1000吨棉印染废水处理工程设计

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1、毕业设计（论文）专用纸摘 要本文主要介绍了印染废水的水质特征及各种处理技术，并以工程设计实例说明了印染废水处理的一般流程。对1000m3/d 的印染废水采用水解酸化与接触氧化工艺进行处理，通过废水的水解酸化反应，把难降解的高分子物质转化为较小的分子，从而改善废水的可生化性，为接触氧化创造条件。设计中采用水解酸化和生物接触氧化相结合的工艺，对调节池、沉砂池、水解酸化池、生物接触氧化池、二沉池等的排序和规格进行设计和计算。通过此设计，废水可达到挂膜好，处理效果稳定，CODCr去除率在80%以上，多数情况下可以保证出水水质达标。设计实例采用了印染废水典型处理工艺:“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”

2、的方法。关键词：印染废水 水质特质 处理技术 接触氧化 混凝沉淀Abstract The main introduction of this text prints and dye the water quality characteristic of the waste water and various kinds of treatment technology, and has explained the general procedure of printing and dyeing wastewater treatment with the engineering design in

3、stance. By hydrolytic acidification and contact oxidation process to process on 1000m3/d of printing and dyeing wastewater, wastewater acidification reaction which change undegradable polymer material into smaller molecules, thereby improves the biodegradability of wastewater, and creates conditions

4、 for contact oxidation. Design uses the combination process of acidification, and biological contact oxidation and calcules for sort and specifications of balance tank, grit chamber, hydrolisis acidification pond， biological contact oxidation tank， secondary sedimentation tank， etc.; with this desig

5、n， water can reach good hanging film， stable treatment effect， CODCr removal rate above 80%, and in most cases can ensure water quality compliance. Design instance adopts print and dye model of the wastewater typical craft: method that hydrolize acid take + living beings exposed to and oxidize + mix

6、 and congeal and precipitate .Keywords：printing and dyeing wastewater， character of water， treatment technology， hydrolize， oxidize， mix and precipitate34目 录摘 要IABSTRACTII1绪 论11. 1 印染废水来源11. 2 主要污染物来源11. 3印染废水的概况11. 4 印染废水的水质及水量11. 5印染废水处理的物理法31.6印染废水的化学处理法41.7印染废水的生物处理法52 工艺流程设计及构筑物计算72.1工程概述72.2设计

7、资料72.3处理方案的确定72.3.1基本工艺路线的确定72.3.2主要预处理工艺选择82.4印染废水处理工艺流程102.5处理构筑物的设计计算122.5.1格栅设计122.5.2调节池设计132.5.3水解酸化池设计142.5.4生物接触氧化池的设计152.5.5 二沉池设计172.5.6 机械絮凝池202.5.7污泥的处理设计232.5.8污泥脱水间设计252.5.9 风机房设计262.6污水处理站平面布置和高程布置262.6.1 平面布置262.6.2 高程布置262.6.3 高程与平面布置图272.7 泵房设计272.7.1.集水间计算272.7.2.水泵总扬程计算273 总 结29致

8、 谢31参考文献32 附图图1:平面布置图图2:高程图及工艺图图3:调节池图4:水解酸化池图5:生物接触氧化池图6:二次沉淀池图7:竖流式污泥浓缩池1 绪 论 1. 1 印染废水来源 印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮 炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。1. 2 主要污染物来源印染废水中的污染物质，主要来自纤维材料、纺织用桨和印染加工所使用的染料、化学药剂、表面活性剂和各类整理剂。1. 3印染废

9、水的概况印染行业是工业废水排放大户，据不完全统计，全国印染废水每天排放量为3106-4106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点，属难处理的工业废水。近年来由于化学纤维织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到2000-3000mg/L，从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右，甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战；传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。因此

10、开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。1. 4 印染废水的水质及水量印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异，污染物组分差异很大。一般印染废水pH值为6-10，CODcr为400-1 000mg/L，BOD5为100-400 mg/L，SS为10 0-2 00mg/L，色度为100-400倍。但当印染工艺及采用的纤维种类和加工工艺变化后，废水水质将有较大变化。如，当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时，废水的CODcr将增大到2 000-3 000mg/L以上，BOD5增大到800mg/L以上，pH值达11.5 -12，并且废水水质随涤纶仿真丝印染

11、碱减量废水的加入量增大而恶化。当加入的碱减量废水中CODcr的量超过废水中CODcr的量20%时，生化处理将很难适应。印染各工序的排水情况一般是：(1)退浆废水：水量较小，但污染物浓度高，其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性，pH值为12左右。上浆以淀粉为主的(如棉布)退浆废水，其 COD、BOD值都很高，可生化性较好；上浆以聚乙烯醇(PVA)为主的(如涤棉经纱)退浆废水，COD高而BOD低，废水可生化性较差。(2)煮炼废水：水量大，污染物浓度高，其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等，废水呈强碱性，水温高，呈褐色。(3)漂白废水：水量大，

