1、 12/121500m3每天印染廢水處理工藝設計 某紡織印染企業廢水處理方案設計 1 總論 1.1簡介 紡織印染行業是工業廢水排放大戶，據估算，全國每天排放的廢水量約(3-4)106m3，且廢水中有機物濃度高，成分復雜，色度深，pH 變化大，水質水量變化大，屬較難處理工業廢水。 某企業擬新建以腈綸本色紗為主的棉化纖紡織及印染精加工項目。根據建設項目管理條例和環境保護法之規定，環保設施的建設應與主體工程“三同時”。受該企業委托，我們提出了該項目的廢水處理方案，按本方案進行建設后，可確保廢水的達標排放，能極減輕該項目外排廢水對某縣的不利影響。 1.2方案設計依據 紡織染整工業水污染物排放標準GB4

2、287-92。 室外排水設計規GBJ14-87。 建筑給排水設計規GBJ15-87。 國家相關法律、法規。 委托方提供的有關資料。 其它同類企業廢水處理設施竣工驗收監測數據等。 1.3方案設計原則 本設計嚴格執行國家有關法規、規，環境保護的各項規定，污水處理后必須確保各項出水水質指標均達到污水綜合排放標準。 采用先進、成熟、穩定、實用、經濟合理的處理工藝，保證處理效果，并節省投資和運行管理費用。 設備選型兼顧通用性和先進性，運行穩定可靠，效率高，管理方便，維修維護工作量少，價格適中。 系統運行靈活，管理方便，維修簡單，盡量考慮操作自動化，減少操作勞動強度。 設計美觀，布局合理，與周圍環境統一協

3、調。 盡量采取措施減小對周圍環境的影響，合理控制噪聲，氣味，妥善處理與處置固體廢棄物，避免二次污染。 1.4設計圍 污水處理站污水、污泥處理工藝技術方案論證。 污水處理站工程容的工藝設備、建筑、結構、電氣、儀表和自動控制等方面的工程設計及總平面布置。 工程投資預算編制。 2 工程概況 2.1廢水來源及特點 該企業的工業廢水主要來自退漿、煮煉、漂白（合稱煉漂廢水）和染色、漂洗（合稱印染廢水）工段，各工段廢水特點如下： 退漿廢水 退漿是利用化學藥劑去除紡織物上的雜質和漿料，便于下道工序的加工，此部分廢水所含雜質纖維較多。以往由于紡織廠用淀粉為原料，故廢水中BOD5濃度很高，是整個印染廢水中BOD5

4、的主要來源，使廢水中B/C比較高，往往大于0.3，適宜生化，但隨著科技的進步，印染廠所用漿料逐步被CAM/PVA所代替，從而使廢水中BOD5下降，COD cr升高，廢水的可生化性降低。 煮煉廢水 煮煉工序是為了去除織物所含蠟質、果膠、油劑和機油等雜質，使用的化學藥劑以燒堿和表面活性劑為主，此部分廢水量大，堿性強，COD cr、BOD5高，是印染廢水中主要的有機污染源。 漂白廢水 漂白主要是利用氧原子氧化織物中的著色基團，達到織物增白的目的，漂白廢水中一般有機物含量較低，使用的漂白劑多為雙氧水。 染色廢水 染色工藝是本項目的支柱工藝，在此過程中，使用直接、分散等染料和各種助劑，從而使染色工藝成為

5、復雜工藝，也使染色廢水水質呈現出復雜多樣性。一般而言，染色廢水堿性強，色澤深，對人體器官刺激大，BOD5、CODcr濃度高，廢水中所含各種染料、表面活性劑和各種助劑是印染廢水中最大的有機物污染源。 漂洗廢水 其中含有纖維屑、樹脂、油劑、漿料、表面活性劑、甲醛等。 2.2廢水的水質水量及處理后排放標準 廢水的水質水量 廢水量1300m3/d COD 1000-1200mg/l SS 200-300mg/l 色度600-800倍 PH 8-10 BOD 300mg/l 廢水處理后排放標準 根據紡織染整工業水污染物排放標準GB4287-92中的一級排放標準。 COD 100mg/l SS 70mg/

