丝绸废水处理工艺设计.doc
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1、西南大学研究生课程论文考试科目 环境工程设计 院 、所、中心 资源环境学院 专业或专业领域 环境工程 研究方向 大气污染控制工程 级 别 2010级 学 年 2010-2011 学 期 第一学期 姓 名 学 号 类 别 全日制硕士 2010年12月30日研究生院(筹)制目 录文献综述21丝绸废水简介22丝绸废水的特点23丝绸废水常用的组合处理工艺23.1 Xp混凝剂法23.2 厌氧好氧生物炭法(AABC)23.3高压脉冲电解混凝法33.4膨胀颗粒污泥床工艺(EGSB)33.5推流式曝气增氧活性污泥法34工艺比较35处理工艺的确定4正文41处理工艺的确定41.1设计参数41.2 处理工艺流程图5
2、2构筑物设计计算52.1格栅52.2调节池62.3气浮池72.4水解酸化池72.5生物接触氧化池82.6竖流式沉淀池92.7化学氧化池112.8污泥浓缩池113平面布置及高程布置的设计123.1高程布置123.2平面布置124构筑物与效益分析124.1构筑物与设备124.2处理费用分析135总结14参考文献:14附图15丝绸废水处理工艺设计文献综述1丝绸废水简介纺织工业是我国纺织工业的一种,已有一个多世纪的发展历史,是我国民族工业中历史最悠久的产业之一1。而印染工艺又是纺织工业中废水排放的大户。据统计,2007年全国印染布产量达660亿m,占世界总量30%以上,废水排放总量居全国工业部门第五位
3、,COD排放总量居第六位。近年来,随着新型染化料助剂的开发和应用,丝绸印染废水呈现出有机污染物浓度高、组分复杂、色度深且波动大的特点,所以处理此类废水的新型工艺组合层出不穷。2丝绸废水的特点丝绸废水包括真丝绸印染废水和仿丝绸印染废水两种。真丝绸印染废水中含有染料、表面活性剂、固色剂、酸、碱以及蚕丝上的杂质与水解产物等,有机物浓度高、波动范围大,色度较深。仿丝绸印染废水相比真丝绸印染废水,最显著的不同就是在于仿丝绸印染废水的一般不具有可生化性。对本论文中废水水质进行分析从而确定该废水属于仿丝绸印染废水。3丝绸废水常用的组合处理工艺 目前丝绸废水较有效的处理方法有Xp混凝剂法、厌氧好氧生物炭法、高
4、压脉冲电解混凝法等。以下则针对上述几种处理方法做整理及分析,并摘取了部分处理效果数据表。3.1 Xp混凝剂法2该工艺流程基本为这样的,首先废水经调节池加药后进行初沉,针对不同特性的印染废水加入高效率多离子态的无机分子混凝剂,在一定条件下,其能与废水中的各种有害物质产生凝聚,而此凝聚又具有强力的吸附能力,可将污染物从废水中分离出来。一般的混凝剂配方为镁系列混凝剂加黄土。然后初沉出水通入烟道废气进行二沉,利用消烟除尘后净化的烟道气改变初沉池出水水质条件,使初沉池出水与混凝剂发生反应,在二沉池中沉淀以进一步去除污染物。最后二沉出水经滤渣吸附,利用滤渣(焦炭渣、无烟煤)等工业废弃物或廉价滤料做吸附剂,
5、即得处理后出水。处理后水可以回收利用,处理效果见表1。表1 Xp混凝剂处理数据分析项目pHCOD(mg/L)BOD(mg/L)硫化物(mg/L)色度(倍)分析数据7.0+0.5100609899.3-99.93.2 厌氧好氧生物炭法(AABC)3 厌氧好氧生物炭法(AABC)处理丝绸废水的工艺流程一般包括4个部分:厌氧池、好氧池、脉冲发生器及生物炭池。厌氧池不是一般的传统厌氧消化,主要功能有水解酸化作用、分解印染废水中可生化性很差的一些高分子物质改善可生化性、脱色和消化好养段所产生的污泥;好氧池主要是将特大分子链切断;脉冲发生器主要用于厌氧池中搅拌;生物炭池利用悬浮生长及固着生长法的特点去除C
