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I 摘要 印染廢水在我國工業(yè)廢水總量占有很大比例 而且具有堿性強(qiáng) 色度高 有 機(jī)濃度高 生物降解性差等特點(diǎn) 如不治理 必然會對受納水體造成嚴(yán)重污染 破壞水體生態(tài)系統(tǒng) 實(shí)踐證明 對于印染廢水 物化生化法是一種有效的處理工藝 但常規(guī)處 理方法的效率較低 必須對其進(jìn)行強(qiáng)化 本設(shè)計(jì)要求處理水量為 5000 m3 d 的 印染廢水 通過對印染廢水排放狀況進(jìn)行研究 根據(jù)印染廢水的特點(diǎn)及在廢水 處理中取得的成功經(jīng)驗(yàn) 選擇了工藝成熟 穩(wěn)定 節(jié)能 占地少 效率高的水 解酸化 接觸氧化法 使出水水質(zhì)達(dá)到廣東省印染廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求 關(guān)鍵詞 印染廢水 水解酸化 接觸氧化 混凝沉淀 II Abstract Dyeing and finishing wastewater is an important part of industry wastewater in our country which is characterized by high level of alkali color organics and poor biodegradability It will make severe pollution to water system and deteriorate the aquatic ecosystem if discharged into waterbody without treatment It has been proved that the physicochemical treatment is one of the feasible methods in treating dyeing and finishing wastewater but the treatment efficiency of conventional processes are not very high and should be enhanced This design treated the dyeing and finishing wastewater measured 5000 m3 d With the study of dyeing and finishing wastewater processes especially the successful experience of dyeing and finishing wastewater treatment we select the hydrolytic acidification and biological contact oxidation processes to treat the dyeing and finishing wastewater This way is proven to be ripe stead effective and compact As a result the discharged water can meet the emission limits of dyeing and finishing wastewater Keywords dyeing and finishing wastewater hydrolytic acidification contact oxidation coagulation sediment III 目錄 1 緒論 1 1 1 印染生產(chǎn)概況 1 1 2 印染生產(chǎn)中化學(xué)品的使用 1 1 2 1 染料 1 1 2 2 助劑 2 1 3 印染廢水來源 水質(zhì) 水量 2 1 3 1 來源 2 1 3 2 水質(zhì)及水量 2 1 4 印染廢水排放的現(xiàn)狀與特點(diǎn) 2 1 4 1 印染廢水的現(xiàn)狀 2 1 4 2 印染廢水的特點(diǎn) 3 1 5 印染廢水有害成分的分析 4 1 6 印染廢水處理面臨的問題 5 1 6 1 排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格 5 1 6 2 印染廢水處理難度增加 5 2 印染廢 水處理技術(shù)及發(fā)展 6 2 1 物理法處理印染廢水的技術(shù) 6 2 1 1 吸附法 6 2 1 2 絮凝法 8 2 1 3 膜分離法 9 2 1 4 離子交換法 10 2 2 化學(xué)法處理印染廢水的技術(shù) 10 2 2 1 化學(xué)氧化法 10 2 2 2 電化學(xué)法 11 2 2 3 光化學(xué)法 12 2 3 生物法處理印染廢水的技術(shù) 12 2 3 1 好氧法 12 IV 2 3 2 厭氧法 13 2 3 3 聯(lián)合處理技術(shù) 13 3 印染廢水處理工藝方案及流程 14 3 1 本設(shè)計(jì)所選工藝 14 3 2 流程簡介 15 3 2 1 印染廢水處理系統(tǒng)工藝流程框圖 15 3 2 2 工藝流程說明 15 4 主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 19 17 4 1 格柵的計(jì)算 17 4 2 調(diào)節(jié)池的計(jì)算 19 4 2 1 調(diào)節(jié)池的作用與意義 19 4 2 2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 19 4 3 水解酸化池計(jì)算 22 4 4 生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 24 4 4 1 生物接觸氧化池設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)考慮的一些因素 24 4 4 2 BOD 容積負(fù)荷率 24 4 4 3 計(jì)算 24 4 5 混凝設(shè)計(jì) 28 4 5 1 混凝反應(yīng)池設(shè)計(jì) 28 4 6 豎流式沉淀池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 30 4 6 1 中心管計(jì)算 30 4 6 2 沉淀區(qū)計(jì)算 30 4 7 沉淀池出水堰計(jì)算 32 4 8 次氯酸鈉氧化池 33 4 8 1 次氯酸鈉氧化池概況 33 4 8 2 設(shè)計(jì)計(jì)算 33 4 9 清水池的設(shè)計(jì) 34 4 10 污泥濃縮池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 34 V 4 10 1 容積計(jì)算 34 4 10 2 工藝構(gòu)造尺寸 34 4 10 3 排水和排泥 34 4 11 脫水設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)算 35 4 12 設(shè)備房 36 5 污水處理站總體設(shè)計(jì) 37 5 1 平面布置 37 5 2 建筑 結(jié)構(gòu) 37 5 3 電氣設(shè)計(jì) 37 5 4 供電系統(tǒng) 37 5 5 配電系統(tǒng) 