印染廢水畢業設計

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C. 設計一種紡織印染廢水處理的工藝流程,要求畫出工藝流程圖

1 印染廢水的產生及特點
印染廢水復雜，污染物成分差異性大，很難歸類，要污染指標 COD 高，BOD和 COD的比值一般在 0.25 左右，可生化性較差，色度高，混合水中顯色分子離子微粒大小重量各異性大，脫色難，水質水量波動大等特點。
2.污水處理工藝
3 工藝流程
印染廢水---格柵---調節池---水解酸化池---生物接觸氧化池---沉澱池---混凝沉澱池
4 主要構築物
1） 格柵
格柵是一組平行的金屬柵條或篩網組成，安裝在污水管道、泵房、集水井的進口處或處理廠的端部，用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕後續處理構築物的處理負荷[1]。
截留污物的清除方法有兩種，即人工清除和機械清除。大型污水處理廠截污量大，為減輕勞動強度，一般應用機械清除截留物。小型污水處理廠和污水處理站截污量小，一般可採用人工清除截留物。
2） 調節池
所有進入廢水處理系統的廢水，其水量和水質隨時都可能發生變化，這對廢水處理構築物的正常運轉非常不利。水量和水質的波動越大，處理效果就越不穩定，甚至會使廢水處理工藝過程遭受嚴重破壞。為減少水量和水質變動對廢水處理工藝過程的影響，在廢水處理系統之前宜設置調節池，以資均和水質、存盈補缺，使後續處理構築物在運行期間內能得到均衡的進水量和穩定的水質，並達到理想的處理效果。
主要起均衡水量作用的調節池稱為均量池，主要起均和水質作用的調節池稱為均質池，既可均量又可均質的調節池稱為均化池。
（1）設計調節池時應考慮的問題：
①調節池的幾何形伏宜為方形或圓形，以利形成完全混合狀態。長形池宜設多個進口和出口。
②調節池中應設沖洗裝置、溢流裝置、排除漂浮物和泡沫的裝置，以及灑水消飽裝置。
③為使在線調節池運行良好，宜設混合和曝氣建置。混合所需的功率約為0.004 ～0.008 kW/m3池容。所需曝氣量約為0.01～0.015m3空氣／（ min·m2之池表面積）。
④調節池出口宜設測流裝置，以監控所調節的流量。提升泵可設於調節池的前面或後面。
由於該廠廢水的水質和水量變化均比較大，所以採用矩形均化池，兩邊進水中間出水。
（2） 污水泵房
污水處理廠的運行費用大部分來自於電能，其中40%的電能為水泵消耗，所以，確定合理的水泵及泵站具污水處理廠的關鍵所在。
泵站形式的選擇取決於水力條件和工程造價，其他考慮因素還有：泵站規模大小、泵站的性質、水文地質條件、地形地物、挖渠及施工方案、管理水平、環境性質要求、選用水泵的形式及能否就地取材等。
污水泵站的主要形式：
①合建式矩形泵站，裝設立式泵，自灌式工作台，水泵數為4台或更多時，採用矩形，機器間、機組管道和附屬設備布置方便，啟動簡單，佔地面積大；
②合建式圓形泵站，裝設立式泵，自灌式工作台，水泵數不超過4台，圓形結構水力條件好，便於沉井施工法，可降低工程造價，水泵啟動方便。
③對於自灌式泵房，採用自灌式水泵，葉輪（泵軸）低於集水池最低水位，在最高、中間和最低水位都能直接啟動，其優點為啟動及時可靠，不需引水輔助設備，操作簡單。
④非自灌式泵房，泵軸高於集水池最高水位，不能直接啟動，由於污水泵水管不得設低閥，故需設引水設備。但管理人員必須能熟練的掌握水泵的啟動程序。
由以上可知，本設計因水量較小，並考慮到造價、自動化控制等因素，以及施工的方便與否，採用自灌式半地下式圓形泵房。
3） 水解酸化池
水解池一般可採用矩形或圓形結構。對於圓形反應器，在同樣的面積下其周長比正方形的少12%，但是圓形反應器的這一優點僅僅在採用單個池子時才成立。當建立兩個或兩個以上反應器時，矩形反應器可以採用公用壁。對於採用公共壁的矩形反映器，池型的長寬比對造價也有較大的影響，因此如果不考慮地形和其他因素，這是一個在設計中需要優化的參數。水解池依據水力停留時間進行設計時，反應器體積可根據停留時間計算。
（1）反應器的高度