12、但污染较轻，其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。(4)丝光废水：含碱量高，NaOH含量在3%-5%，多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH，所以丝光废水一般很少排出，经过工艺多次重复使用最终排出的废水仍呈强碱性，BOD、COD 、SS均较高。(5)染色废水：水量较大，水质随所用染料的不同而不同，其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等，一般呈强碱性，色度很高，COD较BOD高得多，可生化性较差。(6)印花废水：水量较大，除印花过程的废水外，还包括印花后的皂洗、水洗废水，污染物浓度较高，其中含有浆料、染料、助剂等，BOD、COD均较高。 (7)整理废水：水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油

13、剂、浆料等。(8)碱减量废水：是涤纶仿真丝碱减量工序产生的，主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等，其中对苯二甲酸含量高达75%。碱减量废水不仅pH值高(一般12)，而且有机物浓度高，碱减量工序排放的废水中CODcr可高达9万mg/L，高分子有机物及部分染料很难被生物降解，此种废水属高浓度难降解有机废水。目前，国内的印染废水处理手段以生化法为主，有的还将化学法与之串联。国外也是基本如此。由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步，使PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水，给处理增加了难度。原有的生物处理系统大都由原来的70%COD去除率下降到50%左右，甚至更低。色度的去除是

14、印染废水处理的一大难题，旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。此外，PVA等化学浆料造成的COD占印染废水总COD的比例相当大，但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有20%-30%。 针对上述问题，近年来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有：厌氧好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等。下面从物理法、化学法和生物法三个方面的评述着手，介绍目前印染废水处理的方法及研究的状况。1. 5印染废水处理的物理法1.5.1 吸附法在物理处理法中应用最多的是吸附法，这种方法是将

15、活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前，国外主要采用活性炭吸附法(多半用于三级处理)，该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、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。吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来选择吸附剂。研究表明，在pH12的印染废水中，用硅聚物(甲基氧)作吸附剂，阴离子染料去除率可达95%-100%。高岭土也是一种吸附剂，研究表明经长链有机阳离子处理，高岭土能有效地

16、吸附废水中的黄色直接染料。此外，国内也应用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果较好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。1.5.2 絮凝印染废水的絮凝脱色技术，投资费用低，设备占地少，处理量大，是一种被普遍采用的脱色技术。如何选择高效的絮凝剂和有效的絮凝脱色工艺，则是该技术的关键。印染废水絮凝脱色机制是以胶体化学的DLVO理论为基础的。就无机絮凝剂而言，是铁系、铝系等絮凝剂发生水解和聚合反应，生成高价聚羟阳离子，与水中的胶体进行压缩双电层、电中和脱稳、吸附架桥并辅以沉淀物网捕、卷扫作用，沉淀去除生成的粗大絮体，从而达到净水脱色目的，对于有机高分子絮凝剂而言，除了电中和

17、与架桥作用外，可能还存在类似化学反应成键的絮凝机制。某些物质能与染料分子反应，掩蔽甚至打断染料的亲水基团或破坏染料分子的发色结构，降低染料分子的水溶性，使其变为疏水性分子和离子。某些具有空轨道的金属离子如Mg2+、Fe2+、Ca2+，能接受孤对电子，能与含有孤对电子的染料分子络合生成结构复杂的大分子，使染料分子具有胶体性质而易被絮凝除去。FeSO4的絮凝机制除了电中和及压缩双电层外，还被普遍认为与络合沉降作用有关，即Fe2+能与染料分子中(NH2、-NR2、-OH)等基团络合，使染料分子的溶解性发生变化。用FeSO4对活性染料废水做脱色实验，当用代号为NTA-1NTA-6的微生物絮凝剂处理印染

18、废水时，发现Ca2+有促进絮凝物生成和加大沉降速度的作用，相信这也与Ca2+的络合作用有关。在含水溶性阴离子染料的废水中添加镁盐，由于Mg2+对对-COOH-、-OH有很强的亲和能力，在碱性条件下形成化学絮凝以达到脱色目的，某些有机分子也可与染料分子形成络合物达到降低染料分子水溶性的目的，如带长链的阳离子表面活性剂2-十二烷基二甲基氯化吡啶对含磺酸基团的水溶性染料废水。近年来发现氧化亦会促进絮凝，其机制在于有机分子在氧化剂作用下产生一含阳离子染料的印染废水，以铁系、铝系为代表的无机絮凝剂对脱色基本无效，因为这些无机絮凝剂水解生成的聚阳离子与水体中复杂染料阳离子具有同种电荷，由于同性相斥原因，凡

19、靠阳离子的聚沉作用进行絮凝脱色的絮凝剂，对阳离子染料都自然无能为力。阳离子染料发色很深，色泽浓艳，脱色较困难。如果能将水中的染料阳离子通过某种方式转化为阴离子或中性分子，则可用无机絮凝剂除去。据报导，国外采用射线辐射-絮凝工艺，大大提高了对阳离子染料的去除率。无论氧化，还是射线-絮凝工艺，都是将阳离子染料变为中性或阴性，再进一步处理而获得好的脱色效果。基于染料染色机理的絮凝脱色机制开发或选择分子结构和空间形态与某一特定纤维结构与空间形态相似的脱色剂，则该脱色剂对能染上此种纤维的染料均具有强亲和力，染料分子能染上该脱色剂并生成沉淀，从而将染料分子从水中脱除。1.6印染废水的化学处理法1.6.1混