37 5 6 照明系統(tǒng) 37 6 工程運(yùn)行成本及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 38 6 1 投資成本分析 38 6 1 1 工藝設(shè)備 電氣以及材料 38 6 2 土建 39 6 3 總投資預(yù)算 39 6 4 運(yùn)行成本分析 39 6 4 1 人員安排 40 6 4 2 電耗 40 6 4 3 藥劑消耗費(fèi) 40 6 4 4 其他費(fèi)用 包括維修 折舊費(fèi)用 40 6 4 5 總運(yùn)行費(fèi)用 40 總結(jié) 41 參考文獻(xiàn) 42 致謝 44 1 1 緒論 設(shè)計(jì)任務(wù)與內(nèi)容 日處理5000 m 3印染廢水方案及工藝設(shè)計(jì) 進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)要求 項(xiàng)目 pH COD mg L BOD mg L 色度 倍 SS mg L 進(jìn)水水質(zhì) 8 10 1200 280 700 600 出水水質(zhì) 6 9 100 20 40 70 1 1 印染生產(chǎn)概況 印染工藝指在生產(chǎn)過程中對各類紡織材料 纖維 紗線 織物 進(jìn)行物理和 化學(xué)處理的總稱 包括對紡織材料的前處理 染色 印花和后整理過程 統(tǒng)稱 為印染工藝 根據(jù)產(chǎn)品使用原料的不同可以劃分為 棉紡織印染 麻紡織印染 毛紡織染整 絲綢印染和其他印染 1 2 印染生產(chǎn)中化學(xué)品的使用 1 2 1 染料 染色過程中能使纖維獲得色澤的物質(zhì)稱為染料 染料一般能直接溶于水或 通過化學(xué)處理而溶于水 對纖維有一種結(jié)合能力 并在織物上有一定的色牢度 染料對纖維的染色 包括面很廣 而且各種染料對各種纖維的染色情況也各不 相同 根據(jù)其性質(zhì)和應(yīng)用可以分為 直接染料 不溶性偶氮染料 活性染料 還原染料 可溶性還原染料 硫化染料 分散染料 酸性染料 金屬絡(luò)合染料 陽離子染料 媒介染料 酞菁染料 氧化染料 縮聚染料等 1 2 1 2 2 助劑 染整助劑是能縮短加工周期 提高產(chǎn)品質(zhì)量 改善產(chǎn)品性能 在染整過程 中投加的藥劑 主要包括表面活性劑 金屬絡(luò)合劑 還原劑 樹脂整理劑和染 色載體等 其種類繁多 按其應(yīng)用可列舉以下幾類 潤濕劑和滲透劑類 乳化 劑和分散劑類 起泡劑和消泡劑類 金屬絡(luò)合劑類 勻染劑 染色載體和固色 劑類 還原劑 拔染劑 防染劑和剝色劑類 粘合劑和增稠劑類 柔軟劑和防 水劑類 上漿硬挺整理劑類 樹脂整理劑 熒光增白劑類 防靜電類 阻燃整 理類 羊毛防縮和防蛀類 防霉防臭整理劑類 防油易去污類 1 3 印染廢水來源 水質(zhì) 水量 1 3 1 來源 印染加工的四個工序都要排出廢水 預(yù)處理階段 包括退漿 煮煉 漂白 絲光等工序 要排出退漿廢水 煮煉廢水 漂白廢水和絲光廢水 染色工序排出 染色廢水 印花工序排出印花廢水和皂液廢水 整理工序則排出整理廢水 通 常所說的印染廢水是以上各類廢水的混合廢水 或除漂白廢水以外的綜合廢水 1 3 2 水質(zhì)及水量 印染廢水的水質(zhì)隨采用的纖維種類和加工工藝的不同而異 污染物組分差 異很大 印染廢水一般具有污染物濃度高 種類多 含有毒有害成分及色度高 等特點(diǎn) 一般印染廢水 pH 值為 6 10 COD Cr 為 400 1000 mg L BOD 為 100 400 mg L SS 為 100 200 mg L 色度為 100 400 倍 1 4 印染廢水排放的現(xiàn)狀與特點(diǎn) 1 4 1 印染廢水的現(xiàn)狀 紡織行業(yè)是我國排放工業(yè)廢水量較大的部門之一 每年排放廢水 9 億多噸 而其中印染廢水排放量又占紡織工業(yè)廢水排放量的 80 并且印染廢水具有分 布面廣 濃度變化大 脫色困難 含有機(jī)物濃度高等特點(diǎn) 因此 環(huán)保專家 學(xué)者 3 等把印染廢水治理看作是污水處理中的重點(diǎn) 造成印染廢水污染日益嚴(yán)重的原 因主要有以下幾點(diǎn) 一是我國加入 WTO 后 紡織染整成為有利可圖行業(yè) 近幾年 企業(yè)利潤均以二位數(shù)增長 與此同時 由于法律 法規(guī)滯后 加之執(zhí)法不嚴(yán)等原 因 使污水處理設(shè)施難以同步 污染物排放總量有增加趨勢 二是印染廢水污染 較重 COD 水中污染物化學(xué)需氧量 濃度一般高達(dá) 1200 1400 mg L 有的甚 至達(dá)到 5000 mg L 以上 處理起來難度很大 至今在生產(chǎn)實(shí)際中還沒有找到企業(yè) 可以接受的技術(shù) 三是我國印染企業(yè)生產(chǎn)的大多數(shù)屬中檔 低檔產(chǎn)品 利潤薄 難 以保證廢水處理設(shè)施的正常運(yùn)行 尤其是分散的印染工廠 廢水不能集中處理 往往直接排放到河流湖泊中 四是不少私人企業(yè)一味追求低價(jià)格 污水處理工 藝 施工質(zhì)量低劣 廢水處理效果不理想 總體來講 紡織印染行業(yè)污染嚴(yán)重 的狀況還沒有根本改變 讓環(huán)保專家更加擔(dān)心的是 由于新工藝 新原料 新 染料 新助劑的不斷開發(fā)和應(yīng)用 生產(chǎn)過程中排放的廢水污染物變得越來越復(fù) 雜 處理的難度也在不斷增大 如何促進(jìn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 保證其經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的雙贏 當(dāng) 務(wù)之急是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 印染企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際情況 以資源消耗低 環(huán)境污染少 科技含量高 經(jīng)濟(jì)效益好為目標(biāo) 促進(jìn)印染行業(yè)從規(guī)模經(jīng)濟(jì)向效 益經(jīng)濟(jì)過渡 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 2 其次是加大設(shè)備改造力度 加強(qiáng)新工藝 新 技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用 淘汰能耗高 性能差的落后生產(chǎn)設(shè)備 用高新技術(shù)提升印染 行業(yè) 國家政策應(yīng)積極鼓勵企業(yè)采用清潔高效的新技術(shù) 提高能源利用效率 盡量少用 不用有毒有害的原料 開展資源綜合利用 1 4 2 印染廢水的特點(diǎn) 印染廢水由印染廠家的各種加工工序 生產(chǎn)過程中流失的物料 以及沖刷 地面的污水組成 其特點(diǎn)是 廢水量大 一般可達(dá)印染廢水廠家用水量的 70 90 廢水色度高 組成成分復(fù)雜 它的有機(jī)成分大多是芳烴和雜環(huán)化合 物 其中帶有各類顯色基團(tuán) 如 N N N O 等 以及極性基團(tuán) SO3Na OH NH2 還可能混有各類鹵代物 苯胺 酚類及各種助劑 化學(xué)需氧量 COD 較高 而生化需氧量 BOD5 相對較小 