1500m3每天印染废水处理工艺设计.doc
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1、某纺织印染公司废水解决方案设计1 总论1.1简介纺织印染行业是工业废水排放大户,据估算,全国天天排放的废水量约(3-4)106m3,且废水中有机物浓度高,成分复杂,色度深,pH变化大,水质水量变化大,属较难解决工业废水。某公司拟新建以腈纶本色纱为主的棉化纤纺织及印染精加工项目。根据建设项目管理条例和环境保护法之规定,环保设施的建设应与主体工程“三同时”。受该公司委托,我们提出了该项目的废水解决方案,按本方案进行建设后,可保证废水的达标排放,能极大地减轻该项目外排废水对某县的不利影响。1.2方案设计依据纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-92。室外排水设计规范GBJ14-87。建筑给排水设
2、计规范GBJ15-87。国家相关法律、法规。委托方提供的有关资料。其它同类公司废水解决设施竣工验收监测数据等。1.3方案设计原则本设计严格执行国家有关法规、规范,环境保护的各项规定,污水解决后必须保证各项出水水质指标均达成污水综合排放标准。采用先进、成熟、稳定、实用、经济合理的解决工艺,保证解决效果,并节省投资和运营管理费用。设备选型兼顾通用性和先进性,运营稳定可靠,效率高,管理方便,维修维护工作量少,价格适中。系统运营灵活,管理方便,维修简朴,尽量考虑操作自动化,减少操作劳动强度。设计美观,布局合理,与周边环境统一协调。尽量采用措施减小对周边环境的影响,合理控制噪声,气味,妥善解决与处置固体
3、废弃物,避免二次污染。1.4设计范围污水解决站污水、污泥解决工艺技术方案论证。污水解决站工程内容的工艺设备、建筑、结构、电气、仪表和自动控制等方面的工程设计及总平面布置。工程投资预算编制。2 工程概况2.1废水来源及特点该公司的工业废水重要来自退浆、煮炼、漂白(合称炼漂废水)和染色、漂洗(合称印染废水)工段,各工段废水特点如下: 退浆废水退浆是运用化学药剂去除纺织物上的杂质和浆料,便于下道工序的加工,此部分废水所含杂质纤维较多。以往由于纺织厂用淀粉为原料,故废水中BOD5浓度很高,是整个印染废水中BOD5的重要来源,使废水中B/C比较高,往往大于0.3,适宜生化,但随着科技的进步,印染厂所用浆
4、料逐步被CAM/PVA所代替,从而使废水中BOD5下降,CODcr升高,废水的可生化性减少。 煮炼废水煮炼工序是为了去除织物所含蜡质、果胶、油剂和机油等杂质,使用的化学药剂以烧碱和表面活性剂为主,此部分废水量大,碱性强,CODcr、BOD5高,是印染废水中重要的有机污染源。 漂白废水漂白重要是运用氧原子氧化织物中的着色基团,达成织物增白的目的,漂白废水中一般有机物含量较低,使用的漂白剂多为双氧水。 染色废水染色工艺是本项目的支柱工艺,在此过程中,使用直接、分散等染料和各种助剂,从而使染色工艺成为复杂工艺,也使染色废水水质呈现出复杂多样性。一般而言,染色废水碱性强,色泽深,对人体器官刺激大,BO
5、D5、CODcr浓度高,废水中所含各种染料、表面活性剂和各种助剂是印染废水中最大的有机物污染源。漂洗废水其中具有纤维屑、树脂、油剂、浆料、表面活性剂、甲醛等。2.2废水的水质水量及解决后排放标准废水的水质水量废水量1300m3/dCOD1000-1200mg/lSS200-300mg/l色度600-800倍PH8-10BOD300mg/l废水解决后排放标准根据纺织染整工业水污染物排放标准GB4287-92中的一级排放标准。COD100mg/lSS70mg/l色度40倍(稀释倍数)pH6-9最高允许排水量2.5m3/百米布(幅宽914mm)BOD25mg/l3 工艺流程3.1工艺流程的选定该公司
6、废水COD高,色度大,PH值高,悬浮物多并不易直接生化解决,因此采用水解酸化+接触氧化+混凝沉淀,并与物理、化学法串联的方法解决该废水。3.2工艺流程图根据上述解决工艺分析,拟定工艺流程图如图工艺流程图3.3工艺流程说明印染废水一方面通过格栅,用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物,以减轻后续解决构筑物的负荷,用来去除那些也许堵塞水泵机组管道阀门的较粗大的悬浮物,并保证后续解决设施能正常运营的装置。纺织印染厂由于其特有的生产过程,导致废水排放的间断性和多边性,是排出的废水的水质和水量有很大的变化。而废水解决设备都是按一定的水质和水量标准设计的,规定均匀进水,特别对生物解决设备更为重要。为了保证解决设
