环境工程专业--7000吨天印染废水处理工艺设计(编辑修改稿)

环境工程专业--7000吨天印染废水处理工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

1） CODCr 800~1200 1000 ≤90 BOD5 240~360 300 ≤20 SS 300~600 450 ≤60 色度（度） 600~1000 800 ≤40 pH 8~12 8~12 6~9 2 设计 依据 《 中华人民共和国环境保护法 》 ； 《中华人民共和国污水综合排放标准》（ GB8978— 1996） 《 广东省地方标准 水污染物排放限值》 (DB44/262020)第二时段中的一级标准； 《 室外排水设计规范 》 (GBJ14－ 87)； 《水处理工程》、《环境 工程设计手册》； 《 纺织染整工业水污染物排放标准 》 )。 设计原则 认真惯彻执行国家关于环境保护的方针政策，遵守国家有关法规、规范、标准 ； 根据污水水质和处理要求，合理选择工艺路线，要求处理技术先进，处理出水水质达标排放。 运行稳定、可靠。 在满足处理要求的前提下，尽量减少占地和投资 ； 设备选型要综合考虑性能、价格因素，设备要求高效节能，噪音低，运行可靠，维护管理简便 ； 废水处理站平面和高程布置要求紧凑、合理、美观，实现功能分区，方便运行管理 ； 3 2 处理工艺 的 选择及说明 印染废水的来源和特征 印染废水是指纺织物在染色或印花过程中产生的染色残液、漂洗水以及前处理 (如 :洗毛、丝麻脱胶、退浆等 ) 、后处理产生的混合废水 ,它是含有一定量有害物质和色度的有机废水。 由于市场竞争机制日趋完善 ,参与国际竞争日益增加 ,迫使原来生产品种较单一、生产量大的 印染 企业转向生产小批量多品种的产品 ,使废水水质范围扩大、脱色效果不明显、废水治理难度加大。 在治理工程设计过程中 ,详细掌握生产工艺、废水来源、水质 ,通过试验研究确定合适的处理工艺和设计参数 ,是设计出合理印染废水处理方案的关键。 印染废水的水 质采用的纤维种类，染料和浆料的不同而水质变化很大。 一般印染废水 pH 值为 6～ 10， CODcr 为 400～ 1000mg/L， BOD5为 100～ 400mg/L,SS 为 100～200mg/L,色度为 100～ 400 倍。 印染废水来源于印染过程的各生产工序，主要有退浆废水、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 [1,4]。 退浆废水 退浆废水一般占总废水量的 15%左右，污染物总量约占总量的 一半，水量虽较小，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， BOD5/COD约 ～，可生化性较好。 上浆以聚乙烯醇（ PVA）为主的退浆废水， BOD5/COD约 ～。 煮炼废水 为保证漂白和染整的加工质量，要将纤维中的棉蜡、油脂、果胶类含氮化合物等杂质去除。 煮炼一般用烧碱、肥皂、表面活性剂等水溶剂，在 120℃ 、 pH值约 10～ 13 的条件下对棉纤维进行煮炼。 煮炼废水的水量大，污染物浓度高， BOD和 COD的平均值高达数千毫克每升，其中主要含有纤维素、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。 漂白废水 水量大，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。 丝光废水 4 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。 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。 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。 整理废水 水量较小，其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。 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 [1,4]。 废水处理研究现状 对于印染废水，采用生物处理方法具有较好的效果。 只要供给其一定量空气，废水中的有机物作为微生物的营养物，将被不断吸附、氧化、分解，经过沉淀分离，从而达到不断去除污染物的目的。 早在 20世纪 70年代，兴建的这类废水处理工程，主要以好氧生物处理为主，但是随着化学工业的发展，纺织工艺的织物已由天然纤维发展到大量使用人造纤维，造成所用的染料品种越来越多，也越来越不容易被生物降解。 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，但由于他们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有 20%～ 30%。 针对印染行业废水处理难度的增加，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业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养－好氧生物处理工艺、高效脱色菌和 PVA降解菌的 5 筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等 [2]。 