可生化性差 印染廢水水質(zhì)隨 原材料 生產(chǎn)品種 生產(chǎn)工藝 管理水平的不同而有所差異 廢水排放具有間 4 歇性 目前 疏水性或不溶于水的染料廢水脫色問題已基本解決 難點(diǎn)在于許 多親水性或水溶性染料廢水的治理 處理印染廢水主要是脫除廢水色度和降低 COD 含量 1 5 印染廢水有害成分的分析 不同印染廠家如棉染廠 毛紡廠 絲綢廠 亞麻廠等的生產(chǎn)工序不同 廢 水水質(zhì)也不盡相同 一般在印染加工的四個階段中 預(yù)處理階段 包括燒毛 退 漿 煮煉 漂白 絲光等工序 要排出退漿廢水 煮煉廢水 漂白廢水和絲光 廢水 染色工序排出染色廢水 印花工序排出印花廢水和皂液廢水 整理工序 則排出整理廢水 各階段廢水中含有諸如染料 漿料 漿料分解物 纖維 酸 堿類 漂白劑 樹脂 油劑 里膠 蠟質(zhì) 無機(jī)鹽等多種污染物 印染廢水是 以上各類廢水的混合廢水 或除漂白廢水以外的綜合廢水 但印染廢水最主要 的來源還是染色廢水 其中含有染料 助劑 微量有毒物和表面活性劑等 印 染各工序廢水水質(zhì)一般如下 3 1 退漿廢水 退漿是用化學(xué)藥劑將織物上所帶漿料水解形成可溶性物質(zhì) 然后除去 其水量較小 但污染物濃度高 含有各種漿料 漿料分解物 纖維 屑 淀粉堿和各種助劑 使廢水呈堿性 pH 值為 12 左右 COD 和 BOD5 都 很高 2 煮煉廢水 水量大 污染物濃度高 其中含有纖維素 果酸 臘質(zhì) 油脂 堿 表面活性劑 含氮化合物等 煮煉廢水呈深褐色 堿性很強(qiáng) 且水 溫高 3 漂白廢水 漂白是去除棉 麻纖維上的天然色素 使纖維變白 其廢 水水量大 但污染較輕 含有殘余的漂白劑 少量醋酸 草酸 硫代硫酸鈉等 絲光廢水 含堿量高 NaOH 含量在 3 5 多數(shù)印染廠通過蒸發(fā)濃縮回收 NaOH 所以絲光廢水一般很少排出 經(jīng)堿回收后排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性 pH 值高達(dá) 12 13 COD BOD 5 和 SS 懸浮物 都較高 4 染色廢水 水量較大 水質(zhì)隨所用染料的不同而復(fù)雜多變 其中含有 漿料 染料 助劑 表面活性劑等 廢水一般呈堿性 色度很高 對于硫化和 還原染料的染色廢水 pH 值可達(dá) 10 以上 COD 較高 BOD5 值較低 可生 5 化性較差 5 印花廢水 主要來自配色調(diào)漿 印花滾筒和篩網(wǎng)的沖洗水 以及印花 后的花洗水洗液 皂洗液等 水量較大 污染物濃度高 廢水中除含有染料 助劑外 還含有大量的漿料 COD BOD 5 均較高 其中 BOD5 值大約占印染廢 水中總 BOD5 值的 15 20 6 整理廢水 通常含有纖維屑 樹脂 油劑和漿料等 由于水量較小 對整個廢水的水質(zhì)影響較小 1 6 印染廢水處理面臨的問題 1 6 1 排放標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格 隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們環(huán)境意識的提高 我國加大了對印染污水 的治理 根據(jù) 紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 除 類污水排放指標(biāo)變化不 大外 國家增加了 I 類和 類污水印染廢 BOD COD 色度 懸浮物 氨氮 苯胺類 二氧化氯等指標(biāo)的排放限定 而印染廢水水質(zhì)一般平均為 COD 800 2000 mg L 色度 200 800 倍 pH 值 10 13 BOD COD 為 0 25 0 4 因 此印染廢水的達(dá)標(biāo)排放是印染行業(yè)急需要解決的問題 1 6 2 印染廢水處理難度增加 印染廢水是指印染加工過程中各工序所排放的廢水混合而成的混合廢水 主要包括 預(yù)處理階段 如燒毛 退漿 煮練 漂白 絲光 排放的退漿 煮練 漂白 絲光廢水 染色階段排放的染色廢水 印花階段排放的印花廢水和皂洗 廢水 整理階段排放的整理廢水 隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展和后整理技術(shù)的進(jìn) 步 新型助劑 染料 整理劑等在印染行業(yè)中被大量使用 難降解有毒有機(jī)成 分的含量也越來越多 有些甚至是致癌 致突變 致畸變的有機(jī)物 對環(huán)境尤 其是水環(huán)境的威脅和危害越來越大 總體而言 印染廢水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜 有機(jī)物含量高 色度深化學(xué)需氧量 COD 高 而生化需氧量 BODs 相對較低 可生化性差 排放量大 同時印染廢水處理方法有很大的局限性 傳統(tǒng)的印染廢水處理方法 如吸 附 懸浮 過濾 混凝等具有設(shè)備簡單 操作簡便和工藝成熟的優(yōu)點(diǎn) 但是這 6 類處理方法通常是將有機(jī)物從液相轉(zhuǎn)移到固相或氣相 不僅沒有完全消除有機(jī) 污染物和消耗化學(xué)藥劑 而且造成廢物堆積和二次污染 生物法只能除去印染 廢水中的 BOD 對于 COD 特別是有毒難降解有機(jī)物和色度的出去效果不明顯 5 單一的處理方法已不能滿足當(dāng)前印染廢水發(fā)展的要求 2 印染廢水處理技術(shù)及發(fā)展 印染廢水處理方法有 物理法 化學(xué)法 生物法 或者它們中的兩種或更多 的方法結(jié)合在一起 如 物理 化學(xué)法 化學(xué) 生物法 物理 生物法等 2 1 物理法處理印染廢水的技術(shù) 2 1 1 吸附法 在物理處理法中 應(yīng)用最多的是吸附法 常用的吸附劑有活性炭 離子交 換纖維和各種天然礦物 膨潤土 硅藻土 石墨 沸石 海泡石 工業(yè)廢料 煤渣 粉煤灰 及天然廢料 木屑 鐵屑 天然植物 螺旋藻 以及其它多孔 物質(zhì) 海綿鐵 等 影響吸附的條件主要有溫度 接觸時間和 pH 等因素 6 常 用的方法有以下幾種 1 凹凸棒吸附法 凹凸棒石粘土吸附是最具有廣闊應(yīng)用前景的新型印染廢水處理技術(shù) 其在 印染廢水處理中的吸附屬于膠體吸附和離子交換吸附 凹凸棒石粘土處理印染 廢水具有成本低 效率高 效果好 再生簡單等優(yōu)點(diǎn) 2 活性炭吸附法 活性炭吸附是印染廢水深度處理工藝中常用的方法 7 高分子量染料被吸 附在活性炭的過渡孔中 而較小的有機(jī)分子則滲透至微孔中 盡管活性炭的處 理效果很好 但是活性炭的價(jià)格較高且再生困難 影響其大規(guī)模使用 3 煤及煤渣吸附法 煤粉自身比表面積大 孔隙率高 呈無定型玻璃球狀 具有一定的吸附性 能 但直接用于印染廢水處理效果不好 需進(jìn)行改性 不同粒徑的煤粉對印染 廢水中染料的脫色能力也不同 活性煤粉具有投資低 比活性炭低 40 占 7 地少 操作簡便 便于管理 處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) 煤渣是工業(yè)廢棄物 具有微孔多 比表面積大等特點(diǎn) 由于其廉價(jià)易得 一般不需再生 其對印染廢水中分子量較大 非極性的染料和助劑以及懸浮在 液體中的棉絮狀物具有很好的吸附效果 適用于 BOD5 COD 偏小的難生化印 染廢水的處理 谷慶寶等 8 對粉煤灰吸附處理直接耐曬翠藍(lán)染料進(jìn)行了研究 4 吸附氣浮法 吸附氣浮法是用一些高度分散的粉狀無機(jī)吸附劑 如膨潤土 高嶺土等 吸附水中的染料離子和其它可溶性物質(zhì) 然后加入氣浮劑 將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷?顆粒 通過氣浮除去 該方法綜合了吸附和氣浮的特點(diǎn) 具有處理效率高 適 應(yīng)性廣 占地面積少等優(yōu)點(diǎn) 對酸性染料 陽離子染料等去除率達(dá)到 92 以上 2 1 1 1 吸附法常用的吸附劑 吸附脫色技術(shù)是依靠吸附劑的吸附作用來脫除染料分子的 吸附劑包括可再 生吸附劑如活性炭 離子交換纖維等 不可再生吸附劑有各種天然礦物 膨潤土 硅藻土 工業(yè)廢料 煤渣 粉煤灰 及天然廢料 木炭 鋸屑 等 目前用于吸 附脫色的吸附劑主要靠物理吸附 但離子交換纖維 改性膨潤土等也有化學(xué)吸附 作用 1 活性炭吸附劑 活性炭是最早應(yīng)用也是迄今為止最優(yōu)良的脫色吸附劑 活性炭表面及內(nèi)部都有細(xì)孔 而且是相互連通的網(wǎng)狀空間結(jié)構(gòu) 具有很大的比 表面積 采用活性炭可以有效去除廢水中的活性染料 堿性染料 偶氮染料 在一定條件下 活性炭還可直接吸附某些重金屬離子 另外 活性炭吸附水溶 性染料時 吸附率高 但不能吸附懸浮固體 SS 及不溶性染料 活性炭雖然吸 附性能優(yōu)良 但由于再生困難 成本高 一般應(yīng)用于濃度較低的染料廢水處理 或深度處理 2 天然粘土吸附劑 天然粘土資源豐富 價(jià)廉易得 采用粘土或改性粘土 及其它天然礦石為吸附劑進(jìn)行印染廢水處理 具有實(shí)際價(jià)值 膨潤土是以蒙脫 石為主要成分的粘土 蒙脫石是 2 1 型層狀硅鋁酸鹽 在層間具有可交換的鈣 鎂 鈉等離子 膨潤土顆粒表面往往存在負(fù)電荷和正電荷 負(fù)電荷又包括恒定負(fù) 電荷和 pH 控制負(fù)電荷 這些性質(zhì)決定了膨潤土具有良好的吸附 離子交換等 8 性能 在印染廢水處理中獲得了廣泛的應(yīng)用 對膨潤土的改性進(jìn)行了研究 通 過比表面測定 掃描電鏡 X 射線能譜測定等 探討了膨潤土的結(jié)構(gòu)與改性機(jī) 理 研究表明 高溫熔燒活化膨潤土有較好的效果 3 煤 爐渣吸附劑 利用煤 爐渣具有微孔多 表面積大的特點(diǎn)進(jìn)行印 染廢水吸附脫色處理 以達(dá)到降低成本 以廢治廢的目的 4 合成無機(jī)吸附劑 用含有二氧化硅的復(fù)合氧化物可用于處理染料廢水 不同成分吸附劑對各種染料有不同的吸附效果 其中 SiO2 TiO2 MgO 對酸性 藍(lán) SiO 2 TiO2 對堿性藍(lán) SiO 2 TiO2 經(jīng)堿處理對活性紅分別有較好的脫色效果 吸附符合 Freundlich 方程式 吸附飽和后可在 600 再生 并可同時分解染料 9 5 離子交換纖維吸附劑 采用纖維素改性制得的纖維素類吸附劑進(jìn)行印 染廢水脫色處理也有研究報(bào)道 該類吸附劑對染料脫色有效且易再生 利用棉 紗和丙烯酰胺接枝共聚 制得了弱堿性陰離子交換棉紗 對陰離子型的活性染 料的吸附交換很有效 但該吸附劑化學(xué)穩(wěn)定性不夠好 使用壽命較短 吸附脫 色技術(shù)的發(fā)展方向 根據(jù)吸附機(jī)制開發(fā) 尋找新的吸附劑 對現(xiàn)有吸附劑的改性與 活化 以提高脫色效果 2 1 2 絮凝法 絮凝法是向印染廢水中添加一定的物質(zhì) 通過物理或化學(xué)的作用 使原先 溶于印染廢水中呈細(xì)微狀態(tài) 不易沉降 不易過濾的污染物集結(jié)成較大顆粒 以便于分離的方法 許多高效絮凝劑的開發(fā) 大大提高了色度和 COD 去除率 若使用的絮凝劑不止一種 則稱為混凝 印染廢水絮凝脫色機(jī)制是以膠體化學(xué)的 DLVO 理論為基礎(chǔ)的 就無機(jī)絮凝 劑而言 是鐵系 鋁系等絮凝劑發(fā)生水解和聚合反應(yīng) 生成高價(jià)聚羥陽離子 與水中的膠體進(jìn)行壓縮雙電層 電中和脫穩(wěn) 吸附架橋并輔以沉淀物網(wǎng)捕 卷 掃作用 沉淀去除生成的粗大絮體 從而達(dá)到凈水脫色目的 對于有機(jī)高分子絮 凝劑而言 除了電中和與架橋作用外 可能還存在類似化學(xué)反應(yīng)成鍵的絮凝機(jī)制 FeSO4 的絮凝機(jī)制除了電中和及壓縮雙電層外 還被普遍認(rèn)為與絡(luò)合沉降作用 有關(guān) 即 Fe2 能與染料分子中 NH2 NR 2 OH 等基團(tuán)絡(luò)合 使染料分 9 子的溶解性發(fā)生變化 10 含陽離子染料的印染廢水 以鐵系 鋁系為代表的無 機(jī)絮凝劑對脫色基本無效 因?yàn)檫@些無機(jī)絮凝劑水解生成的聚陽離子與水體中 復(fù)雜染料陽離子具有同種電荷 由于同性相斥原因 凡靠陽離子的聚沉作用進(jìn)行 絮凝脫色的絮凝劑 對陽離子染料都自然無能為力 陽離子染料發(fā)色很深 色澤 濃艷 脫色較困難 目前常用無機(jī)絮凝劑 有機(jī)絮凝劑及生物絮凝劑等 常用的無機(jī)絮凝劑主 要有鋁鹽 鐵鹽以及聚合氯化鋁 聚合硫酸鐵等 相對于無機(jī)絮凝劑 高分子 有機(jī)絮凝劑具有凝絮穩(wěn)定 生長快 殘?jiān)俚葍?yōu)點(diǎn) 其主要品種有聚丙烯酰胺 聚烯酸聚二甲二丙基氯銨 聚胺等 由于合成高分子有毒性 使天然無毒的高 分子絮凝劑如殼聚糖及其衍生物日益受到重視 常用的絮凝法有以下幾種 1 無機(jī)單鹽絮凝法 常見的無機(jī)單鹽絮凝劑有鐵鹽 鋁鹽 鎂鹽等 它們在水中形成帶正電荷的 水合離子或高正電荷的多核絡(luò)合離子 可以和水中的膠體離子發(fā)生電中和 降 低粒子表面電位 使其相互吸引而生成小絮團(tuán) 2 無機(jī)高分子絮凝法 無機(jī)高分子絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)反映在它比傳統(tǒng)混凝劑如硫酸鋁 氯化鐵等效能 更優(yōu)異而又比有機(jī)高分子絮凝劑價(jià)格低廉 常用于印染廢水脫色的無機(jī)高分子 絮凝劑有聚合氯化鋁 PAC 聚合硫酸鐵 PFS PAC 及 PFS 處理印染廢水 時 其絮凝體大 沉降速度快 pH 適應(yīng)范圍較寬 3 有機(jī)高分子絮凝法 有機(jī)高分子絮凝劑主要是對已脫穩(wěn)的凝聚顆粒起吸附架橋作用 從而使其 快速形成大的絮體 易于分離 同無機(jī)高分子絮凝劑相比 有機(jī)高分子絮凝劑 具有用量少 絮凝速度快 受共存鹽類 pH 值及溫度影響小 生成污泥少 容易處理等優(yōu)點(diǎn) 因此具有廣泛的應(yīng)用前景 2 1 3 膜分離法 膜分離技術(shù)是一種新興的化工分離單元操作 借助膜的選擇滲透作用可對 印染廢水中污染物進(jìn)行高效的分離 濃縮和回收 10 1 超濾法 超濾法是利用一定的流體壓力和孔徑的半透膜實(shí)現(xiàn)高分子和低分子的分離 超濾過程的本質(zhì)是一種篩濾作用 膜表面的孔隙大小是主要的控制因素 超濾 技術(shù)可以使水循環(huán)使用 但此法只能處理所含染料分子粒徑較大的印染廢水 用超濾法分離顏料及酸性染料 去除率可高達(dá) 99 2 反滲透法 反滲透法是通過半透膜選擇性地除去染料廢水中的溶質(zhì) 從而使染料廢水 脫色 它以壓力差為推動力 壓力差約為 2 10 MPa 3 納濾法 納濾法是介于超濾與反滲透之間的一種新型膜分離技術(shù) 采用醋酸纖維素 納濾膜對染料廢水進(jìn)行分離處理 選擇孔徑合適的納濾膜 則可 100 去除色 度 COD 的去除率也可達(dá) 95 以上 4 微濾法 