【环境工程专业】【毕业设计+文献综述+开题报告】某印染厂废水处理工艺设计

'（20届）毕业论文某印染厂废水处理工艺设计 厌氧水解酸化结合生物接触氧化处理印染废水工艺设计摘要：印染废水的特征可概括为：有机物浓度中等、成分复杂、可生化性较差、色度深、碱性大、pH值高、水质变化大。本论文采用采用厌氧水解酸化结合生物接触氧化工艺处理印染废水，使之达标排放或废水回用，以使环境不受污染，处理后出水回用于城市杂用水，城市景观和工业生产等，以节约水资源。关键词：印染废水处理、厌氧水解酸化、生物接触氧化 Anaerobichydrolysisacidification-sbr-contactoxidationcombinedwithbiologicalcontactoxidationprocesstotheprintinganddyeingwastewaterprocessdesignABSTRACTThecharacteristicsofprintinganddyeingwastewatercanbesummarizedas:mediumandcomplicatecompositioninorganiccontentandbiochemicalthegenderispoorer,deepchromaticity,alkalinebig,pHvalue,highwaterqualitychangeisbig.Thispaperadoptstheanaerobichydrolysisacidificationwithbiologicalcontactoxidationprocessofprintinganddyeingwastewaterdischargingstandard,inordertomakereuse,orwastewaterwillnotbepollutedenvironment,treatedeffluentwaterforthecityback,urbanlandscapeandmiscellaneousindustrialproduction,etc,inordertosavewater.Keywords:Printinganddyeingwastewatertreatment,anaerobichydrolysisacidification,biologicalcontactoxidation 目录1绪论11.1我国水资源现状11.2印染行业用水概况11.3课题设计意义22印染废水处理技术32.1物理法32.1.1吸附法32.1.2混凝法32.1.3膜分离法42.2化学法42.2.1氧化法42.2.2电化学法52.3生化处理方法53设计部分73.1设计水量与设计标准73.1.1设计水量与水质73.1.2设计标准83.2工艺流程与主要设计参数83.2.1工艺流程的确定83.2.2流程说明83.2.3主要设计参数93.3污水处理构筑物的设计103.3.1格栅的设计103.3.2污水提升泵房的设计123．3.3调节池的设计133.3.4UASB的设计143.3.5接触氧化池的设计163.3.6气浮池的设计193.4污泥处理构筑物的设计213.4.1浓缩池的设计213.4.2贮泥池的设计22 3.4.3污泥脱水车间的设计233.5处理效果233.6污水处理厂平面布置243.6.1平面布置原则253.6.2附属建筑物及其尺寸253.7高程设计273.7.1高程布置原则273.7.2高程布置设计计算283.8投资估算及运行费用303.8.1投资估算303.8.2运行费用31结论33参考文献34附录35附录A工艺流程图附录B高程图附录C平面布置图附录D构筑物图 1绪论1.1我国水资源现状我国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米[1]。据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对我国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。水利部预测，2030年中国人口将达到16亿，届时人均水资源量仅有1750立方米。在充分考虑节水情况下，预计用水总量为7000亿至8000亿立方米，要求供水能力比现在增长1300亿至2300亿立方米，全国实际可利用水资源量接近合理利用水量上限，水资源开发难度极大[2]。随着人口的增长以及用水量的大幅度增加，中国的水环境问题日趋严重。同时，水污染又加剧了水资源短缺的局面。目前，全世界每年约有4200多亿立方米污水排入江河湖海，全国七大江河中，淮河、黄河、海河的水质最差，均有70%的河段受到污染，长江岸边形成了许多污染带，在干流21个城市中，重庆、岳阳、武汉、南京、镇江、上海6市累计形成了近600km的污染带，长度占长江干流污染带总长的73%。在全国7大水系的407个重点监测断面中，只有38.1%的断面满足国家《地表水环境质量标准》规定的Ⅰ~Ⅲ类水质要求[3]。水质恶化较为严重，给我国可持续发展的实施带来了负面效应。1.2印染行业用水概况我国是纺织印染业的第一大国，印染行业因其用水过程即是污染过程，印染加工过程使用大量化学药剂和染化料，其废水内含多种有毒、有害物质，所以印染业被称为“能耗大户(用水大户)、污染大户”，因而该行业对我国水环境产生的压力不容小觑。一方面，印染厂每加工100m织物，产生废水量3-5m3，据不完全统计，我国印染废水排放量约为每天3×1064×106m3，约占整个工业废水的35%，且回用率不到10%,90%以上作废水排放[4]45 。另一方面，该行业又是耗水大户。工业中，纺织业名列我国工业用水前五位，而染整耗水占纺织业用水的85%。染整业按原纺织部标定万米耗蒸汽24吨，耗电450度，百米耗水2.5-4吨，而2003年，印染布产量319亿米，其中出口75.78亿米，比上一年增长35.30亿米。由于染整过程中产生的废水量很大，一般可达印染企业用水量的70%-90%。目前我国平均每染100m布产生废水4-5吨，产量的增长势必带来废水量的增加。据此推算，每年需消耗近亿吨的工艺用软化水，因而由此而造成的生态及经济损失是不可估量的[5]。另外，在印染行业分散地区，特别是在水资源比较短缺的地方，由于供应的新鲜用水总量受到限制，使印染企业产品产量的增加或生产规模的扩大受到制约，企业生产发展受到限制，因此必须实现开源节流来满足生产过程中增加的用水量。因此，为满足未来对印染行业水资源的需求，加强对现有水资源的有效保护、管理与使用，提高水重复利用率和开发新水源，采用污水再生与回用(污水资源化)的方式可大大缓解水资源供需矛盾，减少污水的排放量，减轻对现有水源的污染。许多国家和地区把污水经过适当的处理作为新水源，应用于工农业生产和城市建设等领域，使水资源的供需矛盾得到缓解[5]。1.3课题设计意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水。主要包括：预处理阶段(如烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光)排放的退浆、煮练、漂白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂洗废水；整理阶段排放的整理废水[6]。印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异，导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复杂。随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用，难降解有毒有机成分的含量也越来越多，有些甚至是致癌、致突变、致畸变的有机物，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大。总体而言，印染废水的特点是成分复杂、有机物含量高、色度深化学需氧量(COD)高，而生化需氧量(BOD5)相对较低，可生化性差，排放量大[7]。印染废水处理的目的就是为了除去废水中的各种有害物质，防止环境污染，使水能够重新利用！所以说对印染废水处理具有重大意义：水是一种易受污染而可以再生的自然资源。随着人口的不断增长和经济发展，加之水污染的日益严重，可利用的水资源数量日益短缺，造成水危机。根据水工业的观点，给水和排水分别是人类向自然界取用和归还可再生资源“水”的两个程序，为了使这个循环能够持续地为人类服务，水在使用后回归自然界前，必须进行废水的再生处理，使水质达到自然界自净能力的承受水平恢复其作为自然资源的属性[8]。对可持续发展战略的实施有着极为现实的意义。水资源是不可再生资源，我们不仅要节约用水，保护自然生态环境，坚持可持续发展，并且要处理好废水，不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境，把坚持科学发展观应用到实际环境保护中，给人类营造一个健康绿色的生态圈。2印染废水处理技术印染45 行业排放的废水水量大、成分复杂、难降解有机物含量高，具有毒性，是一类污染严重且较难处理的工业废水。处理此类废水若仅仅单独使用物理、化学或生物处理并没有很好的效果。生化处理通常有活性污泥法、生物膜法、厌氧法等方法[9]。废水经生化处理后，主要污染物CODcr、BOD的去除效果较明显，一般可达80%左右，此阶段虽可去除大部分颜色，但由于水质较复杂，出水不稳定，未能完全达标排放，需进一步进行物化处理，物化处理通常有混凝、吸附、离子交换、膜分离等方法。2.1物理法2.1.1吸附法在物理化学法中，应用最多的是吸附法。这种方法是指利用活性炭、硅藻土等多孔性固体物质，使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而除去污染物的方法。目前工业上常用的吸附剂主要有活性炭吸附剂、天然矿物吸附剂（活性白土、漂白土、硅藻土等）、硅胶、活性氧化铝、沸石分子筛、吸附树脂和腐植酸类吸附剂等。其中活性炭吸附剂具有较大的比表面积，吸附容量大，性能稳定，抗腐蚀，解吸容易，可吸附解吸多次反复使用，是目前被广泛应用并研究得较为透彻的一种固体吸附剂，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，并且处理费用较高，具有一定的局限性。