選擇適當高度的原則應從運行上的要求和經濟方面綜合考慮。從運行上選擇反應器的高度要考慮如下影響因素：
①高流速增加系統擾動，因此增加污泥與進水有機物之間的接觸；
②過高的流速會引起污泥流失，為保持足夠多的污泥，上升流速不能超過一定的限值，從而反應器的高度也就會受到限制；
③土方工程隨池深（或深度）增加而增加，但佔地面積則相反；
④高程選擇應該使得污水（或出水）可以不用提升或降低提升高度；
⑤考慮氣候和地形條件，池子建造在半地下可減少建築費用和保溫費用；
⑥反應器的經濟高度（深度）一般是在4-6m之間，在大多數情況下這也是系統最優的運行圍。
（2）.反應器的面積和反應器的長、寬度
高度確定後，可以計算出反應器的截面積。
在確定反應器的容積和高度後，對矩形池必須確定反應器的長和寬。
在反應器面積一定的條件下，正方形池周長比矩形池小，從而矩形反應器需更多的建築材料；從布水均勻性和經濟性考慮，單個矩形池的長/寬比在2：1以下較為合適。長/寬比在4：1時費用增加十分顯著；採用公用壁的（或多組）矩形池，池的長寬比對造價有較大的影響，但是影響因素相應增加，這是一個在設計中需要優化的參數。從目前的實踐看，反應器的寬度<10m（單池）是成功的。反應器長度在採用管道或管道布水時不受限制。
（3）.反應器的升流速度
① 反應器的高度與上升流速（v）之間的關系表示如下：
v=Q/A=V/（HRT·A）=H/HRT
式中V、A表示反應器的容積和截面積。
②水解反應器的上升流速v=0.5-1.8m/h
③最大上升流速在持續時間超過3h的情況下vmax≤1.8m/h
（4）.反應器的分格
採用分格的反應器對運行操作和管理是有益的。首先分格的反應器的單元尺寸減小，可避免單體過大帶來的布水均勻性問題；同時多池有利於維護和檢修，可放空一池進行檢修而不影響整個廠的運行。
（5）.反應器的配水系統
水解池良好運行的重要條件之一是保障污泥和廢水之間的充分接觸，因此系統底部的布水系統應該盡可能地均勻。水解反應器進水管的數量是一個關鍵的設計參數，為了使反應器底部進水均勻，有必要採用將進水均勻分配到多個進水點的分配裝置。一個進水點服務的最大面積是應該進行深入研究的問題。
適當設計的進水分配系統對於一個運轉良好的水解系統是至關重要的。水解池進水系統有多種形式，進水系統兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個功能的實現，需要滿足如下原則[2]：
①確保各單位面積的進水量基本相同，以防止短路等現象發生；
②盡可能滿足水力攪拌的需要，保證進水有機物與污泥迅速混合；
③很容易觀察到進水管的堵塞狀況；
④當發現的色後，很容易被清除。
⑤管道設計
採用穿孔管布水器（一管多孔或分枝狀）時，不宜採用大阻力配水系統，需考慮設反沖洗裝置，採用停水分池分段反沖。用液體反沖時，壓力為100-200kPa，流量為正常進水量的3-5倍；用氣反沖時，反沖壓力大於100kPa，氣水比（5-10）：1。
5） 生物接觸氧化池
淹沒式生物濾池亦名生物接觸氧化池，它相當子在曝氣池中填裝了填料，也相當於生物濾池浸沒於污水中工作。它具有容積負荷高，停留時間短，有機物去除效果好，運行管理簡單和佔地面積小等優點。它可以用於二級生物處理，也可用於三級生物處理；可以在好氧條件下去除有機物，也可在厭氧條件下脫氮。其最大隱患是填料的堵塞，要恰當設計才能避免。
淹沒式生物濾池有鼓風曝氣式和表面曝氣式兩種形式。後者氣液沖刷力小，污水濃度高時往往引起填料堵塞，所以適於處理BOD5在100mg/L以下的低濃度污水。而鼓風曝氣式則為一般常用的形式。
淹沒式生物濾池的填料有所謂硬性的、軟性的和半軟性的等多種形式，其中以蜂窩型硬性填料應用較多。
（1）特點：
①處理效率較高。作為生物膜法的生物接觸氧化法不僅兼有活性污泥的特點，而且起單位體積生物的數量比活性污泥法多，生物活性高；此外，底物和產物的傳質速度快。因而處理效率高，縮小了處理池容積和佔地，節省了基建費用。
②工藝適用范圍廣泛。無論是污染物的濃度高或濃度低，生物接觸氧化法都能適應。尤其是對微污染的飲用水水源，生物接觸氧化法能有效地去除水中的氨氮和微量有機物，而活性污泥法缺愛莫能助。
