Transcript 印染废水综述
环境工程 设计说明书 题目：印染厂废水处理工艺设计 学院名称：生命科学学院 专业：环境科学 学生姓名：杜清骅 范锦平 冯晨辉 韩哲宾 何慧清 指导老师：朱余玲 目录 环境工程设计综述 • 1 环境工程设计综述 （1） 纺织印染工业概述 （2） 印染废水综述 （3） 印染废水来源 （4） 印染废水特征 （5） 印染废水的危害 （6） 印染废水的处理方法 • 2 项目概况 项目概况 • 3 设计条件 设计条件 • 4 工艺设计 工艺设计 纺织印染工业概述 纺织印染行业是我国用水量大、排放量 大的工业部门之一，印染废水水量大，色 度高，水质变化大，pH变化大，有机污染 物含量高，组分复杂，而且在印染行业中， PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降 解的有机污染物在废水中含量大量增加， BOD5/COD值大幅降低，随着染料工业的 飞速发展和后整理技术的进步，对环境尤 其是水环境的威胁和危害越来越大。 印染废水综述 近年来，新型助剂、染料、整理剂 等在印染行业中被大量使用，难降解有 毒有机成分的含量也越来越多，有些甚 至是致癌、致突变、致畸变的有机物， 对环境尤其是水环境的威胁和危害越来 越大。废水如果不经处理或处理未达标 排放的话，不仅直接危害人们的身体健 康，而且严重破坏水体、土壤及生态， 将造成不可想象的后果。 印染废水来源 印染加工包括预处理（又叫漂 炼，含退浆、煮炼、漂白、丝光等 操作）、染色、印花、整理四道工 序，预处理工序分别排出退浆、煮 炼、漂白、丝光等四股废水，而染 色、印花、整理等工序则分别排出 染色废水、印花废水和整理废水。 以上废水的混合废水称之为印染废 水。 印染废水特征 印染废水的特点是成分复杂、有机 物含量高、色度深化学需氧量(COD)高， 而生化需氧量(BOD5)相对较低，可生化 性差，排放量大。 此外，因生产的间断运行，故存在 着水量水质的波动，对于大量使用还原 染料、硫化染料、冰染料等的废水，其 化学絮凝效果相对较差，因此处理工艺 要考虑到这些因素，要有一定的适应水 量、水质负荷变化的能力。 印染废水的危害 5.1印染废水中染料的危害。废水中的染料能吸 收光线,降低水体透明度，影响水生生物和微生 物生长，不利于水体自净，同时易造成视觉上 的污染。严重污染的水体会影响到人类的健康。 5.2印染废水中重金属的危害 对铬、铅、汞等重金属盐类，用一般生化方法 难以降解，因此它们在自然环境中能长期存在， 并且会通过食物链等危及人类健康。 5.3其它物质的危害 近些年，许多含氮磷的化合物大量用于净洗剂， 尿素也常用于印染各道工序，使废水中总磷氮 含量增高,排放后使水体富营养化。中国池塘大 面积死鱼和近海水域发生赤潮就是明显的水体 富营养化的例子。 印染废水的处理方法 1预处理 根据不同的印染废水水质采用不同 的预处理工艺，去除一部分污染物， 改善废水水质，提高后续处理单元 的处理效果。 (1)格栅、筛网 在进入泵及主体构筑物之前设置格栅拦截较大悬浮物，设置 筛网拦截细小悬浮物。 (2)沉砂 达到去除泥砂的目的 (3)调节 印染废水中有机污染物含量高、色度深、碱性和pH值变化 大、水质变化剧烈，因此对废水水质进行调节是非常必要的， 尤其是废水的pH值 (4)降温 当水温过高时，会导致废水生化处理系统无法正常运行，直 接影响污水达标排放。因此必须考虑对高温废水进行降温处 理，然后，再使降温后的废水进入生化处理系统，以便达到 生化处理的水温要求，保证整个处理系统的正常运行。 物化处理和其他处理技术 (1)吸附法 吸附法特别适合低浓度印染废水的深度处理， 具有投资小、方法简便、成本低的特点，适合 中小型印染厂废水的处理。 (2)混凝法 混凝法因其具有投资费用低、设备占地少、处 理容量大、脱色率高等优点，至今仍是我国中 小型印染企业普遍采用的废水处理方法。 (3)化学氧化法 化学氧化是目前研究较为成熟的方法。