2000m3/d印染废水处理工程设计
前言
印染废水是印染企业生产过程中排放的各种废水混合后的总称。我国日排放印染废水量为(300～400)×104t，是各行业中的排污大户之一。近年来随着染料工业的飞速发展和印染后整理技术的进步，PVA浆料、各种新型助剂和整理剂等抗光解、耐氧化和抗生物降解的有机物被越来越多地应用，排出废水BOD5/COD值一般在20%左右，色度有时可高达4000倍以上，印染废水的处理难度不断加大。印染废水主要由退浆废水、煮练废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水组成，其中含有大量的染料、助剂、浆料、酸碱、纤维杂质及无机盐等，其特点是有机物含量高、碱度高、色度深、组成复杂、可生化性差，而且其中的硝基、氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性。长期以来，印染废水一直是工业废水处理的重点和难点。因此有针对性地开发高效率、低成本的处理技术，是印染行业面临的重大课题。针对这一点，近几年国内外都开展了一系列的研究工作，取得了显著的进展和突破。印染废水的净化处理方法主要有物理化学法、生物法和化学法。在实际应用中，由于印染废水水质十分复杂，单纯使用一种处理方法通常很难达到理想的处理效果。因此实际印染废水处理工程中常采用多种技术相组合，以取得最佳净化效果。
本设计是针对该印染厂排放的废水的特点：污水以有机污染物为主，BOD/COD约0.2，可生化性较差，重金属及其他难以生物降解的有毒有害污染物一般不超标。水温水量较大，针对某印染厂排放的废水特点，经过方案的比较和选择选定水解酸化—生物接触氧化—混凝沉淀为主的处理方案
本设计对水解酸化—生物接触氧化—混凝沉淀工艺的特点、工艺流程、各处理单元工艺尺寸的计算、平面布局、土建管理及人员编制、成本分析等方面进行阐述，对设备维护、安装和维修作了说明，对运行管理中的常见问题提出了可行性的解决办法和措施。
本设计分为四部分：绪论，工艺流程的确定，设计计算，投资估算与效益分析，并附设计图纸（4张）。
由于本人的水平有限，资料搜集的广度和深度有一定的局限性，设计书中难免会有一些不妥之处，敬请老师给出宝贵的改进意见。
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第1章 文献综述
水是人民生活和国民经济建设不可缺少的自然资源。随着工农业生产的发展和人口的增长，各种生活、生产活动对水环境所造成的污染正在不断加剧，工业发达城镇和乡镇工业集中地区附近水域的污染尤为突出。水资源紧缺及水污染严重，已成为当前世界各国，特别是发展中国家城镇经济持续发展的严重阻碍。
印染废水是印染企业生产过程中排放的各种废水混合后的总称。我国日排放印染废水量为(300～400)×104t，是各行业中的排污大户之一。印染废水主要由退浆废水、煮练废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水组成，其中含有大量的染料、助剂、浆料、酸碱、纤维杂质及无机盐等，其特点是有机物含量高、碱度高、色度深、组成复杂、可生化性差，而且其中的硝基、氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性。长期以来，印染废水一直是工业废水处理的重点和难点。近年来随着染料工业的飞速发展和印染后整理技术的进步，PVA浆料、各种新型助剂和整理剂等抗光解、耐氧化和抗生物降解的有机物被越来越多地应用，排出废水BOD5/COD值一般在20%左右，色度有时可高达4000倍以上，印染废水的处理难度不断加大。因此有针对性地开发高效率、低成本的处理技术，是印染行业面临的重大课题。针对这一点，近几年国内外都开展了一系列的研究工作，取得了显著的进展和突破。印染废水的净化处理方法主要有物理化学法、生物法和化学法。在实际应用中，由于印染废水水质十分复杂，单纯使用一种处理方法通常很难达到理想的处理效果。因此实际印染废水处理工程中常采用多种技术相组合，以取得最佳净化效果。
印染废水必须经过处理、达标后，才能排入江湖。加强印染废水的处理可以缓解我国水资源严重匮乏的问题，对保护环境、维持生态平衡起着极其重要的作用。
第1.1节 印染废水概述
纺织工业是我国传统的支柱产业包括纺织、印染、化纤、服装和纺织专用设备
制造等5个部分。印染行业生产过程中排放的“三废”，尤其是废水治理不当将会对环境造成严重的污染；另一方面，随着印染工业和产业结构的改变，印染水质也发生了变化，废水的处理难度也随之加大，我们必须不断创新，改进和提高治理水平，选择适用的工艺路线。
1.1.1 印染废水的来源