③沒有污泥膨脹和污泥迴流，管理簡便。由於我國廢水處理特別是工業廢水處理領域中的操作技術水平、管理水平都有待於提高，所以，運轉管理條件往往是影響處理方法選擇的重要因素。而操作比較簡單的生物接觸氧化法正是人們樂意接收的方法之一。
④耐沖擊，適應性較強。由於在填料上生長著大量的微生物膜，對負荷的變化適應性較強，尤其是採用多級或多段的工藝流程，可保障有穩定的出水水質。同時，在間隙運行的條件之下，仍有一定的效果。因此，這對於排水不均或者生產不穩定的工業企業以及電力供應尚不充分的地區更具有實用意義。
⑤掛膜簡單，啟動快。一般地，配製好的氧化池混合液只需經2～3d曝氣就可以掛膜，再經20d左右的馴化和培養便可以達到正常運行能力，即使在運行中斷後，只需很短幾天就能回復到正常處理效果。
⑥節能效果明顯。尤其在城市廢水處理中，廢水處理電耗是常規活性污泥法的1/5。
⑦污泥產量少，如與水解工藝合理組合，或將污泥單獨水解後迴流到氧化池中，有實現污泥少排放或零排放的可能。
（2）.缺點：
①填料上生物膜實際數量隨BOD負荷而變。BOD負荷高，則生物膜數量多；反之亦然。因此不能像活性污泥法那樣，通過污泥迴流量和迴流點的變化來靈活地調節生物量和裝置的效能；但如果與活性污泥法聯合，形成復合反應器，有可能彌補此缺陷。
②生物膜量隨負荷增加而增加，負荷過高，則生物膜過厚，在某些填料中易於堵塞。所以，在某些多孔填料中，必須要有負荷允許的上限和必要的防堵塞沖洗措施。
③由於填料設置使氧化池的構造較為復雜，均布曝氣設備的安裝和維護不如活性污泥法來得便。
④填料的性能是生物接觸氧化法工藝的關鍵，同時填料的使用壽命又直接影響到工藝的運行費用。因此，如果填料選用不當，會嚴重影響接觸氧化法工藝的正常使用。
（3）.浸沒式生物濾池設計中常採用如下數據和措施；
①池子個數或分格數不少於2，並按同時並聯工作設計。
②設計污水量按平均日污水量計算。
③填料的容積負荷理應通過試驗確定。當無試驗資料時，對於生活污水及其類似的污水，容積負荷可取1000～1800gBOD5/( m3·d)。
④進水BOD5濃度以100～250mg/L為好。
⑤污水在濾料內的有效接觸時間為1～2h。
⑥填料層總高度一般為3m，對蜂窩填料等為了支持和維修方便、應從下到上分幾段填裝，每段高度lm左右。
⑦為防止堵塞，蜂窩填料的孔徑應不小於25mm。
⑧為保證布水均勻，每格濾池面積一般應不大於25m2。
⑨池中溶解氧含量應維持在2.5～3.5mg/L之間，供氣量與進水量之比為10：1～15：1。
（4）填料
生物接觸氧化池常用填料有硬性填料、彈性填料和軟性填料等三種類型。硬性填料有蜂窩形、球形和波紋板型多種，一般用塑膠或玻璃鋼製成。其優點是比表面積較大，空隙率大（一般都在98%左右），質輕高強．管璧光滑無死角，生物膜易於脫落等。其缺點是價格較高，當設計或運行不當時，填料易於堵塞，尤其是在兩層填料的接合處。因此一般應採取分層充填，上下兩層間留有200～300mm間隙，使水流在層間再次分配，形成橫流和紊流，有助於避免填料堵塞。早期的接觸氧化池多採用蜂窩型填料。
彈性填料是近年來發展起來的一種新型填料，它由彈性絲和中心繩組成。彈性絲由聚丙烯和助劑製成，具有強度高、耐腐蝕、耐老化和壽命長等優點。由彈性絲組成的彈性填料分柱狀型和平板串型兩種，該填料具有比表面積大、孔隙率高、充氧性能好、價格較低等特點。目前國內接觸氧化他採用較多。
軟性翻科由化學纖維，如維綸、睛綸、滌綸和錦綸纖維與中心繩製作面成。纖維絲在水中處於自由漂動狀態。具有不易堵塞和價格低廉的優點。但此種填料容易產生斷絲和結球而形響處理效果。
綜上所述採用兩座一段式生物接觸氧化法，每座分為八格，單格生物池內分三層，每層一米的高度，曝氣採用鼓風曝氣的方式，填料採用蜂窩型玻璃鋼填料。
6） 混凝沉澱法
（1）.混凝沉澱的作用
混凝法是印染廢水處理的一種重要處理方法。用於印染廢水處理，可有效除去水中疏水性染料物質及部分親水性染料物質；作為生物處理的預處理，可大大減輕後續生物處理的壓力；作為生物處理的後處理，可去除水中殘存染料物質，以降低廢水的色度。混凝法可去除多種高分子物質、膠狀有機物、重金屬有毒物質，如汞、鎘和鉛等，以及導致水體富營養化的物質，如磷等可溶性無機物。此外，還可以作為污泥機械脫水前的調質處理，以改善污泥的脫水性能。