20、凝法 主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。近年来，国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂之势，但在国内因价格原因，使用高分子混凝剂者还不多见。据报道，弱阴离子性高分子混凝剂使用范围最广，若与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。混凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高；缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。1.6.2 氧化法臭氧氧化法在国外应用较多。研究表明，臭氧用量为0.886gO3/g染料时，淡褐色染料废

21、水脱色率达80%；研究还发现，连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量，而反应器内安装隔板，可减少臭氧用量16.7% 。因此，利用臭氧氧化脱色，宜设计成间歇运行的反应器，并可考虑在其中安装隔板。臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看，该法脱色效果好，但耗电多，大规模推广应用有一定困难。光氧化法处理印染废水脱色效率较高，但设备投资和电耗还有待进一步降低。1.6.3 电解法电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%-70%，但对颜色深、CODcr高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明，各类染

22、料在电解处理时其CODcr去除率的大小顺序为：硫化染料、还原染料酸性染料、活性染料中性染料、直接染料阳离子染料。目前这种方法正在推广应用。1.7印染废水的生物处理法70年代以来，国内对印染废水以生物处理为主，占80%以上，尤以好氧生物处理法占绝大多数。从现有情况看，我国印染废水生物处理法中以表面加速曝气和接触氧化法占多数。此外，鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘等也有应用，生物流化床尚处于试验性应用阶段。但由于生物对色度去除率不高，一般在50%左右，所以当出水色度要求较高时，需辅以物理或化学处理。好氧生物处理对BOD去除效果明显，一般可达80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其

23、如PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD 达到2000-3000mg/L，而且BOD/COD也由原来的0.4-0.5下降到0.2以下，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标；此外，好氧法的高运行费用及剩余污泥处理或处置问题历来是废水处理领域没有解决好的一个难题。据资料报道，一般污泥处理或处置费用占整个污水厂费用的50%-70%(国外)，在国内也占40%左右。由于上述原因，印染废水的厌氧生物处理技术开始受到人们的重视，探求高效、低耗、投资省的印染废水处理新技术已日显重要。厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐，Fukunaga N.等人对传统消化罐作了改

24、造，在罐内装填固定微生物，主要是专性产碱杆菌属。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及单氮基因聚合物，都能通过厌氧分解，通常在中温条件下进行(37)，水力停留时间6h，主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。有研究表明厌氧处理丝绸印染废水，在HRT1.0-1.1d，COD 去除率74%-82%，脱色率分别为：黑色51%、紫红色94%、玫瑰红96%、茄紫30%、大红55%。用UASB和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运行结果表明，废水中的色度和 COD去除率分别稳定在80%和90%以上。为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术，近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究，获

25、得了很大的成功。此时与好氧法结合的厌氧处理已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间(HRT)一般为3-5h，只发生水解和酸化作用。这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性很差的一些高分子物质，期望它们在厌氧段发生水解、酸化，变成较小的分子，从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。采用这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理问题。这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段有较长的固体停留时间(SRT)，有利于污泥厌氧消化，从而显著降低了整个系统的剩余活性污泥量。因此，厌氧好氧系统中的厌氧段具有双重的作用：一是对废水进行预处理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分

26、有机物；二是对系统的剩余污泥进行消化。2 工艺流程设计及构筑物计算2.1工程概述印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水。印染废水是以上各类废水的混合废水，或除漂白废水以外的综合废水。印染废水的可生化性较低，废水的色度很大，CODcr浓度很高，采用不同的生产工艺水质水量变化幅度很大。国内普遍采用生化法处理印染废水，对于水资源紧缺，排放要求高的地区采用生化与物理化学相结合的方法以减小废水污染物的排放量。印染废水处理一般都要设置调节池

27、，以调节废水不同时段不同排放量对处理构筑物的冲击；由于印染废水的可生化性较低，往往设置水解酸化池降解高分子物质。2.2设计资料设计处理能力为日处理印染废水1000t/d。废水水质：COD=700mg/L，BOD5=372 mg/L，SS=856 mg/L，PH=6-9，色度为567，NH4-N 66 mg/L。经过处理后要求达到纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-92中的二级标准，即：COD180mg/L；BOD40mg/L；SS100mg/L； NH3-N25mg/L；硫化物1mg/L；pH值为6-9；色度（稀释倍数）80)。2.3处理方案的确定2.3.1基本工艺路线的确定印染废水治理