主要的处理工艺 废水处理的基本方法 印染废水处理的物理法－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。 ，活性炭的吸附率、 BOD去除率、 COD去除率分别达 93%、 92%和 63%，活性炭吸附能力可达到 500mgCOD/g炭，污水如先曝气，则会加快吸附速率。 但若废水 BOD5＞ 200mg/L，则采用这种方法是不经济的。 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 pH＝ 12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 [3]。 印染废水的化学处理法 （ 1） 混凝法 主要有混疑沉淀法和混疑气浮法，所采用的混疑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，国外采用高分子混疑剂者日益增加，且有取代无机混疑剂之势，但在国内因价格原因，使用高分子混疑剂者还不多见。 据报道，弱阴离子性高分子混疑剂使用范围最广，若与硫酸铝合用，则可发挥更好的效果。 混疑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。 （ 2） 氧化法 6 臭氧氧化法在国外应用较多， 式。 研究表明，臭氧用量为 ，淡褐色染料废水脱色率达 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，可减臭氧用量 %。 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。 （ 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 [2]。 印染废水的生物处理法 20世纪 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，所在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 2020～3000mg/L，而且 B/C也由原来的 ～ ，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， 了改造，在罐内 7 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 HRT为 ～ ， COD去除率 74%～ 82%，脱色率分别为：黑色 51%、紫色 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。 印染废水 的组合处理法 随着人们对环境质量要求越来越高，印染废水排放标准也越来越严，对于高、中难度处理印染废水，单独的生化或物化处理都难以达到排放要求根据国家印染行业废水污染防治技术政策，印染废水治理宜采用生物处理技术和物理化学处理技术相结合的综合治理路线，不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。 这样既保留了物化除色、前处理去除部分污染物降低生化负荷、去除生化剩余污染物的特点，又充分发挥生化处理技术可降解大量有机污染物和一定除色功效的特点 [1,2]。 影响工艺流程选择的因素 污水处理工艺流程 的选择，一般要考虑以下因素： 废水处理程度 这是废水处理工艺流程选择的主要依据，而废水处理程度又取决于废水的水质特征、处理后水的去向。 废水的水质特征，表现为废水中所含污染物的种类、形态及浓度，它直接影响废水处理的程度及工艺流程。 各种受纳水体对处理水的排放要求各不相同，由各种水质的标准规定，它决定了废水处理厂对废水的处理程度。 建设及运行费用 考虑建设与运行费用时，应以处理水达到水质标准为前提。 在此前提下，工程建设及运行费用低的工艺流程应得到重视。 此外，减少占地面积也是降低建设费用的重要措施。 工 程施工难易程度 工程施工的难易程度也是选择工艺流程的影响因素之一。 如地下水位高，地质条件差的地方，就不宜选用深度大、施工难度高的构筑物。 当地的自然条件和社会条件 8 当地的地形、气候等自然条件对废水处理流程的选择具有一定的影响。 如当地气候很冷，则应采用在采取适当的技术措施后，在低温季节也能正常运行，并保证取得达标水质的工艺。 废水水量 除水质外，废水的水量也是影响因素之一。 对于水量、水质变化大的废水，应选择耐冲击负荷强的工艺，或考虑设立池等缓冲设施以减少不利影响。 综上所述， 污水处理工艺流程的选定是一 项比较复杂的系统工程，必须对上述各项因素加以综合考虑，进行多种方案的经济技术比较，必要时应当进行深入的调查研究和试验研究工作，这样才有可能选定技术可行、先进，经济合理的污水处理流程 [2]。 选择的工艺 确定工艺 根据该企业的印染废水水质的特征具有流量大，复杂难降解的大分子有机物浓度高，悬浮物、色度也比较高等特点，且排放标准要求高等方面来考虑 ， 本印染废水处理项目设计采用混凝沉淀 +水解酸化 +接触氧化的工艺。 该印染废水通过混凝反应去除大量的悬浮物和色度，然后进入水解酸化池，废水中的难降解的大分子 有机物被分解，再进入接触氧化池，经充足的曝气，由好氧微生物将废水中的有机物降解至既定的浓度，再经沉淀池的。