摘 要

今年来随着染整废水水质的变化，可生化性下降，染整废水的处理受到人们的高度重视。通过查阅相关文献资料，了解纺织染整的主要特征与处理难点，深入了解各处理工艺的原理与应用范围。经过比选选定此纺织染整废水的处理方案。首先经过混凝沉淀降低色度，然后进行水解酸化提高B/C,最后通过AO工艺以及再次混凝沉淀处理，使废水水质达到排放标准。

本设计主要对污水处理构筑物，污泥处理构筑物以及相关设备进行了设计计算与选型。

关键词：染整废水 处理方案 工艺设计

Textile dyeing and finishing wastewater treatment engineering design

Abstract

With the change of water quality of dyeing and finishing wastewater this year, the biodegradability has decreased, and the treatment of dyeing and finishing wastewater has been highly valued by people. Through consulting relevant literature, we can understand the main characteristics and handling difficulties of textile dyeing and finishing, and understand the principle and application range of each treatment process. After the selection and selection of this textile dyeing and finishing wastewater treatment program. First, the coloration is reduced by coagulation and sedimentation, then the hydrolysis and acidification is carried out to increase the B/C. Finally, the AO process and the re-coagulation and sedimentation treatment are adopted to achieve the discharge water quality.

Key words: Dyeing Wastewater Treatment Plan Technological Design

目录

纺织染整废水处理工程设计 I

摘要 I

第一章 文献综述 1

1.1 前言 1

1.2 印染废水的色度去除 1

1.2.1 化学混凝法 1

1.2.2 膜技术 1

1.2.3 非均相CWO法 2

1.3 印染废水的主要预处理方法 2

1.3.1 Fenton氧化法 2

1.3.2 水解酸化法 2

1.3.3 臭氧氧化法 3

1.4 印染废水的主要生物处理工艺 3

1.4.1 A/0工艺 3

1.4.2 A/A/O工艺 3

1.4.3 UCT工艺 4

1.4.4 SBR工艺 4

1.5 总结 4

第二章 处理方案设计 5

2.1 设计原则 5

2.2 处理前水质参数 5

2.3 处理后出水指标 5

2.4 污水工艺流程确定 6

2.5 工艺流程 6

2.6 去除率一览表 8

第三章 构筑物设计计算 10

3.1物化调节池 10

3.1.1设计计算 10

3.1.2管道选型 11

3.1.3出水水质 11

3.2混凝沉淀池 12

3.2.1溶解溶液池 12

3.3.2机械搅拌混合池 13

3.2.3 混凝斜管沉淀池尺寸计算 16

3.2.4 出水水质 19

3.3格栅 19

3.3.1设计参数 19

3.3.2设计计算 19

3.3.3管道选型 23

3.3.4出水水质 23

3.4 生化调节池 23

3.4.1 设计计算 23

3.4.2管道选型 25

3.4.3出水水质 25

3.5 水解酸化池 25

3.5.1 设计参数 25

3.5.2 设计计算 25

3.5.3 管道选型 28

3.5.4 出水水质 28

3.6 一沉池 29

3.6.1 设计计算 29

3.6.2 管道选型 38

3.6.3出水水质 39

3.7 A/O工艺 39

3.7.1 设计参数 39

3.7.2 A/O池主要尺寸 41

3.7.3 停留时间T 43

3.7.4 剩余污泥量 43

3.7.5曝气系统 45

3.7.6 空气管道 47

3.7.7出水水质 48