印染废水由印染厂家的各种加工工序、生产过程中流失的物料, 以及冲刷地面的
污水组成。其特点是: 废水量大, 一般可达印染废水厂家用水量的70%~90%;废水色度高、组成成分复杂,它的有机成分大多是芳烃和杂环化合物,其中带有各类显色基团以及极性基团,还可能混有各类卤代物、苯胺、酚类及各种助剂;COD较高,而BOD5相对较小,可生化性差;印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异;废水排放具有间歇性。
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1.1.2 印染废水的主要污染物
印染废水水质中的污染物大部分为有机物, 并随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异。一般情况下, 印染废水水质pH 值为6~10, COD为400 ~ 1000 mg/L, BOD5 为100~400mg/L,SS为100~ 200 mg/L, 色度为100~ 400 倍。从处理技术角度看, 印染废水不是一种废水, 而是很复杂的一大类废水。其特点之一是污染物成分差异性很大,很难归类求同。特点之二是主要污染指标COD高, BOD5 /COD比值一般在0.25左右,可生化性较差。特点之三是色度高,混合水中色母分子离子微粒大小重量各异性大, 较难脱色。
1.1.3 印染废水分类
不同印染厂家如棉染厂、毛纺厂、丝绸厂、亚麻厂等的生产工序不同, 废水水质也不尽相同。一般在印染加工的四个阶段中,预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水, 染色工序排出染色废水,印花工序排出印花废水和皂液废水, 整理工序则排出整理废水。各阶段废水中含有诸如染料、浆料、浆料分解物、纤维、酸碱类、漂白剂、树脂、油剂、里胶、蜡质、无机盐等多种污染物,印染废水是以上各类废水的混合废水,或除漂白废水以外的综合废水。但印染废水最主要的来源还是染色废水, 其中含有染料、助剂、微量有毒物和表面活性剂等。 印染各工序废水水质一般如下:
①退浆废水:退浆是用化学药剂将织物上所带浆料水解形成可溶性物质, 然后除去。其水量较小, 但污染物浓度高,含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂, 使废水呈碱性,pH值为12左右,COD和BOD5都很高。
②煮炼废水:水量大,污染物浓度高,其中含有纤维素、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等。煮炼废水呈深褐色,碱性很强,且水温高。 ③漂白废水: 漂白是去除棉、麻纤维上的天然色素,使纤维变白。其废水水量大,但污染较轻,含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。
④丝光废水: 含碱量高,NaOH含量在3%~5%,多数印染厂通过蒸发浓缩回收NaOH,所以丝光废水一般很少排出,经碱回收后排出的废水仍呈强碱性,pH值高达12~13,COD、BOD5和SS都较高。
⑤染色废水:水量较大,水质随所用染料的不同而复杂多变,其中含有浆料、染料、助剂、表面活性剂等。废水一般呈碱性,色度很高。对于硫化和还原染料的染色废水,pH值可达10以上。COD较高,BOD5值较低,可生化性较差。
⑥印花废水:主要来自配色调浆、印花滚筒和筛网的冲洗水,以及印花后的花洗水洗液、皂洗液等。水量较大,污染物浓度高,废水中除含有染料、助剂外,还含有大量的浆料。COD、BOD5均较高。其中BOD5值大约占印染废水中总BOD5值的15%~20% 。
⑦整理废水:通常含有纤维屑、树脂、油剂和浆料等。由于水量较小, 对整个废水的水质影响较小。
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1.1.4 印染废水的特点
印染废水由印染厂家的各种加工工序、生产过程中流失的物料, 以及冲刷地面的污水组成。其特点是: 废水量大, 一般可达印染废水厂家用水量的70%~90%;废水色度高、组成成分复杂,它的有机成分大多是芳烃和杂环化合物,其中带有各类显色基团以及极性基团,还可能混有各类卤代物、苯胺、酚类及各种助剂;COD较高,而BOD5相对较小,可生化性差;印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异;废水排放具有间歇性。 总结有如下几点特征：
(1)废水量大。纯棉及混纺织物印染废水2.5～3.5m3/100m织物，涤棉织物以
