印染废水处理厂设计开题报告建筑环保行业_建筑-环保行业.pdf

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1、武汉纺织大学毕业设计（论文）开题报告 课题名称 印染厂废水处理工程设计 院系名称 环境与城建学院 专 业 环境工程 班 级 环境 072 班 学生姓名 吴国胜（内容包括：课题的意义，所属领域的发展状况，本课题的研究内容、研究方法、研究手段和研究步骤以及参考书 LI 等。）一、课题的意义 印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废 水。主要包括：预处理阶段（如烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光）排放的退浆、煮 练、漂白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂 洗废水；整理阶段排放的整理废水。印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差 异，导

2、致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复朵。随着染料工业的飞速发 展和后整理技术的进步，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用，难降解有毒有机成分的含量也越来越多，有些其至是致癌、致突变、致畸变的有 机物，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大。总体而言，印染废水的特点 是成分复杂、有机物含量高、色度深化学需氧量（COD）高，而生化需氧量（BODs）相对较低，可生化性差，排放量大。印染废水处理的 LI 的就是为了除去废水中的各种有害物质，防止环境污染，使水能够重新利用！所以说印染废水处理大意义：水是一种易受污染而可以再生的自然资源。随 着人口的不断增长和经济发展，加之水污染的日益严重，

3、可利用的水资源数量日 益短缺，造成水危机。根据水工业的观点，给水和排水分别是人类向自然界取 用和归还可再生资源“水”的两个程序，为了使这个循环能够持续地为人类服务，水在使用后回归自然界前，必须进行废水的再生处理，使水质达到自然界自净能 力的承受水平，恢复其作为自然资源的属性。对可持续发展战略的实施有着极为 现实的意义。水资源是不可再生资源，我们不仅要节约用水，保护自然生态环境，坚持可 持续发展，并且要处理好废水，不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境，把 坚持科学发展观应用到实际环境保护中，给人类营造一个健康绿色的生态圈。二、印染废水处理技术的研究进展 2.1吸附法 吸附法特别适合低浓度印染废

4、水的深度处理，具有投资小、方法简便、成 本低的特点，适合中小型印染厂废水的处理。传统的吸附剂主要是活性碳，活 性碳只对阳离子染料、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，但是不能去除水中的胶体疏水性染料，并且再生费用高，使活性碳的 应用受到限制。近儿年，研究的重点主要在开发新的新的吸附剂以及对传统的吸 附剂进行改良方面。胡文伟等研究了用“流炭法”处理印染废水，可以大幅度改善出水水质。刘玉真等制得阳离子膨润土。Jae-Hyimbae等研究了新型 HDTMA-膨润土。RamakrishnaKR等研究了有机膨润土和泥煤对染料的脱色效果。马凤国等合成 CMC-g-CPAM 吸附剂

5、。郭向利等以粘土矿物为原料合成了一种新型高效印染废 水脱色材料。2.2混凝法 混凝法具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高等优点。混凝 剂有无机混凝剂、有机混凝剂及生物混凝剂等。传统混凝法对疏水性染料脱色效 率很高。缺点是需随着水质变化改变投料条件，对亲水性染料的脱色效果差，COD 去除率低 习。如何选择有效的混凝脱色工艺和高效的混凝剂，则是该技术 的关键。边凌飞等合成了 BT-04复合混凝剂。陈建琴等合成了 SDF 絮凝剂。黎载波 等合成了改性双氤胺-甲醛絮凝脱色剂。隋智慧等9混凝剂 PSFo 陆雪梅等10 混凝剂BS。蒋少军合成了 FMC 絮凝剂。混凝工艺与其它工艺组合，也有很好

6、的 效果。谢凯娜等通过对南京某纺织有限公司废水处理的实例分析，说明采用水解-接触氧化-混凝匸艺处理印染废水能够取得很好的处理效果，处理后出水水质达 到 污水综合排放标准的一级标准。级环境班学生姓名吴国胜内容包括课题的意义所属领域的发展状况本课题的研究内容研究方法研究手段和研究步骤以及参考书等一课题的意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括预处理阶洗废水整理阶段排放的整理废水印染废水水质随原材料生产品种生产工艺管理水平的不而有所差异导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复朵随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步新型助剂染料整理剂等在印染行业中威胁和危害越来越

7、大总体而言印染废水的特点是成分复杂有机物含量高色度深化学需氧量高而生化需氧量相对较低可生化性差排放量大印染废水处理的的就是为了除去废水中的各种有害物质防止环境污染使水能够重新利用所以说印2.3化学氧化法 化学氧化是目前研究较为成熟的方法。氧化剂一般采用 Fenton 试剂(Fe2+,H2O2)、臭氧、氯气、次氯酸钠等。按氧化剂的不同，可将化学氧化分为:臭氧氧化法和芬顿试剂氧化法。臭氧氧化法不产生污泥和二次污染，但是处理 成本高，不适合大流量废水的处理，而且 CODcr 去除率低。通常很少采用单一 的臭氧法处理印染废水，而是将它与其它方法相结合，彼此互补达到最佳的废水 处理效果。汪晓军等用臭氧-