3.8二沉池 48

3.8.1 二沉池的设计计算 48

3.8.2 出水水质 57

3.9 混凝沉淀池 58

3.9.1溶解溶液池 58

3.10.2机械搅拌混合池 59

3.9.3 混凝斜管沉淀池尺寸计算 62

3.9.4 出水水质 65

3.10 消毒池 65

3.10.1 设计计算 65

3.10.5 出水水质 68

第四章 污泥处置系统 69

4.1 污泥产量 69

4.1.1 污泥来源 69

4.1.2 污泥量 69

4.1.3 综合污泥量 71

4.1.4污泥管道选型 71

4.1.5管道选型 73

4.2 污泥浓缩 73

4.2.1 池体计算 73

4.2.2 管道选型 78

4.3 污泥脱水 79

4.3.1 脱水计算 79

第五章 设备选型 81

5.1 提升泵选型 81

5.1.1 生产废水进水后提升泵 81

5.1.2 物化调节池后提升泵 81

5.1.3格栅后提升泵 81

5.1.4污泥提升泵 82

5.2 刮泥机 83

5.2.1 辐流式一沉池 83

5.2.2辐流式二沉池 84

5.2.3 污泥浓缩池 84

5.3 浓缩脱水设备选型 84

5.3.1 压滤机 84

5.4 加药设备选型 85

5.4.1 硫酸亚铁计量泵 85

5.4.2 稀硫酸的计量泵 85

5.4.3 PAM的计量泵 85

5.4.4 PAC的计量泵 85

5.5 推流器选型 86

5.5.1 物化调节池 86

5.5.2 生化调节池 86

5.5.3 水解酸化池 86

5.5.4 AO池 87

5.6 鼓风机 87

第六章 平面与高程布置 88

6.1 污水处理站平面布置 88

6.2 污水处理站高程布置 89

6.2.1 污水管道沿程阻力损失 89

6.2.2 污水管道局部损失 89

6.2.3 高程布置 90

第七章 经济效益核算 92

7.1 运行成本 92

7.1.1 电费 92

7.1.2 药剂费用 92

7.1.3 污泥处置费用 92

7.2 效益核算 92

参考文献 93

致谢 94

第一章 文献综述

1.1 前言

纺织染整行业排放的印染废水是我国工业系统中重点污染源之一，据国家环保总局统计，印染行业排放的印染废水总量位于全国各工业部门排放的总量第五名^[1]。纺织染整废水B/C比低,生化处理存在一定的困难色度深也是其一个较为明显特的特征，污染负荷较大。

1.2 印染废水的色度去除

色度深是印染废水的一个显著特征，对于色度的去除也成了印染废水处理的一个关注点。

1.2.1 化学混凝法

目前较为常用的色度去除方法为化学混凝法。硫酸亚铁是处理以活性染料为主的高碱性印染废水的最佳混凝剂^[2]。晁生萍^[3]研究了采用硫酸亚铁处理水溶性酸性媒介印染废水，通过实验研究发现要使对印染废水色度达到较高的去除率，硫酸亚铁最佳投药量为0.8g/L，同时需要附加石灰乳来调节废水混凝反应的pH在10.0以上以保持较高的脱色效果，此外投加2.0mg/L的PAM也可以提高去除效率。

1.2.2 膜技术

在前处理阶段通过膜技术可以有效降低印染废水的色度。对于高强度着色的废水D.De Jager^[4]等结合两个超滤（UF）侧流膜组件的中试规模双级膜生物反应器（dsMBR）进行处理。通过实验研究发现RO系统中的组合UF-dsMBR和RO膜可以成功的将工业纺织废水处理到饮用水规格内，处理效果较好。

1.2.3 非均相CWO法

随着催化湿式氧化技术的出现，人们逐渐将目光转向与此。相较于均相Cu1Fe1处理印染废水，张永利等研究以非均相的Cu-Ce/FSC来处理印染废水。通过单因素实验和正交试验，废水的脱色效率随催化剂用量、反应温度、反应总压的增加以及反应时间的延长而提高，随进水浓度的升高而降低^[5]。

1.3 印染废水的主要预处理方法

在前处理阶段纺织染整废水需要进行可生化性的调整，使得后续的生化处理更为容易。一般情况下，用B/C表示污水可生化性。一般以0.3作为衡量标准，当B/C大于0.3时认为污水可生化性良好，当B/C小于0.3时则污水的生物降解难度较大，污水处理难度也加大^[6]。由于目前印染行业内部的发展，所使用药剂与技术的改变，使印染废水的水质发生很大的变化，B/C一般也在0.2以下。为了提高印染废水的B/C通常通过各类氧化法来实现。

1.3.1 Fenton氧化法

在处理印染废水的过程中，通过Fenton氧化法Fe² 与H₂O₂快速反应，分解产生•OH，随后•OH氧化分解废水中的大分子污染物，最后生成CO₂、H₂0和其他无机物^[7]。曾旭等采用Fenton氧化法对苏州工业园某厂印染废水进行了正交实验，研究不同因素变化对于COD去除率的影响。通过实验研究发现在最佳投加剂量条件下印染废水的COD去除率可达80%，可提高B/C^[8]。

