摘 要

本设计根据要求以及关参数，对某纺织厂进行污水处理工艺设计。其中每日污水流量为5000m水流量，COD为900mg/L，BOD₅ 200mg/L，还有色度，pH和固体废物需要调节和生化处理。

本次设计工艺选择为CASS工艺，流程大致为

进水→蓄水调节池→污水提升泵房→粗/细格栅→沉淀池→水解酸化池→CASS池→二沉池→消毒→排放

污泥→污泥泵房→贮泥池→浓缩脱水→体机→外运处置

因污水水质的可生化性比较差，设计中加入了水解酸化池进行辅助。

处理后的出水水质达到国家标准GB4287-92《纺织染整工业水污染物排放标准》的一级标准。达到出水水质之后排放至相应要求的附近河流。

设计根据上述参数以及出水标准，按照 《污水综合排放标准》（GB8978-1996），《给水排水设计手册》第五册 城市排水 等设计文献依据进行设计。对处理池，厂区，格栅等，包括管道，风机等进行初步设计。

污水处理厂近期规模为5000m³/d，远期规模为7000m³/d。

关键字：纺织废水处理 CASS工艺 污水处理设计

Abstract

Based on the requirements and related parameters, the design of a textile mill is designed for wastewater treatment process. The daily sewage flow rate is 5000m3/d, the COD is 900mg/L, BOD5 200mg/L, and the color, pH and solid wastes need to be adjusted and biochemically treated.

This design is CASS process, and the process is roughly

input esign is CASS process, and the process is roughlygrid esign is CASS procesrolysis acidification tank → CASS pool → Secondary sedimentation tank → Disinfection → output

Sludge sign is CASS procesrolysis acidification tank → CASS pool → Secondary sedimentation tank → Disinf

Due to the poor biodegradability of the sewage water quality, a hydrolysis acidizing tank was added to the design to assist^[21].

The treated effluent water quality meets the national standard GB4287-92 "First Grade Standard for Water Pollutants Discharge Standard of Textile Dyeing and Finishing Industry". After reaching the effluent quality, discharge it to the nearby river where it is required.

The design is based on the above parameters and the effluent standards, and is designed in accordance with the design documents for the "Wastewater Integrated Discharge Standard" (GB8978-1996), "Water Supply and Drainage Design Handbook" Volume 5 Urban Drainage. The initial design of the treatment tank, plant area, grille. including pipes, fans.

The recent scale of the sewage treatment plant is 5500m3/d and the long-term scale is 7000m3/d.

Keywords: Textile wastewater treatment CASS process Sewage treatment design

目录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

2概述 3

2.1设计依据以及设计任务 3

2.1.1题目 3

2.1.2要求以及资料 3

2.1.3设计依据 3

3方案的确定 5

3.1影响因素 5

3.2选择原则 5

3.3方案选择 6

3.3.1 A2/O工艺 6

3.3.2 UASB工艺 7

3.3.3 CASS工艺与SBR工艺 9

3.4工艺流程确定 11

3.5污水处理工艺中构造物的选择 12

3.5.1格栅 12

3.5.2污水污泥泵 12

3.5.3沉砂池 13

3.5.4二沉池 14

3.5.5消毒设施 15

3.5.6污泥池以及污泥压缩 15

4主要污水处理系统的设计以及参数计算 17

4.1粗格栅 17

4.2提升泵房 18

4.3初沉池 19

4.4水解酸化池 21

4.5 CASS反应池参数计算 22

4.5.1 CASS反应池周期以及各工序时间计算 23

4.5.2 CASS主反应池体积 23

4.5.3需氧量的设计以及计算 24

4.5.4上清液的排出以及污泥的排出 25

4.5.5出水BOD₅核算 26

4.6混凝池的参数计算 27

4.7二沉池的参数设计及计算 28

4.8污泥压缩机械以及污泥压缩车间的设计 29

5整体污水处理效果预算 30

6高程计算 31

6.1高程计算 31

结论 33

参考文献 34

致谢 36

1绪论

当今年代，环境资源问题与环境问题已经成为了抑制我国经济，社会进步的一大难关。工业革命以来，社会发展就是建立在对自然资源的索取上的，同时旧年代的发展方式也给自然环境带来了难以修复的破坏。随着社会的发展，环境科学已经成为了一门值得我们去研究的学问，人们也开始探求社会经济与环境资源相互融洽的发展方式。

改革开放以来，我国的经济速度可谓是十分的迅猛，其中轻工业作为其中不可或缺的一个重要部分，发展情况蒸蒸日上。随着工业的发展，对资源的索取以及对环境造成的影响日益严重。纺织业就是其中的一个部分。因此对纺织业污水处理的学习研究是必要的。

新世纪以来，我国在污水处理方面的技术已经是开始又生疏地模仿国外的污水处理技术转变为根据国外各种污水处理技术，结合自身工程的特点，灵活的转化为合适的污水梳理工艺^[1]。