28、工艺流程中，是由若干不同作用的治理单元组成的，为了满足流程的处理效果，要求各个单元均应发挥其应有的作用和去除污染物的能力。由于纺织印染企业产品生产的多样性及生产工艺的多变性，使排放的印染废水也处于经常变化之中。纺织印染生产工艺包括对纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程。各过程产生的废水既含有剩余染料，又含有相当量的助剂及纤维上被去除的各种天然有机物和人工合成的有机污染物。因此，印染废水总体上属于含有一定色度、一定量难生物降解物质的有机性废水。对比设计水质：CODcr 700mg/L；BOD5 372mg/L；SS 856mg/L；NH3-N 66mg/L；pH值为69；色度567，和处理出

29、水水质：COD180mg/L；BOD40mg/L；SS100mg/L； NH3-N25mg/L；硫化物1mg/L；pH值为69；色度（稀释倍数）80，可以看出该废水主要以有机物为主，不含有有害物质，废水的可生化性较差。各污染物的去除率分别为：CODcr74，BOD589，SS88，色度86，NH3-N62%。本工程采用“水解酸化+生物接触氧化+混凝沉淀”的处理工艺，废水首先经过水解酸化池将难生物降解物质变为较易降解物质，将大分子物质变为小分子物质，使废水达到好氧处理可接受的浓度，经过生物接触氧化去除大部分有污染物机物，同时去除一定的色度，最后经过混凝沉淀池进一步去除色度和降低废水的COD、BO

30、D值，确保废水的色度和COD指标达标。本工艺具有工艺成熟、投资省、占地少、污泥产量少、操作管理方便等优点。2.3.2主要预处理工艺选择2.3.2.1调节池印染废水处理工艺流程中，各个工艺单元都需要相对稳定的工作状况。由于纺织印染特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多变性，使排出废水的水质和水量在一日内，甚至每班内都有很大的变化。而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水。废水水质和水量的变化将对处理设备运行状况产生冲击，因此为了保证处理设备的正常运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。将不同时间排出的废水贮存在同一水池内，并通过机械或空气的搅拌达到出水均匀的目的，特

31、别是废水水质的调节尤为重要。在印染废水处理工艺流程中均设有调节池，而且保证一定的调节时间。调节池或仅调节水质，或进调节水量，或两者兼有。此外，调节池尚具有预沉淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。2.3.2.2水解池污水经过水解反应池后可以提高其可生化性能，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。因此，在用水解池代替初沉池或者在好氧生物处理构筑物前增设水解池，将提高整个系统对有机物和悬浮物的去除效果，尤其对难降解的有机工业废水，包括纺织印染废水，其效果更为显著。由于污水含有燃料、助剂、纤维类等难降解的苯环类或长链大分子物质，在水解阶段被胞外酶分解为小分子物质。另外，

32、还能有效降解废水的表面活性剂，较好的控制后续好氧工艺中产生的泡沫问题。水解反应池有较高的SS、BOD、COD去除率：在停留时间相近的情况下，水解池对SS、BOD与COD的去除率明显高于初沉池。因此采用水解池作为一级处理，出水水质将比初沉池有较大改善。表 3-1 水解反应池与初沉池处理效果对比池 型水解反应池平流式多斗沉淀池停留时间/h2.533.51.672.223.33COD去除率/%43.041.340.6-28.9-BOD去除率/%29.833.128.118.012.017.0SS去除率/%82.674.879.042.040.047.02.3.2.3生化处理工艺选择印染废水处理法中，

33、目前国内外仍以生物法为主。这是因为印染工业废水含有大量可溶性能被生物氧化的物质。沈阳环境科学研究所的李锋等人曾对国内77个印染厂进行调查发现，活性污泥法的使用最为普遍，其次为生物接触氧化法。这是因为活性污泥法既可以分解大量有机物，又可以去除部分色素，还可以调节pH值，而且运转效率高而费用低，出水水质也好。生物接触氧化法是介于活性污泥法与生物膜法之间的一种生化处理法，通过强化充氧及微生物降解作用以提高处理效率，因而兼有两种处理法的优点：生物量高（附着生物膜量可达8000-40000MLVSS/L），有机物的去除能力强；对冲击负荷的适应能力强；产生的污泥量少，污泥颗粒大，易于沉淀，不产生污泥膨胀；

34、操作简单、运行方便、易于管理。本工艺采用生物接触氧化法作为生物处理手段。好氧生物处理对BOD去除效果明显，一般可达80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其如PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD 达到2000-3000mg/L，而且BOD/COD也由原来的0.4-0.5下降到0.2以下，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标；在好氧生物处理之后还应辅以化学处理技术。化学处理主要是采用投加一定量絮凝剂，通过药剂的水解、电中和、凝聚架桥作用，而继续去除废水中的污染物，同时对色度也有很好的去除效果。在生物处理之后采用化学处理，由于污染物含量较低，

35、投加药量相对较少，在满足达标排放要求时，可降低运行成本。从我国已建成印染废水处理工程效益分析，当处理相同废水量时，采用生物处理工程的一次性投资高于采用化学处理方法的投资，但是其运行成本则低于化学处理方法。 2.4印染废水处理工艺流程该印染废水处理工艺流程如图1：图2-1 工艺流程图对该处理工艺流程作如下说明：a. 格栅：格栅是一种最简单的过滤设备，由一组或多组平行的栅条制成的框架，斜置于废水流经的渠道中。格栅设于污水处理所有构筑物之前，或设在泵站前，用于截留废水中粗大的悬浮物或漂浮物，防止其后处理构筑物的管道阀门或水泵堵塞。本工艺采用回转式机械格栅以去除较大的悬浮物。b. 调节池：由于该工程印

