【正文】 本科畢業(yè)設計(論文)開題報告題目： 蠟印廢水處理工藝技術 課 題 類 型： 設計□ 實驗研究□ 論文□ 學 生 姓 名： 許軒學 號： 31204060213專 業(yè) 班 級： 環(huán)境工程122學 院： 生化學院指 導 教 師： 魏翔開 題 時 間： 2016年3月4號2016年3月15日一、 本課題的研究內(nèi)容及意義在紡織工業(yè)中會產(chǎn)生各種廢水，其中以印染廢水污染較為嚴重，其排放量約占工業(yè)廢水總量的1/10，我國每年約有6～7億t印染廢水排入水環(huán)境中，是當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迫切需要解決的問題。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，其特點是成分復雜，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，化學需氧量COD較高，而生化需氧量BOD5相對較小，可生化性差，是當前國內(nèi)外公認的較難處理的工業(yè)廢水之一[1]。印染廢水含大量的有機污染物，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。沉于水底的有機物，會因為氧分解而產(chǎn)生硫化氫等有害氣體，惡化環(huán)境。印染廢水的色澤深，嚴重影響受納水體外觀，用一般的生化法難以去除，有色水體還會影響日光的透射，不利于水生物的生長。水是一種易受污染而可以再生的自然資源。為了使這個自然水循環(huán)能夠持續(xù)地為人類服務，水在使用后回歸自然界前，必須進行廢水的再生處理，使水質(zhì)達到自然界自凈能力的承受水平，恢復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（文獻綜述）20世紀90年代以來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，但環(huán)境污染問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。據(jù)報道，我國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所形成的生態(tài)平衡，并對人類自身的生存環(huán)境造成了嚴重威脅。由于逐年加重的環(huán)境壓力，世界各國紛紛制定各自的環(huán)保法律、法規(guī)和采取不同的措施，我國政府對環(huán)境問題也高度重視，并向國際社會全球性環(huán)境保護公約做出了自己的承諾。我國是紡織印染的第一大國，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)濟損失是不可估量的，因而要實現(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)的污染問題。[4]目前印染廢水的處理逐漸向膜法和其它處理技術相結合發(fā)展。工程師與研究人員不斷開始研制新的超濾膜，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，提高過濾效能。然而膜法仍然具有它的缺點，只采用透過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，膜的污染比較嚴重，這一問題尚未很好的解決。而且，國內(nèi)目前還未開發(fā)出高質(zhì)量的超濾膜裝置，需從國外引進成套的工藝設備，價格必然不菲。因此如何降低成本，保持膜的穩(wěn)定性能是未來研究的重點[5]。吸附法是應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,方法簡便易行,成本較低的優(yōu)點。吸附法在實際應用過程中應重點考慮吸附劑的選擇、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，一些合成無機吸附劑也被應用于處理印染廢水，如含有SiO2 的復合氧化物、合成Mg(OH)2 吸附劑等。由于印染廢水的水質(zhì)復雜，單一的吸附處理無法達到理想的處理效果，實際應用中需進一步開發(fā)適用性較廣的吸附劑同時必須開發(fā)吸附技術與其它技術的組合工藝[6,7]?；瘜W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)色基團是印染脫色處理的有效方法。除常規(guī)的氯氧化法外，國內(nèi)外研究重點主要集中在臭氧化、超聲波氧化、過氧化氫氧化、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、藥劑量消耗可能會過大，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合，彼此互補達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氧化或還原有機物分子，通過一系列氧化、還原、水解、化合等生命活動，最終將廢水中有機物降解成簡單無機物或轉化為各種營養(yǎng)物及原生質(zhì)。生物法具有運行成本低、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點，在印染廢水處理中得到了較為廣泛的應用。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去除印染廢水中的有機物?；钚晕勰喾ā⑸餅V池、生物轉盤、氧化溝、生物塘和膜生物反應（MBR）等都屬于廢水好氧生物處理法。強化生物鐵活性污泥法，通過采取向曝氣池中投加氫氧化鐵，延長難降解物質(zhì)的停留時間等措施，能大幅提高曝氣池的活性污泥濃度和抗沖擊負荷能力，降低污泥負荷，使單位數(shù)量菌團承擔的有機物降解量減少，使菌膠團表面的有機物得到及時!