因此，选择使用高效率低成本的吸附材料是目前一直关注的问题。谭力红等已利用炭黑、粉煤灰作为吸附剂对印染废水进行处理，可使废水COD和色度达到排放要求[10]，并且吸附剂炭黑、粉煤灰取自工厂废弃物，成本显然比活性炭低，并且同样可取得一定的脱色效果。2.1.2混凝法纺织染整废水的混凝处理是以胶体化学的理论为依据的，利用该方法可去除水中的微小悬浮固体和胶体杂质。该方法是向废水中投放化学混凝剂，通过与水中的胶体进行压缩双电层、吸附架桥以及网捕作用，使废水中的某些污染物由溶解状态或胶体状态变为凝胶状态，沉淀去除生成的粗大絮凝体，从而达到净水脱色的目的。常见的混凝剂有无机盐类混凝剂（铝盐、铁盐）和高分子混凝剂（聚合氯化铝、聚合硫酸铁）[11]。硫酸铝混凝剂混凝效果较好，使用方便，但是铝对人体有毒害作用，为减少铝盐混凝剂对出水中铝的残留，可用无铝混凝剂替代和用复合的方法等降低铝盐的用量。选择合适的混凝剂，可使纺织染整废水大幅脱色，COD和BOD5值大幅降低，提高废水的可生化性。因此，选择适当的混凝剂对于废水处理的效果具有很重要的意义。目前，强化混凝技术已广泛应用于工业废水的处理，特别是在化工废水、染整废水的预处理中更为普遍。强化混凝技术是通过提高混凝剂的投加量来实现提高有机物去除率的工艺过程。阮湘元等用PAC、PAM预处理富含有机染料的染整废水，联合氧化絮凝床，出水可达工业污水排放标准[12]。45 混凝法的主要优点是工艺流程简单，操作管理方便，设备投资少，占地面积小，对疏水性染料脱色效率高；缺点是运行费用较高，需随水质变化而改变投料条件，对亲水性染料的脱色效率低，泥渣量多且脱水困难。2.1.3膜分离法膜分离法是利用天然或人工合成膜以外界能量或化学位差作推动力对水溶液中某些物质进行分离、分级、提纯和富集的方法的统称。分离膜是一种特殊的、具有选择性透过功能的薄层物质，它能使流体内的一种或几种物质透过，而其它物质不透过，从而达到浓缩和分离纯化的目的。目前研究用于印染废水处理的主要是压力推动膜分离技术，包括反渗透(RO)、超滤(UF)、纳滤(NF)等。反渗透是一种借助压力促使水分子反向渗透，以浓缩溶液或废水的方法。近年来反渗透技术的发展非常迅速，已广泛用于海水的淡化、除盐和制取纯水等，还能用以去除水中的细菌和病毒。超滤法目前主要用于分离有机的溶解物，如淀粉、蛋白质、树胶等。超滤法所需的压力一般为0.1-0.7MPa[13]。纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种新型膜分离技术，其截留分子量在200-2000的范围内，孔径为几纳米。在印染废水处理方面，对含有直接染料和活性染料等的水溶性染料，常用纳滤膜进行分离处理。膜分离法处理是一种新型分离技术，具有分离效率高、能耗低、工艺简单、操作方便、过程易控制、节约能源等方面的特点，使其在染整废水处理方面的应用具有很大的潜力。但我国膜技术的应用与世界先进水平尚有较大差距，急需开发合适的高效分离膜和大型组器，在应用中还应着重解决膜污染与清晰等有关问题[14]。2.2化学法2.2.1氧化法染整废水脱色是去除废水中残留的染料、悬浮物、浆料和助剂等显色物质，处理方法主要有物理、生化和化学脱色等方法。在各种处理方法中，氧化法是染整废水脱色较为成熟的方法。它是利用各种氧化剂将染料分子中发色基团的不饱和键断开，形成分子质量较小的有机物或无机物，从而使燃料失去发色能力。常用的氧化剂有臭氧、氯氧化剂和芬顿试剂等。臭氧是良好的氧化剂，对水溶性染料废水的脱色效率很高，但对其它以悬浮状态存在于废水中的还原染料、硫化染料和涂料的脱色效果较差[15]。臭氧氧化技术对污染物的降解效率高，无二次污染，在染整废水的处理中有着广阔的应用前景。芬顿试剂作为一种强氧化剂特别适用于难生物降解处理和一般化学氧化难以奏效的有机废水氧化处理，比如处理垃圾渗滤液、氯酚类污染物等。单用芬顿试剂处理这种废水成本较高，一般多联用其它处理方法，以降低处理成本和提高氧化脱色效率。文献[16]研究了芬顿氧化法对纺织废水的处理效果，处理后COD和色度的去除率均达到排放标准，且该法处理成本低，操作简便。2.2.2电化学法45 电化学法是通过电极反应使废水得到净化，实质上是利用直流电进行溶液氧化还原反应，污水中的污染物在阳极被氧化，在阴极被还原或者与电极反应产物作用，转化为无害成分被分离除去。它是一种简单、经济、有效的方法[17]。利用电解法可以去除各种离子状态的污染物，如CN-、AsO2-、Cr2+、Cd2+、Pb2+、Hg2+等，以及个各种无机和有机好氧物质，如硫化物、氨、酚、油和有色物质等。电化学方法可分为:内电解法、电絮凝和电气浮法、电氧化学。其中最广泛应用的内电解法是铁屑法，即将含碳铁屑浸于电解质溶液中，形成无数个微小的Fe-C原电池，阳极生成Fe2+，阴极产生OH-及新生态H，具有较高的化学活性，与染料发生氧化、还原、吸附、絮凝等作用，从而破坏染料发色结构。此方法所使用的铁屑价格低廉，具有高效、设备简单、投资费用低等特点，且能明显提高废水的可生化性，是一种良好的高色度染料废水的预处理方法，具有一定的推广价值。电化学法目前的研究主要集中在电极材料的选择以及电化学氧化过程的控制技术上。2.3生化处理方法生物处理法是利用微生物的生物化学作用降解有机物[18]，这种方法具有处理费用低，运行较稳定等优点。常用的染整废水生物处理方法主要有:好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧组合处理法。好氧生物处理是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用去除染料废水中的有机物，主要以传统的活性污泥法、生物接触氧化法和塔式生物滤池法为主。采用好氧处理法能够获得较好的BOD处理效果，但COD、色度去除率不理想，尤其是PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂的广泛使用，使出水水质难以达到排放标准。厌氧处理不仅可用于处理高浓度有机废水，也可用于处理中、低浓度有机废水，对燃料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基均可降解，但还不能完全分解一些活性染料的中间体，如致癌的芳香胺等。由于厌氧处理的出水水质往往达不到排放标准，因而单纯使用厌氧处理法的处理工艺较少，通常与好氧生物法联合使用[19]。厌氧-好氧处理工艺能在一定程度上弥补好氧工艺的不足。难降解染料分子及其助剂在厌氧菌的作用下水解、酸化而分解成小分子有机物，接着在好氧菌的作用下，将其分解为无机小分子，从而达到净化水质的目的。纺织染整废水经厌氧-好氧处理后可以达标排放。通过对厌氧-好氧联用工艺和单独好氧工艺处理染整废水的特点进行研究后，发现染料脱色主要发生在厌氧阶段，经过厌氧处理，BOD/COD值从0.15提高到0.37[20]。同时目前印染废水研究最新成果有：1.光化学氧化法：光化学氧化法具有反应条件温和（常温、常压）、氧化能力强和速度快等优点。光化学氧化可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化4种。光分解原理是污染物分子吸收光子（主要是波长<300nm紫外光）获得能量后分子化学键断裂，使有机污染物分解。光敏化氧化是通过加入敏化剂，利用光（可以是可见光）诱发产生单线态氧或超氧负离子，从而可将许多难降解物去除，该法在利用太阳能方面的前景广阔。光激发氧化是在紫外光的激发下使O3、H2O2、O245 等氧化剂分解产生氧化能力极强的自由基HO·、H·和O·等氧化分解污染物。催化氧化则是利用一种氧化物半导体发光激发产生电子/空穴对，空穴与水相作用形成HO·，从而氧化有色污染物。在上述4种方法中目前研究和应用较多的是光催化氧化法。如美国佛罗里达大学的Tang教授用UV/TiO2光催化氧化法对水溶液中的染料进行了脱色实验，取得了很好的脱色效果[21]。岳林海等研究了半导体复合体体系的ZnO-CuO-H2O2-avi对水溶性染料活性艳红X-3B等6种有机物的光催化降解处理，得到了较高的脱色效果与COD去除率[22]。由于光催化氧化效率较高，无二次污染，是一种很有发展前途的脱色方法。其中，目前研究和应用较多的是光催化氧化法。该技术能有效地破坏许多结构稳定、生物难降解的有机污染物，与传统的水处理技术中的以污染物的分离、浓缩以及相转移为主的物理方法相比，具有明显的节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下都可以完全氧化为CO2,H2O等简单无机物。但是光催化氧化方法对高浓度废水处理效果不太理想。关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。TiO2化学性质稳定、难溶、无毒、成本低，是理想的光催化剂。近年来，TiO2光催化剂的掺杂化、改性化成为研究的热点。孙柳等研究了镧掺杂TiO2光催化降解酸性红B的性能，降解率可达92.9％。与纯TiO2相比，光催化剂显示出良好的太阳光催化活性。吴树新等[23]研究了在复合半导体基础上，采用超声浸渍法对催化剂表面作进一步的铜改性，制备了铜锡改性的纳米二氧化钛光催化CuOx－SnO2/TiO2，考察了表面铜改性、二氧化锡复合对催化剂光催化氧化还原性能的影响，研究结果表明，表面铜改性和复合都有利于提高催化剂光催化氧化还原能力，二者间表现出相互增强的作用。孙剑辉等[24]研究了掺杂纳米TiO2对难降解废水处的应用，并进一步分析了该研究领域所存在的问题，为今后光催化技术的发展方向提出展望，如寻求新的掺杂离子、研制掺杂负载型纳米光催化剂和加强降解机理研究等。2.超声波技术利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物。它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，降解条件温和，降解速度快，适用范围广，可以单独或与其他水处理技术联合使用。该方法的原理是废水经调节池加入选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定振荡频率的激烈振荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝，废水中色度、COD,胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。