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毛紡廠印染廢水處理工藝設(shè)計(jì) 摘 要：近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)布料的需求，使得紡織行業(yè)逐漸擴(kuò)大。 目前，國(guó)內(nèi)有許多小型的紡織印染廠存在生產(chǎn)不合理的現(xiàn)象，如何將它們規(guī)范化成了如今的首要任務(wù)。本文針對(duì)某毛紡廠的印染廢水水質(zhì)復(fù)雜且難處理的特點(diǎn)，比較常用的廢水處理工藝，同時(shí)考慮成本及實(shí)際操作的可行性，最終選擇一套最適合該廠的工藝流程。本設(shè)計(jì)采用水解酸化-生物接觸氧化工藝處理。出水水質(zhì)達(dá)到《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28937－2012）直接排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，色度執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。廢水處理后要求達(dá)到CODcr≤120mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤70mg/L，色度≤50，pH=6-9。 關(guān)鍵詞：印染廢水；水解酸化-生物接觸氧化法；工藝設(shè)計(jì)；廢水水質(zhì)水量 A design of spinning dyeing wastewater treatment process Abstract: In recent years, with the economic development, the demand for fabrics makes the textile industry gradually expanded. Currently, there are many small textile dyeings existing unreasonable production phenomenon in China, while how to make these operations standardization is one of the main task. In this design, as the by features of woolen mill dyeing wastewater quality which is complex and hard to treat, by comparing with the commonly used wastewater treatment process and considering the costs and operations, the hydrolysis acidification - biological contact oxidation process was adopted to deal with the dyeing wastewater. Thus the effluent water can reach the goals of CODcr≤120mg/L BOD5≤30mg/L, SS≤70mg/L, Chroma≤50 and pH=6-9,which meets the discharge standards of wool industrial water pollutant and Integrated wastewater discharge standard. Keywords:dyeing wastewater;hydrolytic acidification-biological contact oxidation;process design; wastewater quality and quantity 目 錄 1 引言 1 1.1背景和意義 1 1.2設(shè)計(jì)目標(biāo) 1 1.3基本思路 1 2 工程概況 1 2.1設(shè)計(jì)依據(jù) 1 2.2設(shè)計(jì)原則 2 2.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 2 2.4設(shè)計(jì)水量水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn) 3 3 處理工藝流程 3 3.1處理方法介紹 3 3.2 處理方案的確定 5 3.3處理工藝流程 5 3.4 藥劑及填料的對(duì)比選擇 6 3.5預(yù)期處理效果 8 4 處理構(gòu)筑物及設(shè)備 9 4.1 格柵 9 4.2 調(diào)節(jié)池 10 4.3 混凝沉淀池 10 4.4 水解酸化池 11 4.5 生物接觸氧化池 12 4.6 二沉池 13 4.7 污泥濃縮池 13 4.8 標(biāo)準(zhǔn)排放口 15 5 工藝配套管理用房設(shè)計(jì) 15 5.1 保安室 15 5.3 衛(wèi)生間 16 6 總圖 16 6.1總平面布置 16 6.2高程設(shè)計(jì) 16 7 工程投資與運(yùn)行費(fèi)用 17 7.1工程投資 18 7.2運(yùn)行費(fèi)用分析 19 8 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 20 8.1 處理規(guī)模 20 8.2 COD消減量 20 8.3 工程投資 20 8.4 占地面積 21 8.5 電耗 21 8.6 勞動(dòng)定員 21 8.7 運(yùn)行費(fèi)用 21 8.8 處理成本 22 致謝 23 參考文獻(xiàn) 24 附錄1. 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) 25 附錄2.工程圖 39 1 引言 1.1背景和意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，紡織工業(yè)也不斷發(fā)展，而印染行業(yè)所產(chǎn)生的廢水成為污染我國(guó)水環(huán)境的主要來(lái)源之一。