）土建费37.5 2）设备费56.8 3）设计费4.15 1 ） +2） 4.4% 4）安装费5.68 2） 10% 5）调试费3.3 1 ） +2） 3.5% 6）不可预见费3.77 1 ）+2） 4% 7）税金3.9 1 ）+2）+3） +4）+5）+

23、6） 3.5% 工程总价 / 万元115 （1）+2）+3）+4）+5）+6）+。本工程装机总功率为15kW，其中备用 7kW，每天运行时间以 24h计，周期系数为0.8。E1=8240.500.8/250=0.31元/t 药剂费： 以投加聚合铝为例进行计算，0.18元/t 人工费： 0.03元/t 折旧费：设备按 18年、土建按 30 年计算元/t 维修费： 0.04元/t 则总运营成本： 0.68元/t七、参考文献1. 杨书铭，黄长盾编 . 纺织印染工业废水治理技术. 北京：化学工业出版社，2002 2. 余淦申编著 . 生物接触氧化处理废水技术. 北京: 中国环境科学出版社 ,1991

24、3. 黄长盾 , 杨西昆编 . 印染废水处理 . 北京: 纺织工业出版社 ,1987 4. 娄金生等编著 . 水污染治理新工艺与设计 . 北京: 海洋出版社 ,1999 5. 郑俊, 吴浩汀编著 . 曝气生物滤池污水处理新技术及工程实例. 北京: 化学工业出版社 ,2002 6. 唐受印 , 戴友芝等编 . 水处理工程师手册 . 北京: 化学工业出版社 ,2000 7. 于尔捷 , 张杰主编 . 给水排水快速设计手册 . 北京: 中国建筑工业出版社 ,1996 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 20 页个人资料整理仅限学习使用8. 王田. 厌氧好氧气浮组合式工艺处理印染废水的设计与研究. 给水排水技术动态 ,1997(2 9. 蒋震华 , 朱月梅 . 浙江省某印染厂废水处理方案设计. 给水排水 ,1999(6 10. 汪凯民 , 靳志年 . 印染废水治理技术的进展. 给水排水 ,1993(10 11. 朱月海 . 印染废水处理工艺浅析 . 给水排水 ,1999(11 12. 阎志谦 , 程艳坤 . 水解酸化好氧生物接触氧化气浮处理高浓度印染废水.河北化工 ,2002(5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 20 页