7、备的正常运营,在废水进入解决设备之前,必须预先进行调节。 印染废水中具有大量的溶解度较好的环状有机物,其生物解决效果一般,因此选择酸化水解工艺。酸化水解工艺运用水解和产酸菌的反映,将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质、去除易降解有机物,提高污水的可生化性,减少污泥产量,使污水更适宜于后续的好氧解决。生物接触氧化也称淹没式生物滤池,其反映器内设立填料,通过充氧的废水与长满生物膜的填料相接触,在生物膜的作用下,大部分有机物被消耗,废水得到净化。废水悬浮物较高及色度较深,因此选择混凝沉淀,去除悬浮物和色度,使出水的水质指标相对稳定。这里选用竖流式沉淀池,其排泥简朴,管理方便,
8、占地面积小。对于尚有少量颜色的废水很难通过混凝沉淀及生物解决脱色,为保险起见,在生物解决后增长化学氧化系统。 4 构筑物的设计与计算4.1设计规模说明印染废水约为1300t/d,设计解决规模为1500 t/d。污水的平均流量Q平均0.01736 m3/s设计流量:Q=0.01736 m3/s=17.36L/s 取流量总变化系数为:KZ=1.97最大设计流量:Qmax=Kz Q=1.970.01736 m3/s =0.034m3/s=125m3/h4.2构筑物的设计与计算4.2.1格栅 格栅间隙数 18Qmax最大废水设计流量 0.034m3/s格栅安装倾角 60o h栅前水深 0.3mb栅条间
9、隙宽度 取10mm过栅流速 0.6m/s 格栅的建筑宽度B取栅条宽度S=0.01m,则栅槽宽度B=B=0.01(181)0.0118=0.35m进水渠宽度B1 B1 = = = 0.19m栅前扩大段 L11渐宽部分的展开角,一般采用20o。栅后收缩段 L2 = 0.5L1=0.11(m)通过格栅的水头损失 h1,m h1= h0k 式中:h1-设计水头损失,m h0 -计算水头损失,m g -重力加速度,m/s2 k -系数,格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数,一般采用3。 -阻力系数,与栅条断面形状有关;设栅条断面为锐边矩形断面,=2.42。 =0.12 (m)栅后槽总高度H H=h+h1+h
10、2=0.3+0.12+0.3=0.72(m)h栅前水深h1格栅的水头损失h2栅前渠道超高,般取0.3m格栅的总长度LL式中:L1栅前扩大段 L2栅后收缩段 栅前渠道深度,(m)每日栅渣量W,m3/d式中,W为栅渣量,取0.10m3/103m3污水,那么 W= 0.15(m3/d)0.2(m3/d) ,所以手动清渣。格栅水力计算示意图格栅机的选型 参考给水排水设计手册,选择NC-300式格栅除污机,其安装倾角为60,进水流速1m/s,栅条净距520mm。4.2.2调节池的设计 为了调节水质,在调节池底部设立搅拌装置,常用的两种方式是空气搅拌和机械搅拌,这里采用穿孔空气搅拌,气水比为3.5:1。池
11、型为矩形。废水停留时间t=8h。 1池体积算.调节池有效体积VV=Qmaxt=125 m3/h8h=1000m3.调节池尺寸 设计调节池平面尺寸为矩形,有效水深为5米,则面积FF=V/h=1000 m3/5m=200m2设池宽B=10m,池长L=F/B=200/10=20m, 保护高h1=0.3m,则池总高度H=h+h1=5+0.6=5.3m调节池尺寸:LBH=20m10m5.3m2布气管设立.空气量DD=D0Q=3.51500=5250m3/d=3.65m3/min=0.06m3/s式中D0每立方米污水需氧量,3.5m3/m3 .空气干管直径dd=(4D/v)1/2=40.06/(3.141