6、l 色度40倍(稀釋倍數) pH 6-9 最高允許排水量 2.5m3/百米布(幅寬914mm) BOD 25mg/l 3 工藝流程 3.1工藝流程的選定 該企業廢水COD高，色度大，PH值高，懸浮物多并不易直接生化處理，因此采用水解酸化+接觸氧化+混凝沉淀，并與物理、化學法串聯的方法處理該廢水。 3.2工藝流程圖 根據上述處理工藝分析，確定工藝流程圖如圖 工藝流程圖 3.3工藝流程說明 印染廢水首先通過格柵，用以截留水中的較大懸浮物或漂浮物，以減輕后續處理構筑物的負荷，用來去除那些可能堵塞水泵機組管道閥門的較粗大的懸浮物，并保證后續處理設施能正常運行的裝置。 紡織印染廠由于其特有的生產過程，造

7、成廢水排放的間斷性和多邊性，是排出的廢水的水質和水量有很大的變化。而廢水處理設備都是按一定的水質和水量標準設計的，要求均勻進水，特別對生物處理設備更為重要。為了保證處理設備的正常運行，在廢水進入處理設備之前，必須預先進行調節。 印染廢水中含有大量的溶解度較好的環狀有機物，其生物處理效果一般，因此選擇酸化水解工藝。酸化水解工藝利用水解和產酸菌的反應，將不溶性有機物水解成溶解性有機物、大分子物質分解成小分子物質、去除易降解有機物，提高污水的可生化性，減少污泥產量，使污水更適宜于后續的好氧處理。 生物接觸氧化也稱淹沒式生物濾池，其反應器設置填料，經過充氧的廢水與長滿生物膜的填料相接觸，在生物膜的作用

8、下，大部分有機物被消耗，廢水得到凈化。 廢水懸浮物較高及色度較深，因此選擇混凝沉淀，去除懸浮物和色度，使出水的水質指標相對穩定。這里選用豎流式沉淀池，其排泥簡單，管理方便，占地面積小。 對于還有少量顏色的廢水很難通過混凝沉淀及生物處理脫色，為保險起見，在生物處理后增加化學氧化系統。 4 構筑物的設計與計算 4.1設計規模說明 印染廢水約為1300t/d ，設計處理規模為1500 t/d 。 污水的平均流量Q 平均243600i Q ?1500243600 ?0.01736 m 3/s 設計流量：Q=0.01736 m 3/s=17.36L/s 取流量總變化系數為:K Z = 0.11 2.7Q

9、 =1.97 最大設計流量： Qmax=Kz Q=1.970.01736 m 3/s =0.034m 3/s=125m 3/h 4.2構筑物的設計與計算 4.2.1格柵 格柵間隙數 max Q n bhv ?=? 18 Qmax 最大廢水設計流量 0.034m 3/s 格柵安裝傾角 60o h 柵前水深 0.3m b 柵條間隙寬度 取10mm 過柵流速 0.6m/s 格柵的建筑寬度B 取柵條寬度S=0.01m ，則柵槽寬度B=(1)S n bn -+ B=0.01（181）0.0118=0.35m 進水渠寬度B 1 B 1 = max Q vh = 0.0340.60.3 ? = 0.19m

10、柵前擴大段 L 12110.350.190.22()2tan 2tan 20o B B m -=? 1漸寬部分的展開角，一般采用20o 。 柵后收縮段 L 2 = 0.5L 1=0.11(m) 通過格柵的水頭損失 h 1，m h 1= h 0?k 0h 34 2)(,2sin b S g v = 式中:h 1-設計水頭損失，m h 0 -計算水頭損失，m g -重力加速度，m/s 2 k -系數，格柵受污物堵塞時水頭損失增大倍數，一般采用3。 -阻力系數，與柵條斷面形狀有關；設柵條斷面為銳邊矩形斷面，=2.42。 g k v b S k h h 2sin )(234 01= 4230.012.