目前，超声波技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。Ge.J等[25]研究认为，超声波的引人能够有效加快染料的脱色和矿化速率，OkitsuK等[26]研究了超声波对偶氮染料的降解。3高能物理法45 高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用，产生反应能力极强的物质HO·自由基和H原子，与有机物质发生作用而使其分解。高能物理法处理印染废水具有设备占地小，有机物的去除率高，操作简单。但用来产生高能粒子的装置昂贵，技术要求高，能耗大、能量利用率不高等特点。若要真正投入实际运行，还需进行大量的研究工作。4超效离子浅层气浮技术该技术具有独特的溶气装置，能在短短几秒钟内将20%以上的空气溶入动力水中，加上独特的“均衡消能装置”所释放的直径约5μm左右的微气泡，它比常规气浮的气泡小了近10倍，因而它所得到的气泡数也是常规气浮的数千倍，气泡表面积也多了数百倍[27]。通过微气泡的占容，粘附，碰撞，并聚增大，使颗粒比重大大降低而升浮到液体表面，轻易地实现固液分离，使污水中大量的悬浮无机物、有机物、半溶性的胶体、准胶体、纤维、半纤维的为微生物难以分解的粒子在此得到很好的去除，同时使污水中的BOD与COD比值提高两倍左右，可生化性大大提高。目前无锡沪东麦斯特就生产了这种CQJ超效离子浅层气浮机，并开始实施此技术。3设计部分3.1设计水量与设计标准3.1.1设计水量与水质本设计处理的对象是纺织印染工业的生产废水，本方案将主要针对CODcr、BOD、SS、色度等几项指标进行设计，力求达到排放标准。设计水量和水质如下：设计水量：设计处理水量:Q2170m3/d=L/s工业废水取1.8则最大水量：Qmax＝KzQ=1.8×2170=3906m3/d设计水质：表3-1进水水质项目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）色度（倍）PH数值790/89100-40011.43.1.2设计标准处理后,水质应达到国家《GB8978-96》污水综合排放的一级标准：(1)CODcr(mg/l)BOD(mg/l)色度（倍）SS(mg/l)NH3-N(mg/l)PH1004040（70156-945 （2）国家污水综合排放标准（GB8978-1996）（3）《纺织染整工业污染物排放标准》（GB4287-92）（4）《室外排水设计规范》（GBJ14-1997）（5）《给排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）3.2工艺流程与主要设计参数3.2.1工艺流程的确定本设计采用的工艺流程见图3-1：图3-1工艺流程图3.2.2流程说明车间排放的废水流经格栅，去除一些较大的纤维和颗粒物后，进入调节池。在调节池停留一定的时间，匀质匀量后，进人水解酸化池进行厌氧水解反应。其处理机理是通过控制水力停留时间，利用厌氧发酵的水解和酸化反应阶段,将不溶性有机物降解为溶解性物质，同时在产酸菌的协同下，将大分子、难生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，为后续生化处理创造条件。此后，废水进入生物接触氧化塔,进行生化处理。生化处理后的废水直接进入气浮池，进行气浮处理。气浮采用加压全溶气浮法，通过在气浮池中添加高分子絮凝剂，使其与有害物质反应,凝聚成微小颗粒。同时，在废水中溶入充足空气，骤然降压释放，使其产生均匀的微细气泡，并与反应后的微小颗粒相粘附，形成密度小于1的固体而上浮，实现固液分离。气浮出水进入氧化池，进行脱色处理。经过生化和气浮工艺处理后pH值、CODcr45 、BOD、SS指标一般能达到排放标准，但是色度有超标现象。向氧化池投加NaClO等氧化剂，可确保废水色度达标。产生的污泥在污泥干化场脱水后合理处置。3.2.3主要设计参数1格栅设计流量：Q=3906m3/d=45.2L/s,以最大流量计算；栅前流速：v1=0.7m/s，过栅流速：v2=0.8m/s；栅条间隙宽度b＝0.016m；栅条宽度s＝0.01m；格栅倾角=60°单位栅渣量：w1=0.01m3/103m3污水；2污水提升泵房进水管管底高程为6m（绝对标高），管径DN400mm，充满度H/DN＝0.75;出水管提升后的水面高程为13.1m，经17.3m的管长至处理构筑物。平均设计流量25.12L/s；最大设计流量50L/s。3调节池有效容积满足连续运行，按24小时水量平均计算，与小时流量的差异进行加权累计确定调节池容积。水质变化对调节池容积影响不作特殊考虑。设计流量Q=90.43m3/h，停留时间T=4h，采用穿孔管空气搅拌，汽水比为3.5：14水解酸化池反应区的设计负荷L=3KgCOD/(M3d停留时间为t=4.8h,反应区允许表面水利负荷q=1.25m3/(m2h)设计流量Q＝2170m3/d5接触氧化池进水BOD5：La＝80mg/L出水BOD5：Le＝40mg/LBOD5去除率＝75％平均时污水量：Q=2170m3/d=90.42m3/h容积负荷：Lv＝4kgBOD5/m3.d/停留时间：t＝1.5h气水比：15:16气浮池回流比r=0.2545 上升流速uc取12mm/s=43m/h分离室的表面负荷q，一般取7m³/(㎡h),7污泥浓缩池污泥量Q=1.34m3/h；污泥浓缩时间T=20h浓缩前污泥量为V=23m3/d，含水率P1=99.4%。池数1座3.3污水处理构筑物的设计3.3.1格栅的设计由于废水中纤维较多,在废水处理前设置格栅,用来拦截废水中漂浮和悬浮的碎木块、碎片、布条、塑料制品等固形物，以保证后续处理设施的正常运行，防止因堵塞或缠绕构筑物进出口、管道而妨碍运转。1.确定格栅前水深根据最优水力断面公式计算得B1=0.3m，h=B1/2=0.15m；所以栅前槽宽0.3m，栅前水深为h=0.15m。2.栅条间隙数n＝计算得n=0.05×0.931/0.016×0.15×0.8≈243.栅槽宽度B＝s（n－1）+bn计算得B=0.01×(24-1)+0.016×24=≈0.61m4.进水渠道渐宽部分的长度设进水渠道宽B1＝0.4m，其渐宽部分展开角度＝20o计算得L1≈0.295.栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度45 计算得L2=0.156.通过格栅的水头损失:设栅条断面为锐边矩形断面,=2.42k=3计算得ξ=1.290.04mh1＝h0×k＝0.04×3＝0.12m7.栅后槽总高度:设栅前渠道总高h2＝0.3mH=h＋h1＋h2＝0.3＋0.12+0.3＝0.72m8.栅槽总长度L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tg计算得L＝0.29+0.15+1.0+0.5+0.6/tg60.＝2.28m9.每日栅渣量在格栅间隙16mm的情况下，设栅渣量为每1000m3污水产0.1m3，W＝86400QmaxW1/1000Kz计算得W＝86400×0.05×0.1/1000×1.8＝0.24﹥0.2m3/d；易采用机械清渣。废水处理站的废水由一根DN400mm的污水管直接进入格栅间，格栅设一个。45 图3-2格栅结构图3.3.2污水提升泵房的设计选择集水池与机器间合建式的圆形泵站，考虑3台水泵（2用1备），每台水泵容量为Q＝50/2=25L/s＝90m3/h。集水池容积，采用相当于一台泵6min的容量：W=25×90×6/1000=14m3有效水深采用H=2m，则集水池面积为F=14/2=7m2,选泵前的扬程估算：经过格栅的水头损失为0.1m，集水池正常水位与所需提升经常高水位之间的高差为：12.659-（6+0.4×0.75-0.1-1.0）＝7.459m其中1.0m为集水池正常时水位。出水管管线损失为：总出水管50L/s，选用管径DN400mm的铸铁管，查表得：v＝1.23m/s，i‰＝5设总出水管管中心埋深0.9m，局部损失为沿程损失的30％，则泵站外管线水头损失为：[17.3+（13.05-9-0.5+0.9）]×5/(1000×1.3)=0.084泵站内管线水头损失假设为1.5m，考虑安全水头0.5m，则估算水泵总扬程为H=1.5+7.459+0.084+0.5＝9.543mQs＝50L/s由泵的性能曲线和效率选择：表3-2污水提升泵45 型号流量扬程转速功率电机功率效率直径重量6PW400m3/h12m980r/m20kwY225m-630kw65％335mm417kg3．3.3调节池的设计纺织印染厂由于其特有的生产过程，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。特别对生物处理设备更为重要。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，调节池具有预沉淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。最终使调节池的出水PH值在6-9之间，温度在35℃以下。1.调节池有效容积V＝Qt计算得V＝90.43×4＝362m32.调节池尺寸：矩形，有效水深采用h2＝5.0m，调节池面积F＝V/h2计算得F＝362/5.0＝72.4㎡；取池宽B=8.5m，则池长L=F/B=8.8m；保护高h1＝0.6m，池总高H＝0.6＋5.0＝5.6m；3.空气管计算空气量:Qs＝90.43×3.5＝316.5m3/h＝0.09m3/s空气总管:D1=150mm，管内流速空气支管:共设5根支管，每根支管的空气流量q为：q＝Qs/5计算得q=＝0.09/5＝0.018m3/s，管内流速为：v2＝5m/s，4.穿孔管计算每根支管连接两根穿孔管，则每根穿孔管的空气流量q1＝0.009m3/s，取v3＝10m/s，45 ，5.孔眼计算：孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列，孔眼间距b＝100mm，孔径＝4mm，穿孔管长一般为4m，孔眼数n＝74个，孔眼流速=m/s图3-3调节池3.3.4UASB设计计算UASB的基本功能分区见图。废水从底部入流，主要有进配水区、反应区、三相分离器、出水区组成。