畢業(yè)設(shè)計_印染廢水處理設(shè)計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 別特殊的印染廢水（如純化纖織物染色）外，仍屬可生物降解的有機(jī)廢水。其處理方法以生物處理法為主，同時需輔以必要的預(yù)處理和物理化學(xué)深度處理。 工藝流程比選、確定說明 方案設(shè)計原則 、新設(shè)備，使技術(shù)改革后運(yùn)行更可靠、更穩(wěn)定、維修更方便，服務(wù)年限更長 。 ，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低。 ，勞動強(qiáng)度低，操作方便。 ，出水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。 印染廢水處理工藝 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)用到實際工程中。下面是近幾年來較成熟、處理效果相對較理想的處理工藝工程實例。一般來說，都綜合采用了 “生化 +物化 ”的主體處理工藝，但生化過程所采用的形式各有不同，如 UASB 工藝、 SBR 工藝等，充氧型式有接觸氧化、活性污泥等，水流工藝有推流式、升流式等等；物化過 程有的采用沉淀，有的采用過濾，有的采用吸附等等。 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 11 一、預(yù)處理 印染廢水污染程度高，水質(zhì)水量波動大，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。 1．調(diào)節(jié)（水質(zhì)水量均化） 印染廢水的水質(zhì)水量變化大，因此，印染廢水處理工藝流程中一般都設(shè)置調(diào)節(jié)池，以均化水質(zhì)水量，為防止纖維屑、棉籽殼、漿料等沉淀于池底，池內(nèi)常用水力、空氣或機(jī)械攪拌設(shè)備進(jìn)行攪拌。水力停留時間一般為 8 小時左右。 2．中和 印染廢水的 pH 值往往很高，除通過調(diào)節(jié)池均化其本身的酸、堿度不均勻性外，一般需要設(shè)置中和池，以使廢 水的 pH 值滿足后續(xù)處理工藝的要求。 3．廢鉻液處理 在有印花工藝的印染廠中，印花滾筒鍍筒時需使用重鉻酸鉀等，滾筒剝鉻時就會產(chǎn)生鉻污染。這些含鉻的雕刻廢水含有重金屬，必須進(jìn)行單獨處理，以消除鉻污染。 4．染料濃腳水預(yù)處理 染色換品種時排放的染料濃腳水，數(shù)量少，但濃度極高， COD 可達(dá)幾萬甚至幾十萬。對這一部分廢水進(jìn)行單獨預(yù)處理可減少廢水的 COD 濃度，這對于小批量、多品種的生產(chǎn)企業(yè)尤其重要 二、生物處理技術(shù) 生物處理工藝主要為好氧法，目前采用的有活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤和塔式生物濾池等。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。 1．活性污泥法 活性污泥法是目前使用最多的一種方法，有推流式活性污泥法、表面曝氣池等。活性污泥法具有投資相對較低、處理效果較好等優(yōu)點。其中，表面曝氣池因存在易發(fā)生短流，充氧量與回流量調(diào)節(jié)不方便、表面活性劑較多時產(chǎn)生泡沫覆蓋水面影響充氧效果等弊端，近年已較少采用。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。污泥負(fù)荷的建議值通常為 ～ （ BOD5） /kg（ MLSS） ?d，其 BOD5 去除率大于 90%， COD 去除率大于 70%。據(jù)上海印染行業(yè)的經(jīng)驗表明，當(dāng)污泥負(fù)荷在小于 kg（ BOD5） /kg（ MLSS） ?d 時， BOD5去除率可達(dá) 90%經(jīng)上， COD 去除率為 60%～本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 12 80%。 2．