在纺织印染污水的处理中，好氧生物处理的效果对BOD₅比较明显。但是纺织污水中大量来自于化学染料，如PVA，化学浆料，表面活化剂等溶剂，大量的COD是无法生物降解的^[2]。本次污水处理设计中就有900mg/L的污水中含有70%的有机碳是难生物降解的。

因此在污水处理中，对难生物降解的污水进行水解处理对出水水质是有巨大帮助的。但是同时，纺织印染污水因为工业用料的多样，各种化学添加剂以及色素的存在，其实化学毒性是十分严重的^[4]。经过基本的生物处理的话，化学毒性可以得到比较好的降解，但是残余的污染物的化学毒性依旧不容忽视。因此对毒性的去除在污水处理工艺中起到了至关重要的作用。条件允许的话，对该类有毒污水处理的最好办法是分开进行预处理，高碱废水和色度废水最好用臭氧化的方式进行处理^[3]。

同时，印染废水中亦含有大量的TN，在各种化学剂中以有机或无机（氨氮及硝酸盐）的形态存在。对于COD浓度太大的印染污水，推荐使用水解酸化加生物接触氧化再加上UASB工艺进行全面的处理^[5]。但是考虑到成本以及本次毕业设计中污水的COD浓度并不是太高，因此选择CASS工艺进行处理。

为确保污水出水的无毒，以及生物毒性的去除，需要采用各种的环境监测办法。其中推荐应用的是细菌发光度监测。同时也有藻类或者鱼类的检测办法^[6]。

在1990年代，当时对此类纺织印染污水采用的方法是SBR工艺的各种优化形式来进行处理。其实对于当时的经济条件以及处理效果也是十分合理的处理方法。然而在新时代，我们在此类污水处理中可以加入更多的处理工艺，投入更多的处理成本来获得更好的处理效果。比如水解酸化处理就是其中一个可行的中间阶段的处理工艺^[10]。

难降解的化合物在处理过程中，在水解酸化池里面有一部分纤维和高级聚合物质会被水解为高级脂肪酸或者其他羧酸化合物。对该类化合物的处理也是印染污水处理的关键^[7]。

其中水解过程中，产酸成为了无数处理的一个关键处理过程。发酵过程各种因素，如pH，活性污泥浓度，菌种，温度以及发酵时间都是产生挥发性脂肪酸的关键^[8][9] 。经过外国专家的研究，在处理时间为2.5h时，该处理的生化效果较为显著。在处理过程底物浓度降低之前（4.5h左右之前），该产酸过程效率也是能够十分显著^[11]。因此对水解酸化池进行恰当的设计让其水力停留时间和水解酸化处理时间足够厂是十分必要的^[12]。

水解酸化池的处理器设计合理的话，污染物中的硫酸盐，氨氮等含硫含氮污染物能够得到很好的去除^[13]。其中对水解酸化池中硫化氢的处理也是需要考虑的问题^[14]。

研究显示，生物接触氧化再加水解酸化池的处理对该类COD高，BOD5低，色度高的可生化性差的中污水是有比较好的处理效果的^[15]。从中低浓度的纺织印染污水处理例子中不难看出，混凝——氧化——生物处理，这三部曲对于中低浓度的印染污水是可行的，这是又能够达到处理标准又可以节省处理成本的方法^[16]。在印染污水处理典型工程中也能发现，水解酸化加上接触氧化对印染污水处理的效果是十分突出的。同时水解酸化池对色度的去除能力也是十分优秀的^[17]。

本次设计选择的生物处理反应工艺是CASS工艺，也属于SBR工艺的一个变形优化。而为了增加污水的水力停留时间，设计可以用到厌氧折流板反应器ABR（Anaerobic BaffLted Reactor）^[21-[22]工艺的折板滤池的理念，对CASS池进行优化，从而把两个并联的CASS池建造成循环的形式。从而让污水处理工艺得到水力循环，增加水力停留时间。

此次设计针对的是中低浓度的防止废水，而对于高浓度的印染废水的话，各种工艺处理实际上也难完全去除各种化学剂之中的毒性。因为某些添加剂中的毒性是需要用化学方法去进行完全的消除。因此，在生产过程中，工厂自行对污染物进行必要的化学处理可以减少处理工艺的巨大压力^[19]。其中一部分的对人体有害的添加剂已经被相关的国家标准所禁止。从此看出，从生产线上进行清洁生产对后续的污水处理有巨大的帮助。从总的环境效益又或者是总的处理成本上来说，清洁生产能虽然增加了生产过程的成本，但是总的来说降低了处理成本，也带来了甚好的环境效益^[20]。因此在对污水处理进行研究的时候，在新时代提出清洁生产这样的理可以带来不容小觑的社会效益。