8、曝气生物滤池工艺处理模拟废水。戴晓红等研究了 UV+O3+H2O2 法处理染料废水。赵伟荣等研究了 03 与生化组合处理印染废水 的工艺，生化-物化-03法处理出水的色度指标可完全满足纺织染整工业水排 放物排放标准的一级排放要求，而 03-生化-物化法处理出水的 COD 不能满足 排放要求，生化-物化-03法不仅可以提高出水水质且可以降低臭氧消耗量【8】。传统 Fenton 法氧化能力相对较弱，随着人们对 Fenton 法研究的深入，近年 来乂把紫外光(UV)、草酸盐等引入 Fenton 法中，使 Fenton 法的氧化能力大大增 强。SwaminathanK 等研究了光助 Fenton 体系

9、对偶氮染料的脱色过程。朱洪涛研 究了 UV-Fenton催化氧化处理印染废水。张良林等研究了均相 Fenton 氧化-混凝 法强化处理印染废水。顾晓扬等研究了 O3-Fenton试剂化学氧化处理酸性玫瑰红 印染废水。李亚峰等进行了混凝-Fenton法处理印染废水的试验研究9】。2.4电化学法 电化学法具有设备小、占地少、运行管理简单、CODcr 去除率高和脱色好 等优点，但是沉淀生成量及电极材料消耗量较大，运行费用较高。传统的电化学 法可分为电絮凝法、电气浮法、电氧化法以及微电解、电解内法等。国外许多研 究者从研制高电催化活性电极材料着手，对有机物电催化影响因素和氧化机理进 行了较系统的理论研

10、究和初步的应用研究，国内在这一领域的研究还刚刚起步 10 O FockedeyE.等采用三维电极处理苯酚废水。YaXiong 等设计了一种三相三维 电极电化学反应器。国内学者也进行了这方面的研究，景晓辉等用三维电极电化 学方法对活性墨绿 KE24BD 染料废水进行降解试验。熊林等研究了三维电极流 化床对酸性大红3R 进行了降解脱色【11】。级环境班学生姓名吴国胜内容包括课题的意义所属领域的发展状况本课题的研究内容研究方法研究手段和研究步骤以及参考书等一课题的意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括预处理阶洗废水整理阶段排放的整理废水印染废水水质随原材料生产品种

11、生产工艺管理水平的不而有所差异导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复朵随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步新型助剂染料整理剂等在印染行业中威胁和危害越来越大总体而言印染废水的特点是成分复杂有机物含量高色度深化学需氧量高而生化需氧量相对较低可生化性差排放量大印染废水处理的的就是为了除去废水中的各种有害物质防止环境污染使水能够重新利用所以说印2 5生物处理法 生物处理法主要包括好氧法和厌氧法。LI 前国内主要采用好氧法进行印 染废水处理。好氧法乂分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥既能分解大量的有 机物质，乂能去除部分色度，还可以微调 pH 值，运转效率高且费用低，出水水 质较好，适合处理有

12、机物含量较高的印染废水；生物膜法对印染废水的脱色作用 较活性污泥法高。但是生物法存在着三个自身无法解决的问题：剩余污泥的处 里费用较高；单一运用生物法己不能满足实际运用的需要；有时需要在其前 端加一道提高废水可生化性的预处理，提高了投资及运行成本。单一的好氧生物处理只能去除废水中的部分易降解的有机物，色度问题无法 解决。为了降低消耗及去除废水中较难降解的有机污染物，出现了厌氧-好氧新 型处理工艺和生物强化技术。厌氧-好氧法可先山厌氧过程中的产酸阶段，去除 部分较易降解的有机污染物，将较难降解的大分子有机物分解为较简单的小分子 有机物，再通过好氧生物处理过程进一步去除【Hl。厌氧-好氧法处理难生

13、化降解 的印染废水具有除污染效率高、运行稳定和较强的耐冲击负荷能力等特点。有研 究报道，釆用厌氧-好氧工艺处理印染废水，在进水 CODcr 为 1085mg/L,BODS 为 315mg/L 的情况下，二者的去除率分别可达 83.9%和 76.2%,再经硫化床自然 氧化和混凝沉淀处理，去除悬浮物，排水可达排放标准门】。2.6两种或多种工艺组合运用 印染废水深度处理采用单一的处理方法均有局限性，采用多种方法的组合工 艺，发挥各种方法的优点，才能真正达到低成本的 LI 的。物理处理与化学氧化法 共同处理印染废水，发挥物理法处理掉木素大分子，在通过化学氧化法氧化掉残 余的小分子木素，降低了处理成本。