6、OD、BOD。处理效果如表2所示。表2 各单元处理后数据分析项目PVA(mg/L)COD(mg/L)BOD(mg/L)洗涤剂(mg/L)色度(倍)原水103.7618.1121.65.49295.0厌氧53.7493.3110.46.19243.0好氧37.8196.325.32.4674.0生物炭24.198.916.72.8837.2总去除率76.7%84.0%86.3%84.0%84.7%3.3高压脉冲电解混凝法利用开发的高压脉冲电解凝聚技术,对废水中的色度、COD、BOD及SS等污染物进行氧化、还原、凝聚及浮除等反应或作用,然后再进一步经粗滤、精滤作用后,使排放水合乎排放标准。一般对于
7、进水条件如下:色度4000、CODCr1200mg/L、BOD300mg/L、SS1000mg/L,均能达到排水标准(GB89781996)。3.4膨胀颗粒污泥床工艺(EGSB)官宝红4等人采用膨胀颗粒污泥床工艺对涤纶仿真丝绸印染废水进行处理,通过污泥负荷和水力负荷的递增来启动反应器,从活性污泥性状和反应器性能两方面考察启动过程。活性污泥依次经历絮状、膨胀、细粒化和成熟颗粒四个阶段,反应器性能与此相应变化,有机物去除率和产气率逐渐提高且趋于稳定。结果表明,EGSB处理涤纶仿真丝绸印染废水的启动过程用了50d左右,启动后形成的颗粒污泥床层占反应器有效容积的25%和污泥量的65%左右,COD去除率
8、为57%64%,产气率每千克COD0.120.17m3。3.5推流式曝气增氧活性污泥法5浙江某集团公司采用的该工艺将水解酸化池前置于系统中,能将不易降解的染料、印染助剂等大分子有机物分解成小分子有机物,提高了废水的可生化性,为后续的好氧处理起铺垫作用;在活性污泥前设置了生物选择器,二沉池的回流污泥在此充分接触,提高了基质的浓度,菌胶团细菌在生物选择器中吸附了大部分的溶解底物,在后续的活性污泥池中利用这部分底物继续生长,而丝状细菌在高基质浓度下生长缓慢,进入活性污泥池后可以防止污泥膨胀的产生,而且其COD和色度的去除率达到90%以上,BOD 的去除率可达99%。4工艺比较针对前面的几种技术,对其
9、处理工艺进行分析,我们知道这些工业都有着不同的优缺点,其优缺点如下:Xp混凝剂法。优点:除色效果好;污泥可再利用。缺点:药剂用量大,污泥量大。厌氧法。优点:除色效果好;无污泥产生。缺点:占地面积大。电凝法。优点:占地面积小,效果比厌氧法、Xp混凝剂法略差。缺点:耗电量大,耗电极,污泥量较厌氧法大。5处理工艺的确定废水中主要污染物为COD、BOD 、SS、色度等。其中,COD=580mg/l,BOD5=100mg/l,SS=350mg/l,色度450倍。目前,国内对丝绸废水的处理一般以生物处理为主。对易于生物降解的印染废水,可采用一段生物处理。对难于生物降解的印染废水,采用厌氧(水解)好氧联合处
10、理较为合适。由于本设计中BOD5/COD=0.170.3,属于不易生化废水,所以确定用水解酸化好氧生物处理法。经过水解酸化降解以后可以去除部分有机物,同时对较难降解的物质可以经过水解酸化分解为小分子有机物,有利于后续好氧生物处理。好氧生物处理采用生物接触氧化法处理工艺。该法兼具了生物转盘及活性污泥的优点,具有稳定、高效的处理效果,而且可以在一定时间内间歇运行和便于重新启动6。该设计中废水量不大,将不会耗用太多的生物填料,不需要回流污泥,污泥产量少,不产生污泥膨胀,耐冲击负荷能力强,运行管理方便。丝绸废水经过生物接触氧化池后进入二沉池进行泥水分离,上清液进入后续混凝沉淀反应,污泥排入贮泥池。丝绸
11、废水经过生化处理后,还有部分难以降解的有机物、色度、SS等污染物,这些污染物通过化学氧化池进行去除。再增设次氯酸钠氧化脱色装置,以便充分改善处理效果,同时,为今后废水深度处理与回用创造良好条件。对气浮池和二次沉淀池产生的污泥,采用污泥浓缩和干化处理的技术, 以防止污泥的二次污染。综上所述,本设计以“水解酸化 + 生物接触氧化+ 化学氧化法”为处理工艺。正文1处理工艺的确定1.1设计参数1.1.1丝绸生产废水水质水量丝绸生产废水水质如下:pH=8,BOD5=100mg/L,COD=580mg/L,SS=350mg/L,色度=450倍,污水量Q=500m3/d。1.1.2处理要求污水排放应达到国家