微濾法是將印染污水中尺寸大于膜微孔孔徑的絮體和懸浮物截留在膜纖維 微孔外部 而水在壓力驅(qū)動下穿過纖維壁 從而實(shí)現(xiàn)水與絮體 懸浮物的分離 微濾技術(shù)多與其它工藝結(jié)合來處理印染廢水 2 1 4 離子交換法 離子交換處理印染廢水需要通過一個合適的樹脂進(jìn)行污水的洗提 直到在 樹脂中所有的位置完全被占滿 使用適宜的溶液逆向沖洗洗提床 使其再生 離子交換處理雖然對已知組成的特定溶解污染物的去除非常有效 但是這種辦 法不適宜處理大量的多組分印染污水 2 2 化學(xué)法處理印染廢水的技術(shù) 2 2 1 化學(xué)氧化法 化學(xué)氧化法主要是借助化學(xué)氧化劑的氧化作用破壞染料的發(fā)色體系 是染 整廢水脫色處理的有效方法 除常規(guī)的氯氧化法外 其研究重點(diǎn)主要集中在臭 氧 O3 氧化 過氧化氫 H 2O2 氧化和二氧化氯 C10 2 氧化方面 1 臭氧氧化法 11 臭氧氧化法對含水溶性染料的廢水如活性 直接 酸性等陰離子染料 有 較高的脫色率 但對以分散懸浮狀態(tài)存在于廢水中的分散 還原 硫化染料和 涂料的脫色效果較差 研究表明偶氮類染料易被 O 氧化 目前 O 氧化技術(shù)多與 其他技術(shù)結(jié)合應(yīng)用 如混凝沉淀后再用 O 處理可提高脫色效果 且降低處理費(fèi) 用 O 電解處理 O 與紫外線輻射結(jié)合都可提高脫色率 O 的發(fā)生多采用無聲 放電法 O 氧化法具有適應(yīng)性廣 脫色率高且無二次污染的特點(diǎn) 但其對 COD 去除率較低 運(yùn)行費(fèi)用相對偏高 2 H 2O2 和 Fenton 試劑氧化法 Fenton 試劑氧化法是由 H2O2 溶液和 FeSO4 按一定比例混合而成的強(qiáng)氧化型 藥劑 在廢水處理過程中除具有氧化作用外 還兼有混凝作用 因此脫色效果 較好 Fenton 試劑對染料品種的適用范圍廣 11 近年來 Fenton 試劑又有了一些 新的發(fā)展 采用鐵屑內(nèi)電解對染整廢水進(jìn)行脫色處理后 再投加 H2O2 溶液 構(gòu)成 Fenton 試劑對各類染整廢水的處理取得了顯著的脫色效果 并已成功應(yīng)用 于各類染整廢水的處理 3 C1O 2 氧化法 C1O2 是一種強(qiáng)氧化劑 溶于水生成亞氯酸和氯酸 常用于水的消毒 對酚 和有機(jī)物的氧化去除等 近年來在染整廢水處理中獲得了一定的應(yīng)用 主要用 于廢水的深度處理 C1O 2 的產(chǎn)生主要采用含氯無機(jī)鹽與酸性活化劑在催化劑作 用下電解生成 我國現(xiàn)有許多 C1O2 發(fā)生器生產(chǎn)廠家 但 C1O2 與有機(jī)物反應(yīng)時 易被還原成亞氯酸根離子 造成二次污染 2 2 2 電化學(xué)法 電化學(xué)法是利用電解過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)處理廢水的方法 可對印 染廢水實(shí)現(xiàn)有效脫色 傳統(tǒng)的電解法對疏水性及親水性染料都有較好的脫色效 果 但電耗大 目前采用較多的是混凝一電解法 先去除膠體態(tài)或分散態(tài)染料 針對水溶性染料完成氧化脫色 以節(jié)省電能 研究表明對含直接 硫化 分散 及媒介染料的印染廢水采用電解法脫色率可達(dá) 90 以上 酸性染料廢水脫色 率可達(dá) 70 以上 鐵炭微電解法 12 是近年來國內(nèi)水處理研究的熱點(diǎn)之一 它 不僅工藝簡單 操作方便 而且應(yīng)用范圍廣泛 特別對于染色廢水的處理顯示 12 出良好的效果罔 鐵炭微電解法的工作原理是利用鐵和炭在電解質(zhì)溶液中 由 于鐵與炭存在一定的電位差 使它們表面形成無數(shù)個微電池回路 因而兩極發(fā) 生一系列氧化還原反應(yīng) 破壞染料發(fā)色體系以脫除染整廢水的色度 同時電極 反應(yīng)中陰極產(chǎn)生的新生態(tài) Fe 除具有還原作用外 其水解產(chǎn)物具有較強(qiáng)的絮 凝和吸附能力 后續(xù)采 用石灰乳中和 可進(jìn)一步提高脫色效果 2 2 3 光化學(xué)法 光化學(xué)法包括光激發(fā)氧化法和光催化氧化法 其氧化作用強(qiáng)烈 且無污泥 產(chǎn)生 無二次污染 有很好的應(yīng)用前景 其有效光是紫外線 光激發(fā)氧化法是 利用光和氧化劑的聯(lián)合作用 氧化分解廢水中有機(jī)污染物的方法 可對印染廢 水有效脫色是對化學(xué)氧化法的進(jìn)一步發(fā)展光催化氧化法是近年研究非?；钴S的 一項(xiàng)新型廢水處理技術(shù) 它是建立在能帶理論的基礎(chǔ)上 以 n 型半導(dǎo)體作敏化 劑的一種光敏氧化法 該法利用光照射某些具有能帶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光催化劑如 TiO ZnO CdS WO FeO 等誘發(fā)產(chǎn)生 OH 自由基 其主要機(jī)理是 用能 量大于導(dǎo)帶寬度的光照半導(dǎo)體催化劑時 滿帶上的電子被激發(fā)躍過禁帶 進(jìn)入 導(dǎo)帶 同時在滿帶上形成電子空穴 在光的作用下產(chǎn)生的空穴又可奪取半導(dǎo)體 粒子上所吸附的化學(xué)物質(zhì)的電子 f 主要為水分子的電子 產(chǎn)生游離基 從而降解 有機(jī)物質(zhì) 常用的半導(dǎo)體氧化物為 TiO 影響光催化氧化降解效果的主要因素 13 有催化劑的選擇 光源與光照強(qiáng)度的選擇 印染廢水濃度 溫度及廢水的 pH 值等 2 3 生物法處理印染廢水的技術(shù) 2 3 1 好氧法 目前 國內(nèi)主要采用好氧生物法處理印染廢水 其中又分活性污泥法和生 物膜法等 活性污泥既能分解大量的有機(jī)物質(zhì) 又能去除部分色度 還可以微 調(diào) pH 值 運(yùn)轉(zhuǎn)效率高且費(fèi)用低 出水水質(zhì)較好 因而被廣泛采用 活性污泥 法的 BOD 去除率一般可達(dá)到 80 一 95 COD 去除率一般可達(dá)到 40 一 60 脫色能力為 30 一 50 但是 活性污泥法去除 COD 不完全 13 脫色效果不理想 并有污泥膨脹現(xiàn)象發(fā)生 還會引起出水水質(zhì)波動 甚至造成 系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中斷 因此 它適合于處理有機(jī)物濃度較高的印染廢水 生物膜法又分生物接觸氧化法 塔式生物濾池法 生物轉(zhuǎn)盤法等 其對印 染廢水的脫色作用較活性污泥法高 一般 BOD 去除率為 85 一 95 COD 去除率為 40 一 60 脫色率為 50 一 60 生物接觸氧化法兼具活性 污泥法與生物膜法兩種處理法的優(yōu)點(diǎn) 它主要是通過強(qiáng)化充氧及微生物降解作 用提高處理效率 近年來應(yīng)用廣泛 生物轉(zhuǎn)盤法處理效果好 但需大量的水稀 釋 而且處理時間長 設(shè)備占地面積大 塔式生物濾池法具有負(fù)荷高 占地少 不需要專設(shè)供氧設(shè)備等優(yōu)點(diǎn) 在國內(nèi) 活性污泥法的使用最為普遍 其次為生 物接觸氧 化法和塔式生物濾池法 氧化溝法和純氧曝氣生物處理法 14 在國外印染廢水處 理中用得較多 前者池容大 占地面積大 后者由于氧轉(zhuǎn)移效率和活性污泥中 懸浮固體含量 MISS 高 