14、结合各种处理方法的优势，降低运行成本，提高去除效果，在生产中已得到应用。利用多种氧化技术产生协同作用进行印染 废水的深度处理已成为印染废水深度处理的研究热点。利用多种工艺相结合的组合工艺，能发挥单一处理技术的优势，实现优势互 补，能够最大限度降低处理成本，提高处理效果。级环境班学生姓名吴国胜内容包括课题的意义所属领域的发展状况本课题的研究内容研究方法研究手段和研究步骤以及参考书等一课题的意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括预处理阶洗废水整理阶段排放的整理废水印染废水水质随原材料生产品种生产工艺管理水平的不而有所差异导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复

15、朵随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步新型助剂染料整理剂等在印染行业中威胁和危害越来越大总体而言印染废水的特点是成分复杂有机物含量高色度深化学需氧量高而生化需氧量相对较低可生化性差排放量大印染废水处理的的就是为了除去废水中的各种有害物质防止环境污染使水能够重新利用所以说印三、课题设计内容 1）确定废水处理厂的处理工艺流程及处理构筑物（或设备）的类型和数量;2）对工艺流程中的主要构筑单元的设计与计算；3）该印染废水处理厂的平面布置、高程布置；4）水泵、风机等主要设备的选型；5）运用 CAD 制图。3.1原始数据 设计该印染厂日排水总量为 6000m3/d,经污水处理系统处理后达到印染 工业水

16、污染排放标准（GB3544-2008）,部分回用于印染工序，其余达标后排 放。3.2废水水质及排水标准 根据当地环保部门的要求，严格执行纺织染整工业水污染物排放标准（GB4287-92）3 中一级标准。表一、废水指标和出水指标 mg/L 指标 PH COD SS 硫化物 色度（倍）苯胺类 废水水质 811 150750 150300 1.02 8 450700 2.5 排放标准 69 100 70 1.0 50 2.0 四工艺选择 处理印染类废水，常用的方法有物化法、活性污泥法、生化一活性炭法、生化一电解法、生化一物化法等。物化作为印染废水的预处理是可行的，但运行 费用高，污泥产量大，处置难。

17、活性污泥法脱色效果差，COD 也难以达标。厌 氧一好氧一生物碳工艺，效果很好，但它要用价格昂贵的活性炭，厂家难以接受。针对以上特点以及对出水水质的要求，并结合现有印染废水处理技术的特点，我 们选用一套能比较好的解决上述问题的、且不使用活性炭的工艺流程，铁粉曝气/紫外光体系+水解酸化+生物接触氧化法。级环境班学生姓名吴国胜内容包括课题的意义所属领域的发展状况本课题的研究内容研究方法研究手段和研究步骤以及参考书等一课题的意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括预处理阶洗废水整理阶段排放的整理废水印染废水水质随原材料生产品种生产工艺管理水平的不而有所差异导致各个印染

18、工序排放后汇总的废水组分非常复朵随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步新型助剂染料整理剂等在印染行业中威胁和危害越来越大总体而言印染废水的特点是成分复杂有机物含量高色度深化学需氧量高而生化需氧量相对较低可生化性差排放量大印染废水处理的的就是为了除去废水中的各种有害物质防止环境污染使水能够重新利用所以说印I 铁粉在含染料废水处理中的作用（1）电化学作用 其基本原理是利用铁粉中的铁和炭（或加入的惰性电极）组分结构成微小原 电极的正极和负极，以充入的污水为电解质溶液，发生氧化还原反应。新生态的 电极产物活性极高，能与废水中的有机物发主氧化还原反应，使其结构形态发生 变化。（2）还原反应 铁粉内电解

19、法在其工作过程中，发生如下反应：酸性条件下:2H+2e-2H-H2 碱性或中性条件下：O2+2H2O+4e-4OH-电极反应产生的新生态 H、Fe2+等能与染料等发生氧化还原反应，能够使 染料的发色基因破坏其至断链，从而达到脱色口的，同时，铁的还原作用对某些 有机物的还原也不可忽视，如其能将硝基苯还原成氨基物等。（3）铁离子的絮凝作用 内电解过程中，阳极上溶出 Fe2+等将废水中的染料粒子等胶凝在一起，形 成以Fe2+为胶凝中心的絮凝体，捕集，挟裹和吸附悬浮的胶体共沉。另外，Fe2+经中和曝气后，生成的 Fe（OH）3 是胶体絮凝剂，它的吸附能力高于一般药剂水 解法得到的的 Fe（OH）3 的

