【正文】 畢業(yè)設計（論文）任務書 設計（論文）題目 皮革制品有限公司高檔鞋面革項目 污水處理工程 工藝設計 學 院 名 稱 資 源 與 環(huán) 境 工 程 學 院 專 業(yè) （班 級） 環(huán)境工程 102 班 姓 名 （學 號） 趙掌權 (20204553) 指 導 教 師 周元祥 系（教研 室）負責人 — 1— 一、畢業(yè)設計（論文）的主要內(nèi)容及要求 （任務及背景、工具環(huán)境、成果形式、著重培養(yǎng)的能力） 主要 內(nèi)容 1． 收集制革廢水處理工程資料，了解廢水處理技術現(xiàn)狀情況。 2． 完成該廠污水處理工程工藝設計計算； 3． 按規(guī)范要求繪制各處理單元的工藝設計圖件； 4． 完成該污水工程的概算。 基本要求 1． 通過文獻資料檢索，對制革廢水處理技術的發(fā)展及現(xiàn)狀有較全面的了解。 2． 根據(jù)文獻檢索結果與企業(yè)生產(chǎn)廢水的水質(zhì) 、水量特點，通過比較分析確定處理工藝流程。 3． 完成處理工程各單元的設計計算，并按規(guī)范要求繪制各處理單元的工藝設計圖件； 4． 完成整個工程的概算。 成果形式 1）按畢業(yè)設計（論文）的規(guī)范化要求撰寫不少于 ～ 2 萬字符的畢業(yè)論文，并有 300 字的中文摘要和 250 個實詞的英文摘要； 2）翻譯有關英文資料 1～ 2 萬印刷符（或譯出 5000 漢字）。形成畢業(yè)論文 12 萬字。 二、應收集的資料及主要參考文獻 ； 廢水污染控制技術手冊 [M]． 北京：化學工業(yè)出版社， 2020； 2. 鄭永東 ,白端超 . 物化 生化工藝處理 皮革廢水 [J]. 工業(yè)用水與廢水 . 2020(05)； 3. 資慧琴 ,曾立云 . 混凝沉淀 生物接觸氧化工藝處理制革廢水試驗研究 [J]. 環(huán)境科學與管理 . 2020； 4. 蔣勝韜 ,王三秀 . 混凝沉淀 /水解酸化 /BAF 工藝處理明膠廢水 [J]. 中國給水排水 . 2020； 等 .水處理工程常用設備與工藝 [M].北京： 中國石化 出版社， 2020； 等 .特種廢水處理工程 [M].北京：高等教育出版社 中國建筑工業(yè)出版社， 2020； .制革工業(yè)廢水處理技術及工程實例 [M].化學工業(yè)出版社 （第一版）， 、蘇超英 .制革工業(yè)廢水處理 .北京：化學工業(yè)出版社 2020； 9 . 李曉星，俞從正，馬興元．制革廢水處理的研究進展 [J]．中國皮革， 2020. 10. 羅固源 .水污染物化控制原理與技術 .第一版 [M].北京：化學工業(yè)出版社， 2020 11. 王樹聲．制革污水處理與利用 .北京： 北京輕工業(yè)出版社， 1989 12. 胡天媛 ， 徐偉 ， 秀零 . 水解酸化 — 氧化溝 — BAF工藝處理皮革廢水 [J]． .污水處理廠工藝設計手冊 [M].化學工業(yè)出版社 ,2020,113～ 115,258～ 259 14. 王小文主編 .水污染控制工程 [M].煤炭工業(yè)出版社 ,2020. 15. 郭茂新等 .工業(yè)廢水處理及再生利用 [M].北京，化學工業(yè)出版社， 2020. 16．楊岳平 ,徐新華編著 .廢水處理工程及實例分析 [M]. 化學工業(yè)出版社 ,2020. 三、畢業(yè)設計（論文）進度計劃 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 備 注 — 2— ~ ~ ~ ~ ~ 查閱文獻資料，英文翻譯 畢業(yè)實習，完成開題報告或方案論證 進一步收集資料，完成翻譯，完善開題報告內(nèi)容，開始實驗 畢業(yè)設計的第一階段，完成各單元的設計計算和繪制相應的圖件，并完成論文初稿； 論文修改定稿、裝訂 論文送審和答辯 開 題 報 告 建議填寫以下內(nèi)容 ： 、意義，在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，尚待研究的問題。 能思路和方案； ； 。 一、 設計 題目 皮革制品有限公司高檔鞋面 革項目 污水處理工程 工藝設計 二、 課題的作用、意義以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 作用和意義： 制革工業(yè)是輕工業(yè)中僅次于造紙業(yè)的高耗水、重污染行業(yè) ,近十幾年來我國成為了世界制革大國 ,但同時也給我們的環(huán)境造成了嚴重污染 ,據(jù)統(tǒng)計 ,我國每年皮革行業(yè)排放的廢水約為 8000 一 12020萬噸 ,約占全國工業(yè)廢水總排放量的 %,制革工業(yè)的污染主要來自兩個方面 :其一是加工工程中產(chǎn)生的廢水 ,其二是生產(chǎn)過程中使用的大量化工原料 ,這些原料有各種助劑、蹂劑以及加脂劑、涂飾劑等。 