因此去除有機(jī)物及脫色能力強(qiáng) 2 3 2 厭氧法 厭氧法通過厭氧分解降解染料 可降解含有偶氮基 蒽醌基和三苯甲烷基 的染料 但這些染料的降解產(chǎn)物是芳香胺類化合物 屬致癌物質(zhì) 且在厭氧條 件下不能繼續(xù)被降解 即不能徹底降解實(shí)現(xiàn)染料的無機(jī)化 因此使用厭氧反應(yīng) 器直接處理印染廢水鮮有報(bào)道 不過 新型高效厭氧處理裝置的效能有了很大 程度的提高 對進(jìn)水 COD 濃度的要求大大降低 15 COD 值為 2 000 mg L 的 廢水 通過厭氧消化一級生物處理也可達(dá)標(biāo) 2 3 3 聯(lián)合處理技術(shù) 目前 最主要的聯(lián)合處理技術(shù)就是厭氧法與好氧法相結(jié)合 即將厭氧與好 氧工藝串聯(lián)起來 協(xié)同處理印染廢水 其中 厭氧處理主要是使印染廢水中可 生化性較差的一些高分子物質(zhì)發(fā)生水解 酸化 變成較小的分子 或者改變難 降解有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu) 從而改善廢水的可生化性 為好氧處理創(chuàng)造條件 同 時 好氧階段產(chǎn)生的剩余污泥也可全部回流到厭氧池 由于厭氧階段有足夠長 的固體停留時間 SRT 污泥可以得到徹底的厭氧消化 從而使整個系統(tǒng)基本上 14 沒有剩余污泥排放 3 印染廢水處理工藝方案及流程 3 1 本設(shè)計(jì)所選工藝 本設(shè)計(jì)選用 生化 物化法 的方法 以生物法為主 物化法為輔 在生化法階段 目前廣泛采用化學(xué) PVA 漿料 聚乙烯醇 和合成洗滌劑 ABS 這些是難以生化降解的物質(zhì) 從而導(dǎo)致印染廢水 B C 值由原來的 0 4 0 5 左右降至 0 3 以下 使可生化性越來越差 已不能滿足好氧生物處理 的基本營養(yǎng)條件 因此 現(xiàn)在對于可生化性差的印染廢水處理 不能單獨(dú)采 用好氧處理 而需要加上水解酸化處理 作為好氧處理的預(yù)處理 使難以降 解的高分子有機(jī)物通過水解酸化作用 而變成低分子有機(jī)酸 提高印染廢水 的可生化性 為后續(xù)的好氧處理取得較高的有機(jī)物去除效果創(chuàng)造條件 這樣 形成了 水解酸化 好氧 的生物處理工藝 在物化階段 通過投加化學(xué)絮凝劑 可以進(jìn)一步降低 COD 和色度 16 保證出水能夠達(dá)標(biāo) 在很多國家 接觸氧化法被定為首先推薦采用的處理工藝 在我國紡織 行業(yè)集中的城市和地區(qū) 比較普遍地采用生物接觸氧化處理技術(shù) 處理印染 廢水和紡織廢水 例如 某絲綢印花廠的廢水處理站 以生物接觸氧化技術(shù) 為主體處理設(shè)備 17 其前設(shè)預(yù)曝氣池 其后設(shè)混凝沉淀裝置 投加堿式氯化 鋁和聚丙酰胺 系統(tǒng)完整可靠 該系統(tǒng)從 1982 年投產(chǎn)以來 運(yùn)行一直穩(wěn)定 15 處理效果良好 處理水 BOD 值始終保持在 30mg L 以下 去除率達(dá) 95 COD 值在 150mg L 以下 去除率達(dá) 80 90 色度去除率達(dá) 90 以 上 3 2 流程簡介 3 2 1 印染廢水處理系統(tǒng)工藝流程框圖 隔柵 調(diào)節(jié)池 水解酸化池 接觸氧化池 混凝反應(yīng)池 豎流沉淀池 污泥濃縮池 污泥脫水機(jī) 污 泥 回 流 達(dá)標(biāo)水排放 上清液回調(diào)節(jié)池 池 濾液回調(diào)節(jié)池 外運(yùn)處理 廢水 渣外運(yùn) 污泥 剩余污泥 次氯酸鈉氧化池 清水池 3 2 2 工藝流程說明 1 印染廢水經(jīng)過中格柵的處理后 廢水中的可能堵塞水泵機(jī)組以及管道閥門 16 的漂浮物及較大雜質(zhì)可被去除 這樣可保護(hù)后續(xù)處理設(shè)備正常運(yùn)行 2 廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池后 廢水的水質(zhì)和水量變化得到了調(diào)節(jié) 可減緩后續(xù)處理 構(gòu)筑物厭氧池和接觸氧化池的負(fù)荷沖擊 使細(xì)菌微生物能正常對有機(jī)化合 物進(jìn)行降解 3 印染廢水進(jìn)入水解酸化池后 廢水中的部分大分子有機(jī)合物在兼性厭氧細(xì) 菌的降解作用下被分解為小分子的物質(zhì) 廢水中的 COD BOD 及色度等數(shù) 值下降 廢水得到初步的處理 同時由于提高了廢水的可生化性 減輕了 后續(xù)好氧處理的難度 從而提高了處理效率 4 廢水經(jīng)過水解酸化池初步處理后進(jìn)入接觸氧化池 廢水中未被降解的大分 子化合物和小分子經(jīng)過接觸氧化池好氧微生物的降解后 使得水中的絕大 部分的有機(jī)物得到去除 廢水中的 COD BOD 及色度等指標(biāo)的去除率得到 了進(jìn)一步的提高 5 經(jīng)過水解酸化池和接觸氧化池處理后的印染廢水再進(jìn)入混凝反應(yīng)池和二沉 池進(jìn)行深度的處理 通過各處理單元處理后的最終出水可達(dá)到廣東省的一 級排放標(biāo)準(zhǔn) 6 二沉池的污泥一部分回流到水解酸化池 剩余污泥進(jìn)入污泥濃縮池后進(jìn)入 板框壓濾機(jī) 經(jīng)過脫水處理后的污泥由人工外運(yùn)處理 18 17 4 主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 1 格柵的計(jì)算 19 本設(shè)計(jì)使用中格柵 柵條間隙 d 10 mm 柵槽寬度 s 10 mm 設(shè)計(jì)參數(shù) 1 通過格柵的水力損失 h2 v2 2g sin k v 污水流經(jīng)格柵的速度 m s 本設(shè)計(jì)取 0 7 m s 阻力系數(shù) 與柵條斷面形狀有關(guān) 本設(shè)計(jì)中格柵條的 3 4 ds 斷面幾何形狀為矩形斷面 為 2 42 格柵的放置傾角 本設(shè)計(jì)為 60o g 重力加速度 m2 s 本設(shè)計(jì)取 9 8 m2 s k 格柵阻力增大系數(shù) k 3 h2 v2 2g sin k 2 42 0 72 2 9 8 sin60o 3 0 157 m3 4 01 2 格柵的間隙數(shù)量 n n Qmax dhvasin Qmax 最大設(shè)計(jì)流量 m 3 s d 柵條間距 m 本設(shè)計(jì)取 10 mm 即 0 01 m h 柵前水深 m 本設(shè)計(jì)取 0 4 m n Qmax dhv sin60o 0 5 0 01 0 4 0 7 28 5asin3605 12 本設(shè)計(jì)取整 取柵條為 29 條 3 格柵的建筑寬度 18 B s n 1 dn B 格柵的建筑寬度 m s 柵條寬度 本設(shè)計(jì)取柵條寬度 s 0 01 m 則 B s n 1 dn 0 01 58 1 0 01 12 0 4 m 4 柵后槽的總高度 H h h 1 h2 h 柵前水深 0 2 m h1 格柵前渠道超高 本設(shè)計(jì)取 0 3 m h2 格柵的水利損失 H h h 1 h2 0 2 0 3 0 157 0 657 m 取 0 7 m 5 格柵的總建筑長度 L L l 1 l2 0 5 1 0 H1 tg l1 進(jìn)水渠道漸寬部位的長度 m l1 B B1 2tg 1 0 4 0 2 2tg20 