11、42()0.6sin 6030.0119.6o ?= =0.12 (m) 柵后槽總高度H H=h+h 1+h 2=0.3+0.12+0.3=0.720.7(m) h 柵前水深 h 1格柵的水頭損失 h 2柵前渠道超高，般取0.3m 格柵的總長度L L tan 0.15.0121H L L + += 式中：L 1柵前擴大段 L 2柵后收縮段 1H 柵前渠道深度，21h h H += 00.30.30.220.110.5 1.0 2.2tan 60 L +=+(m) 每日柵渣量W ，m 3/d 3max 186400(/)1000 Z Q W W m d K ?=? 式中，W 為柵渣量，取0.10

12、m 3/103m 3污水，那么 W 864000.0340.11000 1.97 ?=?= 0.15(m 3/d)0.2(m 3/d) ，所以手動清渣。 格柵水力計算示意圖 格柵機的選型 參考給水排水設計手冊，選擇NC-300式格柵除污機，其安裝傾角為60，進水流速1m/s,柵條凈距520mm 。 4.2.2調節池的設計 為了調節水質，在調節池底部設置攪拌裝置，常用的兩種方式是空氣攪拌和機械攪拌，這里采用穿孔空氣攪拌，氣水比為3.5：1。池型為矩形。廢水停留時間t=8h。 1池體積算 .調節池有效體積V V=Qmaxt=125 m3/h8h=1000m3 .調節池尺寸 設計調節池平面尺寸為矩形

13、，有效水深為5米，則面積F F=V/h=1000 m3/5m=200m2 設池寬B=10m，池長L=F/B=200/10=20m, 保護高h1=0.3m，則池總高度H=h+h1=5+0.6=5.3m 調節池尺寸：LBH=20m10m5.3m 2布氣管設置 .空氣量D D=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 .空氣干管直徑d d=（4D/v）1/2=40.06/(3.1412)1/2=0.0798m,取80mm。v：擬定管氣體流速 校核管氣體流速 v=4D/d2=40.06/(3.140.082)= 11

14、.9m/s 在圍1015m/s，滿足規要求。 .支管直徑d1 空氣干管連接兩支管，通過每根支管的空氣量q q=D/2=0.06/2=0.03 m3/s 則支管直徑 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 在圍510m/s，滿足規要求。 .穿孔管直徑d2 沿支管方向每隔2m設置兩根對稱的穿孔管，靠近穿孔管的兩側池壁各留1m，則穿孔管的間距數為(L-21)/2=（20-2）/2=9,穿孔管的個數n=(9+1)22=40。 每根支管上連有20根穿孔管，通過每根穿孔管

15、的空氣量q1， q1=q/20=0.03/20=0.0015m3/s 則穿孔管直徑d2=（4q1/v2）1/2=40.0015/(3.148)1/2 0.015m，取15mm 校核流速 v2=4q1/d22=40.0015/(3.140.0152)=8.5m/s 在圍510m/s。 .孔眼計算 孔眼開于穿孔管底部與垂直中心線成45處，并交錯排列，孔眼間距 b=50mm，孔徑?=3mm，每根穿孔管長l=2m，那么孔眼數 m= l/b+1=2/0.05+1=41個。 孔眼流速v3=4q1/?2m=40.0015/(3.140.003241)=5.18m/s, 符合510m/s的流速要求。 3鼓風機

16、的選型 空氣管DN=80mm時，風管的沿程阻力h1 h1=iLTP 式中i單位管長阻力，查給水排水設計手冊第一冊L風管長度，m T溫度為20時，空氣密度的修正系數為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數為1.0 風管的局部阻力 h2=v2/2g 式中局部阻力系數，查給水排水設計手冊第一冊v風管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3 空氣管DN=15mm時，風管的沿程阻力h1 h3=iLTP 式中i單位管長阻力，查給水排水設計手冊第一冊，L風管長度，m T溫度為20時，空氣密度的修正系數為1.00 P大氣壓力為0.1MPa時的壓力修正系數為1.0 風管的局部阻力 h4=v2/2