某毛紡廠始建于上個(gè)世紀(jì)80年代，是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè)，其主要產(chǎn)品為羊絨、立絨、兔絨、順毛呢等中，高檔布料。該廠染色方式有散染、匹染兩種，其使用的染料以酸性染料為主，過(guò)程中會(huì)有少量的直接媒介、陽(yáng)離子產(chǎn)生。由于該公司從事毛紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)工作，其每日產(chǎn)生廢水成分復(fù)雜，不僅COD濃度高，酸堿度高，鹽度高，且色度也高達(dá)800倍，可降解性能較低，具有潛在毒性[1]，若不使用專(zhuān)門(mén)的工藝處理，卻直接排入水體，可能會(huì)導(dǎo)致水生生物的死亡，令自然水體喪失自凈能力[2]；嚴(yán)重的話，則導(dǎo)致污染物質(zhì)在動(dòng)物體內(nèi)富集，通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，危害人類(lèi)健康，也可能引起癌癥。通過(guò)對(duì)本次設(shè)計(jì)，可以降低水中部分有害物質(zhì)，從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，減少對(duì)自然水體的污染，間接地改善我們生活的環(huán)境。 1.2設(shè)計(jì)目標(biāo) 設(shè)計(jì)除色度這項(xiàng)指標(biāo)外，其余必須達(dá)到《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28937－2012）中的直接排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，如表1-1，色度需執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，如表1-2。 表1-1 毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 pH BOD mg/L CODcr mg/L SS mg/L 設(shè)計(jì)排放 標(biāo)準(zhǔn) 6-9 30 120 70 表1-2 污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng)目 pH BOD CODcr SS 色度 設(shè)計(jì)排放 標(biāo)準(zhǔn) 6-9 100 60 70 50 1.3基本思路 該毛紡廠印染廢水中的污染物分為固體污染物和液體污染物，固體污染物包括毛紡過(guò)程中的羊毛等動(dòng)物毛及一些瑣屑布料進(jìn)入印染廢水中，液體污染物包括印染過(guò)程中的染料物質(zhì)，及相關(guān)的助劑等。 故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意固體污染物和液體污染物的分別處理。首先需進(jìn)行預(yù)處理，將廢水中體積較大的固體污染物去除，防止其進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物破壞處理裝置，繼而讓小型的顆粒物質(zhì)進(jìn)行沉淀或混凝沉降處理，以減少印染廢水中的SS含量。在一系列沉降之后，通過(guò)生物厭氧好氧反應(yīng)，除去廢水中的染料及助劑等，而污泥通過(guò)回流，或者濃縮成泥餅外運(yùn)處理。 原則：不產(chǎn)生二次污染，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范，方便管理，盡可能降低成本。  2 工程概況 2.1設(shè)計(jì)依據(jù) （1）《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》 （2）《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996） （3）《中華人民共和國(guó)水污染防治法》 （4）《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28937－2012） （5）《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4287-2012） （6）《生物處理構(gòu)筑物進(jìn)水中有害物質(zhì)允許濃度》（GBJ14） （7）《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-88） （8）《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》 （8）三廢處理設(shè)計(jì)手冊(cè)（廢水卷）、給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè) （9）設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) （10）相應(yīng)廠家提供的設(shè)備樣本 2.2設(shè)計(jì)原則 （1）針對(duì)水質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，使用成熟的技術(shù)，確保每一項(xiàng)指標(biāo)都能達(dá)標(biāo)； （2）對(duì)構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)布局合理，減少不必要的成本支出； （3）遵循清潔生產(chǎn)，循環(huán)經(jīng)濟(jì)； （4）減少及盡可能避免在處理過(guò)程中對(duì)環(huán)境的二次污染，妥善處理工藝所產(chǎn)生的污泥及殘?jiān)?，以便減少對(duì)周邊環(huán)境的影響； （5）運(yùn)行，管理方便，力求自動(dòng)化，便于維護(hù)，降低人力勞動(dòng)成本和運(yùn)行費(fèi)用； （6）按照規(guī)定排放廢水。 2.3設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 該毛紡廠始建于上個(gè)世紀(jì)80年代，是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè)，其主要產(chǎn)品為羊絨、立絨、兔絨、順毛呢等中，高檔布料。