2概 述

2.1设计依据以及设计任务

2.1.2设计要求以及资料

设计（论文）主要内容：

1.某纺织厂废水排放量5000m³/d，处理后的出水水质达到国家标准GB4287-92《纺织染整工业水污染物排放标准》的一级标准。回用水水质达到厂方对回用水的要求。具体指标见表。

2.采用物化处理和生化处理相结合的工艺。

3.目前车间形成标高段：119.60米（黄海高程）。

2.1.3设计依据

    1. 《污水综合排放标准》（GB8978-1996）；

    2. 《给水排水设计手册》第五册 城市排水；

    3. 《给水排水快速设计手册》第二册 排水工程；

    4. 《环境工程设计手册》（修订版）；

    5. 《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）；

    6. 《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）； 

    7. 《氧气曝气设计规程》(CECS 114：2000)；

    8. 《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141—90)；

    9. 《建筑结构可靠度统一设计标准》（GB50068-2001）；

    10. 《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS 138:2002) 2.12；

    11.《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）；

3废水处理方案的确定

在绪论中，已经结合中外的参考文献，对该设计中的污水水质进行了一定的分析，相关的工艺也进行了较为详细的分析了。

3.1废水处理的影响因素

基于污水处理厂的因素考虑，应该把位置，附近区域的污染以及影响，处理水量，原水水质，排水标准，建厂成本，运行成本，处理效果以及设备稳定性，等等各方面考虑。应该从以下几点分析

1 进水水质以及出水水质

2 污泥处理以及运输

3 建设成本以及运营成本

4 稳定性以及对附近区域的影响

其中需要着重考虑的是污水处理厂对附近环境的影响。首先，如果污水处理厂的位置位于村镇中，那污水处理的噪声以及味道会对周围的村落造成严重的影响。然后是污水的排放，虽然污水处理后达到了排放标准，但是关注与污水排放时候剩余毒性检测是十分重要的。例如污水排放的时候，对金属盐或者有毒化合物进行检测是必要的一个工序。简单的监测办法是对出水口的水域的生态环境进行检测。比如出水口的植物生长情况，水生动物的活跃程度等。

而在污水处理效果出发考虑，污水处理效果受到环境的干扰也是比较大的。比如pH，温度，日照时间等都可能对处理效果带来比较大的影响，从而导致污水出水水质的不达标或者波动。因此在设计构筑物时，考虑上温度光照的的变化，设计合理的污水处理构筑物也是很重要的。而面对特发性的天气变化，如超过38过设的高温天气或者出现降雨量巨大的季风雨，生化处理出水水质等都有不同程度的波动。此时，构筑物设计尽量对突变的天气情况进行设计以及应对，对特发性变化情况的污水处理效果就有很好的保证。

3.2废水处理方案的选择原则

首先是对水质的分析

进水水质，pH 5~12，COD Cr 900mg/L, BOD₅ 200mg/L, SS 200mg/L, 色度800

出水标准，pH 6~9，COD Cr 100mg/L, BOD₅ 25mg/L, SS 70mg/L, 色度40

1. 确保污水处理的出水水质

观察污水水质以及出水要求，可以发现出水水质要求不是十分苛刻，经过处理比较容易达到这一个出水标准。但污水处理有一定的难度，可生化性差的问题对污水处理来说是比较难处理的一个问题。碱性污水也容易对微生物起到一定的抑制作用，而且如果氮磷的浓度达到一定的条件，在污水处理过程中可能生长出一些藻类，造成设备堵塞又或者污水处理死角等。

1. 建造成本和运行成本尽量降低

污水处理工艺的建设，主要为了带来更高的环境效益，同时尽量节省成本。否则单单为了环境效益来牺牲经济效益是十分不明智的。用于修复环境可以花费的资金资源理论上是无限大的。所以选择能达到污水处理效果的最佳方案就十分必要。

1. 建造面积尽量减小

由于国家的土地资源有限。而且构筑物的紧凑设计能减小水头损失，也能让规划的污水处理厂有更多的空间，来为工作人员的效益做设计。

3.3废水处理方案的选择

在微生物污水处理方面，对可行的几个方法进行比较。其中常见的中度污染污水，脱氮除磷污水处理方法A2/O工艺，UASB工艺，CASS工艺等等。以下从上述3个方法进行优势劣势分析以及比选。

3.3.1 A2/O工艺

A2/O工艺是脱氮除磷同步进行的工艺，其建造运营费用低，处理效果也比较理想。污水在进入第一阶段厌氧池的时候把难以降解的大分子分解为挥发式脂肪酸，聚磷菌体内的聚磷分解，一部分用于自身的生化反应，排除部分沉淀到剩余污泥中。

进入第二阶段缺氧池，反硝化细菌利用好氧段回流的硝酸盐底物，用污泥中的有机碳为能量，进行反硝化反应，同时进行了脱氮除磷的过程。

在氧化阶段中，聚磷菌利用水中的磷和有机物提供的能量，把水溶性磷吸入细菌体内，形成聚磷的形式供给细菌生长，降低了水中的磷含量。

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