1进配水区：主要功能是废水在过水断面布水均匀，避免产生涌流及死水区，并在升流过程中，其混合作用。2反应区：这是UASB的主要部位，它又分为颗粒污泥区和悬浮污泥区。在悬浮污泥区存在大量的厌氧污泥，具有良好聚凝很沉淀性能的污泥在池底部分形成颗粒污泥层。废水从厌氧污泥床底部流入，与颗粒污泥层中的污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解有机物，同时产生的微小沼气不断地放出。微小气泡在上升过程中不断合并，逐渐形成比较大的气泡。由于沼气的搅动，在颗粒污泥层上部形成一个污泥浓度较小的悬浮污泥层。3三相分离器：其功能是将气体、固体和液体三相进行分离。它由沉淀区、回流缝和气封组成。沼气进入气室，污泥在沉降区进行沉淀，并经回流缝回流到反应区。经沉降澄清后的废水作为处理水排出反应器。三相分离器的分离效果将直接影响反应器的处理效果。气室。也称集气罩，其功能是收集产生的沼气，并将其导出气室。4处理水排放系统：其功能是将沉淀降区水面上的处理水均匀地收集，并将其排出反应器。UASB的设计计算：决定于原废水的性质及可溶性COD浓度、反应区的容积负荷（kgCOD/(m345 d)）、反应区表面水力负荷（m2/m3d）,厌氧反应的温度。其设计的主要内容有：选定池型，确定主要尺寸，设计进配水系统，确定三相分离器的形式。反应区的容积：V=QS0/L=2170×790×0.001/3=571.3m3反应区高度：H=qt=1.25×4.8=6m反应区表面积：A=V/H=571.3/6=95.2m2采用2座相同的UASB反应器，则每个单池的面积A1为：A1=95.2/2=47.6m2单池直径D1==7.8，取D1=8m4UASB进配水系统设计设计原则进水必须要反应器底部均匀分布，确保各单位面积进水基本相等，防止短路和表面负荷不均。应满足污泥床水力搅拌需要，要同时考虑水力搅拌和沼气搅拌。易于观察进水管的堵塞现象，如果发生堵塞易于清除。本设计采用圆形布水器，每个UASB反应器设30个布水点每个池子的流量Q=90.43/2=45.2m³/h圆环直径计算：每个空口服务面积为：A==1.67m2可设三个圆环，最里面环设6个空孔口，中间设10个，外面的环设14个空口内环的6个孔口设计：服务面积：S1=1.67×6=10㎡折合为服务圆的直径为：=3.57m用此直径画一个虚圆，在该圆内等分该虚圆处设一实环，其上均匀布置6个孔口，45 则圆的直径计算如下：得d1=2.5m中间环10孔口设计：服务面积S2=1.67×10=16.7㎡折合成服务圆直径为：=5.8m中间圆环直径计算如下：得d2=4.8m外圆14个孔口设计：服务面积S3=1.67×14=23.4㎡折合成服务圆直径为：=7.9外圆环的直径d3计算如下：得d3=6.9m3.3.5接触氧化池的设计1.氧化池有效容积其中La、Le分别为进水和出水的BOD5浓度；计算得：V=136m345 2.氧化池总面积设H=3m，填料分三层，每层高1m，计算得F=45.3m23.每格氧化池的面积：采用n=8格氧化池每格氧化池的面积为计算得f=5.7m2每格氧化池的尺寸为L×B=2×3=6m24.校核有效接触时间计算得：t=1.5h5.氧化池总高度HO=H+h1+h2+(m-1)h3+h4其中h1为超高，取h1=0.6m；h2为填料上水深，取h2=0.5m；h3为填料层间隙高，取h3=0.3m；h4为配水区高度，取h4=1.5m；m为填料层数，取m=3计算得H0=6.2m6.污水在池内实际停留时间计算得t=2.8h7.选用半软性填料，所需填料总体积V"＝nfH计算得V"=8×5.7×3=139m38.进水设施采用布水廊道布水，廊道设在氧化池一侧，宽度b＝0.8m，廊道内水流速度为：=4.7m/h=1.3mm/s9.采用多孔管鼓风曝气供氧，所需氧量D=D0Q其中D0取20,计算得D=1808.4m3/d10.每格氧化池所需空气量45 计算得D1=226m/h空气管道布置：（1）空气干管直径=0.25m（2）每池设5根支管，直径为：=0.056（3）孔眼布置：以每根支管为单位计算,孔眼直径＝6mm，孔眼流速v＝10m/s，则每根支管上的孔眼数45支管分长支管、短支管两种：长支管L1＝2.8m，短支管L2=2.65m按短支管布置孔眼，孔眼间距采用80mm，则每根短支管开孔数m1为个多余孔眼数为m2＝m-m1计算得m2=45-32=13个多余孔眼布置在短管上。选用3根短管，每根长600mm，分别焊在支管上，每根短管开孔数为：13/3=4个。孔距为120mm。短管直径为d2=0.0308m≈32mm接触氧化池示意图如图3-5：45 图3-5接触氧化池3.3.6气浮池的设计本设计采用全加压溶气浮法。全加压溶气气浮法是将全部废水用水泵加压，在泵前或泵后注入空气。在溶气罐内，空气溶解于废水中，然后通过减压阀将废水送人气浮池。废水中形成许多小气泡粘附废水中的乳化油或悬浮物而逸出水面，在水面上形成浮渣。用刮板将浮渣连排入浮渣槽,经浮渣管排出池外,处理后的废水通过溢流堰和出水管排出。全加压溶气气浮法的优点：①溶气量大，增加了油粒或悬浮颗粒与气泡的接触机会；②在处理水量相同的条件下，它较部分回流溶气气浮法所需的气浮池小，从而减少了基建投资。但由于全部废水经过压力泵，所以增加了含油废水的乳化程度，而且所需的压力泵和溶气罐均较其他两种流程大，因此投资和运转动力消耗较大。压力溶气气浮法工艺主要由三部分组成，即压力溶气系统、溶气释放系统及气浮分离系统。取得了向上的升速U上。进入分离区后，又受到两个力的作用：一是水流扩散后由水平推力1.压力溶气系统。它包括水泵、空压机、压力溶气罐及其它附属设备。其中压力溶气罐是影响溶气效果的关键设备。1采用空压机供气方式的溶气系统是目前应用最广泛的压力溶气系统。气浮法所需空气量较少，可选用功率小的空压机，并采取间歇运行方式。此外空压机供气还可以保证水泵的压力不致有大的损朱。一般水泵至溶气罐的压力约0.5MPa，因此可以节省能耗。2溶气释放系统。它一般是由释放器（或穿孔管、减压阀）及溶气水管路所组成。溶气释放器的功能对溶气释放器的具体要求是：（1）充分地减压消能，保证溶人水中的气体能充分地全部释放出来；45 （2）消能要符合气体释出的规律，保证气泡的微细度，增加气泡的个数，增大与杂质粘附的表面积，防止微气泡之间的相互碰撞而使气泡扩大；（3）创造释气水与待处理水中絮凝体良好的粘附条件，避免水流冲击，确保气泡能迅速均匀地与待处理水混合，提高"捕捉"机率；（4）为了迅速地消能，必须缩小水流通道，故必须要有防止水流通道堵塞的措施；（5）构造力求简单，材质要坚固、耐腐蚀，同时要便于加工、制造与拆装，尽量减少可动部件，确保运行稳定、可靠；（6）溶气释放器的主要工艺参数为：释放器前管道流速：1m/s以下，释放器的出口流速以0.4～０.5m／s为宜；冲洗时狭窄缝隙的张开度为5mm；每个释放器的作用范围在30~100cm。3.气浮分离系统。是将压力溶气水通过消能、减压，使溶入水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速而均匀地与水中杂质相粘附。它一般可分为三种类型即平流式、竖流式及综合式。其功能是确保一定的容积与池的表面积，使微气泡群与水中絮凝体充分混合、接触、粘附，以保证带气絮凝体与清水分离。设计计算：1.气浮所需空气量QG减压至101.325kpa时的释放的空气量A:A==1.127×15.7（0.98×0.3/0.101325-1）×2170=73336g/dQG=A/=73336/1.127=65072L/d2.溶气罐直径Dd==1.33.溶气罐高hh=2h1+h2+h3+h4h1为罐顶，底封头高度，取0.15mh2为布水区高度，一般取0.2-0.3m，这里取0.2mh3为贮水区高度，一般取1.0mh4为填料层高度，一般取1.0-1.3m，这里取1.2m以上得h=2.7m4.气浮池45 1.接触室的表面积Ac:Ac=(Q+QR)/ucQR取0.25Q即回流比取0.25上升流速uc一般取10-20mm/s,这里取12mm/s=43m/h得Ac=(90.42+22.6)/43=3㎡2.分离室的表面积As=Q/qq为分离室的表面负荷，一般取6-8m³/(㎡h),这里取7则As=2170/7=310㎡3.气浮池尽容积VV=(Ac+As)HH为气浮池内平均水深，取1m则V=(3+310)=313m³3.4污泥处理构筑物的设计3.4.1浓缩池的设计污泥浓缩池的主要作用是将污泥的含水率降到不小于85%，浓缩后的污泥仍具有一般液体的主要特性，可以用大多数的泵输送。污泥浓缩池采用间歇式重力浓缩池，运行周期为24.0h，其中进泥1.0～1.5h,浓缩20h,排水和排泥2.0h，闲置0.5～1.0h。(1)浓缩后的污泥体积含水水率P2降为96.8%，则计算得V1=23×(1-0.96)/(1-0.9)=9.2m3/h(2)浓缩池表面积：取有效深度H1=2.5m计算得浓缩池A=9.2/2.5=3.7㎡，取A=4计算(3)浓缩池直径45 计算得D=2.3m5)排泥斗体积计算:取H4=1.5m计算得V2=2.1m36)浓缩池高度计算超高:H2=0.3m；缓冲层高度:H3=0.3m则总高度H=H1+H2+H3+H4计算得H=2.5+0.3+0.3+1.5=5.6m图3-8污泥浓缩池3.4.2贮泥池的设计浓缩后会排出污泥为9.2m3/h，则贮泥池的容积应大于270m3，，可选择贮泥池的尺寸为7m×7m×7m，容积为274m3。贮泥池设置超声波液位计，根据液位自动启动污泥提升泵。距池底0.5m处对角线设置有两台QJB2.2/8型潜水搅拌器，用于贮泥池内污泥的搅拌，电机功率2.2kW/台。贮泥池内的污泥提升泵采用WQ25-10-1.5型不堵塞潜水排污泵，共计两台，一用一备，单台流量Q=25m3/h，扬程H=10m，电机功率N=1.5kW。45 3.4.3污泥脱水车间的设计1)污泥产量厌氧水解酸化池的干污泥产量为6.87kg（干）/h2)带式压滤机根据所需处理污泥量，选用DYQ-2000型脱水机一台。该脱水机处理能力为430kg（干）/h，则工作时间9.7h。脱水机技术指标见表3-4表3-4DYQ带式压滤机型号有效宽度速度电动机控制器型号冲洗耗水量DYQ-500A500mm0.5m/minJJTY21-4LP90-2-1.54m3/h功率气动部分流量处理能力外形尺寸mm重量1.1kw0.2m3/h50kg/h㎡3000×1250×16503000kg2)投药装置投药量：根据对常见污水处理厂（站）的污泥絮凝剂脱水试验知，常用絮凝剂的投药量分别为：FeCl35.0-8.0%，硫酸铝8.0-12.0%，聚合氯化铝3.0-10.0%，聚丙烯酰胺1.5-2.5‰。