【正文】 日至 2021 年 5 月 28 日 院系名稱 環(huán)城學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師職稱 講師 學(xué)生姓名 院系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組組長簽字 2 摘 要 本設(shè)計(jì)為 2021m3/d 的印染廢水的處理工藝。進(jìn)水水質(zhì)： CODCr 800mg/L BOD5 250 mg/L SS 450mg/L pH﹥ 13 色度 500 倍 出水水質(zhì) CODCr ?100mg/L BOD5 ?25mg/L SS ?70mg/L pH＝ 6～ 9 色度 ?40 倍。因?yàn)樗幚韮r(jià)格低，除去率高，出水水質(zhì)好，微生物濃度高，污泥產(chǎn)量少。經(jīng)處理后，各種指標(biāo)均能滿足要求。按每印染加工 100 米織物平均產(chǎn)生廢水 5 噸計(jì)，全年國內(nèi)印染企業(yè)將產(chǎn)生出 億噸印染廢水。印染廢水的污染物大部分為有機(jī)物，并隨采用的纖維種類和加工工藝的不同而異。從技術(shù)角度看，印染廢水是很復(fù)雜的一個(gè)大類廢水。特點(diǎn)之二是主要污染指標(biāo) COD 高， BOD 和 COD 的比值一般在 左右，可生化性較差。 印染廢水由染整工序中排出的助劑、染料、漿料等組成。而且隨著花色品種的增加，染整工藝不斷更新，其中某些工藝導(dǎo)致了污染的加重。這些新工藝的采用為印染廢水的處理增加了難度。 9 1. 緒 論 印染廢水的產(chǎn)生 印染廢水污染在工業(yè)污染中占有較大的比例， 2021 年，我國規(guī)模以上印染企業(yè)印染布加工總量超過了 300 億米，加上未能被統(tǒng)計(jì)的一些小型印染廠，估計(jì)年印染加工總量為 350 億米左右。從我國染料行業(yè)廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀來看，盡管經(jīng)過多年努力，已取得一批實(shí)用技術(shù)，解決了不少問題，但總體上沒 有實(shí)質(zhì)性的突破，特別是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工廠布局等不合理因素的存在，加重了廢水的治理難度。一般情況下，印染廢水水質(zhì) pH 值為 610,COD（化學(xué)需氧量）為 4001000 毫克／升， BOD（生物需氧量）為 100400 毫克／升， SS（懸浮物）為 100200 毫克／升，色度為 100400 倍。其特點(diǎn)之一是污染物成分差異性很大，很難歸類求同。特點(diǎn)之三是色度高， 混合水中顯色分子離子微粒大小重量各異性大，較難脫色。 印染各工序的排水情況一般是： (1)退漿廢水：水量較小，但污染物濃度高，其中含有各種漿料、漿料分解物、纖維屑、淀粉堿和各種助劑。上漿以淀粉為主的 (如棉布 )退漿廢水，其 COD、 BOD 值都很高，可生化性較好；上漿以聚乙烯醇 (PVA)為主的 (如滌棉經(jīng)紗 )退漿廢水， C OD高而 BOD 低，廢水可生化性較差。 (3)漂白廢水：水量大，但污染較輕，其中含有殘余的漂白劑、少量醋酸、草酸、硫代硫酸鈉等。 (5)染色廢水：水量較大，水質(zhì)隨所用染料的不同而不同，其中含漿料、染料、助劑、表面活性劑等，一般呈 強(qiáng)堿性，色度很高， COD較 BOD 高得多，可生化性較差。 (7)整理廢水：水量較小，其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料等。堿減量廢水不僅 pH 值高 (一般＞ 12)，而且有機(jī)物濃度高，堿減量工序排放的廢水中 CODCr 可高達(dá) 9 萬 mg/L，高分子有機(jī)物 及部分染料很難被生物降解，此種廢水屬高濃度難降解有機(jī)廢水。 濃度高。 水質(zhì)波動(dòng)大。因此 ,廢水的污染物成分濃度的變化與波動(dòng)十分頻繁。 處理難度較大。 部分廢水含有毒有害物質(zhì)。 BOD5 與 CODcr 的比值一般在 以下，直接可生化性能不太好。