氧化剂 一般采用Fenton试剂（Fe2+，H2O2）、臭氧、 氯气、次氯酸钠等。 (4)电化学法 电化学法处理印染废水机理是利用电解氧化、电解 还原、电解絮凝或电解上浮等作用破坏分子的结构 或存在状态而脱色。 (5)生化法 生化法是利用水中的微生物降解水中的有机物质来 净化水质，主要包括好氧法和厌氧法。 (6)光化学氧化法 光化学氧化法具有反应条件温和(常温、常压)、氧 化能力强和速度快等优点，能有效地破坏许多结构 稳定的生物难降解的有机污染物 。 (7)膜分离技术 膜分离技术处理印染废水是通过对废水中的污染物的分离、 浓缩、回收而达到废水处理目的。 (8)超声波技术 利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机 污染物。它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水 处理技术的特点于一身，降解条件温和、降解速度快、适用 范围广，可以单独或与其它水处理技术联合使用。 (9)高能物理法 高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶 液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级 电子，与有机物质发生作用而使其分解。 项目概述 该印染厂应建立废水处理系统，污水处理系 统应与工厂生产同步投产、同步运行，为了 促进经济建设与环境保护的协调发展，生产 废水必须强化治理，是污染物达标排放。 设计原则 ①根据工程的具体情况和特点，结合当地实际，采用成熟 可靠地污水处理工艺，积极慎重的采用新技术、新材料、 新装备，实用性与先进性兼顾； ②污水处理流程要简单、可靠，占地面积小，投资少，运 转费用低； ③污水处理工程的的管理、运行和维修方便，自动化程度 高，劳动强度低； ④污水处理工艺要具有较高的可靠性、稳定性、连续性， 买冲击负荷； ⑤符合国家《印染行业废水污染防治技术政策》及其他有 关规范。 设计条件 2.1设计废水水量 废水排放量：总生产废水量为4259.93m3/h。 该废水按日处理24小时设计，设计处理能力 为178m3/h。 2.2设计进水废水水质 进水水质如下： 2.3水质水量基本情况 （1）拟建废水处理站西郊500米左右为河道， 该河道95%保证率枯水量为195m3/h，流速为 1.4m/s，夏季温度为17℃，水中溶解氧含量为 7mg/l，BOD5为2mg/l，最高洪水位（95%保证 率）为189.89米。上游1公里以内无用水点，下 游10公里处有分散饮用水源。 （2）该印染厂位于江南某镇，该地区的夏季 主导风向为东南风。废水处理站区地下水水位标 高为190.50米，站区地质情况符合施工要求。 2.4废水处理要求 混合废水经处理有排入处理站西郊的河道，因而 所排放的废水不仅要考虑满足排放要求，而且要 考虑满足受纳水体的水质的要求，以防止河道的 进一步污染。 工艺设计 3.1废水处理工艺流程的比选 (1)概述 纺织印染行业是我国用水量大、排放量大的工业部 门之一，印染废水水量大，色度高，水质变化大， pH变化大，有机污染物含量高，组分复杂，而且 在印染行业中，PVA浆料和新型助剂的使用，使 难生化降解的有机污染物在废水中含量大量增加， BOD5/COD值大幅降低，随着染料工业的飞速发 展和后整理技术的进步，对环境尤其是水环境的 威胁和危害越来越大。因此，了解和开发有效的 印染工业废水处理技术是环保行业一直关注的课 题。 (2)处理工艺的选择 目前我国处理印染废水的技术及工艺主要采取 物化与生物法相结合。 ①厌氧-好养-生物炭接触为主的处理工艺 ②厌氧水解酸化-接触氧化-合建式氧化沟组 合工艺 ③厌氧水解(或混凝预处理)-好氧生物降解的 二级处理工艺 ④UASB厌氧反应池—卡鲁塞尔氧化沟为主 体的组合工艺 ⑤水解酸化池→接触氧化改进工艺（选择的 工艺） 选择原因 ①工艺简单，占地面积小、设备少、节省投 资 ②理想的推流过程使生化反应推力大、处理 效率高； ③污泥活性高，沉降性能好，耐冲击负荷， 处理能力强。 ④ 根据该厂废水水质情况，该厂资产及周 围的环境情况，对废水的处理需选择安装 工程费少的、占地面积小的工艺，并且排 水能达标的工艺。 工艺流程说明 为避免废水中存在大颗粒（纤维杂质物）进入后续处 理和管道系统，防止后续单位的沉积和堵塞，在废水进口 处设置格栅。印染废水处理工艺流程中，各个工艺单元都 需要相对稳定的工作状况，废水水质和水量的变化将对处 理设备运行状况产生冲击，因此为了保证处理设备的正常 运行，在废水进入处理设备之前，必须预先进行调节。污 水经过水解反应池后可以提高其可生化性能，其主要目的 是对废水中可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质 通过水解酸化,降低为小分子物质和可溶性物质,提高废水 的生化处理效果, 减少污泥产量，为后续好氧处理创造良 好的条件，提高好氧处理效率。经前续处理后的印染废 水,COD含量仍然很高,要达到排放标准,必须进一步处理, 即采用好氧处理。生化处理废水再进入混凝沉淀池，主要 去除色度和难降解物质。 改进图示 ①对酸化池进行改进，采用升流式复合水解酸化 原理：采用复合厌氧反应器(AHR)。AHR 反应 器下部是高浓度的颗粒污泥，上部是由填料及附 着的生物膜组成的滤料层，二者的结合很大程度 上提高了反应器的有效容积、降低了污泥流失， 提高了处理效率，同时采用脉冲布水技术,强化了 布水过程中废水与微生物的接触，提高了传质效 率。生物载体选用究选用悬浮生物填料作为生物 强化的生物载体，接种污泥来自泥浓缩池污泥。 优点： 1)以AHR反应器为基础，应用脉冲布水技术，开发的升 流式脉冲布水复合水解酸化工艺，在脉冲周期内污泥层处 于有规律的膨胀-收缩-膨胀状态，强化了废水与微生物的 接触，提高了传质速率，为提高处理效率奠定了基础。 2)应用升流式脉冲布水复合水解酸化工艺处理印染废水， 其COD和色度去除率均高于活性污泥水解酸化工艺，填 料分散状态与填料分层状态的色度去除效果接近,去除率 在40%左右；填料分层状态的COD去除率高于填料分散 状态。 3)应用升流式脉冲布水复合水解酸化工艺处理印染废水， 该工艺具有良好的SS和COD去除效果, 其SS去除率在 80%以上；COD去除率在40% ~ 60%左右，此外，与该 工艺组合的好氧出水 COD 浓度较低，且处理效果稳定。 ②对接触厌氧池进行改进，采用生物膜氧化除磷 原理：在气水比为 2：1时, B段对TP的去除率仅有5.3%, 生物膜由外至内只存在缺氧和厌氧环境，池内难以形成厌 氧区域和好氧区域的交替，因而生物接触氧化池除了靠正 常的细胞同化作用和生物膜吸收作用来去除磷，同时也会 受到局部厌氧条件下细胞释磷作用的影响。随着气水比提 高到5：1，B段对TP的去除率有显著提高为39.1 %，这 是由于此时生物膜由外至内存在好氧、缺氧和厌氧环境, 好氧和厌氧环境的交替有利于聚磷菌对磷的过量摄取，从 而提高了除磷率。当气水比为10：1时，由于曝气量过大, 氧的扩散速率提高,氧能够进入细胞较深处,使得生物膜由 外至内的厌氧和缺氧环境减少，而好氧环境增加，这对聚 磷菌的过量摄磷不利，所以在此条件下，B段对TP的去除 率有些下降，但是幅度不是很大。 生物接触氧化法采用了复合填料，在半软 性填料的上方铺设厚15cm粒径8mm ~ 10mm的陶粒和厚10cm粒径2mm ~ 3mm 的酶促填料，其目的是通过优化填料的具 体形式,在克服堵塞问题的同时，又能在省 去二沉池的前提下保证出水清澈，方便管 理。 ③对沉淀池进行改进，采用非聚丙烯酰胺类印染废水脱色助 凝剂WN 助凝机理： 1)助凝剂的压缩双电层电性中和作用。 2)吸附架桥作用。 3)沉淀物的卷扫作用。 优点：而自制助凝剂WN的原料大部分是印 染厂的生产废料，价格低，体现了以废治 废。由于可生化性好，不会对环境产生二 次污染，而且以固体形式投加，使用方便。