該廠染色方式有散染、匹染兩種，其使用的染料以酸性染料為主，過(guò)程中會(huì)有少量的直接媒介、陽(yáng)離子產(chǎn)生。其每日產(chǎn)生廢水量約為1000m3/d。設(shè)計(jì)必須達(dá)到《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的直接排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，色度需執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。 2.4設(shè)計(jì)水量水質(zhì)與排放標(biāo)準(zhǔn) 該毛紡有限公司是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè),每天產(chǎn)生廢水量為1000立方米，其水質(zhì)含有較高濃度的染料，使CODcr ，BOD和色度超標(biāo)，且堿性較強(qiáng)，pH達(dá)到7-12。 設(shè)計(jì)要求達(dá)到《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28937－2012）直接排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，色度執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具體如表2-1。 表2-1 毛紡廠印染廢水進(jìn)水及排放指標(biāo) 項(xiàng)目 pH BOD mg/L CODcr mg/L SS mg/L 色度 倍 設(shè)計(jì)進(jìn)水 濃度 7-12 350 1500 300 800 設(shè)計(jì)排放 標(biāo)準(zhǔn) 6-9 30 120 70 50  3 處理工藝流程 3.1處理方法介紹 3.1.1 物理處理 （一）吸附法 通過(guò)向水體中加入一種吸附劑，令水體中的一種或多種物質(zhì)被吸附除去，達(dá)到凈水的作用。 （二）氣浮法 在添加浮選劑的水中通入微小氣泡，令其變成絮狀并通過(guò)浮力不斷上浮，直至被除去[3]。 氣浮分離法的優(yōu)點(diǎn)在于：操作簡(jiǎn)單，分離效率高。適宜溶液中低濃度組分的回收。 （三）沉淀法 將溶劑加入混合組分的溶液中，通過(guò)改變混合溶液中某些組分的溶解度和溶劑組分的極性改變并從溶液中分離的方法。 3.1.2 生化處理 （1）傳統(tǒng)活性污泥法 用活性污泥來(lái)去除水中污染物質(zhì)的一種方法。其過(guò)程中需要通入大量的空氣，令好氧生物大量繁殖，形成絮狀物，以此來(lái)出去有機(jī)物。 活性污泥系統(tǒng)運(yùn)行的基本條件有很多，例如： a.污水中含有足夠的有機(jī)物，可提供微生物生命活動(dòng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)； b.污水需要曝氣，有足夠的溶解氧； c.活性污泥在廢水中呈分散狀態(tài)，與有機(jī)物充分接觸； d.剩余污泥要及時(shí)排除，是污泥在水中保持一定的濃度； e.不允許有對(duì)微生物有毒害作用的物質(zhì)進(jìn)入水體； f.污水的穩(wěn)定能力較高，凈化能力強(qiáng)。 （2）氧化溝法 又稱連續(xù)環(huán)式反應(yīng)池。也是屬于活性污泥處理系統(tǒng)，其曝氣池呈封閉的溝渠型，在處理過(guò)程中，通過(guò)在池體內(nèi)，曝氣并循環(huán)流動(dòng)才得以實(shí)現(xiàn)，故又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝一般由以下幾部分組成：進(jìn)出水裝置、溝體、曝氣設(shè)備、導(dǎo)流和混合設(shè)備等，從水平面看，其形狀一般呈環(huán)形，也可呈其他的形狀。另外，通過(guò)實(shí)踐證明，與其他污水的生物處理方法相比，氧化溝具有污泥停留時(shí)間長(zhǎng)，流程簡(jiǎn)單，無(wú)二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，操作管理方便，出水水質(zhì)較好，反應(yīng)過(guò)程中內(nèi)循環(huán)量大，工藝可靠性強(qiáng)，耐水力負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn)。 在實(shí)際操作運(yùn)行過(guò)程中，仍會(huì)出現(xiàn)很多的問(wèn)題，例如： a.對(duì)于BOD濃度較低的水質(zhì)完全沒(méi)有處理能力； b.在溝渠內(nèi)側(cè)容易出現(xiàn)死區(qū)，出現(xiàn)泥沙沉積； c.構(gòu)筑物占地大，土建費(fèi)用大； （3）序批式活性污泥法 SBR(Sequencing Batch Reactor)是一種通過(guò)有序和間歇性曝氣的活性污泥處理技術(shù)。適用于流量變化較大的污水處理。該系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)有： a.流程簡(jiǎn)單，集多池為一體，無(wú)二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)； b.和傳統(tǒng)的活性污泥法相比，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用較低； c.很少發(fā)生污泥膨脹，有脫氮除磷的作用；剩余污泥的性質(zhì)穩(wěn)定，便于脫水濃縮； d.耐沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。 (三)生物接觸氧化法 利用一定數(shù)量的填料和在填料上形成的生物膜，對(duì)流經(jīng)的污水進(jìn)行處理。 和活性污泥法相比，該工藝的優(yōu)勢(shì)有很多，例如： 1. 處理效率高。