投药系统按投加聚丙烯酰胺考虑。设计投药量为2.0‰，则每日需药量为6.87kg/h×24×2.0/1000=0.33kg需用纯度为90%的固体聚丙烯酰胺为0.33/0.90=0.4kg调配的絮凝剂溶液浓度为0.2-0.4%，则溶解所需溶药罐最小容积为2000L。选用BJQ-14-0.75溶药搅拌机一台，药液罐规格1.8m×Ф1.5m，有效容积为2625L，搅拌电动机功率为0.75kW。药液投加选用JZ-450/8计量泵，投药量为80L/h，投药压力为8.0kgf/cm2(1kgf/cm2=98kPa)，计量泵外形占地尺寸为825mm×890mm，高为880mm。4)脱水机房面积脱水机房建筑尺寸为（15.0×9.0）m2。5)污泥棚紧靠污泥脱水机房处设计一个污泥棚，用以暂时贮存脱水后的污泥，并适当干化。污泥棚容积按照一天排泥量设计，则需要V≥20m3，于是其尺寸为3.0m×3.0m×3.0m。3.5处理效果因现实条件有限，本设计方案无法投入到现实生产中，即无法得知组合处理工艺的实际处理结果。但根据资料整理、计算，现将主要单元的分析处理效果得如下表：45 表3-5主要单元理论平均处理效果表序号处理单元理论去除率（%）设计进水（mg/L）设计出水（mg/L）1调节池----BOD5=100~300mg/LCODcr=790mg/LSS=89mg/L色度=100-400倍BOD5=160mg/LCODcr=780mg/LSS=85mg/L色度＜300倍2ASB40-6060-8060-70-BOD5=160mg/LCODcr=780mg/LSS=89mg/L色度＜300倍BOD5=80mg/LCODcr=200mg/LSS＜70mg/L色度＜200倍3生物接触氧化池50-8065-7055-6050-60BOD5=80mg/LCODcr=200mg/LSS＜70mg/L色度＜200倍BOD5=50mg/LCODcr=70mg/LSS＜60mg/L色度＜100倍4气浮池25-3010-4060-6550-60＞54BOD5=50mg/LCODcr=70mg/LSS＜60mg/L色度＜100倍BOD5=40mg/LCODcr=60mg/LSS<40mg/L色度＜40倍6总去除率＞80＞90＞65＞80BOD5160mg/LCOD790crmg/LSS=89mg/L色度=350倍BOD5＜40mg/LCODcr＜60mg/LSS＜40mg/L色度＜40倍理论计算效果比较理想，实际运行可能会出现偏差，但整个组合工艺的处理效率最高达到90%，高于任何单一技术的去除率，理论证明混凝技术、水解酸化、接触氧化、生物活性炭组合成的工艺流程运用到纺织染整废水处理工程是成功的，且出水高于《纺织染整工业水污染物排放标准》的二级标准。3.6污水处理厂平面布置污水处理厂包括生产性的处理构筑物和泵站、鼓风机房、药剂间、化验室等建筑物，以及辅助性的修理间、仓库、办公室、值班室等。在厂区内还有道路系统、室内外照明系统和美化的绿化设施，根据流程、地质条件，进行平面布置。根据处理厂的规模大小，采用1：1000的比例尺的地形图绘制总平面图。管道布置单独绘制。45 3.6.1平面布置原则处理站构（建）筑物的布置应紧凑，节约用地和便于管理。⑴池形的选择应考虑减少占地，利于构（建）筑物之间的协调；构（建）筑物单体数量除按计算要求确定外，亦应有利于相互间的协调和总图的协调；⑵构（建）筑物的布置除按工艺流程和进出水方向顺捷布置外，还应考虑与外界交通，气象，人居环境和发展规划的协调，做好功能划分和局部利用。⑶经常有人工作、活动的构筑物，如综合楼等，应尽量布置在夏季主导风向的上风向一方。⑷污泥构筑物应尽量集中布置，以利于安全和管理。污泥区应不只在夏季主导风向的下风向一方，并远离综合楼和生活区。⑸构（建）筑物之间的间距应按交通，管道敷设，基础施工和运行管理需要考虑。一般采用5-10m。⑹做好建筑，道路，绿地与工艺构筑物的协调，做到即使生产运行安全方便，又使站区环境美观，向外界展现优美的形象。⑺变电所应设在耗电量大的构筑物附近，如鼓风机房、泵房等。鼓风机房应设在曝气池附近。高压线应避免在厂内架空敷设。⑻处理构筑物应合理设置超越管线，以便在事故或检修时废水能超越后续构筑物或直接排入水体。处理构筑物宜设防空管道，排出的废水应回流处理。⑼废水处理站的辅助构筑物可根据需要设置，但应尽量集中，以便于管理。只有当废水处理站规模较大，或远离厂区时，则需配置应有的生活设施，而当废水处理站在厂区或距离较近时，应尽量减少辅助构筑物。⑽各处理构筑物的连接关系应自成体系，保证其独立运行，在某个构筑物因故停止运行时，不致于影响其他构筑物的正常运行。并联运行的处理构筑物设均匀配水装置，并设有连通管渠。⑾总平面图布置应考虑远近期的结合，有条件的时候，可按远景规划水量布置，将构筑物分为若干系列，分期建设。远景设施的安排应在设计中仔细的考虑，除了要满足远景处理能力我需要而增加的处理池外，还应为改进出水水质的设施保留场地[16]。⑿在布置总图的时候，应考虑安装充分的绿化地带。⒀污水厂内管线种类众多，应考虑综合布置，以免发生矛盾。污水和污泥管道应尽可能考虑重力自流。自流管道应绘制纵断面图。3.6.2附属建筑物及其尺寸污水处理厂的附属建筑物有办公室、化验室、员工宿舍、仓库、机修车间、值班室、警卫室等房屋。其规模和取舍按污水处理厂的规模和需要而定。附属建筑物根据平面布置原则进行布置，充分展现站区的美观。其尺寸如下表3-6附属建筑物及其尺寸。45 表3-6附属建筑物及其尺寸项目面积(m2)项目面积(m2)机修间10×5活动中心20×12配电间10×5传达室6×4仓库20×12中央水池180综合办公楼37×24鼓风机房15×10车库490污泥脱水机房15×9污泥泵房8×51．污泥泵房污泥泵房主要用来回流污泥和将污泥打入污泥浓缩池两个作用。故分别计算回流污泥量和污泥排放量。污泥从气浮池回流到水解酸化池的污泥量为Qs＝29.4m3/d从沉淀池到污泥泵房的水头损失：hf＝2.49××1.3＝1.32m污泥泵房到水解酸化池的水头损失：hf＝2.49××1.3＝0.043m回流泵的扬程：H＝11.963-0.043+1.32-6.2798＝5.253m选用EH型单螺杆泵[18]。详细规格见表3-7。表3-7回流泵选型型号流量转速电动机轴功率重量EH1641.25m3/h388r/minYCJ710.55kw0.23kw14kg污泥泵扬程H=1.857mQs=27m3/d=1.125m3/h选用EH型单螺杆泵。详细规格见表3-8。表3-8污泥泵选型型号流量转速电动机轴功率重量EH1361.30m3/h388r/minYCJ710.55kw0.15kw14kg污泥泵房采用8×5㎡，选用3台污泥泵，二用一备。45 2.鼓风机房本废水处理站废水构筑物共有三个构筑物用到鼓风机提供的空气。调节池：Q＝875m3/h接触氧化池：Q＝208.33m3/h选用4台鼓风机，则每台的q＝21.7m3/min。鼓风机型号选用见表3-9。表3-9鼓风机选型型号直径流量La功率SSR150150mm21.79m3/min14.48m3/min15kw鼓风机房采用15×10㎡，选用5台罗茨SSR150鼓风机，4用一备。3.污泥脱水机房污泥脱水机房包括：机械间、药剂贮存间、值班控制室。机械间包括脱水机、皮带输送机、泥浆泵、污泥搅拌机、储泥罐等。污泥脱水设备采用DYQ型带式压滤机。脱水车间采用15×9㎡4．其他附属构筑物⑴综合楼废水处理站综合楼综合了办公室、化验室、生产管理室、中央控制室等。采用37×24㎡。⑵配电间、机修间配电间和机修间采用10×5㎡。⑶仓库仓库采用10×6㎡。⑷活动中心　　活动中心采用20×12㎡。⑸车库　　车库采用490㎡。3.7高程设计3.7.1高程布置原则⑴尽量使废水和污泥在各构筑物之间以重力流流动，避免不必要的跌水，减少提升泵数。还应考虑废水厂扩建时预留的储备水头。⑵在进行高程布置时，应考虑土方平衡。⑶浓缩池、污泥脱水间的高程确定，应注意污泥水能自流排入泵站集水池和其他污水处理构筑物。⑷废水厂出水管不受洪水顶托。45 3.7.2高程布置设计计算废水处理站的水流常依靠重力自流，以减少运行费用。为此，必须精确计算其水头损失。水头损失包括：水流通过各处理构筑物的水头损失，包括从进池到出池的所有水头损失在内；水流通过连接前后两构筑物的管渠（包括配水设备）的水头损失，包括沿程与局部水头损失；水流流过量水设备的水头损失。选择一条距离最长、水头损失最大的流程进行水力计算，并适当留有余地，使实际运行时有一定的灵活性。以近期最大流量作为构筑物和管渠的设计流量，计算水头损失。本设计处理后的废水排入河流水位低于水厂的地面标高，而且洪水位时也不会发生倒灌。考虑构筑物的挖土深度不宜过大，综合各方面条件，以出水管底标高为起点，推算各水面标高。（一）废水处理部分高程计算1）高程确定高程设计图采用绝对标高，以黄海海平面为基准，厂区地面标高10m，污水管底标高6m，最高水位8m。为保证通过重力能顺利完成污水排放，要求达到河流处的污水水面标高大于6m，考虑到经济问题和实际的施工问题，可确定排污管口的污水水面标高为6.5m。河边最高水位：8.00m出水管管底标高：8.50m出水管总损失：0.037m集水井自由跌水：0.10m合计：0.14m集水井下游水位：8.54集水井水头损失：0.10m集水井上游水位：8.64m生物活性碳池到集水井出水管总损失：0.032生物活性炭池自由跌水：0.15m合计：0.18m生物活性炭池下游水位：8.82m生物活性炭水头损失：1.50m生物活性炭池上游水位：10.32m生物活性炭进水口损失：0.15m沉淀池出水管损失：0.043m沉淀池自由跌水：0.15m合计：0.343m沉淀池下游水位：10.66m45 沉淀池水头损失：0.30m沉淀池上游水位：10.96m沉淀池进水口损失：0.15m接触氧化池出水管损失：0.081m接触氧化池自由跌水：0.20m合计：0.431m接触氧化池下游水位：11.394m接触氧化池水头损失：0.30m接触氧化池上游水位：11.694m接触氧化池进水口损失：0.10m水解酸化池出水管损失：0.019m水解酸化池自由跌水：0.15m合计：0.269m水解酸化池下游水位：11.963m水解酸化池水头损失：0.10m水解酸化池上游水位：12.063m水解酸化池进水口损失：0.15m调节池出水管损失：0.015m调节池自由跌水：0.15m合计：0.315m调节池下游水位：12.478m调节池水头损失：0.10m调节池上游水位：12.578m调节池进水口损失：0.081m所需水位：12.659m表3-11各构筑物的设计标高45 构筑物设计水面标高（m）下游（m）上游（m）出厂管8.58.54集水井8.548.64气浮池8.8210.32接触氧化池11.39411.694UASB11.96312.063调节池12.47812.578污水提升泵房12.6593.8投资估算及运行费用3.8.1投资估算估算指标采用于1989年1月1日试行的建设部文件（88）建标字第182号关于发布试行《城市基础设施工程投资估算指标》（排水工程）。