造成印染廢水色度的是排放出的染料，印染加工過程中約有 10％－ 20％的染料隨廢水排出，廢水中的染料能吸收光線，降低水體透明度，對(duì)水生生物和微生物造成影響，不利于水體自凈，同時(shí)造成視覺上的污染，給環(huán)境構(gòu)成較大破壞。如近年來廣泛使用的堿減量工藝，由于纖維中大量的對(duì)苯二甲酸被溶出，導(dǎo)致 COD 含量大幅增加，其廢水中 COD 可達(dá) 20210－ 80000mg/l；同樣原理，海島絲工藝的廢水中 COD 高達(dá) 20210－ 100000mg/l。近年來由于內(nèi)地各地政府招商引資力度加大，很多外商投資利潤較高的印染行業(yè)，分散布局在內(nèi)陸湖和小河流流域，水域自凈能力差，使得印染行業(yè)的污染破壞更加顯得突出。進(jìn)行工藝流程中各個(gè)處理單元的處理原理說明，論述其優(yōu)缺點(diǎn)，編寫設(shè)計(jì)方案說明說。 根據(jù)構(gòu)筑物的尺寸，合理的進(jìn)行平面布置；高程布置應(yīng)在完成各構(gòu)筑物計(jì)算及平面布置草圖后進(jìn)行各構(gòu)筑物的水頭損 失可直接查相關(guān)資料，但各構(gòu)筑物之間的連接管渠的水頭損失則需計(jì)算而定。廢水的水質(zhì)特征，表現(xiàn)為廢水中所 含污染物的種類、形態(tài)及濃度，它直接影響廢水處理的程度及工藝流程。 建設(shè)及運(yùn)行 費(fèi)用 考慮建設(shè)與運(yùn)行費(fèi)用時(shí)，應(yīng)以處理水達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為前提。此外，減少占地 面積也是降低建設(shè)費(fèi)用的重要措 施。如地下水 位高，地質(zhì)條件差的地方，就不宜選用深度大、施工難度高的構(gòu)筑物。如當(dāng)?shù)貧夂蚝芾?，則應(yīng)采用在采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施后，在低溫季節(jié) 13 也能正常運(yùn)行，并保證取得達(dá)標(biāo)水質(zhì) 的工藝 。對(duì)于水量、水質(zhì)變化大 的廢水，應(yīng)選擇耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)的工藝，或考慮設(shè)立池等緩沖設(shè)施以減少 不利影響。 ，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。 ，出水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。下面是近幾年來較成熟、處理效果相對(duì)較理想的處理工藝工程實(shí)例。 一、預(yù)處理 印染廢水污染程度高，水質(zhì)水量波動(dòng)大，成分復(fù)雜，一般都需進(jìn)行預(yù)處理，以確保生物處理法的處理效果和運(yùn)行穩(wěn)定性。水力停留時(shí)間一般為 8 小時(shí)左右。 3．廢鉻液處理 在有印花工藝的印染廠中，印花滾筒鍍筒時(shí)需使用重鉻酸鉀等，滾筒剝鉻時(shí)就會(huì)產(chǎn)生鉻污染。 4．染料濃腳水預(yù)處理 染色換品種時(shí)排放的染料濃腳水，數(shù)量少，但濃度極高， COD可達(dá)幾萬甚至幾十萬。為提高廢水的可生化性，缺氧、厭氧工藝也已應(yīng)用于印染廢水處理中?；钚晕勰喾ň哂型顿Y相對(duì)較低 、處理效果較好等優(yōu)點(diǎn)。而推流式活性污泥法在一些規(guī)模較大的工業(yè)廢水處理站仍得到廣泛應(yīng)用。據(jù)上海印染行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)污泥負(fù)荷在小于 kg（ BOD5） /kg（ MLSS） ?d時(shí)， BOD5去除率可達(dá) 90%經(jīng)上， COD 去除率為 60%～ 80%。生物接觸氧化法停止進(jìn)行后，重新運(yùn)行啟動(dòng)快，對(duì)企業(yè)因節(jié)假日和設(shè)備檢修停止生產(chǎn)無廢水排放對(duì)生物處理效果的影響較小。