36、染废水中含有硫化黑颜料，硫化黑颜料本身含有硫，而且污水偏碱性，对后续生物处理冲击较大，通过加酸可调节pH值，而且去除部分硫。当采用靛蓝染料代替时则不需加酸，这样也不会增加成本。c. 水解酸化作用机理 :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；甲烷化阶段，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

37、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，只需几秒钟到几十秒就进行完全；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，在较高的水力负荷下随水流出系统；由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。水解酸化池：水解反应单元为上流式厌氧污泥床反应

38、器的改进型，采用独特的结构，靠水力条件在反应池内形成污泥床层。二沉池的剩余污泥从水解池排出，进入浓缩池，经12-24h浓缩后直接脱水处理，由于水解池中的污泥停留时间可达15-20d，且处于厌氧状态，因此污泥得到了很好的稳定，既减少了整个流程产生的污泥量，又增加厌氧区降解有机物的能力。c. 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术，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

39、料壁的微生物由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。生物接触氧化池：经水解反应器处理后的出水进入好氧处理构筑物，污水中的污染物主要是厌氧水解酸化后的产物。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。它利用固着在填料上的生物膜吸附和氧化废水中的有机物。但又有其独特之处：生物量高：对纺织印染废水，实测生物量达11-14g/L，远大于曝气池中混合液污泥浓度，因此其容积负荷高。污泥龄短：一般Ts1-2d，说明生物膜的更新速度快，活性大，吸附和氧化有机物能力强。丝状菌多：其生物膜是以丝状菌

40、为骨架组成立体网状结构。水中溶解氧容易进入膜的里层，有机物的氧化速率高。无需污泥回流，产泥量小。e. 沉淀池：采用钢筋混凝土结构竖流式沉淀池。部分污泥回流到调节池。竖流式沉淀池排泥方便，管理简单，占地面积小等优点。f. 混凝沉淀池：废水经过水解和好氧处理后，水中仍含有一些未降解的物质，采用混凝沉淀工艺，进一步去除色度和降低废水的COD值，确保废水的色度和COD指标达标。将混凝沉淀放在处理流程的最后，主要是因为：经水解和接触氧化池之后，水中的污染负荷大部分已被生化单元去除掉，混凝沉淀池的负荷已较小，可大大减少所加混凝剂的用量，以降低运行费用。g. 污泥浓缩池：采用竖流式污泥浓缩池。污泥的有效深度

41、为4m，泥斗深度为1.8m。上口直径为4m，下口直径为0.4m。2.5处理构筑物的设计计算2.5.1格栅设计设计参数:栅前水深h=0.3 m，过栅流速v=0.7m/s ，采用中格栅，栅条宽度s10mm，栅条间隙b=20mm，格栅安装倾角=600栅条断面为圆形。设计计算：Q1000t/d，Kz1.25每天按24h计算，则最大设计污水量Qmax1250t/d0.0434m3/s。污水沟断面尺寸 300mm450mm 栅条间隙数 栅槽宽度 进水渠道渐宽部分长度设进水渠道宽B1=0.2m，渐宽部分展开角1200，此时进水渠道内流速 栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度：。 通过格栅的水头损失圆形栅条阻力

42、系数，（形状系数=1.79）k3。通过栅水头损失。 栅前槽高=0.30.3=0.6m (h2为超高，取0.3m)栅后槽高0.6h1=0.646m 0.65m 槽总长度:0.12+0.06+1.0+0.5+0.6/tg600=2.025m 每日栅渣量：取W10.08m3栅渣/103m3废水，则0.04340.0828800/（10001.25）0.125m3，格栅设计图见图2-2。图2-2 格栅计算草图2.5.2调节池设计根据生产废水排放规律，调节池停留时间取12小时。采用地下式，数量为一个。设计计算：调节池调节周期12h调节池容积=12100024=504m3调节池有效水深h1=3.5m调节池

43、规格9m16m3.5m=504m3保护高h2=0.5m，池高H=0.5+3.5=4m。调节池设污泥斗4个，每斗上口面积6m6m，下口面积0.6m0.6m，泥斗倾角45，泥斗高2.7m。每个泥斗容积泥斗容积共 调节池每日沉淀污泥重=40%4001500=0.24t湿污泥体积约为V，=0.24/2.5%=9.6m3(设污泥密度为1t/m3)调节池最高水位3.5m，超高0.5m，顶标高地下1.0m。最底水位地下1.8m，池底标高地下5.0m。调节池设计图见下图： 2-3调节池平剖面图2.5.3水解酸化池设计水解酸化池设计主要是确定其有效容积。该水解酸化池采用上流式厌氧污泥床反应器的改进型，采用独特的