該法不僅有活性污泥法的特點(diǎn)，而且其單位體積的生物數(shù)量比活性污泥法多；除此之外，底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)速度快。因而，處理效率較高，同時(shí)縮小了占地，節(jié)約了土建和運(yùn)行成本。 2.適用范圍廣，無(wú)論污染物的負(fù)荷大小，生物接觸氧化法都能適用，對(duì)于有些被污染的飲用水水源的處理，活性污泥法做不到，而生物接觸氧化法就可以做到。 3.無(wú)污泥膨脹現(xiàn)象，無(wú)需污泥回流，操作簡(jiǎn)便。 4.有較強(qiáng)的耐沖擊能力和適應(yīng)性。在間歇運(yùn)行的條件下，仍然有一定的處理效果。填料上的生物膜，對(duì)負(fù)荷的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可保障穩(wěn)定的出水水質(zhì)。 5.成膜容易，速度快。普通的混合液只需要2-3天就可以掛膜，大約再20天左右就可以進(jìn)行正常運(yùn)行處理了。 6.節(jié)能效果明顯。電能消耗是活性污泥法的五分之一左右。 3.2 處理方案的確定 本項(xiàng)目廢水的特點(diǎn)：廢水主要來(lái)自毛紡廠印染工藝過(guò)程，水量大，負(fù)荷高，在水體中有許多棉毛，動(dòng)物毛等毛類(lèi)纖維的存在，同時(shí)染料溶于水體的緣故，廢水的色度很高。 針對(duì)以上特點(diǎn)，及《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的直接排放標(biāo)準(zhǔn)的要求和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用生化處理最為經(jīng)濟(jì)有效。 目前，最常用的技術(shù)就是把好氧工藝和厭氧工藝相結(jié)合，協(xié)同處理染料廢水，高分子物質(zhì)在厭氧作用下發(fā)生水解，變成小分子或者改變其結(jié)構(gòu)，為好氧處理創(chuàng)造良好條件。同時(shí)，好氧過(guò)程中產(chǎn)生的污泥可以回流到厭氧池，再次進(jìn)行厭氧消化，從而使整個(gè)系統(tǒng)可以大大地減少剩余污泥的排放[5]。該技術(shù)不僅可以提高出水水質(zhì)，運(yùn)行費(fèi)用也較低，已越來(lái)越多地運(yùn)用到實(shí)際中[6]。 參考印染廢水處理工藝[7]，根據(jù)和活性污泥法操作方面，效率高低，節(jié)能方面，污泥產(chǎn)量方面的比較，最終選擇水解酸化-生物接觸氧化作為該設(shè)計(jì)的流程[8]。 3.3處理工藝流程 針對(duì)該印染廢水的特性，設(shè)計(jì)如下工藝流程，圖3-1。 圖3-1 印染廢水處理工藝流程 3.4 藥劑及填料的對(duì)比選擇 3.4.1 混凝劑的對(duì)比選擇 參照文獻(xiàn)《酸性染料廢水的脫色方法研究》[9]，利用四種常見(jiàn)的混凝劑，處理常見(jiàn)的三種酸性染料--10B普拉紅，弱酸黃G,5GM湖蘭。在適宜條件下，比較它們?cè)谒姆N混凝劑下的脫色效果，試圖選擇出一種處理效果相對(duì)較好的混凝劑，具體結(jié)論見(jiàn)表3-1。 表3-1 常見(jiàn)混凝劑適宜條件和處理效果的比較 常見(jiàn)混凝劑種類(lèi) 使用情況 水解聚丙烯酰胺（HPAM） 0.1%HPAM對(duì)三種酸性染料（10B普拉紅，弱酸黃G,5GM湖蘭）的去除能力，在pH=6-8(原水pH值)條件下，處理效果很差，脫色效率僅為5%左右。 市場(chǎng)價(jià)格約為6元/斤左右 聚合氯化鋁（PAC） 在適宜條件下，2%PAC對(duì)這三種酸性染料的脫色效率為61.8%-81.8%。 市場(chǎng)價(jià)格約為7元/斤左右 聚合硫酸鐵（PFS） 在適宜條件下，10%的PFS對(duì)染液脫色效率則穩(wěn)定在80-90%之間。 市場(chǎng)價(jià)格約為7元/斤左右 硫酸鋁（Al2(SO4)3） 在適宜條件下，0.6%的硫酸鋁和較高的pH（pH=10-12）條件下，染液脫色效率可以達(dá)到70%以上，10B普拉紅和5GM湖蘭可以達(dá)到80%以上。 市場(chǎng)價(jià)格約為6元/斤左右 鐵鹽和鋁鹽及其聚合物混凝作用的機(jī)理相似，但是，理論上鐵比鋁有更強(qiáng)的親OH- 能力[10]。因此，水解速度遠(yuǎn)快于鋁鹽。根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論和參考市場(chǎng)價(jià)格，所以本次設(shè)計(jì)將使用聚合硫酸鐵（PFS）作為混凝劑，并且根據(jù)文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)研究表明，投藥量在20mg/L的條件下，效果最佳[11]。 3.4.2 填料的選擇 本設(shè)計(jì)將采用YCDT 立體彈性填料,它是一種能夠承受較高溫度，較強(qiáng)抗腐蝕形狀穩(wěn)定的填料[12]。將其有效地布滿在整個(gè)空間里，使得在廢水流經(jīng)后在填料間能夠形成比表面積較大的生物膜，有利于物質(zhì)的充分交換和分解，又能進(jìn)行很好的新陳代謝，這在國(guó)內(nèi)是很鮮有的。該填料的優(yōu)勢(shì)如下： （1）做工優(yōu)良，結(jié)構(gòu)獨(dú)特； （2）使用年限較長(zhǎng)； （3）掛膜成膜速度快； （4）抗較高負(fù)荷； （5）運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，易清潔； （6）價(jià)格低廉。 YCDT型立體填料與其他填料對(duì)比的優(yōu)勢(shì)如表3-2。YCDT型立體填料特性如表3-3。 表3-2 YCDT型立體填料與其他填料的對(duì)比表 YCDT型立體填料與其相比具有的優(yōu)勢(shì) 硬性類(lèi)蜂窩調(diào)料 孔隙可變性較大，不容易堵塞 軟性類(lèi)蜂窩填料 立體填料壽命長(zhǎng)，不粘連結(jié)團(tuán) 半軟性填料 其比表面積大，掛膜迅速、造價(jià)低廉 因此，該填料可認(rèn)為是繼各類(lèi)硬性類(lèi)填料、軟性類(lèi)填料和半軟性填料后的第四代高效節(jié)能新型填料。 