其特別適用于中小水量的印 15 染廢水處理，通常，容積負(fù)荷為 ～ kg（ BOD5） /kg(MLSS).d時(shí)， BOD5去除率大一起 90%， COD去除率為 60%～ 80%。缺氧段的水力停留時(shí)間，一般是根據(jù)進(jìn)水 COD濃度來確定的。好氧段負(fù)荷限值有兩種方法，一是不計(jì)缺氧段去除率，此時(shí)好氧段負(fù)荷的限值略高于一般負(fù)荷值；另一計(jì)算法是按缺氧段 BOD5去除率 為 20%～ 30%計(jì)，而好氧段的負(fù)荷按一般負(fù)荷值計(jì)算。 4．生物轉(zhuǎn)盤、塔式濾池 生物轉(zhuǎn)盤、塔式濾池等工藝在印染廢水的處理中也曾采用，取得了較好的效果，有的廠目前還在運(yùn)行。 5．厭氧處理 對(duì)濃度較高、可生化性較差的印染廢水，采用厭氧處理方法能較大幅度地提高有機(jī)物的去除率。但其生產(chǎn)運(yùn)行管理要求較高，在厭氧處理法后面還需好氧法處理才能達(dá)到出水水質(zhì)要求。光化學(xué)氧化可分為光分解、光敏化氧化、光激發(fā)氧化和光催化氧化四種。 光催化氧化技術(shù)能有效地破壞許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生物難降解的有機(jī)污染物，具有節(jié)能高效、污染物降解徹底等優(yōu)點(diǎn)，幾乎所有的有機(jī)物在光催化作用下可以完全氧化為 CO H2O等簡 單無機(jī)物。 16 關(guān)于光催化氧化降解染料的研究主要集中在對(duì)光催化劑的研究上。傳統(tǒng)的粉末型 TiO2光催化劑由于存在分離困難和不適合流動(dòng)體系等缺點(diǎn)，難以在實(shí)際中應(yīng)用。 膜分離技術(shù) 膜分離技術(shù)處理印染廢水是通過對(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。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(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)等一系列問題。 JianJunQin等運(yùn)用納米膜處理印染廢水，染料的去除率達(dá) 。 超聲波技術(shù) 利用超聲波可降解水中的化學(xué)污染物，尤其是難降解的有機(jī)污染 物。該方法的原理是廢水經(jīng)調(diào)節(jié)池加入選定的絮凝劑后進(jìn)入氣波振室，在額定的震蕩頻率的激烈震蕩下，廢水中的一部分有機(jī)物被開鍵成為小分子，在加速水分子的熱運(yùn)動(dòng)下，絮凝劑迅速絮凝，廢水中色度、 COD、苯胺濃度等隨之下降，起到降低廢水中有機(jī)物濃度的作用。 高能物理法 高能物理法是一種 新的水處理技術(shù)，當(dāng)高能粒子束轟擊水溶液時(shí)，水分子發(fā)生激發(fā)和電離，生成離子、激發(fā)分子、次級(jí)電子，這些輻射產(chǎn)物在向周圍介質(zhì)擴(kuò)散前會(huì)相互作用產(chǎn)生反應(yīng)能力極強(qiáng)的物質(zhì) HO高能物理法處理印染廢水具有有機(jī)物的去除率高、設(shè)備占地小、 17 操作簡單、用來產(chǎn)生高能粒子的裝置昂貴、技術(shù)要求高、能耗大、能量利用率不高等特點(diǎn)。 工藝的選擇 從我國印染行業(yè)廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀來看，經(jīng)過多年努力，已有一系列處理效果好的工藝應(yīng)用到實(shí)際工程中。 由于處理要求進(jìn)水水質(zhì) CODCr 800mg/L BOD5 250 mg/L SS 450mg/L pH ﹥ 13 色度 500 倍 出水水質(zhì) CODCr ?100mg/L BOD5 ?25mg/L SS ?70mg/L pH ＝ 6～ 9 色度 ?40 倍 從我國印染行業(yè)廢水治理技術(shù)的現(xiàn)狀來看，經(jīng)過多年努力，已有一系列處理效果好的工藝應(yīng)用到實(shí)際工程中。 調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)池一般均設(shè)有預(yù)曝氣，氣水比為 3～ 5： 1，預(yù)曝氣一方面為防止沉淀進(jìn)行攪拌，另外兼有去除部分有機(jī)污染物作用。 