【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題目： 蠟印廢水處理工藝技術(shù) 課 題 類 型： 設(shè)計(jì)□ 實(shí)驗(yàn)研究□ 論文□ 學(xué) 生 姓 名： 許軒學(xué) 號(hào)： 31204060213專 業(yè) 班 級(jí)： 環(huán)境工程122學(xué) 院： 生化學(xué)院指 導(dǎo) 教 師： 魏翔開(kāi) 題 時(shí) 間： 2016年3月4號(hào)2016年3月15日一、 本課題的研究?jī)?nèi)容及意義在紡織工業(yè)中會(huì)產(chǎn)生各種廢水，其中以印染廢水污染較為嚴(yán)重，其排放量約占工業(yè)廢水總量的1/10，我國(guó)每年約有6～7億t印染廢水排入水環(huán)境中，是當(dāng)前最主要的水體污染源之一，因此印染廢水的綜合治理已成為一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。印染廢水主要由退漿廢水、煮練廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水和印花廢水等組成，其特點(diǎn)是成分復(fù)雜，色度高，有毒物質(zhì)多，屬于含有一定量有毒物質(zhì)的有機(jī)廢水，主要含有殘留染料、印染助劑、酸堿調(diào)節(jié)劑和一些重金屬離子，化學(xué)需氧量COD較高，而生化需氧量BOD5相對(duì)較小，可生化性差，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的較難處理的工業(yè)廢水之一[1]。印染廢水含大量的有機(jī)污染物，排入水體將消耗溶解氧，破壞水生態(tài)平衡，危及魚類和其它水生生物的生存。沉于水底的有機(jī)物，會(huì)因?yàn)檠醴纸舛a(chǎn)生硫化氫等有害氣體，惡化環(huán)境。印染廢水的色澤深，嚴(yán)重影響受納水體外觀，用一般的生化法難以去除，有色水體還會(huì)影響日光的透射，不利于水生物的生長(zhǎng)。水是一種易受污染而可以再生的自然資源。為了使這個(gè)自然水循環(huán)能夠持續(xù)地為人類服務(wù)，水在使用后回歸自然界前，必須進(jìn)行廢水的再生處理，使水質(zhì)達(dá)到自然界自凈能力的承受水平，恢復(fù)其作為自然資源的屬性。[2]二、蠟印廢水處理工藝的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)（文獻(xiàn)綜述）20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，但環(huán)境污染問(wèn)題并未得到有效控制，在有些地區(qū)反而呈現(xiàn)加重的趨勢(shì)。據(jù)報(bào)道，我國(guó)每年污水的排放量約為3. 91010t，其中工業(yè)廢水占51%，并以1%的速率逐年遞增[3]。隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入，全球性環(huán)境污染日益破壞著地球生物圈幾億年來(lái)所形成的生態(tài)平衡，并對(duì)人類自身的生存環(huán)境造成了嚴(yán)重威脅。由于逐年加重的環(huán)境壓力，世界各國(guó)紛紛制定各自的環(huán)保法律、法規(guī)和采取不同的措施，我國(guó)政府對(duì)環(huán)境問(wèn)題也高度重視，并向國(guó)際社會(huì)全球性環(huán)境保護(hù)公約做出了自己的承諾。我國(guó)是紡織印染的第一大國(guó)，而紡織印染行業(yè)又是工業(yè)廢水的大戶，故有此而造成的生態(tài)破壞及經(jīng)濟(jì)損失是不可估量的，因而要實(shí)現(xiàn)印染行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須首先解決印染行業(yè)的污染問(wèn)題。[4]目前印染廢水的處理逐漸向膜法和其它處理技術(shù)相結(jié)合發(fā)展。工程師與研究人員不斷開(kāi)始研制新的超濾膜，改善超濾膜的材質(zhì)，孔徑大小等方面性能，主要為了降低膜的制作成本，提高過(guò)濾效能。然而膜法仍然具有它的缺點(diǎn)，只采用透過(guò)液反沖洗的清洗方法已不能保持膜的通量穩(wěn)定，需采用藥劑清洗，膜的污染比較嚴(yán)重，這一問(wèn)題尚未很好的解決。而且，國(guó)內(nèi)目前還未開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的超濾膜裝置，需從國(guó)外引進(jìn)成套的工藝設(shè)備，價(jià)格必然不菲。因此如何降低成本，保持膜的穩(wěn)定性能是未來(lái)研究的重點(diǎn)[5]。吸附法是應(yīng)用較多的物理處理方法。