表3-3 YCDT填料材質(zhì)特性 主要參數(shù)： 填料直徑：150mm 絲條直徑：0.40mm 安裝距離： 175mm 成膜后重量：45-90kg/m3 填料的容積負(fù)荷： 1.5-3kgCOD/m3·d 比表面積：60-300m2/m3 空隙率：>99％ 3.5預(yù)期處理效果 預(yù)期處理效果如表3-4。 表3-4各污染物去除率預(yù)測(cè)表 處理單元 格柵 調(diào)節(jié)池 混凝沉淀池 水解酸化池 接觸氧化池 二次沉淀池 總?cè)コ? 最終排放量 CODcr（mg/L） 進(jìn)水 1500 1500 1500 1275 956 114 1500 出水 1500 1500 1275 956 114 110 110 110 去除率（%） - - 15 25 88 4 92.7 BOD5（mg/L） 進(jìn)水 350 350 350 245 208 20.8 350 出水 350 350 245 208 20.8 19.7 19.7 19.7 去除率（%） - - 30 15 90 5 94.3 SS（mg/L） 進(jìn)水 300 300 300 90 90 90 300 出水 300 300 90 90 90 45 45 45 去除率（%） - - 70 - - 50 85 色度（倍） 進(jìn)水 800 800 800 120 84 46 800 出水 800 800 120 84 46 46 46 46 去除率（%） - - 85 30 45 0 94 pH值 進(jìn)水 7-12 7-12 7-12 6-9 6-9 6-9 7-12 出水 7-12 7-12 7-12 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 去除率（%） 廢水處理后要求達(dá)到CODcr≤120mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤70mg/L，色度≤50，pH=6~9，符合設(shè)計(jì)要求，故此方案切實(shí)可行。  4 處理構(gòu)筑物及設(shè)備 4.1 格柵 4.1.1 概述 由交錯(cuò)的金屬條制成的框架，并將其以一定角度放置在污水流經(jīng)的地方，可以攔截大塊布料或者石沙等物質(zhì)，防止其進(jìn)入后續(xù)構(gòu)筑物而對(duì)其他設(shè)備造成破壞。 4.1.2 參數(shù)確定 格柵的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-1。 表4-1 格柵的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) 格柵傾角 60° 柵條間隙 0.02m 柵前水深 0.3m 過(guò)柵流速 0.6m/s 柵條寬度 0.01m 柵渣量 0.07m3/103m3 4.1.3 尺寸確定 柵條間隙數(shù)：25個(gè) 格柵漸寬部分尺寸：0.536m（L1）×0.35m（B） 格柵漸窄部分尺寸：0.268m（L2）×0.35m（B） 格柵總尺寸：2.65m（L）×0.74m（B）×0.755m（H） 4.1.4 材料選型 采用矩形斷面的格柵。 4.2 調(diào)節(jié)池 4.2.1 概述 調(diào)節(jié)池，即調(diào)節(jié)廢水進(jìn)水的水量并均勻水質(zhì)，防止處理系統(tǒng)負(fù)荷的急劇變化；改變廢水的pH值，減少中和作用過(guò)程中化學(xué)品的消耗量；保證水量的連續(xù)性，使系統(tǒng)能夠持續(xù)地運(yùn)行；減緩進(jìn)入系統(tǒng)的污水量的波動(dòng)，使處理污水時(shí)所用化學(xué)品的投放速率穩(wěn)定，適合加料設(shè)備的能力。 4.2.2 參數(shù)確定 調(diào)節(jié)池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-2。 表4-2 調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) 污水停留時(shí)間 8h 有效容積 500m3 4.2.3 尺寸確定 調(diào)節(jié)池尺寸：10.0m（L）×10.0m（B）×5.0m（H） 4.2.4 設(shè)備配置 無(wú)堵塞自吸污水泵： 型號(hào)參數(shù)：80ZZB-10 流量：42m3/h 揚(yáng)程：7m 功率：2.2kW 數(shù)量：1臺(tái)； 超聲波傳感器： 型號(hào)參數(shù)：ML1136-0BA30 測(cè)量范圍：0.45-12米 最高溫度：145℃。 數(shù)量：1臺(tái)。 4.3 混凝沉淀池 4.3.1 概述 在混凝劑的作用下，廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)被凝聚成絮凝體，然后在重力的作用下下沉直至被除去[13]。 絮凝反應(yīng)池的類(lèi)型有：隔板絮凝池，旋流絮凝池，渦流絮凝池，折板絮凝池，穿孔旋流絮凝池，機(jī)械絮凝池等。但根據(jù)題目的要求，該設(shè)計(jì)選用隔板絮凝池，絮凝效果好，自發(fā)進(jìn)行溶液的混勻，可適應(yīng)水質(zhì)、水量的變化。而根據(jù)研究表明，0.3mL/500mL的投加量時(shí)，混凝沉淀的效果最好[13]。 4.3.2 參數(shù)確定 混凝池主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-3；沉淀池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-4。 