44、结构，靠水力条件在反应器内形成污泥床层。与UASB相比无需设置三相分离器。反应器容积一般按有机负荷或者水力停留时间进行计算，这里采用有机负荷法计算。（1）反应器容积计算公式为：V：反应器的有效容积，m3；Q：废水流量，m3/d；q：容积负荷，kgCOD/(m3d)，这里取q3.5 kgCOD/(m3.d)；S0：进水有机物浓度，gCOD/LHRT：水力停留时间，h，取HRT8h；。（2）反应器的几何尺寸反应器的形状有圆形、方形、矩形。这里采用圆形反应器；水解酸化池尺寸 该池设为矩形。其有效水深采用3.5m，调节池面积为 F=V/3.5=58m2;水解酸化池设计尺寸为：8 m8 m3.5m（超高

45、取高 h1=0.5m）， 池总高H=0.5+3.5=4.0m。(3) 设计进水配水系统进水配水系统的主要功能：将进入反应器的原废水均匀地分配到反应器的整个横断面，并均匀上升；起到水力搅拌的作用。本系统采用穿孔管进水。1） 干管：干管流量 q=41.67m3/h = 11.6L/s，采用管径150mm，干管始端流速v=0.655m/s。2）支管：支管中心间距 d=0.5m。池中支管数 n=212/d=212/0.5=48，每根支管入口流量 q=q/n=11.6/48=0.243L/s。查表得管径为20mm，支管始端流速v=0.7735m/s2.5.4生物接触氧化池的设计本设计所采用的生物接触氧化

46、池为直流鼓风曝气接触氧化池。生物接触氧化池的容积一般按BOD 的容积负荷或接触氧化的时间计算，并且相互核对以确定填料容积。1 池子容积 VQ 设计流量，Q=1000m3/d=41.7 m3/h；La 进水BOD5，La=372mg/L；Lt 进水BOD5，Lt=40mg/L；BOD去除率得=89%；M 容积负荷M=2.0kgBOD5/ m3/d；t 接触时间 t=4h；D。气水比 D。=20：1；则 V=41.7（0.372-0.04）24/2=166 m3；2 池子总面积FH为填料高度，一般H=3m；则F=166/3=55.33 m2；每格池面积f ：f=F/n；n池子的格数n=4 ， n2

47、；f每个氧化池面积，f值一般控制在25m2以内；则每个池子的面积为：f=55.33/4=13.83 m2，氧化池平面尺寸采用4m3.5m=14 m23 校核接触时间t，则t =244143/1000=4.03h4 氧化池总高度 H。；h1保护高取0.5m，h2填料上水深取0.5m，h3填料层间隔高取0.3m，h4配水区高，与曝气设备有关对于多孔曝气设备并不进入检修时取1.5，m填料层数取3（层）；则 H。=3+0.5+0.5+（3-1）0.3+1.5=6.1m5 所需空气量 D=20：1，则D=20000 m3/d；6 每格需气量 D1；，则 D1=20000/4=5000m3/d=208.3

48、3 m3/h7 曝气系统本系统采用Wm-180 型网状膜型中微孔空气扩散器，敷设于距池底0.2m 处。该空气扩散装置的各项参数如下： 每个空气扩散器的服务面积为0.5 m2；动力效率2.73.7kgO2/kwh；氧的利用率为12%-15%。（1）每格需气量 q1=D1=208.33 m3/h，每格曝气池的平面面积为43.5=14 m2；每个空气扩散器的服务面积按0.49 m2 计算，则每个池子所需空气扩散器的总数为14/0.49=29 个，为了安全计，本设计采用30 个。（2）每个空气扩散器的配气量为208.33/30=6.94 m3/h。（3）管路布置一根干管连结4根支管，每根支管下有5 根

49、分配管。每根支管的输气量为208.33m3/h；每根分配管的输气量为208.33/5=41.67m3/h；每根分配管上的空气扩散器的个数为30/5=6 个。空气支管直径：(v支管气流最小流速，取10m/s)=0.086m，取d=0.090m=90mm每池设5根分配管，直径为(v1分配气流最小流速，取5m/s)取d1=0.060m=60mm空气管道布置如图4：图2-4 空气管道布置图2.5.5 二沉池设计沉淀池按工艺布置的不同，可分为初次沉淀池和二次沉淀池初次沉淀池是一级污水处理厂的主体处理构筑物，处理的对象是悬浮物质，同时可去除部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷沉

50、淀池按池内水流方向的不同，可分为平流式沉淀池，幅流式沉淀池和竖流式沉淀池因本次设计的设计流量不大，拟采用竖流式沉淀池1 设计参数池的直径或池的边长不大于8m，通常为4-7m。池径与有效水深之比不大于3。中心管管内流速不大于30mm/s。中心管下端应设于喇叭口和反射板，反射板距地面不小于0.3m，喇叭口直径及高度为中心管直径的1.35 倍，反射板直径为喇叭口直径的1.3 倍，反射板表面与水平面的倾角为17。中心管下端至反射板表面之间的缝隙高在0.25-0.50m 范围内时，缝隙中污水流速，初次沉淀池中不大于30mm/s，二沉池不大于20mm/s。池径小于7m 时，溢流沿周边流出，池径大于7m 时