17、g 式中局部阻力系數，查給水排水設計手冊第一冊v風管中平均空氣流速，m/s 空氣密度，kg/m3 風機所需風壓為h1+h2+h3+h4=H。 綜合以上計算，鼓風機所需氣量3.6m3/min，風壓H KPa。 結合氣量5.2103m3/d，風壓H KPa進行風機選型，查給水排水設計手冊11冊，選SSR型羅茨鼓風機，型號為SSR150 表3-1 SR型羅茨鼓風機規格性能 4加酸中和 廢水呈堿性主要是由生產過程中投加的NaOH引起的，原水PH值為8-10(取10計算)，即:OH-=10-4mol/l 加酸量Ns為Ns=Nzak =（125103）l/h10-4 mol/l（4010-3）kg/mol

18、1.24 1.1=0.682kg/h 其中 Ns 酸總耗量，kg/h ； Nz 廢水含堿量，kg/h ； a 酸性藥劑比耗量，取1.24 k 反應不均勻系數，1.11.2 配置好的硫酸直接從貯酸槽泵入調配槽，經閥門控制流入調節池反應。 調節池圖 4.2.3 泵的選擇 選用QW150-300I污水泵，其流量為200-250 m3/h，揚程為10-13m，轉速為980 r/min，效率為75%，功率為22kw，電壓為380v。 4.2.4 水解酸化池 1. 有效容積V V=Q max t=1256=750m3 其中：Q max最大設計流量（m3/h） t停留時間，本設計采用6h。 2有效水深h：

19、h=vt=1.56=9m v池水的上升流速，一般控制在0.81.8m/h,此處取1.5m/h 3池表面積F F= V/h=750/9=83.4m2,取84 m2 設池寬B=6m，則池長L=F/B=84/6=14m，池子超高取0.3m，則水解酸化池尺寸：LBH=14mm9.3m 4.布水配水系統 配水方式 本設計采用大阻力配水系統，為了配水均勻一般對稱布置，各支管出水口向下距池底約20cm，位于所服務面積的中心。 查曝氣生物濾池污水處理新技術及工程實例其設計參數如下：管式大阻力配水系統設計參數表 干管管徑的設計計算 Qmax=0.034m/s 干管流速為1.4m/s,則干管橫切面積為： A= Q

20、max/v=0.034/1.4=0.025 管徑D1=(4A/)1/2=（40.025/3.14）1/2=0.18m 由給排水設計手冊第一冊選用DN=200mm的鋼管 校核干管流速：A=1D2/4=3.14O.22/4=0.0314m2 v1=Q max/A=0.034/0.0314=1.08 m/s,介于1.01.5m/s之間，符合要求。 布水支管的設計計算 a布水支管數的確定 取布水支管的中心間距為0.3m，支管的間距數 n=L/0.3=14/0.3=46.747個，則支管數n=2（47-1）=92根b布水支管管徑及長度的確定 每根支管的進口流量q=Q max/n=0.034/92=0.0

21、00370 m3/s,支管流速v2=2.0m/s 則D2=（4q/v2）1/2=40.000370/(3.142.0)1/2=0.0154m,取D2=16mm 校核支管流速：v2=4q/D22=40.000370/(3.140.0162)=1.84 m/s,在設計流速1.52.5 m/s之間，符合要求。 出水孔的設計計算 一般孔徑為912mm，本設計選取孔徑10mm的出水孔。出水孔沿配水支管中心線兩側向下交叉布置，從管的橫截斷面看兩側出水孔的夾角為45。又因為水解酸化池的橫截面積為614=84m2，去開孔率0.2，則孔眼總面積S=840.2=0.168m2。配水孔眼 d=10mm，所以單孔眼的