表4-3 混凝池設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) 流速 0.4m/s 反應(yīng)停留時(shí)間 20min 池底坡度 0.02 表4-4 豎流式沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) 深與寬之比 2 中心管中水流速度 0.1m/s 泥斗錐角 55° 表面水力負(fù)荷 0.8m3/m2·h 沉淀時(shí)間 1.5h 反射板傾角 17° 4.3.3 尺寸確定 混凝池尺寸：9.2m（L）×1.5m（B）×1m（H） 豎流式沉淀池尺寸：沉淀池部分：5.46m（D）×5.4m（H） 污泥斗部分：5.46m（D）×3.62m（H）×0.4m（D底） 4.3.4 設(shè)備配置 無(wú)堵塞自吸污水泵： 型號(hào)參數(shù)：80ZZB-10 流量：42m3/h 揚(yáng)程7m 功率2.2kW 數(shù)量：2臺(tái)； 加藥裝置： 規(guī)格：Ф0.5×1.0 投加混凝劑種類(lèi)：PFS（聚合硫酸鐵），濃度0.3mL/500ml； 排污泵： 型號(hào)：1.50WQ15,-25-2.2 揚(yáng)程：25m 功率：2.2kW 數(shù)量：1臺(tái)。 4.4 水解酸化池 4.4.1 概述 在厭氧的環(huán)境下，該池的功能是將大分子的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為一些小分子物質(zhì)，進(jìn)一步提高了印染廢水的B/C比，增加了廢水的可生化性，為后續(xù)的好氧處理創(chuàng)造良好條件。 4.4.2 參數(shù)確定 水解酸化池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-5。 表4-5 水解酸化池的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) 水力停留時(shí)間 6h 流量總變化系數(shù) 1.5 4.4.3 尺寸確定 水解酸化池尺寸：池子分4格，每格尺寸：4m(L)×4m(B)×6m(H) 4.4.4 設(shè)備配置 無(wú)堵塞自吸污水泵： 型號(hào)：80ZZB-10 流量：42m3/h 揚(yáng)程：7m 功率：2.2kW。 4.5 生物接觸氧化池 4.5.1 概述 流經(jīng)的廢水通過(guò)曝氣裝置后流入主池體，與形成的生物膜充分接觸，而在生物膜與水中懸浮的微生物共同作用下，廢水中的污染物質(zhì)漸漸分解，達(dá)到凈化廢水的作用。 4.5.2 參數(shù)確定 生物接觸氧化池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-6。 表4-6 生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) BOD5負(fù)荷 0.5kgBOD5/(m3·d) 污水停留時(shí)間 8h 填料層高度 3m 4.5.3 尺寸確定 生物接觸氧化池尺寸：7.1m(L)×5.0m(B)×6.8m(H) 4.5.4 設(shè)備配置 羅茨風(fēng)機(jī)： 型號(hào)：3L41WD 流量：9.82 m3/min 揚(yáng)程：H=6 m 功率：18.5 kW 數(shù)量：1臺(tái)； 排污泵： 型號(hào)：1.50WQ15,-25-2.2 揚(yáng)程：25m 功率：2.2kW 數(shù)量：1臺(tái)。 4.6 二沉池 4.6.1 概述 前一個(gè)構(gòu)筑物的廢水流入，并且將廢水中的污泥及其他殘?jiān)M(jìn)行再次沉淀，排出，使得排入自然水體的廢水符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)計(jì)的二沉池選用平流沉淀池。 4.6.2 參數(shù)確定 沉淀池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-7。 表4-7 沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) 表面水力負(fù)荷 2m3/(m2·h) 最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的水平流速 3mm/s 污泥回流比 4.6.3 尺寸確定 平流式沉淀池的尺寸：13.5m(L)×3.1m(B)×5.1m(H) 4.6.4 設(shè)備配置 排污泵： 型號(hào)：1.50WQ15,-25-2.2 揚(yáng)程：25m 功率：2.2kW 污泥回流泵： 型號(hào)：WQZ15-8-1.1 揚(yáng)程：8m 功率：1.1kW 4.7 污泥濃縮池 4.7.1 概述 污泥濃縮池——污泥脫水：主要功能是貯存反應(yīng)過(guò)程中所產(chǎn)生的污泥，并轉(zhuǎn)入壓濾機(jī)進(jìn)行泥水分離；分離后的污泥進(jìn)行安全處置。 4.7.2 參數(shù)確定 污泥濃縮池的主要設(shè)計(jì)參數(shù)，見(jiàn)表4-8。 表4-8 污泥濃縮池的設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)指標(biāo) 具體參數(shù) 污泥固體通量 30kg/(m2·d) 濃縮時(shí)間 1.5h 污泥斗斗壁與水平面的傾角 55° 4.7.3 尺寸確定 污泥濃縮池尺寸：池身部分：6m(D)×2.5m(H) 泥斗部分：2.5m(D上底)×1.0m(H斗)×1.0m(D下底) 4.7.4 設(shè)備配置 帶式污泥脫水機(jī)： 型號(hào)：DYQ750P 處理量：3-7m3/h 功率：11kW 羅茨風(fēng)機(jī)： 型號(hào)：3L41WD 流量：9.82 m3/min 揚(yáng)程：H=6 m 功率：18.5 kW。 4.8 標(biāo)準(zhǔn)排放口 尺寸：1.8m（L）×0.8m（B）×0.6m（H）  5 工藝配套管理用房設(shè)計(jì) 5.1 保安室 保安室的尺寸：5m(L)×4m(B)×3m(H) 5.2 控制室 針對(duì)所有構(gòu)筑物自動(dòng)化控制，該廠需設(shè)置一個(gè)自動(dòng)化控制室，故每個(gè)構(gòu)筑物至少需要一個(gè)控制臺(tái)，因此需要10臺(tái)。根據(jù)其占地情況及員工工作最適環(huán)境來(lái)看，15m(L)×10m(B)×3m(H)的控制室的大小既可以讓員工工作環(huán)境得到很大的解決，也可以盡可能節(jié)約資源，減少建設(shè)成本。 5.3 衛(wèi)生間 衛(wèi)生間尺寸：3.6m（L）×3.0m（B）×3.5m（H）  6 總圖 6.1總平面布置 主要包括污水處理工藝區(qū)、配套管理用房、輔助生產(chǎn)區(qū)和綠化區(qū)等，詳情見(jiàn)圖。 