生物接觸氧化法 生物接觸氧化法具有容積負(fù)荷高、占地小、污泥少、不產(chǎn)生絲狀菌膨脹、無需污泥回流、管理方便、填料上易保存降解特殊有機(jī)物的專性微生物等特點，因而近年來在印染廢水處理中被廣泛采用。生物接觸氧化法停止進(jìn)行后，重新運(yùn)行啟動快，對企業(yè)因節(jié)假日和設(shè)備檢修停止生產(chǎn)無廢水排放對生物處理效果的影響較小。因此，盡管生物接觸氧化法投資相對較高， 但因能適應(yīng)企業(yè)廢水處理管理水平較低、用地較緊張等困難處境，應(yīng)用越來越廣泛。其特別適用于中小水量的印染廢水處理，通常，容積負(fù)荷為 ～ kg（ BOD5） /kg(MLSS).d 時， BOD5去除率大一起 90%， COD 去除率為 60%～ 80%。 3．缺氧水解好氧生物處理工藝 如前所述，缺氧段的作用是使部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、難降解的高分子有機(jī)物，在兼性微生物的作用下轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，提高其可生化性，并達(dá)到較好的處理效果。缺氧段的水力停留時間，一般是根據(jù)進(jìn)水 COD 濃度來確定的。當(dāng)缺氧段采用填料法時，通常建議按每 100mg/L 的 COD 需水力停留時間 1h累計取值。好氧段負(fù)荷限值有兩種方法，一是不計缺氧段去除率，此時好氧段負(fù)荷的限值略高于一般負(fù)荷值；另一計算法是按缺氧段 BOD5去除率為 20%～ 30%計，而好氧段的負(fù)荷按一般負(fù)荷值計算。經(jīng)這一工藝處理后， BOD5去除率在 90%以上， COD 去除率一般大于 70%，色度去除率較單一的好氧法也有明顯提高。 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。但由于這些工藝占地較大，對環(huán)境的影響總是較多，處理效果相對其他工 藝低，目前已很少采用。 5．厭氧處理 對濃度較高、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。厭氧處理在實驗室研究、中試中已限得了一系列成果，是有發(fā)展前途的新工藝。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。 三、物化處理與其他處理技術(shù) 印染廢水處理中，常用的物化處理工藝主要是混凝沉淀法與混凝氣浮法。此外，電本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 13 解法、生物活性炭法和化學(xué)氧化法等有時也用于印染廢水處理中。 1．混凝法 混凝法是印染廢水處理中采用最多的方法，有混凝沉淀法和混凝氣浮法兩種。 混凝法對去除 COD 和色度都有較好的效果。混凝法可設(shè)置在生物處理前或生物處理后，有時也作為唯一的處理設(shè)施。 混凝法設(shè)置在生物處理前時，混凝劑投加量較大，污泥量大，易使處理成本提高，并增大污泥處理與最終處理的難度。混凝法的 COD 去除率一般為 30%～ 60%， BOD5去除率一般為 20%～ 50%。 作為廢水的深度處理，混凝法設(shè)置在生物處理構(gòu)筑物之后，具有操作運(yùn)行靈活的優(yōu)點。當(dāng)進(jìn)水濃度較低，生化運(yùn)行效果好時，可以不加混凝劑，以節(jié)約成本；當(dāng)采用生物接觸氧化法時，可以考慮不設(shè)二次沉淀池，讓生物處理構(gòu)筑物的出水直接進(jìn)入混凝處 理設(shè)施。在印染廢水處理中，多數(shù)是將混凝法設(shè)置在生物處理之后。其 COD 去除率一般為 15%～ 50%。 當(dāng)原廢水污染物濃度低，僅用混凝法已能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時，可考慮只設(shè)置混凝法處理設(shè)施。 2．化學(xué)氧化法 化學(xué)氧化法一般作為深度處理設(shè)施，設(shè)置在工藝流程的最后一級。主要的目的是去除色度，同時也降低部分 COD。經(jīng)化學(xué)氧化法處理后，色度可降到 50 倍以下， COD 去除率較低，一般僅 5%～ 15%。常用的脫色處理法有氧化法和吸附法兩種。