1.3.2 水解酸化法

水解阶段将难降解的大分子降解为可溶性小分子，酸化是将小分子进一步酸化为挥发性脂肪酸，VFA的生成和pH显著下降是水解酸化完成的标志^[9]。水解酸化分为上述水解与酸化两个阶段。在水解酸化池内，利用水解菌和产酸菌的作用，废水中的染料、浆料等大分子、杂环类有机物被分解为小分子有机物，使染料分子的有色基团被破坏，可生化性得到提高^[10]。

1.3.3 臭氧氧化法

臭氧在水中与有机物的反应分为直接反应和间接反应，直接反应即直接与水中的化合物进行反应，，选择性较强，一般不能将有机物矿化，间接反应是臭氧解离产生的羟基自由基与水中的化合物反应，羟基自由基的氧化性较臭氧分子更强且没有选择性，因而间接反应的应用更为广泛^[11]。杜希^[12]等对广东省某印染企业的废水处理工程进行COD_Cr指标的提标改造，在原二沉池出水的基础上添加臭氧催化氧化-曝气生物滤池（BAF）工艺。通过运行试验发现，改造后的工艺流程可有效对印染废水二级出水进行深度处理。臭氧可有效去除污水中的部分COD_Cr，提高B/C。

1.4 印染废水的主要生物处理工艺

生物法相较物理法和化学法具有较为明显的经济优势^[13]。因此常常选用生物法处理印染废水。常见的生物处理工艺有A/O工艺、A²/O工艺、UCT工艺、SBR工艺等^[14]。

1.4.1 A/0工艺

利用A（缺氧）池和O（好氧）池中的反硝化和硝化过程，利用进水中的内源有机碳作为生物反硝化电子供体，实现污水中的NH₄-N和TN的去除，有利于提高生物脱氮效果和内源有机物的资源化利用^[15]。除脱氮除磷外A/0还可使有机物得到降解。在好氧段好氧细菌将废水中有机物最终分解成二氧化碳和水得以去除^[16]。

1.4.2 A/A/O工艺

A/A/O工艺将生物池分成厌氧、缺氧及好氧段。A/A/O生物脱氮除磷系统内，主要含有硝化菌、聚磷菌以及反硝化菌 ^[17]。A/A/O工艺缺氧池中有机物部分作为碳源被反硝化细菌消耗，好氧池中有机物被微生物降解，因而有机物浓度得到降低^［18］。

1.4.3 UCT工艺

作为AAO的改型工艺，UCT好氧池混合液回流方式不变，但回流污泥进入缺氧池前端，并将缺氧池混合液回流至厌氧池^[19]。UCT工艺相较于AAO工艺避免了硝态氮对于释磷的干扰和影响。通过实际的运行操作发现UCT对于废水的脱氮除磷以及有机物的去处都具有一定的效果。

1.4.4 SBR工艺

SBR即序批式反应器。SBR法的主要特征是污水处理的全过程在同一个反应器中完成，SBR工艺一般包含5个工序：进水、搅拌、沉淀、出水和静置^[20]。孙一铭^[21]等通过实验研究发现SBR工艺能够从根本上解决聚磷菌和反硝化细菌对碳源的争夺，以及微生物生长阶段世代周期不同的矛盾。SBR法与AAO法相比适用于处理规模较小的污水处理且SBR虽具有降解氨氮和有机物的功能，但其脱磷效果并不是很理想。

1.5 总结

印染废水是一种水量大、色度高、生化性差的废水，对人们的生活及环境都会带来较为严重的影响。目前，印染废水的处理方法一般以生物方法为主，色度的去除一般以物化处理方法为主。随着当前水质的变化，可生化性的降低，传统的生化处理方法无法满足当前的要求。这就需要我们去不断的创新发展出新的适应当前的工艺流程，以减轻印染废水所带来的危害。

第二章 处理方案设计

2.1 设计原则

1、根据纺织染整企业提供的进水资料以及出水水质要求，在实验研究、工程经验的基础上确定废水处理的设计方案；

2、确定处理工艺时需考虑经济效益、环境效益与社会效益的有机统一，为工程方案的尽早实施，创造良好的条件。

2.2 处理前水质参数

表2-1处理前水质参数

2.3 处理后出水指标

《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4187-1992）中表3的最高允许排放浓度