迄今為止，我國皮革企業(yè)已逾 2300 家，成為 我國的支柱產(chǎn)業(yè)。但隨著制革業(yè)的發(fā)展，所產(chǎn)生的廢水，不僅嚴重污染了環(huán)境，而且還嚴重影響并危害了人們的身體健康。因此有效處理制革廢水，搞好制革廢水的回用已成為亟待解決的問題。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 : (1)傳統(tǒng)活性污泥法：活性污泥法是在人工充氧條件下培養(yǎng)活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機污染物。優(yōu)點是： (1)處理效果好：去除 BOD5可達 90 %～95 %，去除 COD 60 %～ 80 %，去除硫化物 85 %～ 98 %； (2)對廢水的處理程度要求比較靈活。 缺點：(1)在池末端可能出現(xiàn)供氧速率高于需氧速率的現(xiàn)象，浪費了動力； (2)對沖擊負荷的適應性弱。 (2)制革廢水的全物化處理：對制革廢水進行全物化處理是指對制革廢水全程采用物化法。其處理機理是通過電化學反應氧化還原的產(chǎn)物和電池反應產(chǎn)物的絮凝、吸附等相互協(xié)同的全物化技術對制革廢水進行處理，但運行成本高、去除效果不理想、污泥量大、易生成二次污染等。 (3)氧化溝：氧化溝是活性污泥法的一種變型。制革廢水有很大的沖擊負荷、高含鹽量的特點，并且還含有一些的難以生物降解的有機物，氨氮，鉻鹽及硫化物。氧化溝法具有較長的水 力停留時間，較低的有機負荷和較長污泥齡的特點，實踐證明它是較成熟的制革廢水處理工藝。其去除 BOD5達 95 %以上， CODCr去除率約 95 %，硫化物去除率達 99 %，去除懸浮物約 75 %，石油類 99 %以上。 (4)SBR 工藝： SBR 又稱序批式活性污泥法，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術，其去除機理為在反應器內(nèi)馴養(yǎng)活性污泥，當廢水與活性污泥在有氧存在時微生物以廢水中有機物為原料進行自身新陳代謝，來降解有機物的過程。在分離微生物細胞物質(zhì)和水的過程中，廢水也同時得到凈化處理。它主 要由初期吸附去除、微生物利用有機物的代謝去除、形成絮凝體和絮凝沉淀幾個階段組成。 SBR 工藝比較靈活，適合中小型企業(yè)的廢水處理。 — 3— (5)高效厭氧生物處理技術：高效厭氧生物技術對高濃度的有機廢水有很好的處理效果。在試驗條件下， 40 d 內(nèi)對模擬廢水用兩相 EGSB 進行處理，通過對 COD、硫化物的量及 pH 和活性污泥的生物特性的觀察，發(fā)現(xiàn)在 EGSB 反應器中，去除 COD 可達 88 %左右，同時也有效的去除了廢水硫化物。對廢水中硫酸鹽類物質(zhì)用兩級厭氧法進行處理，結果顯示：在硫化物濃度很高時，用厭氧處理技 術來對制革廢水進行處理是可行的，并且，廢水中硫酸鹽的多少、底物的濃度還有水力停留時間等，都影響著硫化物去除率。對制革廢水采用 MBR 工藝進行處理，結果顯示：厭氧反硝化反應器僅僅是好氧硝化反應器體積的 1/2，且 COD與總磷的比為 100︰ 1 時，效果最好，處理后水中總氮達到制革廢水的排放要求。在 140 d 內(nèi)啟動 HUASB(雜合的上流式厭氧反應器 )成功，并對制革廢水做了處理，結果表明：在 HRT 為 70 d 時，去除 COD 的量為 88 %； HRT 為 60 d 時，去除 COD 的量為 86%；而毒性物質(zhì)如硫化物的量過高，超過 132 mg/L 時就會阻礙反應的進行，同時單寧酸的存在也會使揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量降低，但 HUASB 啟動時間過長。 (6)膜分離技術：膜分離技術是分離、凈化與濃縮的新技術，具有常溫操作、高效節(jié)能、無相變、操作簡單和生產(chǎn)中無污染等優(yōu)點。目前，在制革廢水處理方面有研究的膜分離技術有：微濾法、反滲透、超濾法和液膜法等。 利用超濾和反滲透，雙膜聯(lián)用處理某制革業(yè)預處理后的廢水，通過前后的各項水質(zhì)指標的對比分析，得出：超濾對制革廢水中濁度與大分子污染物的去除效果好，為后續(xù)反滲透處理做了保 證，反滲透系統(tǒng)主要去除廢水中的 COD、 Fe、 Mn等，去除率高達 95 %以上。