1．第一部分费用第一部分费用包括建筑工程费；设备、器材、工具等购置费；安装工程费。可查有关排水工程投资估算、概算指标确定。污水厂的日处理水量：2170m3/d计算各单项构筑物工程造价见表3-12。污水厂的日处理水量：　　　　　　　　　　　Qmax＝KzQ=1.8×2170=3906m3/d表3-12主要构筑物投资（第一部分费用）序号名称　投资估算(元)1总平面3906×8763/100=3422822污水泵房13795×63.7=8787413调节池89.68×2170=1946054UASB96.24×2170=2088405接触氧化池214.68×2170=4658556气浮池57.36×2170=1244717污泥浓缩池17.96×2170=389738脱水车间6.16×2170=133679污泥泵房61.12×2170=13263045 10鼓风机房43.68×2170=9478511综合楼20.24×2170=4392012配电间24.10×2170=5229713仓库17.89×2170=3882114合计25995872.第二部分费用第二部分费用包括建设单位管理费、征地拆迁费、工程监理费、供电费、设计费、招投标管理费等。根据有关资料统计，按第一部分费用的50％计。2599587×50％＝1299793元3.第三部分费用第三部分费用包括工程预备费、价格因素预备费、建设期贷款利息、铺底流动资金。工程预备费按第一部分费用的10％计，则：2599587×10％＝259958元价格因素预备费按第一部分费用的5％计，则：2599587×5％＝129979元贷款期利息按贷款、铺底流动资金按20％计，则：2599587×20％＝519917元第三部分费用合计：259958+129979+519917＝909854元4.工程总投资合计项目总投资＝第一部分费用+第二部分费用+第三部分费用即：2599587+1299793+909854＝4809234元即480万元5.劳动定员本工程的处理水量为2170m3/d，取劳动定员为11人。3.8.2运行费用废水处理站运行费用通常包括工资福利费、电费、药剂费、折旧费、检修维修费、行政管理费以及综合利用收入等项费用。1)动力费动力费E1=8760N·d/k=8760×114.82×0.60/1.8=335274.4=33.527万元2)药剂费E2=365×10-6×Q×a1b1=2170×2‰×800×365/1000000=1.267万元3)工资福利费45 E3=AN=10000×11=11万元式中，A为职工每人每年的平均工资福利费；N为劳动定员。4)折旧提成费E4=0.84SP4=0.84×1624.06×4.6%=62.75万元式中，S为工程总投资；P为综合折旧提成率。5)大修维护基金提成E5=0.84SP5=0.84×1624.06×2.4%=32.74万元6)日程修理基金提成E6=0.84SP6=0.84×1624.06×1%=13.64万元7)管理费销售费和其他费用E7=(E1+E2+E3+E4+E5+E6)×P7=(33.527+1.267+11+62.75+32.74+13.64)×15%=23.24万元8)综合成本年处理成本：∑E＝180.74万元年处理量：∑Q＝365Q＝365×2170＝792050m3单位处理成本：∑E/∑Q＝1.21元/m3结论印染废水水量大，色度高，水质变化大，有机污染物浓度高，成分复杂，且印染行业中PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机污染物在废水中含量大量增加，BOD5/COD值大幅降低。单一处理工艺均很难达到要求,需对不同处理工艺进行优化组合，本设计中采用厌氧水解酸化结合生物接触氧化，气浮组合工艺对印染生产废水进行处理。设计结果表明，该组合工艺对印染废水的色度、BOD5,CODcr,SS有良好的处理效率，处理后CODcr浓度<100mg/L,BOD5浓度<40mg/L,SS<70mg/L,色度<40倍，达到《GB8978-96》污水综合排放的一级标准。该处理工艺稳定，效果较好参考文献[1]岳林海，樊邦棠环境污染与防治，1994，,16（4）：2-5[2]王辉,张玥,李朗晨.印染废水处理技术现状及发展趋势[J].现代商贸工业,2009,2(10):279-280.[3]陈季华,奚旦立,杨波.纺织染整废水处理技术及工程实例[M].北京:化学工业出版社,2008.45 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附录D构筑物图文献综述45 印染废水处理技术一．前言：在人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中，水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。中国系世界上缺水最严重的国家之一，全国所有的城市中目前大约一半的城市缺水，水污染的恶化更使水短雪上加霜：我国江河湖泊普遍遭受污染，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化；90％的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60％～70％是由于水污染造成的；对我国118个大中城市的地下水调查显示，有115个城市地下水受到污染，其中重度污染约占40％。专家指出，水污染加剧了水资源的短缺，直接威胁着饮用水的安全和人民群众的健康，影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1．5％～3％，水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。印染行业是工业废水排放大户，全国排放量为300－400万m／d，因此，是污染负荷较大的行业之一。因此，印染废水的治理已成为迫在眉睫的事情。印染废水的特征可概括为：有机物浓度中等、成分复杂、可生化性较差、色度深、碱性大、pH值高、水质变化大。本人毕业论文题目为“某印染厂废水处理工艺设计”，围绕这一课题本人通过查阅相关资料，在学习和研究的基础上对这一课题有了更深的认识。二．目前印染废水处理现状1.生物处理法生物处理法主要包括好氧法和厌氧法。目前国内主要采用好氧法进行印染废水处理。好氧法又分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥既能分解大量的有机物质，又能去除部分色度，还可以微调pH，运转效率高且费用低，出水水质较好，适合处理有机物含量较高的印染废水；生物膜法对印染废水的脱色作用较活性污泥法高。但是生物法存在着三个自身无法解决的问题：①剩余污泥的处里费用较高；②单一运用生物法己不能满足实际运用的需委；③有时需要在其前端加一道提高废水可生化性的预处理，提高了投资及运行成本。单一的好氧生物处理只能去除废水中的部分易降解的有机物，色度I、HJ题无法解决。为r降低消耗及去除废水中较难降解的有机污染物，出现了厌氧-好氧新型处理工艺和生物强化技术。厌氧．好氧法可先由厌氧过程中的产酸阶段，去除部分较易降解的有机污染物，将较难降解的大分子有机物分解为较简单的小分子有机物，再通过好氧生物处理过程进一步去除。厌氧．好氧法处理难生化降解的印染废水具有除污染效率高、运行稳定和较强的耐冲击负荷能力等特点。有研究报道，采用厌氧．好氧工艺处理印染废水，在进水CODcr为1085mg／L，为315mg／L的情况下，二者的去除率分别可达83．9％和76．245 ％，再经硫化床自然氧化和混凝沉淀处理，去除悬浮物，排水可达排放标准。由于传统的生物方法对色度的去除不够理想，国内外许多学者致力于培育或改良高降解活性菌种用于印染废水处理，产生了生物强化技术。其机理为向废水处理系统中投加自然界中的优势菌种或通过基因组合技术产生的高效菌种，增强生物量，强化生物量的反应，以去除某一种或某一类有害物质为目的。目前，生物强化技术最普遍的应用方式是直接投加对目标污染物具有特效降解能力的微生物。2.电化学法电化学法具有设备小、占地少、运行管理简单、去除率高和脱色好等优点，但是沉淀生成量及电极材料消耗量较大，运行费用较高。传统的电化学法可分为电絮凝法、电气浮法、电氧化法以及微电解、电解内法等。国外许多研究者从研制高电催化活性电极材料着手，对有机物电催化影响因素和氧化机理进行了较系统的理论研究和初步的应用研究，国内在这一领域的研究还刚刚起步。电化学水处理技术是指在外加电场的作用下，在特定的电化学反应器内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，产生大量的自由基，利用自由基的强氧化性对废水中的污染物进行降解的过程。电化学方法具有易于控制、无污染或少污染、高度灵活性和经济性等特点。近年来，电化学水处理技术在环境污染治理方面越来越受到人们的重视，特别是在废水。用生物难降解有机物去除方面，水处理工作者进于了大量研究，并对其电化学降解过程提出了多种机理。电化学技术从方法和原理上可以分为电沉积法、电化学氧化法、电化学还原法、电凝聚法、电吸附法和电渗析法等。电化学在处理废水领域具有广泛的潜力，该技术作为一种“清洁技术”，尽管在国内外都有了很大的发展，而且其中不少已达到工业化水平，但还在不断发展中。由于电化学过程比较复杂．