該方法采用多孔狀物質(zhì)的粉末或顆粒與印染廢水混合，或使廢水通過(guò)由顆粒狀物質(zhì)組成的濾床,使廢水中染料、助劑等污染物質(zhì)吸附于多孔物質(zhì)表面等而除去。吸附技術(shù)特別適合低濃度印染廢水的深度處理,在工藝上具有投資小,方法簡(jiǎn)便易行,成本較低的優(yōu)點(diǎn)。吸附法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)考慮吸附劑的選擇、吸附劑的再生以及廢吸附劑的后處理,以提高處理效果,降低處理成本和減少二次污染。常用的吸附劑主要有活性炭、離子交換纖維、爐灰、各種天然礦物、工業(yè)廢料及天然植物廢料等，一些合成無(wú)機(jī)吸附劑也被應(yīng)用于處理印染廢水，如含有SiO2 的復(fù)合氧化物、合成Mg(OH)2 吸附劑等。由于印染廢水的水質(zhì)復(fù)雜，單一的吸附處理無(wú)法達(dá)到理想的處理效果，實(shí)際應(yīng)用中需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)適用性較廣的吸附劑同時(shí)必須開(kāi)發(fā)吸附技術(shù)與其它技術(shù)的組合工藝[6,7]。化學(xué)氧化是目前研究較為成熟的方法。借助氧化還原作用破壞染料的共軛體系或發(fā)色基團(tuán)是印染脫色處理的有效方法。除常規(guī)的氯氧化法外，國(guó)內(nèi)外研究重點(diǎn)主要集中在臭氧化、超聲波氧化、過(guò)氧化氫氧化、電解氧化和光氧化方面。氧化劑一般采用Fenton試劑、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等。按氧化劑的不同，可將化學(xué)氧化分為：臭氧化法和芬頓試劑氧化法。氧化法是一種優(yōu)良的印染廢水脫色方法，但如果氧化程度不足，染料分子的發(fā)色基團(tuán)可能被破壞而脫色，但其中的COD仍未除盡；若將染料分子充分氧化，能量、藥劑量消耗可能會(huì)過(guò)大，成本太高。臭氧化法不產(chǎn)生污泥和二次污染，但是處理成本高，不適合大流量廢水的處理，而且COD去除率低。通常很少采用單一的臭氧法處理印染廢水，而是將它與其它方法相結(jié)合，彼此互補(bǔ)達(dá)到最佳的廢水處理效果。所以氧化法一般用于氧化—絮凝或絮凝—氧化工藝[8,9]。生物處理法是利用微生物酶來(lái)氧化或還原有機(jī)物分子，通過(guò)一系列氧化、還原、水解、化合等生命活動(dòng)，最終將廢水中有機(jī)物降解成簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物或轉(zhuǎn)化為各種營(yíng)養(yǎng)物及原生質(zhì)。生物法具有運(yùn)行成本低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在印染廢水處理中得到了較為廣泛的應(yīng)用。常用的印染廢水生物處理方法有厭氧法、好氧法、厭氧好氧組合法。好氧生物處理是在有氧條件下，利用好氧微生物的作用來(lái)去除印染廢水中的有機(jī)物?；钚晕勰喾ā⑸餅V池、生物轉(zhuǎn)盤、氧化溝、生物塘和膜生物反應(yīng)（MBR）等都屬于廢水好氧生物處理法。強(qiáng)化生物鐵活性污泥法，通過(guò)采取向曝氣池中投加氫氧化鐵，延長(zhǎng)難降解物質(zhì)的停留時(shí)間等措施，能大幅提高曝氣池的活性污泥濃度和抗沖擊負(fù)荷能力，降低污泥負(fù)荷，使單位數(shù)量菌團(tuán)承擔(dān)的有機(jī)物降解量減少，使菌膠團(tuán)表面的有機(jī)物得到及時(shí)!充分的氧化降解，從而提高系統(tǒng)的脫色率和COD去除率。生物膜法是將微生物細(xì)胞固定在填料上，微生物附著于填料上生長(zhǎng)、繁殖，在其上形成膜狀生物污泥。與常規(guī)活性污泥法相比，生物膜法具有生物體體積濃度大，存活世代長(zhǎng)，微生物種類繁多等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于特種菌在印染廢水體系中的投加使用。常用的生物膜法包括?生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化法、生物濾池。厭氧生物法不僅可用于處理高濃度有機(jī)廢水，也可用于處理中、低濃度有機(jī)廢水，對(duì)染料中的偶氮基、蒽醌基和三苯甲烷基均可降解，但還不能完全分解一些活性染料的中間體，如致癌的芳香胺等。 由于厭氧生物法的出水水質(zhì)往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，因而單純使用厭氧生物法的處理工藝較少，通常與好氧生物法串聯(lián)使用。厭氧好氧組合處理工藝，能在一定程度上彌補(bǔ)好氧生物處理工藝的不足。難降解染料分子及其助劑在厭氧菌的作用下水解!酸化而分解成小分子有機(jī)物，接著被好氧菌分解成無(wú)機(jī)小分子。 通常厭氧段采用USB反應(yīng)器，好氧段目前大多采用生物接觸氧化法。