對二級處理后制革廢水采用雙膜 (納米膜與反滲透膜 )聯(lián)用技術處理。反滲透膜對 TDS的去除率達到 98 %以上。從膜系統(tǒng)回收的水中，其總溶解固體量非常少，可以回用在制革的濕加工過程中。 (7)高級氧化技術：簡稱 AOPs，其機理在于是以羥基自由基為主要氧化劑與有機物發(fā)生反應，反應中生成的有機自由基可以繼續(xù)參加 HO 的鏈式反應，或者通過生成有機過氧化自由基后，進一步發(fā)生氧化分解反應直至降解為最終產(chǎn)物 CO2和 H2O，從而達到氧化分解有機物 的目的。分別用溶膠 凝膠法和液相沉積法來制備玻璃負載納米 TiO2膜以及石英砂負載納米 TiO2膜，對皮革廢水中的有機物進行降解，研究得到：當采用玻璃負載 TiO2膜時，在初始的 pH 6～ 7，投加的 H2O2的體積分數(shù)占到 %，光照時間 40 min 條件下， CODCr的去除率可達 %；當采用石英砂負載 TiO2膜時，在初始 pH 為 6～ 7，投加的 H2O2的體積分數(shù)占 %，光照時間 30 min 時， CODCr去除率為 %。 (8)其他工藝：生物接觸氧化法 — 充氧效 果好，容積負荷較高，處理所需時間短，凈化效率高，但一次性投資費用高，適合中小型制革廢水廠；射流曝氣法 設備結構簡單，氧利用效率高，無污泥膨脹，適于中小型制革廠； SBBRCOD、氨氮去除率高，剩余污泥少，處理效果好；流化床 容積負荷高，耐沖擊力強但去除效率較低，且耗能較高，只適用于處理小型制革廠廢水； UASB有機負荷高，水力停留時間長但去除率較低并且出水硫化物含量高。 現(xiàn)階段國內(nèi)外一般都采用厭氧一好氧主體工藝處理。好氧生物處理反應速度快 ,所需要的反應時間短 ,故處理的構筑物容積較小 ,且處理過程中散發(fā)的臭氣較 小。而厭氧能夠處理較高濃度的有機廢水 ,而且運行費用較好氧處理低 ,厭氧工藝能去除 90%以上的有機污染物 ,而且污水處理運行費用低 ,是目前皮革廢水處理的關鍵技術。 ABR 作為一種高效厭氧處理工藝 ,結合了第二代厭氧反應器的優(yōu)點 ,克服了某些不足之處 ,如避免了厭氧濾池所需的成本較高的濾料和 UASB所需的結構復雜的三項分離器 ,因而 ,ABR具有結構簡單、投資少、運行穩(wěn)定、抗沖擊負荷能力強、處理效率高、生物截留能力強、運行管理方便、性能可靠等優(yōu)點等一系列優(yōu)點 ,適于處理各種濃度的廢水 ,并且在容積負荷為 一 28kgCOD/(m179。 d)的條件下都有令人滿意的處理效果， ABR尤其適用于各類中、低濃度有機廢水的處理 ,特別是對于各類有毒難降解有機工業(yè)廢水的處理。因此 ,ABR在我國高濃度工業(yè)有機廢水 (如釀造、造紙、制革廢水等 )的治理中有很好的研究開發(fā)價值和推廣應用前景。 四、 設計要求 — 4— 本項目設計廢水處理規(guī)模為 1000t/d。廢水經(jīng)處理后，達到宿州市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)污水處理廠接管要求。 設計進水水質(zhì)指標和排放標準 進出水水質(zhì)指標 單位 mg/L（ pH 除外） 類別 CODCr（ mg/L） SS（ mg/L） BOD5（ mg/L） 氨氮（ mg/L） pH 色度 進水水質(zhì) 5000 2800 1428 120 68 100 接管要求 ≤500 ≤400 ≤350 ≤45 ≤50 五、 本設計擬采用的方案 工藝方案分析選擇 該廠生產(chǎn)廢水的特點是 BOD、 COD、 SS 含量較大且 B/C 值較低，不易生化處理。根據(jù)國內(nèi)外中段水處理的實際運行情況，采用物化處理 /生化處理是一種比較穩(wěn)妥可靠的方案，即在生化處理前，利用物化處理降低廢水中 COD、 BOD5 的濃度，可大大降低懸浮物的含量，提高廢水 的可生化性。 工藝流程確定 混凝沉淀法 混凝法是制革廢水處理的一種重要處理方法。用于制革廢水處理，可有效除去水中染料物質(zhì)，降低色度；作為生物處理的預處理，可大大減輕后續(xù)生物處理的壓力；作為生物處理的后處理，可去除水中殘存染料物質(zhì)，以降低廢水的色度。混凝法可去除多種高分子物質(zhì)、膠狀有機物、重金屬有毒物質(zhì)，如汞、鎘和鉛等，以及導致水體富營養(yǎng)化的物質(zhì)，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(diào)質(zhì)處理，以改善污泥的脫水性能。 制革廢水中含有大量染料、助劑和油脂、蛋白 質(zhì)、洗滌劑和其他化學藥劑，其中蛋白質(zhì)、染料多數(shù)呈膠體狀態(tài)，采用混凝法處