其中产生的HO·缺少必要的跟踪监测手段，大多数反应机理缺乏活性物种的鉴定，对污染物去除机理和反应途径尚停留在设想、推理阶段，缺乏有效的实验基础，因此加强新型电化学机理的创新，使电化学处理方法发生质的飞跃，如三维向多维发展。用固体电解质代替液体电解质，突破传统电化学桂式，开发更具实用、高效率的电化学技术加强电化学技术与其它物理、化学、生物等领域之间的结合，如把电化学与声，光，磁技术相结合，拓宽电化学应用领域，使之更加广泛应用于工业废水处理。其次是电极材料消耗过多，反应物浓度不高时，处理时间长，电流效率低。因此在电极的结构材料、新型电极、新型电化学反应器等方面有待于进一步研究提高。随着对电极表面电化学反应历程、反应动力学、热力学研究的日益深人，网状电极材料、金属化导电聚合物材料等新电极材料，多孔电极、填充床电极、流化床电极等新型电极，强制对流电化学反应器的设计和研究会使电化学技术在环境保护领域中发挥更大的作用。总之，电化学水处理技术对有机物有特殊的降解能力，具有非常广阔的应用前景，在环境保护中占有重要的位置。随着电化学理论的不断完善和实验室研究的不断深入，电化学技术在废水处理领域的应用必将更加广阔3.膜生物反应器（MBR）45 膜生物反应器(MBR)是将膜分离技术与生物处理工艺相结合而开发出的一种新型高效的污水处理与污水资源化工艺。印染废水中含染料等多种难生物降解的有机物，因此应用MBR工艺处理此种废水时膜污染比较严重。MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。膜-生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜-生物反应器实际上是三类反应器的总称：①曝气膜-生物反应器(AerationMembraneBioreactor,AMBR)；②萃取膜-生物反应器（ExtractiveMembraneBioreactor,EMBR）；③固液分离型膜-生物反应器（Solid/LiquidSeparationMembraneBioreactor,SLSMBR,简称MBR）。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点:1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。　　2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,运行控制灵活稳定。　　3、由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。　　4、利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。　　5、由于泥龄可以非常长,从而大大提高难降解有机物的降解效率。　　6、反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量极低,由于泥龄可无限长,理论上可实现零污泥排放。7、系统实现PLC控制,操作管理方便膜-生物反应器也存在一些不足。主要表现在以下几个方面：  1膜造价高，使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺； 2膜污染容易出现，给操作管理带来不便； 3能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。三．未来印染废水处理展望45 1.光化学氧化法光化学氧化法由于其反应条件温和(常温、常压)、氧化能力强和速度快等优点。光化学氧化可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化四种。目前研究和应用较多的是光催化氧化法。光催化氧化技术能有效地破坏许多结构稳定的生物难降解的有机污染物，具有节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为等简单无机物。但是光催化氧化方法对高浓度废水效果不太理想。关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。其中，化学性质稳定、难溶无毒、成本低，是理想的光催化剂。传统的粉末型光催化剂由于存在分离困难和不适合流动体系等缺点，难以在实际中应用。近年来，光催化剂的搀杂化、改性化成为研究的热点。膜分离技术处理印染废水是通过对废水中的污染物的分离、浓缩、回收而达到废水处理目的。具有不产生二次污染、能耗低、可循环使用、废水可直接回用等特点。膜分离技术虽然具有如此多的优点，但也存在着尚待解决的问题，如膜污染、膜通量、膜清洗、以及膜材质的抗酸碱、耐腐蚀性等问题，所以，现阶段运用单一的膜分离技术处理印染废水，回收纯净染料，还存在着技术经济等一系列问题。现在膜处理技术主要有超滤膜，纳米滤膜和反渗透膜。当前关于膜分离技术的研究主要集中在其与其他处理技术的结合方面，形成了废水深度处理及回收利用极有前途的物理化学处理新技术。2.超声波技术利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物。它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点子一身，降解条件温和、降解速度快、适用范围广，可以单独或与其它水处理技术联合使用。该方法的原理是废水经调节池加入选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定的震荡频率的激烈震荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝，废水中色度、c0D、苯胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。目前超声技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。3．电化学氧化电化学氧化是通过阳极(-一般是惰性阳极)反应生成的氧化基团降解水中的有机物。由于该技术能有效地破坏难生物降解有机物的稳定结构，使污染物彻底降解，因此已成为现代高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses)研究领域的一个热点。印染废水水质复杂多变、色度高且含有大毋难生物降解的有机污染物(染料、浆料和助剂)，因此其电化学氧化过程十分复杂，电化学氧化的反应机理也会有所不同悯。一般地，用电化学氧化法降解废水中的有机物，可分为在阳极表面及附近的直接氧化和远离电极表面的间接氧化两种，处理过程和效果受阳极材料的影响很大。首先溶液中的H：0或OH一在阳极上放电并形成吸附的羟基自由基MOx(·OH)，吸附态的羟基自由基与有机物发生电化学反应，主要有脱氧、亲电加成等，可使有机物逐步降解直至完全矿化.反应过程如下：45 如果吸附态羟基自由基能与氧化物阳极发生氧化反应，氧从羟基自由基上迅速转移到氧化物阳极上，形成高价的氧化物。则与有机物发生选择性的氧化反应。四．总结就目前来讲，我国印染企业多属于中小型企业。由于基金，技术等方面的因素，印染废水处理设备落后，单位印染物耗水量大，废水排放量大，所采用的处理技术也较为落后传统。印染废水本身特点决定了它对环境，人体的危害性。依照当前的生化处理技术，其生化系统设备多，占地面积大，工艺控制条件较为复杂，加之处理效果不佳。随着环保法律法规对废水排放标准更加严格，传统印染废水处理难以满足排放标准。因此新技术的研发与利用会得到重视，特别是在发达国家。纵观我们国家，特别是在工业建设方面取得了巨大成就，目前正处于产业调整期。我国大部分水体都受到不同程度的污染。为了避免水体进一步的恶化，我们该严格监控废水排放情况。另外，我们更该改革，创新废水处理技术，提高废水处理效果，效率。其中，超声波辅助光催化降解、超声协同电化学等技术均有研究报道，且处理效果良好，具有可观的应用前景。五．参考文献（1）吴李全，印染废水处理工艺，广东化工，2010,37（8）（2）王辉，张胡，李朗晨，印染废水处理技术现状及发展趋势，现代商贸工业，2009,21〔3〕张雷，好氧生化法处理印染废水工程调试，水处理技术，2009(12)〔4〕超声电化学与超声光催化分段处理印染废水〔5〕胡维超.印染废水的酸化水解-电解絮凝-MBR处理工艺[J].印染，2006，32(13)：27-30〔6〕仝攀瑞，朱振亚，王琼瑶.MBR处理印染废水的膜污染及清洗研究[J].中国给水排水，2006，22(5)：96-108.〔7〕陈超宇，印染废水双膜法（CMF-RO）深度处理及回用研究[M]开题报告45 某印染厂废水处理工艺一、选题的背景、意义印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水。主要包括：预处理阶段(如烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光)排放的退浆、煮练、漂白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂洗废水；整理阶段排放的整理废水[1]。印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异，导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复杂。随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用，难降解有毒有机成分的含量也越来越多，有些甚至是致癌、致突变、致畸变的有机物，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大。总体而言，印染废水的特点是成分复杂、有机物含量高、色度深化学需氧量(COD)高，而生化需氧量(BOD5)相对较低，可生化性差，排放量大[2]。印染废水处理的目的就是为了除去废水中的各种有害物质，防止环境污染，使水能够重新利用！所以说印染废水处理大意义：水是一种易受污染而可以再生的自然资源。随着人口的不断增长和经济发展，加之水污染的日益严重，可利用的水资源数量日益短缺，造成水危机。