總平面布置應(yīng)遵循以下原則： （1）連接各個(gè)構(gòu)筑物之間的管路需便捷，避免迂回曲折。 （2）平面上布置，應(yīng)盡量緊湊。 （3）構(gòu)筑物在有條件的情況下盡可能單獨(dú)布置，以方便管理。 6.2高程設(shè)計(jì) 高程設(shè)計(jì)見(jiàn)表6-1。 表6-1 高程計(jì)算表 名稱 構(gòu)筑物尺寸（長(zhǎng)寬高）（m） 設(shè)計(jì)流量（L/s） 管渠設(shè)計(jì)參數(shù) 水頭損失（ m） 有 效 水 深 （m） 標(biāo)高（m） 坡度 管徑（mm） 長(zhǎng)度 L（m） 管渠 構(gòu)筑物 合計(jì) 構(gòu)筑物 底面 水面 管道 格柵 2.650.740.755 - - - - - 0.155 0.155 0.3 -0.755 -0.455 -0.25 格柵至調(diào)節(jié)池 - 11.6 - 150 4 0.01 - 0.01 - - - -0.555 調(diào)節(jié)池 10.010.04.2 - - - - - 0.3 0.3 3.4 -4.5 -1.10 -0.555 污水提升泵 - 11.6 - 150 4 1.2 - 1.2 - - - - 混凝池 4.90.80.6 - 0.02 - - - 0.4 0.4 0.4 0.00 0.4 0.5 混凝池至沉淀池 - 11.6 - 150 2 0.1 - 0.1 - - - 0.25 沉淀池 (D)5.46210.118 - - - - - 0.5 0.5 6.2 0.00 9.8182 5.00 沉淀池至酸化池- - 11.6 - 150 8 0.03 - 0.03 - - - 5.00 水解酸化池 446(4個(gè)) - - - - - 0.4 0.4 1.73 0.00 1.73 1.5 酸化池至氧化池 - 11.6 - 80 4 0.04 - 0.04 - - - 1 生物接觸氧化池 553（一） 2.153（二） - - - - - 1.5 1.5 4.00 0.00 4.00 1.5 氧化池到二沉池 - 11.6 - 80 4 0.012 - 0.012 - - - 1.00 二沉池 13.53.15.1 - - - - - 0.25 0.25 3.5 0.00 3.65 3.5  7 工程投資與運(yùn)行費(fèi)用 7.1工程投資 土建費(fèi)用大概估算見(jiàn)表7-1；設(shè)備及材料費(fèi)用見(jiàn)表7-2。 表7-1 工程土建費(fèi)用一覽表 序號(hào) 名稱 規(guī)格（m） 單位 數(shù)量 總價(jià)（萬(wàn)元） 備注 1 格柵 2.65×0.74×0.755 座 1 0.10 鋼混結(jié)構(gòu) 2 調(diào)節(jié)池 10.0×10.0×4.2 座 1 15.00 鋼混結(jié)構(gòu) 3 混凝池 沉淀池 4.9×0.8×0.6 5.462（D）×10.1182 座 1 12.50 鋼混結(jié)構(gòu) 4 水解酸化池 4×4×6 座 4 5.50 鋼混結(jié)構(gòu) 5 生物接觸氧化池 5×5×3（一） 2.1×5×3（二） 座 1 15.00 鋼混結(jié)構(gòu) 6 二次沉淀池 13.5×3.1×5.1 座 1 3.00 鋼混結(jié)構(gòu) 7 污泥濃縮池 D=6，H=4.2 座 1 6.00 鋼混結(jié)構(gòu) 8 標(biāo)準(zhǔn)排放口 1.8×0.8×0.6 座 1 0.05 磚混結(jié)構(gòu) 土建合計(jì) 57.15 表7-2 設(shè)備及材料費(fèi)用一覽表 序號(hào) 名稱 規(guī)格型號(hào) 單價(jià)（萬(wàn)元） 數(shù)量 總價(jià)（萬(wàn)元） 備注 1 溶藥箱 1m×1m×1m 0.05/臺(tái) 1 0.05 2 排污泵 1.50WQ15,-25-2.2 0.10/臺(tái) 3 0.30 3 無(wú)堵塞自吸污水泵 80ZZB-10 0.15/臺(tái) 4 0.60 4 立體彈性填料 YCDT 0.0036/m3 106.3m3 0.4 5 混凝劑10%PFS 0.0007/500g 0.3ml/500ml廢水 0.1/天 6 羅茨風(fēng)機(jī) 3L41WD 0.5/臺(tái) 2 1.0 7 帶式污泥脫水機(jī) DYQ750P1 2.9 1 2.9 8 超聲波傳感器 ML1136-0BA30 0.3/臺(tái) 1 0.3 9 污泥回流泵 WQZ15-8-1.1 0.5/臺(tái) 1 0.5 總計(jì) 6.05 7.2運(yùn)行費(fèi)用分析 7.2.1 成本估算有關(guān)單價(jià) （1）電價(jià)：1.0元/（kW·h）； （2）工資福利平均3.0萬(wàn)元/（人·年）； （3）運(yùn)行成本估算； （4）藥劑成本：0.10萬(wàn)元/天。 7.2.2 運(yùn)行成本 表7-3 主要設(shè)備耗電一覽表 序號(hào) 名稱 安裝位置 數(shù)量 使用功率（kW） 運(yùn)行時(shí)間 理論功率（kW） 實(shí)際功率（kW） 1 無(wú)堵塞自吸污水泵 調(diào)節(jié)池 1 2.2 24 52.8 42.24 2 無(wú)堵塞自吸污水泵 混凝沉淀池 2 2.2 24 105.6 84.48 3 排污泵 混凝沉淀池 1 2.2 24 52.8 42.24 4 無(wú)堵塞自吸污水泵 水解酸化池 1 2.2 24 52.8 42.24 5 羅茨風(fēng)機(jī) 生物接觸氧化池 1 18.5 24 444 355.2 6 排污泵 生物接觸氧化池 1 2.2 24 52.8 42.24 7 污泥泵 二沉池 1 2.2 24 52.8 42.24 8 污泥回流泵 二沉池 1 1.1 24 26.4 21.12 9 帶式污泥脫水機(jī) 污泥濃縮池 1 11 24 264 211.2 10 羅茨風(fēng)機(jī) 污泥濃縮池 1 18.5 24 444 355.2 11 總計(jì) 60.1 1442.4 1153.92 其他用電量與照明用電量共計(jì)30kW·h； 合計(jì)每天用電量為1183.92kW·h。 綜合電價(jià)1183.92×1.0=1183.92元/d，則每年電費(fèi)為43.2萬(wàn)元。 