51、，应增设幅流式集水支渠。排泥管下端距池底不大于0.2m，上端超出水面不小于0.4m。浮渣挡板距集水槽0.25-0.50m，淹没深度0.3-0.4m。2 设计计算 中心管面积中心管内流速v0取0.03m/s，则中心管面积为：；中心管直径为：；喇叭口直径为：；反射板直径为：；设中心管流速V00.03m/s，采用单池，最大设计流量为qmax0.012 m3/s则中心管面积 沉淀部分有效面积设表面负荷q12.52 m3/（m2h），则上升流速 沉淀池直径 沉淀池有效水深设沉淀时间T1.5h，则 较核池径水深比，符合要求。 中心管直径。 中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离式中： h3 中心管喇叭口下缘至

52、反射板的垂直距离，mv1 污水由中心管喇叭口与反射板之间缝隙流处的流速，m/s， v1取0.02m/sd1 喇叭口直径；代入各值，得 污泥斗及污泥斗高度取污泥斗倾角为450，截头直径d1=0.3m，则 沉淀池总高度式中： H 沉淀池总高度，m；h1 池子超高，m；取为0.3m；h2 沉淀池有效水深，m；h3 中心喇叭口至反射板的垂直距离，m；h4缓冲层高，因泥面很低，取为0；h5污泥斗高度，m；将各值代入，得H=0.3+3.8+0.2+0+2.26.5m 沉淀池出水部分设计污水流量Q0.012 m3/s，集水槽内的流量集0.012 m3/s，采用周边集水槽，单侧出水，每池设一个出口，集水槽的宽

53、度为式中： K安全系数，取值1.5代入各值，得集水槽的起点水深为，则集水槽的终点水深 为，则，槽深均布为0.4m。采用直角三角形薄壁堰，堰上水头（三角口底部至上游面的高度）取为h0.03m，每个三角堰的流量，则，三角堰个数，则n=0.012/0.000260 个，齿高0.05m 。 图2-5竖流式沉淀池草图2.5.6 机械絮凝池采用垂直轴式机械搅拌反应池+竖流式沉淀池。垂直轴式机械搅拌反应池设计计算：反应池尺寸计算a.反应器容积计算设计流量Q1000/24=42 m3/h，反应时间取t=20min反应池容积 b.反应池串联格数及尺寸为配合沉淀池尺寸，采用2格串联，设置2台搅拌机。每格尺寸为：B

54、=1.6m，L=1.6m， H=3m实际絮凝时间为：15/42=21.4min；反应池超高取0.3m，池子总高度为3.3m，.反应池分格隔墙上的过水孔道上、下交错布置。搅拌设备设计a.叶轮直径及浆板尺寸叶轮外缘距池子内壁距离取0.25m，叶轮直径为：，每根旋转轴上安装8块浆板。浆板长度取l=1m，宽度b=0.12m。b.浆板中心点旋转半径及转速浆板中心点旋转半径为：每台搅拌机浆板中心点旋转速度取：第一格 v1=0.5 m/s，第二格 v2=0.35m/s则每台搅拌机每分钟转数为：第一格 第二格 竖流式沉淀池(采用竖流二沉池的设计) 中心管面积中心管内流速v0取0.03m/s，则中心管面积为中心

55、管直径为喇叭口直径为：反射板直径为：设中心管流速00.03/，采用单池，最大设计流量为则中心管面积 沉淀部分有效面积设表面负荷12.52 m3/（m2.h），则上升流速 沉淀池直径 沉淀池有效水深设沉淀时间T1.5h，则 较核池径水深比，符合要求。 中心管直径 中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离式中： h3 中心管喇叭口下缘至反射板的垂直距离，mv1 污水由中心管喇叭口与反射板之间缝隙流处的流速，m/s， v1取0.02m/sd1 喇叭口直径; 代入各值，得 污泥斗及污泥斗高度取污泥斗倾角为450，截头直径d1=0.3m，则 沉淀池总高度式中： H 沉淀池总高度，m；h1 池子超高，m；取为0

56、.3m；h2 沉淀池有效水深，m；h3 中心喇叭口至反射板的垂直距离，m；h4缓冲层高，因泥面很低，取为0；h5污泥斗高度，m；将各值代入，得2.5.7污泥的处理设计设计污泥量较小，污泥处理流程为：浓缩消化脱水干化处置。(1) 设计概述a. 污泥浓缩污泥中含有大量的水分，为了便于处理和运输，需要减少污泥的含水量，缩小其体积。污泥浓缩是指通过污泥增稠来降低污泥的含水率，压缩污泥的体积，以利于后期处理。污泥浓缩的方法主要有重力浓缩，离心浓缩和气浮浓缩3 种。中小型规模主要采用重力浓缩。根据它的运行方式，污泥浓缩池可分为连续式和间歇式两种。b. 污泥脱水与干化污泥经浓缩后，仍含有95%97%的水分，