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胞固定在填料上，微生物附著于填料上生長、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，微生物種類繁多等優(yōu)點，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廢水，也可用于處理中、低濃度有機廢水，對染料中的偶氮基、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)往往達不到排放標準，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物，接著被好氧菌分解成無機小分子。 通常厭氧段采用USB反應器，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，采用間歇運行方式，廢水間歇地進入處理系統(tǒng)并間歇地排出，充分利用兼性菌的作用，在同一反應器內(nèi)程序地進行缺氧 厭氧好氧過程，抗負荷與毒物沖擊能力顯著增強，可實現(xiàn)高進水濃度!高容積負荷和高有機物去除率，在處理高濃度印染廢水方面獨具特色而且對氮、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,氧化染料分子而實現(xiàn)脫色。TiO2 光催化氧化法在PH值為311時產(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、無二次污染等優(yōu)點，具有良好的應用前景 [11,12]。膜分離技術處理印染廢水是通過對廢水中的污染物的分離、濃縮、回收而達到廢水處理目的。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。膜分離技術雖然具有如此多的優(yōu)點，但也存在著尚待解決的問題，如膜污染、膜通量、膜清洗、以及膜材質(zhì)的抗酸堿、耐腐蝕性等問題，所以，現(xiàn)階段運用單一的膜分離技術處理印染廢水，回收純凈染料，還存在著技術經(jīng)濟等一系列問題?，F(xiàn)在膜處理技術主要有超濾膜，納米濾膜和反滲透膜。膜處理對印染廢水中的無機鹽和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,作簡便,由于用來產(chǎn)生高能粒子的設備昂貴,術要求高,耗大,量利用率低,真正投入實際應用還有大量的問題需要解決[14]。三、課題研究方案及工作計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)酸菌生長速度不同，在反應器中以水流動的淘洗作用，使甲烷菌在反應器中難以繁殖，將厭氧處理控制在反應時間短的第一階段，即在大量水解細菌、產(chǎn)酸菌作用下，將不溶性有機物水解為可溶性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉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處理，可提高污水生化性能，降低后續(xù)生物處理的負荷，因而被廣泛運用在難生物降解的化工、造紙及有機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)處理構筑物曝氣池的停留時間，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)進行供氧；⑥在沉淀池內(nèi)進行泥水分離；⑦將污泥濃縮池的污泥壓縮采用水壓式隔膜壓濾機過濾，形成泥餅[15]。如圖：工作計劃：（1）、第1～2周：查閱相關資料，了解研究內(nèi)容及現(xiàn)狀，制訂研究方案，擬訂初步的工作計劃；（2）、第3～4周：開題，完善研究方案；（3）、第5～14周：查閱相關資料和文獻，進行相關圖紙的繪制及計算；（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[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的應用及研究進展，工業(yè)用水與排水 [4]周瑤，郭超，楊波，前夕印染廢水處理工藝，黑龍江環(huán)境通報 [5]肖冬雪，王兆慧，郭耀光，柳建設印染廢水的處理方法及其發(fā)展趨勢的探討 CHINA POPULATION,RESOUCES AND ENVIRONMENT 2011[6]趙宜江,張艷,嵇鳴,[j].水處理技術,2000,26(6):315319[7]張建英,梁緣東,陳曙光,等,染色廢水吸附混凝效應研究[j],環(huán)境污染與防治,1998,20(3):912[8]張艷,趙宜江,嵇鳴,[j].水處理技術,2001,27(6):311314[9]鄭冀魯,范娟,阮復昌,印染廢水脫色技術與理論技術[j].環(huán)境污染治理技術與設備,2000,1(5):2935 [10]魏建斌,付永勝,朱杰,[j].污染防治技術,2003,16(4):8791[11]劉長春,張峰,[j].污染防治技術,2003,16(4):111114[12]羅凡,吳峰,鄧南圣,等,鐵（Ⅲ）羧酸配合物對水溶性染料的光化學脫色動力學的比較研究[j].環(huán)境科學與技術，1998(2):14[13]劉梅紅，納濾膜技術處理印染廢水實驗研究[j]水處理技術，2002,28(1):4244[14]李勝利，[j].中國環(huán)境科學，1996,16(1):7376[15]:中國,CN 104163549 A. 20140810[16]Mustafa Isik Delia Teresa