根据水工业的观点，给水和排水分别是人类向自然界取用和归还可再生资源“水”的两个程序，为了使这个循环能够持续地为人类服务，水在使用后回归自然界前，必须进行废水的再生处理，使水质达到自然界自净能力的承受水平，恢复其作为自然资源的属性。对可持续发展战略的实施有着极为现实的意义。水资源是不可再生资源，我们不仅要节约用水，保护自然生态环境，坚持可持续发展，并且要处理好废水，不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境，把坚持科学发展观应用到实际环境保护中，给人类营造一个健康绿色的生态圈。二、相关研究的最新成果及动态目前印染废水研究最新成果有：1.光化学氧化法：光化学氧化法具有反应条件温和（常温、常压）、氧化能力强和速度快等优点。光化学氧化可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化4种。光分解原理是污染物分子吸收光子（主要是波长<300nm45 紫外光）获得能量后分子化学键断裂，使有机污染物分解。光敏化氧化是通过加入敏化剂，利用光（可以是可见光）诱发产生单线态氧或超氧负离子，从而可将许多难降解物去除，该法在利用太阳能方面的前景广阔。光激发氧化是在紫外光的激发下使O3、H2O2、O2等氧化剂分解产生氧化能力极强的自由基HO·、H·和O·等氧化分解污染物。催化氧化则是利用一种氧化物半导体发光激发产生电子/空穴对，空穴与水相作用形成HO·，从而氧化有色污染物。在上述4种方法中目前研究和应用较多的是光催化氧化法。如美国佛罗里达大学的Tang教授用UV/TiO2光催化氧化法对水溶液中的染料进行了脱色实验，取得了很好的脱色效果[3]。岳林海等研究了半导体复合体体系的ZnO-CuO-H2O2-avi对水溶性染料活性艳红X-3B等6种有机物的光催化降解处理，得到了较高的脱色效果与COD去除率[4]。由于光催化氧化效率较高，无二次污染，是一种很有发展前途的脱色方法。其中，目前研究和应用较多的是光催化氧化法。该技术能有效地破坏许多结构稳定、生物难降解的有机污染物，与传统的水处理技术中的以污染物的分离、浓缩以及相转移为主的物理方法相比，具有明显的节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下都可以完全氧化为CO2,H2O等简单无机物。但是光催化氧化方法对高浓度废水处理效果不太理想。关于光催化氧化降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。TiO2化学性质稳定、难溶、无毒、成本低，是理想的光催化剂。近年来，TiO2光催化剂的掺杂化、改性化成为研究的热点。孙柳[5]等研究了镧掺杂TiO2光催化降解酸性红B的性能，降解率可达92.9％。与纯TiO2相比，光催化剂显示出良好的太阳光催化活性。吴树新等[6]研究了在复合半导体基础上，采用超声浸渍法对催化剂表面作进一步的铜改性，制备了铜锡改性的纳米二氧化钛光催化CuOx－SnO2/TiO2，考察了表面铜改性、二氧化锡复合对催化剂光催化氧化还原性能的影响，研究结果表明，表面铜改性和复合都有利于提高催化剂光催化氧化还原能力，二者间表现出相互增强的作用。孙剑辉等[7]研究了掺杂纳米TiO2对难降解废水处的应用，并进一步分析了该研究领域所存在的问题，为今后光催化技术的发展方向提出展望，如寻求新的掺杂离子、研制掺杂负载型纳米光催化剂和加强降解机理研究等。2.超声波技术45 利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物。它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，降解条件温和，降解速度快，适用范围广，可以单独或与其他水处理技术联合使用。该方法的原理是废水经调节池加入选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定振荡频率的激烈振荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝，废水中色度、COD,胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。目前，超声波技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。Ge.J等[8]研究认为，超声波的引人能够有效加快染料的脱色和矿化速率，OkitsuK等[9]研究了超声波对偶氮染料的降解。3高能物理法高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用，产生反应能力极强的物质HO·自由基和H原子，与有机物质发生作用而使其分解。高能物理法处理印染废水具有设备占地小，有机物的去除率高，操作简单。但用来产生高能粒子的装置昂贵，技术要求高，能耗大、能量利用率不高等特点。若要真正投入实际运行，还需进行大量的研究工作。4超效离子浅层气浮技术该技术具有独特的溶气装置，能在短短几秒钟内将20%以上的空气溶入动力水中，加上独特的“均衡消能装置”所释放的直径约5μm左右的微气泡，它比常规气浮的气泡小了近10倍，因而它所得到的气泡数也是常规气浮的数千倍，气泡表面积也多了数百倍[10]。通过微气泡的占容，粘附，碰撞，并聚增大，使颗粒比重大大降低而升浮到液体表面，轻易地实现固液分离，使污水中大量的悬浮无机物、有机物、半溶性的胶体、准胶体、纤维、半纤维的为微生物难以分解的粒子在此得到很好的去除，同时使污水中的BOD与COD比值提高两倍左右，可生化性大大提高。目前无锡沪东麦斯特就生产了这种CQJ超效离子浅层气浮机，并开始实施此技术。三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标课题研究内容：某印染废水厂日排放生产、生活污水1500吨，根据大中型印染污水治理实践经验，设计适合该厂印染废水处理工艺45 （1）日处理水量：2000吨（2）进水水质：印染废水排放情况废水排放种类排放量(m3/d)pHSS(mg/l)CODCr(mg/l)水温℃备　　注高浓度碱减量废水25～3013.5126045单独处理高温印染废水307///75经热交换后到废水处理站碱减量水洗废水60～8012.848029.6/经水膜除尘后到废水处理站印花废水1007.5290560/进入废水处理站染色一般废水147011.3100546/进入废水处理站生活废水215////进入废水处理站合　计217011.48979035 （3）处理后出水必须达到《GB8978-96》污水综合排放的一级标准：CODcr(mg/l)BOD(mg/l)色度（倍）SS(mg/l)NH3-N(mg/l)PH100404070156-9（4）国家污水综合排放标准（GB8978-1996）（5）《纺织染整工业污染物排放标准》（GB4287-92）（6）《室外排水设计规范》（GBJ14-1997）（7）《给排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）附图：（1）选用工艺流程流程图（2）高程图（3）反应池图纸（4）平面图技术选择及工艺流程：45 工艺流程说明　车间排放的废水流经格栅，去除一些较大的纤维和颗粒物后，进入调节池。在调节池停留一定的时间，匀质匀量后，进人水解酸化池进行厌氧水解反应。其处理机理是通过控制水力停留时间，利用厌氧发酵的水解和酸化反应阶段,将不溶性有机物降解为溶解性物质，同时在产酸菌的协同下，将大分子、难生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，为后续生化处理创造条件。此后，废水进入生物接触氧化塔,进行生化处理。生化处理后的废水直接进入气浮池，进行气浮处理。气浮采用加压全溶气浮法，通过在气浮池中添加高分子絮凝剂，使其与有害物质反应,凝聚成微小颗粒。同时，在废水中溶入充足空气，骤然降压释放，使其产生均匀的微细气泡，并与反应后的微小颗粒相粘附，形成密度小于1的固体而上浮，实现固液分离。气浮出水进入氧化池，进行脱色处理。经过生化和气浮工艺处理后pH值、CODcr、BOD、SS指标一般能达到排放标准，但是色度有超标现象。向氧化池投加NaClO等氧化剂，可确保废水色度达标。产生的污泥在污泥干化场脱水后合理处置。本课题通过查阅相关技术资料，参数参考等完成课题设计目标。难点在于处理印染污水各种设施的设计与计算。四、论文详细工作进度和安排序号各阶段工作内容起止日期备注1熟悉设计课题、查找资料2010.11－2010.12收集资料2撰写开题报告2011.1中旬完成外文翻译45 3进行工艺分析，撰写工艺分析报告,学习并熟练掌握制图程序2011.1中旬－2011.3学习并掌握各工艺需求42011.3－2011.4接受学院的中期检查5撰写论文2011.56参加论文答辩2011.6五、主要参考文献[1]景晓辉，尤克非.印染废水处理技术的研究与进展[J]，东华大学化学化工学院2005[2]单国华，贾丽霞，印染废水处理面临的问题以及技术方面的研究进展[J]，工业水处理，贾丽霞，2006,7.32(7)：58-60[3]WZTang,HAn,Chemosphere,1995,31(9):4157-4170[4]岳林海，樊邦棠环境污染与防治，1994，,16（4）：2-5[5]孙柳，王鹏.镧掺杂TiO2光催化降解酸性红B的研究[J]，染整技术，2006，28:27－30.[6]吴树新，尹燕华，马智，等.铜锡改性纳米二氧化钛光催化氧化还原性能的研究［J］.感光科学与光化学，2006，24:366－376.[7]孙剑辉，王晓蕾.掺杂纳米TiO2在难降解废水处理中的研究进展［J］.工业水处理，2006，26(5):1－4.[8]GeJ，QuJ.UltrasonicIrradiationEnhancedDegradationofAzodyeonMnO2［J］.AppliedCatalysisB:Environmental，2004，47(2):133－140.[9]OkitsuK，LwasakiK，YobikoY，eta1.SonochemicalDegradationofAzoDyesinAqueousSolution:ANewHeterogeneousKineticsModelTakingintoAccountthe[10]杨书铭,黄长盾等纺织印染工业废水治理技术[J],化学工业出版社200245'