厭氧水解酸化池：根據(jù)廢水中污染物狀況，停留時(shí)間 T=4～ 10h， COD 去除率一 18 般為 15%～ 30%，色度去除率可達(dá) 40%～ 70%。 生物接觸氧化池：生物接觸氧化法實(shí)質(zhì)上是生物膜法與活性污泥法的混合型式。由于在池中放置一定數(shù)量的、而且具有一定孔隙率和比表面積的填料，為微生物的生長提供了棲息場所，具有明顯的生物膜法特點(diǎn) 。由于它采用鼓風(fēng)曝氣型式，不受池體表面產(chǎn)生的泡沫影響，不產(chǎn)生污泥膨脹，有機(jī)負(fù)荷高，占地少，流程中生物接觸氧化法、活性污泥法均采用鼓風(fēng)曝氣方式。生物接觸氧化池通常設(shè)計(jì)為二段，二段池容積可以相同，也可以第一段比第二段池容大。 活性污泥池：活性污泥法中曝氣池的停留時(shí)間通常為 T=9～ 12h， COD 去除率約為 60%～ 70%，色度去除率約為 50%左右。目前，沉淀池主要采用豎流沉淀池型式，對(duì)較大處理水量，多采用輻流式沉淀池型式。沉淀污泥通常采用重力或機(jī)械排泥方法排入濃縮池，然后進(jìn)行機(jī)械脫水或污泥干化。 混凝沉淀池和混凝氣浮池：混凝沉淀或混凝氣浮工藝，都采用化學(xué)投藥方法。其 COD 去除率約為 40%～ 55%，色度去除率約 40%～ 60%。當(dāng)好氧生物處理后沉淀池出水略高于排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，亦可在沉淀池前投藥，利用水力攪拌。 當(dāng)廢水 pH值較高時(shí)，在調(diào)節(jié)池前應(yīng)考慮加酸中和措施。 在流程中，根據(jù)各地排放標(biāo)準(zhǔn)要求不同和處理后水質(zhì)狀況不同，又提出了不同的排放部位。 工藝的確定 由前后出水質(zhì)量的比較有： CODCr 除去率為≥ % BOD5 除去率≥ 90% SS 除去率≥ % PH 由堿性中和到中性左右。 在后續(xù)工藝中設(shè)計(jì)一個(gè)水解酸化池：水解階段，可使固體有機(jī)物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子有機(jī)物質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，在產(chǎn)酸階段，碳水化合物等有機(jī)物降解為有機(jī)酸，降低 PH值，同時(shí)在水解產(chǎn)酸菌的作用下將不溶性有機(jī)物水解成為可溶解性物質(zhì)，同時(shí)在產(chǎn)酸菌的協(xié)同作用下將大分子，難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诮到獾男》肿游镔|(zhì)，并重新釋放到溶液中，在較高的水力負(fù)荷下隨水流出系統(tǒng)；由于水解和產(chǎn)酸菌世代期較短，因此這 一過程也是迅速的。 再其后為生物接觸氧化池，生物接觸氧化法的優(yōu)點(diǎn)是：凈化效率高能滿足 COD、BOD 的要求；處理所需時(shí)間短；對(duì)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷的變動(dòng)適應(yīng)性較強(qiáng)；不必進(jìn)行污泥回流，同時(shí)沒有污泥膨脹問題；運(yùn)行管理方便。 處理的工藝流程圖為： 印染廢水 → 格柵→ 調(diào)節(jié)池 → 水解酸化池 → 接觸氧化池→ 豎流沉淀池 ↓ 泥餅外運(yùn)←脫水車間← 污泥濃縮池 處理效果分析 調(diào)節(jié)池 項(xiàng)目 CODcr SS PH 色度 進(jìn)水 800 450 13 500 20 出水 736 360 9 500 去除率 8% 20% 0 水解酸化池 項(xiàng)目 CODcr SS PH 色度 進(jìn)水 736 360 9 500 出水 515 180 8 200 去除率 30% 50% 60% 接觸氧化池 項(xiàng)目 CODcr SS PH 色度 進(jìn)水 515 180 8 200 出水 103 90