12、标准污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准(1998.1.1之后):pH=69,BOD530mg/L,COD100mg/L,SS70mg/L,色度50倍。1.2 处理工艺流程图回用化学氧化池外运排水竖流式沉淀池生物接触氧化池污泥浓缩池脱水车间格栅池丝绸废水气浮池调节池水解酸化池氯化铝混凝剂2构筑物设计计算2.1格栅 目前格栅的种类繁多,发展较快,从格栅的型式来分,可分为链式机械格栅除污机、一体三索式格栅除污机、回旋式格栅除污机和阶梯式格栅除污机等等。格栅是由一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成。倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处,以拦截污水中粗大的悬浮物及杂质(见附
13、图1,2)。2.1.1格栅设计原则7格栅所能截留污染物的数量,随所选用的栅条间距和水的性质有很大的区别。一般以不堵塞水泵和水处理厂站的处理设备为原则。(1) 水泵处理系统前格栅栅条间隙(人工清除:2540mm;机械清除:1625mm;最大间隙:40mm。(2) 在大型污水处理厂或泵站前用大型格栅(每日栅渣量大于0.2m3/d),一般应采用机械清渣。(3) 格栅倾角一般用 4575,机械格栅倾角一般为 6070。(4) 通过格栅的水头损失一般采用0.080.15m。(5) 过栅流速一般采用0.61.0m/s。2.1.2设计参数由进水量而得,设计参数如下:平均日流量:Qd=0.0058m3/s最大
14、设计流量:Qmax=KzQd =20.0058=0.0116m3/s栅前流速:vb=0.40.9 m/s,取vb0.4m/s过栅流速:v=0.61.0 m/s, 取v0.6m/s采用人工清渣,栅条间距:1025 mm,取d20.0mm栅渣截留量:0.100.05m3/10rn3污水,取0.05 m3/10m3倾角一般为:60-70,取60栅前水深:h=0.4m栅条宽度:S=0.01 m进水渠宽:B1=0.1 m进水渠渐宽部位的展开角度:1202.1.3设计计算格栅的间隙数:则栅条数目为n-1=4个格栅建筑宽度:进水渠道渐宽部分长度(l1):取进水渠道宽B10.1m,渐宽部分展开角120,此时进
15、水渠道流速为0.75m/s 渠道与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2):过栅水头损失(h1):因栅条为矩形截面,取k=3,并将已知数据带入式得:取栅前渠道超高h2为0.15m,则栅前槽总高为:则栅后槽总高度为:栅槽总长度:每日栅渣量(W):取栅渣量为0.05m3/103m3 0.2m3/d由于每日栅渣量较小,对栅渣采用人工清渣的方式去除。2.2调节池8纺织印染工业特有的生产过程,造成其废水排放的间歇性和多变性,使排出废水的水质和水量变化很大。而废水处理构筑物是按一定的规模和水质设计,为保证处理构筑物能正常运行,在废水进入构筑物之前,必须预先进行调节。将不同时间排出的废水,贮存在同一调节池内,并
16、通过机械或空气的搅拌达到出水均匀的目的。此外,调节池还具有预沉淀、预曝气、降温和贮存临时事故排水的功能。纺织印染废水的调节池,水力停留时间一般为4-8h,最小应大于4h。(图3)本设计采用长方形钢筋混凝土调节池,池深为3.5m,宽为4m,长为7m。调节池为地下式,便于废水直接进入其中,不会在生产车间内形成壅水现象。2.2.1设计参数流量Q=20.821/h;调节周期T=4.0h; 2.2.2设计计算(1)调节池有效容积:V=QT=214=84(2)调节池尺寸:该池设为矩形,其有效水深采用3.0m,调节池面积为: F=V/3=28m2;池宽B取4m,则池长L为:L=F/B=24/4=7m;保护高
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