0 31 B1 進(jìn)水渠道寬度 本設(shè)計(jì)取 0 2 m 1 進(jìn)水渠道漸寬部位展開角度 1 20 l2 格柵槽與出水渠道連接處的漸寬部位長度 一般 l2 0 5 l 1 l2 l 1 2 0 155 m H1 格柵前渠道深度 H 1 0 2 0 3 0 5 m L l 1 l2 0 5 1 0 H1 tg 0 31 0 155 1 0 0 5 tg60 0 1 83 m 取 2 m 6 每日柵渣量 w w Qmax w1 86400 kz 1000 w1 柵渣量 m 3 103m3 污水 本設(shè)計(jì)取 0 07 m3 103m3 污水 kz 污水流量總變化系數(shù) 本設(shè)計(jì)取 1 5 w Q maxw1 86400 kz 1000 5000 0 07 1 5 1 5 1000 0 35 m 3 d 0 2 m3 d 所以采用機(jī)械清渣 設(shè)計(jì)計(jì)算的示意圖如 4 1 19 圖 4 1 隔柵示意圖 4 2 調(diào)節(jié)池的計(jì)算 4 2 1 調(diào)節(jié)池的作用與意義 紡織印染廠由于其特有的生產(chǎn)過程 造成廢水排放的間斷性和多變性 使 排出廢水的水質(zhì)和水量在一日內(nèi) 甚至每班內(nèi)都有很大的變化 而廢水處理設(shè) 備都是按一定的水質(zhì)和水量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的 要求均勻進(jìn)水 特別對生物處理設(shè)備 更為重要 為了保證處理設(shè)備的正常進(jìn)行 在廢水進(jìn)入處理設(shè)備之前 必須預(yù) 先進(jìn)行調(diào)節(jié) 將不同時間排出的廢水 貯存在同一水池內(nèi) 并通過機(jī)械或空氣 的攪拌達(dá)到出水均勻的目的 此種水池稱為調(diào)節(jié)池 此外 調(diào)節(jié)池尚具有預(yù)沉 淀 預(yù)曝氣 降溫和貯存臨時事故排水的功能 4 2 2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容是池容積的計(jì)算 V QT 式中 V 調(diào)節(jié)池容積 m 3 20 T 停留時間 h Q 平均進(jìn)水流量 m 3 h 調(diào)節(jié)池計(jì)算如下 本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流量為 Q 208 33 m3 h T 5 0 h 采用穿孔 管空氣攪拌 根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐 印染廢水的調(diào)節(jié)池氣水比為 4 6 1 本 設(shè)計(jì)中氣水比為 5 1 1 調(diào)節(jié)池的有效容積 V QT 208 33 5 1041 7 m 3 2 調(diào)節(jié)池尺寸 調(diào)節(jié)池平面形狀為矩形 查相關(guān)資料知道印染廢水有效水深一般取 3 5 米 考慮到地方限制等因素 本設(shè)計(jì)采用有效水深為 He 5 m 調(diào)節(jié)池面積為 F 208 3 m 3HeV57 104 池寬 B 取 10 m 則池長 L 為 L 20 8 m 本設(shè)計(jì)取 21 m103 28 保護(hù)高 h1 0 3 m 池總高 H 5 0 3 5 3 m 3 空氣管計(jì)算 空氣量 Qs 208 3 5 1041 5 m3 h 0 295 m 3 s 空氣總管 D1 取 200 mm 管內(nèi)流速 V1 為 V1 10 23 m s24s 2 095 V1 在 10 15 m s 范圍內(nèi) 滿足規(guī)范要求 空氣支管 D2 共設(shè) 10 根支管 每根支管的空流量 q 為 q Qs 0 295 0 0295 m3 s0 支管內(nèi)的空氣流速 V2 應(yīng)在 5 10 m s 范圍內(nèi) 選 V2 6 m s 則支管直 徑 D2 為 D2 0 079 m 79 mmvq24 608 取整 D2 80 mm 則 V2 為 21 V2 5 87 m s 符合設(shè)計(jì)規(guī)范208 954 穿孔管 D3 每根支管連接兩根穿孔管 則每根穿孔管的空氣流量 ql 0 0147 m3 s 在這里取 v3 10 m s D3 0 0433 m 取 D3 43 3 mm 這里取整為 40 mm 則 V3 為104 V3 9 14 m s 符合設(shè)計(jì)規(guī)范 5 10 m s 2 95 4 孔眼計(jì)算 孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成 450 處 并交錯排列 孔眼間距 b 100 mm 孔徑 4 mm 穿孔管長一般為 4 m 按照一個孔眼服務(wù) A1 3 5 m2 進(jìn) 行設(shè)計(jì)計(jì)算 孔眼數(shù) m 33 3 個 取整為 30 個 則孔眼流速 v 為1A3 v 11 52 m s 符合規(guī)范mq 214 04 785 029 5 管道阻力計(jì)算 查相關(guān)資料可取沿程阻力 h1 103 mm 局部阻力 h2 216 mm 布?xì)庾枇?h3 可以由 以下公式計(jì)算 h 3 1 2p gv2 其中 1 2 氣體阻力系數(shù) p 空氣密度 取為 1 205 kg m3 v 空氣流速 單 位 m s g 重力加速度 取為 9 8 m s2 代入公式可以計(jì)算得到 h 3 1 2 1 205 16 60 mm8 915 取穿孔管安裝高度為 4 4 m 可以計(jì)算總的管道阻力為 H 4 4 0 166 0 103 0 216 4 88 m 設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)池如圖 4 2 22 I 圖 4 2 調(diào)節(jié)池 4 3 水解酸化池計(jì)算 根據(jù)所給的廢水水質(zhì) 設(shè)計(jì)進(jìn)水 COD 為 1200 mg L BOD5 為 280 mg L 根 據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 預(yù)計(jì) COD 去除效率為 30 BOD 5 去除效率為 20 因此 出水 COD 為 1200 1 30 840 mg L BOD5 為 280 1 20 224 mg L 1 水解池的容積 V V 32405 102mNSQv S 廢水的 COD mg L Q 廢水的排放量 m 3 d Nv COD 的容積負(fù)荷 kg m 3 d 工程中的經(jīng)驗(yàn)范圍為 2 2 5 本 設(shè)計(jì)采用 2 5COD 2 水解池的有效面積 F F 2406mHV H 水解酸化池的水深 一般應(yīng)該大于 5 5 6 m 這里取 6 m 其中有 效水深為 5 5m 設(shè)計(jì)尺寸為 長 寬 高 10 m 8 m 6 m 23 檢驗(yàn)停留時間 HRT HRT hQV5 12450 3 填料的選擇 理想的填料應(yīng)該滿足以下條件 a 比表面積大 b 掛膜容易 c 防腐性能 強(qiáng) 耐用 d 維護(hù)方面 填料的容積 V 0 33 2400 800 m3V31 填料的高度 H F08 填料選擇為軟性前衛(wèi)狀填料 立體豎狀分布 填料間間隙為 60 mm 中心繩距離為 120 mm 4 配水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 配水孔的面積 A 243 0365 12m 池子寬度為 8m 取孔數(shù)目 n 50 個 孔間距為 30 mm 因此單孔的直徑 d 為 d m 105 mm105 43 nA 設(shè)計(jì)圖形如下 圖 4 3 水解池 24 4 4 生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 4 1 生物接觸氧化池設(shè)計(jì)與計(jì)算應(yīng)考慮的一些因素 A 按平均日污水量進(jìn)行計(jì)算 B 池座數(shù)不應(yīng)少于兩座 并按同時工作考慮 C 填料層總高度一般取 3 m 當(dāng)采用蜂窩填料時 應(yīng)分層裝填 每層高 1 m 蜂窩內(nèi)切孔徑不宜小于 25 mm D 池中污水的溶解氧含量一般應(yīng)維持在 2 5 3 5 mg L 氣水比約為 15 20 1 E 為了保證布水 布?xì)饩鶆?