氧化脫色法有氯氧化法、臭氧氧化法和光氧化法三種。 （ 1）氯氧化脫色法 氯作為消毒劑已廣泛地應(yīng) 用于給水處理，其作為氧化劑時的功能與消毒有所不同。氯氧化脫色法就是利用存在于廢水中的顯色有機(jī)物比較容易氧化的特性，應(yīng)用氯或其化合物作為氧化劑，氧化顯色有機(jī)物并破壞其結(jié)構(gòu)，達(dá)到脫色的目的。 氯氧化劑并不是對所有染料都有脫色效率。對于易氧化的水溶性染料如陽離子染料、偶氮染料和易氧化的不溶性染料如硫化染料，都有良好的脫色效果。對于不易氧化的水不溶性染料如還原染料、分散染料和涂料等，脫色效果較差。當(dāng)廢水中含有較多懸浮物和漿料時，該法不僅不能去除此類物質(zhì)，反而要消耗大量氧化劑。況且在氧化過程中，并不是所有染料都被破壞 ，其中大部分是以氧化態(tài)存在于出水中，經(jīng)過放置，有的本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 14 還可能恢復(fù)原色。所以單獨采用此法脫色并不理想，宜與其他方法聯(lián)用，可獲得較好的脫色效果。常用氯氧化劑有液氯、漂白粉和次氯酸鈉等。 （ 2）臭氧氧化脫色法 臭氧作為強(qiáng)氧化劑，在廢水脫色及深度處理中也得到廣泛應(yīng)用。臭氧具有強(qiáng)氧化作用的原因，曾經(jīng)認(rèn)為是在分解時生成新生態(tài)的原子氧，表現(xiàn)為強(qiáng)氧化劑。目前認(rèn)為，臭氧分子中的氧原子本身就是強(qiáng)烈親電子或親質(zhì)子的，直接表現(xiàn)為強(qiáng)氧化劑是更主要的原因。 染料顯色是由其發(fā)色基團(tuán)引起，如：乙烯基、偶氮基、氧化偶氧基、羰基、硫酮、亞硝基、 亞乙烯基等。這些發(fā)色基團(tuán)都有不飽和鍵，臭氧能使染料中所含的這些基團(tuán)氧化分解，生成分子量較小的有機(jī)酸和醛類，使其失去發(fā)色能力。所以，臭氧是良好的脫色劑。但因染料的品種不同，其發(fā)色基團(tuán)位置不同，其脫色率也有較大差異。對于含水溶性染料廢水，如活性、直接、陽離子和酸性等染料，其脫色率很高。含不溶性分散染料廢水也有較好的脫色效果。但對于以細(xì)分散懸浮狀存在于廢水中的不溶性染料如還原、硫化染料和涂料，脫色效果較差。 （ 3）光氧化脫色法 光氧化脫色法是利用光和氧化劑聯(lián)合作用時產(chǎn)生的強(qiáng)烈氧化作用，氧化分解廢水中的有機(jī)污染物質(zhì) ，使廢水的 BOD、 COD 和色度大幅度下降的一種處理方法。 光氧化脫色法中常用的氧化劑是氯氣，有效光是紫外線。紫外線對氧化劑的分解和污染物質(zhì)的氧化起催化作用。有時，某些特殊波長的光對某些物質(zhì)有特效作用。因此，設(shè)計時應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊紫外線燈作為光源。 光氧化脫色法的特點有：氧化作用強(qiáng)烈，沒有污泥產(chǎn)生，適用范圍廣，可作為廢水的高級處理，裝置緊湊，占地面積小。光氧化脫色印染廢水，除對一小部分分散染料的脫色效果較差外，其他染料脫色率都在 90%以上。 3．電解法 借助于外加電流的作用產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能 的過程稱電解。利用電解的化學(xué)反應(yīng)，使廢水的有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)化而被去除的方法稱為廢水電解處理法，簡稱電解法。 電解法以往多用于處理含氰、含鉻電鍍廢水，近年來才開始用于處理紡織印染廢水的治理，但尚缺乏成熟的經(jīng)驗。研究表明，電解法的脫色效果顯著，對某些活性染料、本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 15 直接染料、媒染染料、硫化染料和分散染料印染廢水，脫色率可達(dá) 90%以上，對酸性染料廢水脫色率達(dá) 70%以上。電解法對于處理小水量的印染廢水，具有設(shè)備簡單、管理方便和效果較好的特點。固定床電解法在工程上也有應(yīng)用，取得了較好的效果。其缺點是耗電較大、電極消耗較多，不適宜 在水量較大時采用。