12、2)1/2=0.0798m,取80mm。v:拟定管内气体流速校核管内气体流速v=4D/d2=40.06/(3.140.082)= 11.9m/s在范围1015m/s内,满足规范规定。.支管直径d1空气干管连接两支管,通过每根支管的空气量qq=D/2=0.06/2=0.03 m3/s则支管直径d1=(4q/v1)1/2=40.03/(3.146)1/2=0.0798m,取80mm校核支管流速v1=4q/d12=40.03/(3.140.082)=5.97m/s在范围510m/s内,满足规范规定。.穿孔管直径d2 沿支管方向每隔2m设立两根对称的穿孔管,靠近穿孔管的两侧池壁各留1m,则穿孔管的间距
13、数为(L-21)/2=(20-2)/2=9,穿孔管的个数n=(9+1)22=40。每根支管上连有20根穿孔管,通过每根穿孔管的空气量q1,q1=q/20=0.03/20=0.0015m3/s则穿孔管直径d2=(4q1/v2)1/2=40.0015/(3.148)1/20.015m,取15mm校核流速v2=4q1/d22=40.0015/(3.140.0152)=8.5m/s在范围510m/s内。.孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45处,并交错排列,孔眼间距b=50mm,孔径=3mm,每根穿孔管长l=2m,那么孔眼数m= l/b+1=2/0.05+1=41个。孔眼流速v3=4q1/2m=
14、40.0015/(3.140.003241)=5.18m/s, 符合510m/s的流速规定。3鼓风机的选型空气管DN=80mm时,风管的沿程阻力h1h1=iLTP式中i单位管长阻力,查给水排水设计手册第一册 L风管长度,m T温度为20时,空气密度的修正系数为1.00 P大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h2=v2/2g 式中局部阻力系数,查给水排水设计手册第一册 v风管中平均空气流速,m/s 空气密度,kg/m3空气管DN=15mm时,风管的沿程阻力h1h3=iLTP式中i单位管长阻力,查给水排水设计手册第一册, L风管长度,m T温度为20时,空气密度的修正系数为
15、1.00 P大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h4=v2/2g式中局部阻力系数,查给水排水设计手册第一册 v风管中平均空气流速,m/s 空气密度,kg/m3风机所需风压为h1+h2+h3+h4=H。综合以上计算,鼓风机所需气量3.6m3/min,风压H KPa。 结合气量5.2103m3/d,风压H KPa进行风机选型,查给水排水设计手册11册,选SSR型罗茨鼓风机,型号为SSR150表3-1 SR型罗茨鼓风机规格性能型号口径A转速r/min风量m3/min压力kPa轴功率Kw功率Kw生产厂SSR-1501509705.209.85.587.5章丘鼓风机厂4加酸中和废
16、水呈碱性重要是由生产过程中投加的NaOH引起的,原水PH值为8-10(取10计算),即:OH-=10-4mol/l加酸量Ns为Ns=Nzak=(125103)l/h10-4 mol/l(4010-3)kg/mol1.241.1=0.682kg/h其中 Ns酸总耗量,kg/h; Nz废水含碱量,kg/h;a酸性药剂比耗量,取1.24k反映不均匀系数,1.11.2配置好的硫酸直接从贮酸槽泵入调配槽,经阀门控制流入调节池反映。调节池图4.2.3 泵的选择选用QW150-300I污水泵,其流量为200-250 m3/h,扬程为10-13m,转速为980 r/min,效率为75%,功率为22kw,电压为
17、380v。4.2.4 水解酸化池1. 有效容积VV=Qmaxt=1256=750m3其中:Qmax最大设计流量(m3/h)t停留时间,本设计采用6h。2有效水深h:h=vt=1.56=9mv池内水的上升流速,一般控制在0.81.8m/h,此处取1.5m/h3池表面积FF= V/h=750/9=83.4m2,取84 m2设池宽B=6m,则池长L=F/B=84/6=14m,池子超高取0.3m,则水解酸化池尺寸:LBH=14mm9.3m4.布水配水系统配水方式本设计采用大阻力配水系统,为了配水均匀一般对称布置,各支管出水口向下距池底约20cm,位于所服务面积的中心。查曝气生物滤池污水解决新技术及工程
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