22、面積為S1= d2/4=3.140.012/4=7.8510-5m2，所以孔眼數為0.168/（7.8510-5）=2140個，每個管子上的孔眼數是2140/92=24個。 水解酸化池圖 4.2.5接觸氧化池 1填料的選擇 結合實際情況，選取孔徑為25mm的的玻璃鋼蜂窩填料，其塊 體規格為800800230mm，空隙率為98.7，比表面積為 158m2/m3,壁厚0.2mm。（參考污水處理構筑物設計與計算玻璃鋼蜂窩填料規格表） 2安裝 蜂窩狀填料采用格柵支架安裝，在氧化池底部設置拼裝式格柵，以支持填料。格柵用厚度為46mm的扁鋼焊接而成，為便于搬動、安裝和拆卸，每塊單元格柵尺寸為500mm10

23、00mm。 3池體的設計計算 （1）設計概述 生物接觸氧化池的容積一般按BOD 的容積負荷或接觸氧化的時間計算，并且相互核對以確定填料容積。 （2）設計計算 .池子有效容積V V=Q（La-Lt）/M 則V=1500（0.3-0.025）/1.5=275 m3； 式中：Q-設計流量Q=1500m3/d La -進水BOD5 La=（250300）mg/L，取300 mg/L； Lt -出水BOD5 Lt25mg/L； M-容積負荷M=1.5kg/(m3d),BOD5500時可用1.0 3.0kg/(m3d),取1.5kg/(m3d) . 池子總面積F F=V/h0，則F=275/3=91.7，

24、取92 h0-為填料高度，一般h0=3m； . 氧化池總高度H H=h0+h1+h2+（m-l）h3+h4，則H=3+0.5+0.5+（3-1）0.3+1.5=6.1m； h1-保護高取0.5m； h2-填料上水深取0.5m； h3-填料層間隔高取0.3m； h4-配水區高，與曝氣設備有關，取1.5m； m-填料層數取3（層）； .氧化池的尺寸 氧化池半徑r=(F/ )1/2=(92/3.14)1/2=5.4m 氧化池的尺寸RH=10.8m6.1m .理論接觸時間t t=24Fh0/Q，則t=24923/1500=4.4h； .污水在池的實際停留時間： t=F（H-h1）/Q=615(6.1-

25、0.5)/125=4.1h .所需空氣量D D=D。Q，且D。=20：1，則D=150020=30000m3/d； .曝氣系統 生物接觸氧化池圖 4.2.6混凝反應池 1.混凝劑的選擇 結合實際情況，對比分析常用混凝劑，選用聚合氯化鋁（PAC）。其特點是：堿化度比其他鋁鹽鐵鹽混凝劑低，對設備腐蝕較小混凝效率高耗藥量少絮體大而重，沉淀快。聚合氯化鋁受溫度影響小，適用于各類水質。 2.配制與投加 配制方式選用機械攪拌。對于混凝劑的投加采用濕投法，濕投法中應用最多的是重力投加。即利用重力作用，將藥液壓入水中，操作簡單，投加安全可靠。 3.混凝池尺寸 混凝時間T取20min，混凝池有效容積： V=Q

26、max T/n60=12520/（160）=42m3 其中Q max最大設計水量，m3/h 。Q max=125 m3/h n池子座數，1 混凝池分為兩格，每格尺寸L1B=2.5m2.5m，總長L=5m。 混凝池水深：H=V/A=42/(22.52.5)=3.5m 混凝池取超高0.3m，總高度為3.8m。 混凝池尺寸LBH=5m2.5m3.8m 混凝池分格隔墻上過水孔道上下交錯布置，每格設一臺攪拌設備。為加強攪拌設備，于池子周壁設四塊固定擋板。 4.攪拌設備 葉輪直徑取池寬的80，采用2.0m。葉輪槳板中心點線速度采用：v1=0.5m/s,v2=0.35m/s；槳板長度取l=1.4m（槳板長度

27、與葉輪直徑之比l/D=1.4/2=0.7）；槳板寬度取b=0.12m，每根軸上槳板數8塊，外側各4塊。 旋轉槳板面積與絮凝池過水斷面積之比為80.121.4/(2.5 5)=10.7 四塊固定擋板寬高為0.21.2m。其面積于絮凝池過水斷面積之比為40.21.2/(2.55)=7.7 槳板總面積占過水斷面積為10.7+7.7=18.4,小于25的要求。 葉輪槳板中心點旋轉直徑D0 D0=（1000-440）/2+4402=1440mm=1.44m 葉輪轉速分別為 n1=60v1/D0=600.5/(3.141.44)=6.63r/min; w1=0.663rad/s n2=60v2/D0=60