2～2.4m3/100m织物，丝绸织物为4～6m3/100m织物，精毛纺织物为12～15m3/100m织物，废水量相当可观。
(2)水质波动大。印染厂的生产工艺和所用染化料,随纺织品种类和管理水平
的不同而异。而对于每个工厂,其产品都在不断变化,因此,废水的污染物成分浓度的变化与波动十分频繁
(3)印染废水有机物含量高，通常经调节后COD为8000～1200mg/LCOD的组
成有残余染料、助剂、浆料等，碱减量废水COD高达100g/L 。
(4)可生化性较差，废水BOD/COD值很低，一般在0.2左右。因此需采取措
施，提高BOD/COD值，以便利于生化处理。
(5)印染废水通常碱性大，尤其是煮炼废水及碱减量废水。 (6)印染废水色度高，有的废水色度可高达4000倍以上。
(7)废水中含大量助剂及表面活性剂，除了难生物降解并污染水体外，在生
物处理曝气时，易产生泡沫，阻碍充氧。 (8)有的废水温度高，不能直接进行生化处理。
(9)水质水量变化大。印染生产中，由于织物的种类及加工的花色品种受原
料、季节、市场需求的变化而经常变化，因而加工工艺和使用的染化料也相应改变，其结果使得印染废水的水质会出现大幅度的变化。其次，印染生产过程虽然是连续的，但废水的排放却往往是间歇的。此外，由于开机台数随生产安排时有增减，所以废水排放；量极不均匀。在正常开车情况下常用时变化系数（一日内最大时排水量与平均时排水量之比）Kh及日变化系数（一年内最大时排水量与平均时排水量之比）Kd来表示。印染废水的Kh约在1.5～2.0之间，Kd在1.2～1.8之间。应根据生产规模或通过相似工厂的实测数据确定。当无资料时，通常印染规模小的取上限，规模大的取下限。
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第1.2节 印染废水的处理方法
印染废水是有机废水,一般可采用生物处理为主、物化处理为辅的综合处理工
艺。工艺路线的选择应根据废水的水质特征、处理后水的去向、排放标准,并进行技术经济比较后确定。应考虑当地的自然条件选择工艺。环境温度低的北方地区,不宜采用生物滤池或生物转盘等生物膜技术;地下水位高、地质条件差的场所,一般不宜选用构筑物深度较大、施工难度较高的工艺。以下综合各类染整废水的处理工艺,仅供参考。
印染废水的处理方法按方法分为物理法、化学法和生物法；按处理程度分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理主要是预处理，包括简单的物理、机械或化学方法，使废水中的悬浮或块状物分离出来。二级处理主要是生物化学处理或化学处理，用来去除水体中胶体和溶解性有机污染物。一般可去除85%～95%可生化降解的有机物，同时可除去90%以上的固体悬浮物。三级处理主要用物理法，化学法或生物法，进一步去除残余的可溶性无机物（N、P等）和可溶性有机物，以及色度、细菌等。使出水完全达到排放标准或地面水标准。物理法处理包括格栅、过滤、沉淀、气浮、磁分离和离心分离等。化学法处理包括中和、混凝、氧化还原、光催化降解等。物理化学法包括吸附、离子交换、电渗析、电解等。
1.2.1 印染废水的物理化学处理法
物理化学法是包括物理过程或化学过程的单项废水净化方法，或由物理方法和化学方法组成的废水处理系统。常用的物理化学法主要有吸附法、混凝法和膜分离技术等。 ? 吸附法
在物理化学法中应用最多的是吸附法。这种方法是将多孔状物质的粉末或颗粒与印染废水混合，或使废水通过由其颗粒状物质组成的滤床，使印染废水中的污染物质吸附于多孔物质表面而除去。常用的吸附剂有可再生吸附剂（如活性炭、离子交换树脂或纤维）和不可再生吸附剂，如各种天然矿物（膨润土、硅藻土、高岭土）、工业废料（煤渣、粉煤灰）及天然废料（木炭、锯屑、稻壳、玉米棒、甘蔗渣)等，一些合成无机吸附剂也被应用于处理印染废水,如含有SiO2 的复合氧化物、合成Mg(OH)2吸附剂。吸附法适合低浓度以及印染废水的深度处理，具有投资小、方法简便易行、成本较低的优点。目前，工业上主要采用活性炭吸附法，其性能优良，脱色效果较好。该法对去除水中溶解性有机物非常有效,但不能去除水中的胶体和疏水性染料，且活性炭再生困难，成本较高，在印染废水处理中的应用有很大的局限性。研究表明，由于废水中有机物的分子结构和种类多少不同，有机物在活性炭上存在竞争吸附。因此，应根据废水水质状况，特别是有机物相对分子质量的分布状况，正确选择活性炭炭种。粉煤灰因具有微孔多、表面积大的特点也被较多地应用于印染废水的吸附脱色处理。但未经活化的粉煤灰其吸附量相当有限，因此对粉煤灰进行物理或化学改性以显著提高其吸附能力，已成为科研工作者的热门课题。
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