每池面積一般應(yīng)在 25 m2 以內(nèi) F 污水在池內(nèi)的有效接觸時間不得少于 2 h G 生物接觸氧化池的填料體積可按 BOD 容積負(fù)荷率計(jì)算 也可按接觸時間 計(jì)算 4 4 2 BOD 容積負(fù)荷率 據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)知 印染廢水處理 BOD 容積負(fù)荷率取 1 0 kgBOD m 3d 氣水比為 15 l 4 4 3 計(jì)算 進(jìn)水 BOD 約為 280 mg L 出水按去除效率 80 計(jì)算可知道出水為 56 mg L 1 生物接觸氧化池填料的容積按下式計(jì)算 W m3 NwSQe 240 W 填料的總有效容積 m 3 Q 日平均污水量 m 3 h So 進(jìn)水 BOD5 值 kg m 3 Se 出水 BOD5 值 kg m 3 Nw BOD 容積負(fù)荷率 kgBOD m 3d 本設(shè)計(jì)取 4 0 kgBOD m 3d 代入數(shù)據(jù)得 25 W m3 280 m3NwQS00 4 5628 5 2 氧化池面積與個數(shù) f nHW H 填料層高度 m 一般取 4 m n 接觸氧化池座 格數(shù) 一般 n 或 2 這里取 n 3 f 每座 格 接觸氧化池面積 m 2 一般 f70 滿足個73160 L 開孔位置為支管底部與垂直線成 45o 的地方 且交錯排列 9 填料的選擇及改進(jìn)措施 本設(shè)計(jì)采用的填料我國自行開發(fā)的軟性填料 即軟性纖維狀填料 中心 線之間的距離設(shè)計(jì)為 120 mm 層與層之間這種填料的特點(diǎn)是比表面積大 重量 輕 高強(qiáng) 物理 化學(xué)性能穩(wěn)定 運(yùn)輸方便 組裝容易等 在實(shí)際工程發(fā)現(xiàn)這 28 種填料的纖維束中心容易產(chǎn)生厭氧狀態(tài) 而且纖維束易于結(jié)塊 對此 應(yīng)采取適當(dāng)?shù)膶Σ?采取全面曝氣方式 采取分層充填措施 在 二沉池間留有 200 300 mm 的間隙 每層高不超過 1 5 m 使水流在層間再次 分配 形成橫流與紊流 使水流得到均勻分布 4 5 混凝設(shè)計(jì) 混合與反應(yīng)是混凝工藝中非常重要的過程 混合的目的是使藥劑迅速而均 勻地?cái)U(kuò)散于水中 以創(chuàng)造良好地水解條件 使混凝藥劑單體離解并與膠粒完成 電中和作用 消除其所帶地電位 完成膠體脫穩(wěn) 本設(shè)計(jì)使用的是混凝劑是聚 丙烯酰胺 PAM 和聚合氯化鋁 PAC 它具有用量少 絮凝速度快 受共存 鹽類 pH 值及溫度影響小 生成污泥少 容易處理等優(yōu)點(diǎn) 混合要求劇烈和 快速 完成時間一般為 10 30 s 目前的混合設(shè)備包括水泵混合 管式混合器 混合 多孔隔板混合池 漿板式機(jī)械攪拌混合池等多種 在這里 選擇目前國 內(nèi)常用的水泵混合 它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單 混合充分 效果良好 不用另外消 耗動能 適合各種規(guī)模的處理廠 4 5 1 混凝反應(yīng)池設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用豎流折板反應(yīng)池 1 主要參數(shù)確定 設(shè)計(jì)水量 Q 5000 m 3 d 208 3 m3 h 反應(yīng)時間 t 6 min 各格間流速 v1 0 2 m s v 2 0 1 m s v 3 0 05 m s 反應(yīng)池個數(shù) n 1 2 計(jì)算 反應(yīng)池有效容積 V 本設(shè)計(jì)取 5 m33167 40 6QtV 各格間表面積 Fi 29 取 F1 0 06 m2211 0578 360 4nvQF 取 F2 0 15m2222 16 取 F3 0 25m2222 35 0 36074mnvQF 反應(yīng)池平面尺寸確定 第一格間設(shè)兩反應(yīng)室 每室面積為 B L1 0 5 0 12 0 06 m2 第二格間設(shè)兩反應(yīng)室 每室面積為 B L2 0 5 0 3 0 15 m2 第三格間設(shè)兩反應(yīng)室 每室面積為 B L3 0 5 0 5 0 25 m2321 9 05 1 06 FFi 反應(yīng)池平均水深 H1 5 5m 取mVi4 592 01 水頭損失 h1 0 25m h2 0 15m h3 0 02m mi 45 0 15 02 1 速度梯度 G 149 23610825 60 STh 上式中 r 水的容重 kg m3 u 水的粘度 kg s m 2 T 反應(yīng)時間 s GT 123 09 6 60 4 43 410 設(shè)計(jì)的豎流折板反應(yīng)池如圖 4 5 30 圖 4 5 混凝反應(yīng)池示意圖 3 藥劑消耗 處理每噸水藥劑為 PAM 投加量為 0 5 mg L PAC 投加量為 10 mg L 4 6 豎流式沉淀池的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 6 1 中心管計(jì)算 根據(jù)相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) 設(shè)計(jì)的表面負(fù)荷理想范圍為 0 7 0 8 m3 m2h 本設(shè)計(jì) 采用 0 75 設(shè)計(jì)沉速 u0 1 0 mm s 設(shè)計(jì)沉淀時間為 2 5 h 1 中心管過水面積計(jì)算 20max 578 3 62 mvqf 最大設(shè)計(jì)流量 m 3 hax V0 中心管內(nèi)流速 m s 一般規(guī)定 0 03 本設(shè)計(jì)取 0 03 m s 2 中心管直徑計(jì)算 取整為 0 9 mmfd85 014 3740 取整為 1 3m2 95 10 取整為 1 7md60 2 31 縫隙高度計(jì)算 mdvqh 2835 014 305 3621max3 h3 為縫隙高度 m v 1 為縫隙出流速度 對于二沉池 v1 0 015m s 這里 取為 0 015m s 4 6 2 沉淀區(qū)計(jì)算 1 沉淀區(qū)有效斷面積 F F 20max