間歇曝氣活性污泥SBR工藝，采用間歇運(yùn)行方式，廢水間歇地進(jìn)入處理系統(tǒng)并間歇地排出，充分利用兼性菌的作用，在同一反應(yīng)器內(nèi)程序地進(jìn)行缺氧 厭氧好氧過(guò)程，抗負(fù)荷與毒物沖擊能力顯著增強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)高進(jìn)水濃度!高容積負(fù)荷和高有機(jī)物去除率，在處理高濃度印染廢水方面獨(dú)具特色而且對(duì)氮、磷、硫的脫除效果亦十分顯著[]。光催化氧化法是利用某些物質(zhì)在紫外光的作用下產(chǎn)生自由基,氧化染料分子而實(shí)現(xiàn)脫色。TiO2 光催化氧化法在PH值為311時(shí)產(chǎn)生O和OH，使染料分子迅速分解而獲得很好的脫色效果。鐵羧酸配合物光催化氧化法，以鐵草酸、鐵檸檬酸或鐵丁二酸絡(luò)合物作催化劑，在紫外光照射下，光解生成烷基、羥基等多種自由基，使印染廢水氧化脫色。光催化氧化技術(shù)以其具有常溫常壓操作、有害物質(zhì)分解徹底、能耗及材料消耗低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景 [11,12]。膜分離技術(shù)處理印染廢水是通過(guò)對(duì)廢水中的污染物的分離、濃縮、回收而達(dá)到廢水處理目的。具有不產(chǎn)生二次污染、能耗低、可循環(huán)使用、廢水可直接回用等特點(diǎn)。膜分離技術(shù)雖然具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在著尚待解決的問(wèn)題，如膜污染、膜通量、膜清洗、以及膜材質(zhì)的抗酸堿、耐腐蝕性等問(wèn)題，所以，現(xiàn)階段運(yùn)用單一的膜分離技術(shù)處理印染廢水，回收純凈染料，還存在著技術(shù)經(jīng)濟(jì)等一系列問(wèn)題?，F(xiàn)在膜處理技術(shù)主要有超濾膜，納米濾膜和反滲透膜。膜處理對(duì)印染廢水中的無(wú)機(jī)鹽和COD都有很好的去除作用[13]。 線輻照下產(chǎn)生一系列高活性粒子,備占地面積小,作簡(jiǎn)便,由于用來(lái)產(chǎn)生高能粒子的設(shè)備昂貴,術(shù)要求高,耗大,量利用率低,真正投入實(shí)際應(yīng)用還有大量的問(wèn)題需要解決[14]。三、課題研究方案及工作計(jì)劃印染廢水處理工藝中的厭氧水解處理工藝是利用產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同，在反應(yīng)器中以水流動(dòng)的淘洗作用，使甲烷菌在反應(yīng)器中難以繁殖，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間短的第一階段，即在大量水解細(xì)菌、產(chǎn)酸菌作用下，將不溶性有機(jī)物水解為可溶性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)。將厭氧水解處理作為各種生化處理的預(yù)處理，可提高污水生化性能，降低后續(xù)生物處理的負(fù)荷，因而被廣泛運(yùn)用在難生物降解的化工、造紙及有機(jī)物濃度高的食品廢水處理中。此外，厭氧水解處理亦可用于城市污水處理廠，以水解池代替初沉池，減少后續(xù)處理構(gòu)筑物曝氣池的停留時(shí)間，從而降低工程投資。本課題采用厭氧水解處理，蠟染印染廢水的處理工藝包括以下步驟：①將污水收集至調(diào)節(jié)池；②在調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置曝氣裝置，調(diào)節(jié)PH值至8～9；③在平流沉淀池前分別投加聚合氯化銨（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）；④在厭氧池內(nèi)進(jìn)行厭氧處理，并外加間歇式內(nèi)循環(huán)回流；⑤在接觸氧化池內(nèi)進(jìn)行供氧；⑥在沉淀池內(nèi)進(jìn)行泥水分離；⑦將污泥濃縮池的污泥壓縮采用水壓式隔膜壓濾機(jī)過(guò)濾，形成泥餅[15]。如圖：工作計(jì)劃：（1）、第1～2周：查閱相關(guān)資料，了解研究?jī)?nèi)容及現(xiàn)狀，制訂研究方案，擬訂初步的工作計(jì)劃；（2）、第3～4周：開(kāi)題，完善研究方案；（3）、第5～14周：查閱相關(guān)資料和文獻(xiàn)，進(jìn)行相關(guān)圖紙的繪制及計(jì)算；（4）、第15～17周：編寫畢業(yè)論文（5）、第18周：畢業(yè)論文答辯四、主要參考文獻(xiàn)[1][2]戴日成，張統(tǒng)，郭茜，曹健舞，[3]耿云波，劉永紅，趙鵬飛印染廢水處理技術(shù)的應(yīng)用及研究進(jìn)展，工業(yè)用水與排水 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