28、0.35/(3.141.44)=4.64 r/min；w2=0.464 rad/s 槳板寬廠比b/l=0.12/1.41,查阻力系數 表3-4 阻力系數 =1.10 k=/2g=1.101000/(29.8)=56 槳板旋轉時克服水的阻力所耗功率： 第一格外側槳板: N01=yklw13（r24-r14）/408=4561.4 0.663(14-0.884)/408=0.090kw 第一格側槳板： N01”=4561.40.963（0.563-0.443）/408=0.014kw 第一格攪拌軸功率： N01=N01+N01”=0.090+0.014=0.104kw 同理，可求得第二格攪拌軸功率

29、為0.036kw 設兩臺攪拌設備合用一臺電動機，則混凝池所耗總功率為 N0=0.104+0.036=0.140kw 電動機功率（取1=0.75，2=0.7）：N=0.140/(0.750.7)=0.26kw 3.5m 混凝反應池 4.2.7豎流式沉淀池計算 （1）中心管面積f 沉淀池的最大水量Qmax =0.034 m3/s f= Qmax /v0=(0.034m3/s)/(0.03m/s)=1.13m2 其中：Qmax最大設計流量，m3/s v0中心管流速，不大于30mm/s,取30mm/s。 （2）中心管直徑d0 d0=（4f/）1/2=(41.13/3.14)1/2=1.2 m （3）中

30、心管喇叭口與反射板之間的縫隙高度h3 h3=Qmax/v1d1=0.034/(0.023.141.351.2)=0.33m 在0.250.5m之間，符合要求。 其中v1污水由中心管喇叭口語反射板之間的縫隙流出的速度， 取v1=0.02m/s d1喇叭口直徑，d1=1.35d0 （4）沉淀部分有效斷面積F F= Qmax /k z v=0.034/（1.970.0004）=43m2 v污水在沉淀池中的流速，表面負荷設q為1.5m3/(m2h)，則v=1.5m3/(m2h) /3600=0.0004 m/s （5)沉淀池直徑D D=4(F+f)/1/2=4(43+1.13)/3.141/2=7.5

31、m，取8m。（6)沉淀池有效水深h2，停留時間t為2h，則 h2=vt=0.000423600=2.88m，采用3m D/h=8/3=2.73，滿足要求。 （7）沉淀部分所需總容積： 沉淀池進水ssC1=170mg/l，出水ssC2=70 mg/l，污泥含水率P0=99.5%，停留時間T=2h V= Q（C1- C2）/p（1- P0） = 1500103（170-70）10-6/（10000.005） =30m3/d （8）圓截錐部分容積V 貯泥斗傾角取45，圓截錐體下底直徑2m ，R=D/2，則： h5=（R-r）tg45=(4-1) tg45=3m V1=h5(R2+Rr+r2)/3=3

32、.143(42+41+12)/3=66m330m3符合要求。 其中R圓截錐上部半徑 r圓截錐下部半徑 h5圓截錐部分的高度 （9）沉淀池總高度H 設超高h1和緩沖層h4各為0.3m，則 H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+3+0.33+0.3+3=6.93m，取7m。 （10）排泥方式 選擇重力排泥，其排泥濃度高、排泥均勻無干擾且排泥管不易堵 塞。由于從二沉池中排出的污泥含水率達99.6，性質與水相近， 故排泥管采用300mm。 3m 豎流式沉淀池 4.2.8化學氧化池計算 V=Q max t=125m3/h0.5h=62.5m3 取有效池高H=4m。則LB=4m4m 4.2.9污泥池計算 1污泥計算 進水COD濃度為1200mg/L,出水COD濃度為100mg/L。按每去除1kgCOD產生0.3kg污泥，則因去除COD產生的污泥質量為: 1500103 L/d(1200-100) mg/L10-6 kg/