工資福利費(fèi)定員4人，實(shí)行四班三倒制，共計(jì)費(fèi)用為3×4=12萬(wàn)元/年。 保安人員定員3人，實(shí)行三班兩倒制，共計(jì)費(fèi)用為3×3=9萬(wàn)元/年。 每天泥餅外運(yùn)一次，每次一卡車(chē)需支付500元，一年外排180次，費(fèi)用約為9萬(wàn)元。 7.2.3 年運(yùn)行費(fèi)用 年運(yùn)行總費(fèi)用=43.2+12+9+9=73.2萬(wàn)元； 則處理每立方米污水成本為73.2×10000÷1000÷365+0.1×10000/1000=3.00元/立方米·天。  8 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 8.1 處理規(guī)模 某毛紡廠始建于上個(gè)世紀(jì)80年代，是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè)，其主要產(chǎn)品為羊絨、立絨、兔絨、順毛呢等中，高檔布料。該廠染色方式有散染、匹染兩種，其使用的染料以酸性染料為主，過(guò)程中會(huì)有少量的直接媒介、陽(yáng)離子產(chǎn)生。其每日產(chǎn)生廢水量約為1000m3/d 8.2 COD消減量 經(jīng)過(guò)水解酸化-生物接觸氧化法等處理工藝，COD含量由一開(kāi)始的1500mg/L消減到120mg/L，達(dá)到《毛紡工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB28937－2012）直接排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 8.3 工程投資 總工程投資包括土建費(fèi)用，設(shè)備及材料費(fèi)用，設(shè)計(jì)費(fèi)，調(diào)試費(fèi)和管理費(fèi)用。總投資費(fèi)用情況見(jiàn)下表，表7-1。 表7-1 總工程投資情況表 序號(hào) 名稱 價(jià)格（萬(wàn)元） 1 土建費(fèi)用 57.15 2 設(shè)備及材料費(fèi)用 5.30 3 設(shè)計(jì)費(fèi) 5.00 4 調(diào)試費(fèi) 1.50 5 管理費(fèi) 1.00 合計(jì) 69.95 8.4 占地面積 該污水處理廠占地面積約為800mm2，且每?jī)蓚€(gè)構(gòu)筑物之間的距離約為2m左右，而最外側(cè)的構(gòu)筑物與外部綠化帶之間的距離約為1.5m左右，其外側(cè)皆為綠化帶。 8.5 電耗 序號(hào) 名稱 安裝位置 數(shù)量 使用功率（kW） 運(yùn)行時(shí)間 理論功率（kW） 實(shí)際功率（kW） 1 無(wú)堵塞自吸污水泵 調(diào)節(jié)池 1 2.2 24 52.8 42.24 2 無(wú)堵塞自吸污水泵 混凝沉淀池 2 2.2 24 105.6 84.48 3 排污泵 混凝沉淀池 1 2.2 24 52.8 42.24 4 無(wú)堵塞自吸污水泵 水解酸化池 1 2.2 24 52.8 42.24 5 羅茨風(fēng)機(jī) 生物接觸氧化池 1 18.5 24 444 355.2 6 排污泵 生物接觸氧化池 1 2.2 24 52.8 42.24 7 污泥泵 二沉池 1 2.2 24 52.8 42.24 8 污泥回流泵 二沉池 1 1.1 24 26.4 21.12 9 帶式污泥脫水機(jī) 污泥濃縮池 1 11 24 264 211.2 10 羅茨風(fēng)機(jī) 污泥濃縮池 1 18.5 24 444 355.2 11 總計(jì) 60.1 1442.4 1153.92 其他用電量與照明用電量共計(jì)30kW·h； 合計(jì)每天用電量為1183.92kW·h。 綜合電價(jià)1183.92×1.0=1183.92元/d，則每年電費(fèi)為43.2萬(wàn)元。 8.6 勞動(dòng)定員 勞動(dòng)定員為4人，實(shí)行四班三倒制。 安保人員定員3人，三班兩倒制。 8.7 運(yùn)行費(fèi)用 每年電費(fèi)為73.2萬(wàn)元。 工資福利費(fèi)定員4人，實(shí)行四班三倒制，共計(jì)費(fèi)用為3×4=12萬(wàn)元/年。 安保人員定員3人，實(shí)行三班兩倒制，共計(jì)費(fèi)用為3×3=9萬(wàn)元/年。 每天泥餅外運(yùn)一次，每次500一卡車(chē)，一年外排180次，費(fèi)用約為9萬(wàn)元。 年運(yùn)行總費(fèi)用=43.2+12+9+9=73.2萬(wàn)元； 8.8 處理成本 總工程投資為69.95萬(wàn)元，藥劑成本：0.10萬(wàn)元/天。 則處理每立方米污水成本為73.2×10000÷1000÷365+1000/1000=3.00元/（m3·天）。  致謝 在這短短幾個(gè)月的時(shí)間里，從對(duì)命題的理解，方案的思考，到流程的確定，各構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算，再到技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，中間有著自己的努力，更有著老師的關(guān)心，監(jiān)督和指導(dǎo)。 感謝何閃英老師，趙怡陽(yáng)學(xué)長(zhǎng)在百忙之中，還能抽出時(shí)間來(lái)為我講解命題的要點(diǎn)，幫我理清設(shè)計(jì)的思路，修改方案中各構(gòu)筑物在計(jì)算中存在的問(wèn)題，時(shí)刻監(jiān)督著我的完成進(jìn)度。她對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度讓我由衷地欣賞和敬佩。感謝母校和老師們?cè)诖髮W(xué)四年中對(duì)我的培養(yǎng)。  參考文獻(xiàn) [1] 陳小兵. 酸性染料生產(chǎn)廢水處理工藝的選擇[J]. 洛陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001, 16(4): 49-52. 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