20、吸附聚集能力。另外，山于电池电极周围存在电场效 应，使溶液中的带电粒子在电场作用下定向移动，进行附集并沉积到电极上，从 而除去废水中的污染物。（4）铁粉曝气/紫外光体系 a在酸性条件下，体系中铁粉本身及新生态 Fe2+,H 等对染料分子具有还原 作用。b 铁离子具有絮凝作用。c Fe（III）-OH络合物在紫外光作用下的光化学氧化作用。d 铁粉本身有少量的吸附作用。e 与传统铁粉微电解法相比，具有以下优点：由于铁粉在系统中始终处于悬 浮活动状态，保证了其表面活性状态，且不会形成结块等现象，从而等达到稳定 处理效果。充分利用了系统中 Fe(OH)2+等组分在紫外光作用下对染料的降解作 用。其对染

21、料降解的无选择性弥补了传统微电解法中对水溶液性染料废水的 COD 去除效果差的不足。釆级环境班学生姓名吴国胜内容包括课题的意义所属领域的发展状况本课题的研究内容研究方法研究手段和研究步骤以及参考书等一课题的意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括预处理阶洗废水整理阶段排放的整理废水印染废水水质随原材料生产品种生产工艺管理水平的不而有所差异导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复朵随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步新型助剂染料整理剂等在印染行业中威胁和危害越来越大总体而言印染废水的特点是成分复杂有机物含量高色度深化学需氧量高而生化需氧量相对较低可生化性差

22、排放量大印染废水处理的的就是为了除去废水中的各种有害物质防止环境污染使水能够重新利用所以说印用铁粉曝气/紫外光体系可以有效脱除水溶性染料活 性剂的色度，并对 COD 有一定的去除效果。体系中铁粉可重复利用，不会影响 处理效果，但应定期补充并清洗，以去除部分 Fe(OH)3o 该体系对水溶性染料的 处理效果优于不溶性染料。向体系中引入催化剂，强化该体系中光氧化作用，更 有效去除 COD o II 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；酸衰退阶段中烷化阶段，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

23、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 需儿秒钟到儿十秒就进行完全；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，

24、在较高的水力负荷下随水流出系统；山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。m 生物接触氧化法简介 生物接触氧化法是一种介于活性污泥法与生物滤池之间的生物膜法工艺其 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，近填料壁的微生物山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

25、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。生物接触氧化法是以 生物膜为主净化废水的一种处理工艺。其独特之处：级环境班学生姓名吴国胜内容包括课题的意义所属领域的发展状况本课题的研究内容研究方法研究手段和研究步骤以及参考书等一课题的意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括预处理阶洗废水整理阶段排放的整理废水印染废水水质随原材料生产品种生产工艺管理水平的不而有所差异导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复朵随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步新型助剂染料整理剂等在印染行业中威胁和危害越来越大总体而言印染废水的特点

26、是成分复杂有机物含量高色度深化学需氧量高而生化需氧量相对较低可生化性差排放量大印染废水处理的的就是为了除去废水中的各种有害物质防止环境污染使水能够重新利用所以说印(1)氧化池内供微生物固着填料，全部淹没在废水中，相当于一种浸没在废 水中的生滤池，故乂称淹没式生滤池。(2)池内采用与曝气池相同的曝气方法，提供微生物氧化有机物所需要的氧 量，并起搅拌混合作用。生物接触氧化法具有以下特点：a、111 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；b、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；c、

27、剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；四、参考文献 高廷耀，顾国维水污染控制工程。北京：高教岀版社，1999 丁忠浩，有机废水处理技术及应用。化学工业出版社，2002 陈季华，废水处理工艺设计及实例分析。高教出版社，1999.6 孙力平，污水处理新工艺与设计计算实例。科学出版社，2002.2 曾科，卜秋平，陆少鸣等，污水处理厂设计与运行。化学工业出版社，2001.8 环境工程实例丛书。化学工业出版社，2004.2 陈耀宗，建筑给水排水设计手册。中国建筑工业出版社，1992.12(8)GB4287-92,纺织染整工业水污染物排放标准。建设项訂竣工环境保护 验收管理办法，2001(9)G

28、B18918,镇污水处理厂污染物排放标准。建设项 U 竣工环境保护验收 管理办法，2001(10)03025,城市污水处理厂污水污泥排放标准。建设项 LI 竣工环境保护验 收管理办法，2001(11)冯生堆城市中小型污水处理厂的建设与管理。北京化工工业出版社，级环境班学生姓名吴国胜内容包括课题的意义所属领域的发展状况本课题的研究内容研究方法研究手段和研究步骤以及参考书等一课题的意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水主要包括预处理阶洗废水整理阶段排放的整理废水印染废水水质随原材料生产品种生产工艺管理水平的不而有所差异导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复朵随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步新型助剂染料整理剂等在印染行业中威胁和危害越来越大总体而言印染废水的特点是成分复杂有机物含量高色度深化学需氧量高而生化需氧量相对较低可生化性差排放量大印染废水处理的的就是为了除去废水中的各种有害物质防止环境污染使水能够重新利用所以说印