印染廢水中含有大量染料、助劑和漿料、洗滌劑和其他化學葯劑，其中染料多數呈膠體狀態，採用混凝法處理效果顯著。
（2）.混凝的原理
壓縮雙電層：所謂壓縮雙電層是指向分散系中投加可產生高價反離子的電解質，通過增大溶液中反離子濃度，降低擴散層厚度，使膠體粒子的ξ電位降低的過程。這種作用特別使用於無機鹽混凝劑提供的簡單離子的情況，如Al3+、Fe3+等。
電性中和：膠粒表面對電性相異的膠粒，離子或臉子狀分子帶異好號電荷的部位的吸附，會中和電位離子所帶電荷，導致靜電斥力減少，電動電位降低，從而使膠體的脫穩和凝聚易於發生
吸附架橋：吸附架橋是指在懸浮液中加入鏈狀高分子化合物，由於其架橋作用而使懸浮液中的膠體粒子脫穩的現象。高分子絮凝劑具有線性結構，可被膠體微粒強烈吸附，在相距較遠的兩顆粒間吸附架橋，使顆粒結大，形成粗頭絮凝體。
沉澱物網捕：向廢水中投加含金屬離子的化學凝聚劑，當葯劑投加量和溶液介質的條件足以使金屬離子迅速生成金屬氫氧化物沉澱或金屬碳酸鹽沉澱時，所生成的難溶分子就會以膠體或細微懸浮物作為晶核形成沉澱物，或是對其產生吸附作用，從而實現對水中膠體和細微懸浮物的網捕。
7） 濃縮池
污泥處理系統產生的污泥，含水率很高，體積很大，輸送、處理或處置都不方便。污泥濃縮可使污泥初步減容，使其體積減小為原來的幾分之一，從而為後續處理或處置帶來方便。首先，經濃縮之後，可使污泥管的管徑減小輸送泵的容最減小。濃縮之後採用消化工藝時，可減小消化池容積，並降低加熱量；濃縮之後直接脫水，可減少脫水機台數，並降低污泥調質所需的絮凝劑投加量。
污泥濃縮使體積減小的原因，是濃縮將污泥顆粒中的一部分水從污泥中分離出來。從微觀看，污泥中所含的水分包括空隙水、毛細水、吸附水和結合水四部分。空隙水系指存在於污泥顆粒之間的一部分游離水，占污泥中總含水量的65% -85%之間；污泥濃縮可將絕大部分空隙水從污泥中分離出來。毛細水系指污泥顆粒之間的毛細管水，約占污泥中總含水量的15%一25%之間濃縮作用不能將毛細水分離，必須採用自然干化或機械脫水進行分離。吸附水系指吸附在污泥顆粒之上的一部分水分，由於污泥段粒小，具有較強的表面吸附能力，因而濃縮或脫水方法均難以使吸附水與污泥顆粒分離。結合水是顆粒內部的化學結合水，只有改變顆粒的內部結構才可能將結合水分離。吸附水和結合水一般占污泥總含水量的10％左右，只有通過高溫加熱或焚燒等方法，才能將這兩部分水分離出來。
污泥濃縮主要有重力濃縮，氣浮濃縮和離心濃縮三種工藝形式。國內目前以重力濃縮為主，但隨著氧化溝、A2/O等污水處理新工藝的不斷增多，氣浮濃縮和離心濃縮將會有較大的發展。事實上，這兩種濃縮方法在國外早已有了非常成熟的運行實踐經驗。
（1）.浮選濃縮池：適用於濃縮活性污泥以及生物濾池等較輕的污泥，並且運行費用較高貯泥能力小。
（2）.重力濃縮池：用於濃縮初沉池污泥和二沉池的剩餘污泥，只用於活性污泥的情況不多。
（3）.離心濃縮：適用於不適合重力濃縮的污泥，由於其靠離心力濃縮，且為封閉結構，故效果較好。但運行成本較高。
綜上所述，本設計採用間歇式重力濃縮池。
8） 污泥脫水
污泥脫水的方法有自然干化、機械脫水及污泥燒干、焚燒等方法。本設計採用機械脫水，採用板框式壓濾機，脫水後的污泥運到垃圾填埋場進行衛生填埋。

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F. 印染廢水處理設計怎麼寫

印染廢水處理的來話，一般源分物理化學處理方法和生物處理方法；
現在我學的是生物處理的，利用（污泥）微生物處理，試驗中用過SBR（序批式污泥處理系統）和生物膜法：
一般過程：
首先是了解該印染廢水的性質，物理化學性質，主要的化合物
然後是篩選合適的微生物，一般對污泥進行多代培養，
最後是利用篩選後的污泥，使用SBR或者生物膜法處理；
這個過程中還要考慮廢水的毒性和溫度，同時考慮是否需要加入某些化學葯劑；