電解法一般作為深度處理，設(shè)置在生物處理之后。其 COD 去除率為 20%～ 50%，色度可以降到 50 倍以下。 當(dāng)原廢水濃度低，僅用電解法已能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)時，可考慮只設(shè)置電解法處理設(shè)施。僅用電解法處理時， COD 去除率為 40%～ 75%。 電解法具有下列特點： （ 1）反應(yīng)速度快，脫色率高，產(chǎn)泥量小； （ 2）在常溫常壓下操作，管理方便容易實現(xiàn)自動化； （ 3）當(dāng)進(jìn)水中污染物質(zhì)濃度發(fā)生變化時，可以通過調(diào)節(jié)電壓與電流的方法來控制，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定； （ 4）處理時間短，設(shè)備容積小，占地面積小； （ 5）電解需要 直流電流，電耗和電極消耗量較大，宜用于小水量廢水處理。 4．活性炭吸附法 活性炭吸附技術(shù)在國內(nèi)用于醫(yī)藥、化工和食品等工業(yè)的精制和脫色已有多年歷史。70 年代開始用于工業(yè)廢水處理。生產(chǎn)實踐表明，活性炭對水中微量有機(jī)污染物具有卓越的吸附性，它對紡織印染、染料化工、食品加工和有機(jī)化工等工業(yè)廢水都有良好的吸附效果。一般情況下，對廢水中以 BOD、 COD 等綜合指標(biāo)表示的有機(jī)物，如合成染料、表面性劑、酚類、苯類、有機(jī)氯、農(nóng)藥和石油化工產(chǎn)品等，都有獨特的去除能力。 吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的過程。吸附是一種界 面現(xiàn)象，其與表面張力、表面能的變化有關(guān)。引起吸附的推動能力有兩種，一種是溶劑水對疏水物質(zhì)的排斥力，另一種是固體對溶質(zhì)的親和吸引力。廢水處理中的吸附，多數(shù)是這兩種力綜合作用的結(jié)果。活性炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)直接影響其吸附能力，在選擇活性炭時，應(yīng)根據(jù)廢水的水質(zhì)通過試驗確定。對印染廢水宜選擇過渡孔發(fā)達(dá)的炭種。此外，灰分也有影響，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附質(zhì)分子的大小與炭孔隙直徑愈接近，愈容易被吸附；吸附質(zhì)濃度對活性炭吸附量也有影響。在一定濃度范圍內(nèi)，吸附量是隨吸附質(zhì)濃度的增大而增加的。另外，水溫和 pH 值也有影響 。吸附量隨水溫的升高而減少，隨 pH 值的降低而增大。故低水溫、低 pH 值有利于活性炭的吸附。 本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 16 活性炭吸附法較適宜用作水量小，一般的生化與物化方法不能處理達(dá)標(biāo)時的深度處理方法。其優(yōu)點是效果好，缺點是運(yùn)行成本高 印染廢水處理工藝組合 及比較 － UASB－ SBR 工藝： 該工藝流程如圖 21，在運(yùn)行過程中，用高濃度、高堿度的煮煉和絲光廢水取代清水加堿的脫硫除塵用水，達(dá)到以廢治廢的效果；采用調(diào)節(jié)池和酸化池共建，既保證了調(diào)節(jié)池容量的足夠大，解決了印染廢水多變化的難題，又節(jié)約占地和投資；由 SBR 排出的剩余污泥不是直接排放，而是返回了調(diào)節(jié)酸化池，在進(jìn)入 UASB 反應(yīng)池以厭氧消化后再排放，這種污泥回流處理方式可使污泥基本實現(xiàn)穩(wěn)定，易脫水，不發(fā)臭，可直接用作肥料，處理效果見表 22。 其它工段廢水 ↓ 格柵初沉 ↓ 煮煉絲光廢水 → 濕式除塵器 → 沉灰池 → 調(diào)節(jié)酸化 →UASB→SBR→ 砂濾池 → 排 放 ↓ 污泥干化場 水解酸化 UASBSBR 工藝流程 表 22 水解酸化 —UASB—SBR 工藝處理效果 指標(biāo) COD(mg/l) BOD(mg/l) SS(mg/l) 色度 (倍 ) 進(jìn)水 25004500 6001000 400600