57、体积很大，可用管道输送。为了综合利用和进一步处置，必须对污泥进行干化处理。经脱水后的污泥含水率为65%85%，污泥由流体转换为潮湿的固体，形成泥饼，体积减少。污泥脱水的方法有自然干化和机械脱水两种方式。污泥的自然干化可分为晒砂场和干化场。晒砂场用于沉砂池沉渣的脱水，干化场用于初次沉淀污泥，腐殖污泥，消化污泥，混合污泥和化学污泥的脱水。晒砂场一般为长方形，混凝土底板，四周有围墙或围堤。地板上有一层厚800mm，粒径50-600mm 的砾石滤水层。渗出的水由排水管集中回流到沉砂池前雨污水合并处理。污泥干化场使污泥自然干化的主要构筑物，它可分为自然滤层干化场和人工滤层干化场两种。前者适用于自然土质渗

58、透性良好，地下水位较低的地区。人工滤层干化场是人工修建的一片砂滤场，它也可分为敞开式干化场和有盖式干化场两种。人工滤层干化场是由不透水层，排水系统，滤水层，输泥管，隔墙和围堤等部分组成。污泥干化场的优点是方法简单，不需要机械设备，在小型污泥站有使用价值。但是它占地面积大，且有臭味，卫生条件差，受气候影响工作不稳定。机械脱水由于污泥干化场的上述缺点，所以目前国内外都在大力发展各种机械脱水技术。机械脱水的特点是占地面积小，工作效率高，卫生条件好。机械脱水的设备类型较多，常用的有真空过滤机，压力过滤机和离心脱水等。污泥干燥与焚烧污泥经浓缩和脱水后，含水率约为60%80%，可经过干燥进一步脱水，使含水

59、率降低为20%左右。有机污泥可以直接焚烧，一方面可以去除水分，另一方面还可以同时氧化污泥中的有机物质。焚烧后的有机污泥变成稳定的灰渣，可用以筑路材料或其他建筑填充材料等。本设计采用重力浓缩池。间歇式污泥浓缩池是一种圆形水池，底部有污泥斗。间歇式污泥浓缩池在工作时，先将污泥充满浓缩池，经静置沉降，浓缩压密后，池内形成上清液区，沉降区和污泥区。然后，从侧面分层排出上清液，浓缩后的污泥从底部泥斗排出。间歇污泥浓缩池用来污泥量较小的系统，浓缩池一般不小于两个，一个用于工作，另一个进入污泥，两池交替使用。（2）设计参数竖流式浓缩池沉淀区上升流速不大于0.1mms，浓缩池有效深度，3-5m。污泥浓缩池采用

60、间歇式重力浓缩池，运行周期24h，其中进泥1-1.5h，浓缩20h，排水、排泥2h，闲置0.5-1h，设浓缩前污泥含水率96%，浓缩20h后，污泥含水率为94% 。（3） 设计计算a.剩余污泥量计算二沉池产泥量按去除水中悬浮物计算：式中：Q设计流量（m3/d）； C1进水悬浮物浓度（kg/m3）； C2进水悬浮物浓度（kg/m3）； K2生活污水量总变化系数； 污泥容重（kg/m3），一般采用1000kg/m3； P0污泥含水率（%）。设计中取二沉池两次清泥时间间隔T=4h，p0=96%，m3沉淀池污泥量，以每次排泥时间30min计，每次排泥量121m3/h=0.00336m3/sb. 浓缩池

61、直径采用带有竖向栅条污泥浓缩机的辐流式重力浓缩池，浓缩污泥的固体通量M 取28(kg/m2。h）浓缩池面积式中 Q污泥量（m3/d）；C污泥固体浓度（g/L），一般采用10kg/m3；M浓缩池固体通量（kg/m2.d）；则；采用两个污泥浓缩池，则浓缩池直径D= = ，取7.5m；则 ；c. 浓缩池工作部分高度h1，T为浓缩池浓缩时间，取12h，d.浓缩后污泥体积设计平面尺寸柱体部分直径7.5m，设计浓缩池柱体高5m，其中泥深4m，柱体部分污泥容积176.63m3。浓缩池下部为圆锥体，上口直径7.5m，下口直径0.4m，锥高1.8m，则污泥斗容积： 污泥池总容积，符合要求。超高h2取0.3m；缓冲层高h3，h3取0.3m。浓缩池总高度He.排水和排泥浓缩池内上清液利用重力排放，排水管管径DN150。浓缩后污泥由污泥泵抽送入污泥储柜，选用2PN型污泥泵两台，一用一备，该泵参数Qb10m3/h，Hb10mH2O，转数n950r/min，电动机功率10kw，重量150kg，占地尺寸850mm300mm。2.5.8污泥脱水间设计面积24m2，规格4m6m。板框式污泥脱水机，过滤面积20m2。2.5.9 风机房设计 面积24m2，内设罗茨鼓风机，需风总量13.9m3min，数量：一用一备生物接触氧化池需风量计算：(气水比