废水处理工程课程设计1(2)

2019-01-03 18:00

本设计采用各类废水自车间排出后,自流进废水处理站。根据建设项目环境影响评价报告工程分析结论,由业主提出设计水质。废水处理出水排人自然水体,执行《国家污水综合排放标准》(GB8978-1996)标准后排放。设计水量与水质见表1:

表1 设计水量水质表

序号 1 2 3 4 5

项目 PH CODcr BOD5 SS 色度 设计水质 8~13 1500 mg/L 540 mg/L 400 mg/L 400 倍 建议设计值 6-9 ≤500 mg/L ≤300 mg/L ≤400 mg/L ≤30 倍 3、 处理工艺流程的确定

3.1印染废水污染特征分析

印染行业是工业废水排放大户,据不完全统计,全国印染废水每天排放量为3×106~4 ×106m3。印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点,属难处理的工业废水。近年来由于化学纤维织物的发展,仿真丝的兴起和印染后整理技术的进步,使PVA浆料、人造丝碱解物(主要是邻苯二甲酸类物质)、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,其COD浓度也由原来的数百mg/L上升到数千mg/L,从而使原有的生物处理系统COD去除率从70%下降到50%左右,甚至更低。传统的生物处理工艺已受到严重挑战;传统的化学沉淀和气浮法对这类印染废水的COD去除率也仅为30%左右。

3.2 印染废水处理技术现状

? 目前,国内的印染废水处理手段以生化法为主,有的还将化学法与之串联。

国外也是基本如此。由于近年来化纤织物的发展和印染后整理技术的进步,使PVA浆料、新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水,给处理增加了难度。

原有的生物处理系统大都由原来的70 %COD去除率下降到50%左右,甚至更低。色度的去除是印染废水处理的一大难题,旧的生化法在脱色方面一直不能令人满意。此外,PVA等化学浆料造成的COD占印染废水总COD的比例相当大,但由于它们很难被普通微生物所利用而使其去除率只有20%~30%。

针对上述问题,近年来国内外都开展了一些研究工作,主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和应用研究。其中具有代表性的有:厌氧好氧生物处理工艺、高效脱色菌和PVA降解菌的筛选与应用研究、高效脱色混凝剂的研制等。

1)印染废水处理的物理法

①吸附法:这种方法是将活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合,或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床,使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。目前,国外主要采用活性炭吸附法(多半用于三级处理),该法对去除水中溶解性有机物非常有效,但它不能去除水中的胶体和疏水性染料,并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。Saito T.等人的研究表明,活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分别达93%、92%和63%,活性炭吸附能力可达到500mgCOD/g炭,污水如先曝气,则会加快吸附速率。

2)印染废水的化学处理法?

①混凝法:主要有混凝沉淀法和混凝气浮法,所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主,其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好,而以硫酸亚铁的价格为最低。凝法的主要优点是工艺流程简单、操作管理方便、设备投资省、占地面积少、对疏水性染料脱色效率很高;缺点是运行费用较高、泥渣量多且脱水困难、对亲水性染料处理效果差。?

②氧化法:臭氧氧化法在国外应用较多,Zima S.V.等人总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。研究表明,臭氧用量为0.886gO3/g染料时,淡褐色染料废水脱色率达80%;研究还发现,连续运转所需臭氧量高于间歇运行所需臭氧量,而反应器内安装隔板,可减少臭氧用量16.7% 。因此,利用臭氧氧化脱色,宜设计成间歇运行的反应器,并可考虑在其中安装隔板。

臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果,但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。从国内外运行经验和结果看,该法脱色效果好,但耗

电多,大规模推广应用有一定困难。

③电解法:电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果,脱色率为50%~70%,但对颜色深、 CODCr高的废水处理效果较差。对染料的电化学性能研究表明,各类染料在电解处理时其CODCr去除率的大小顺序为:硫化染料、还原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>阳离子染料。目前这种方法正在推广应用。

3)印染废水的生物处理法 为了探求高效、低耗、低投资的印染废水处理新技术,近年来在厌氧法与好氧法的结合方面进行了大量的试验研究,获得了很大的成功。

①厌氧—好氧—生物炭接触氧化工艺 :

主要设计参数如下:调节池:HRT 8~10h;厌氧池:HRT 3~5h;好氧池:HRT 6~8h ;生物炭池:HRT 1~2h。

试验和实际应用表明,厌氧?好氧?生物炭流程在上述运转参数下,对于CODCr为800~1000?mg/L的印染废水,处理效果完全可以达到国家排放标准,再稍加进一步处理还可回用,系统的污泥趋于自身平衡。目前已有多家生产厂采用该流程,运转时间最长的达5年以上,处理效果稳定,而且从未外排污泥,也没发现厌氧池内污泥过度增长。?

②厌氧—好氧生物转盘 :将厌氧生物转盘与好氧生物转盘串联起来,用于印染废水处理,也取得了好的效果。该工艺中厌氧、好氧各有污泥分离与回流装置,整个系统的剩余污泥全部回流到厌氧生物转盘。一是为了提高生物量,因而也缩短总的水力停留时间,二是为了将多余的活性污泥消化在系统内部。该工艺流程也是兼备固着生长和悬浮生长的特点。还可通过向转盘投加絮凝剂进一步提高COD去除率和脱色率。该流程对COD、色度等的去除率均达到70%以上。适当投加微量絮凝剂,测得CODCr、色度的去除率可提高15%~20%。进一步提高厌氧池中的悬浮污泥浓度也可以提高脱色率和COD去除率。但该工艺中转盘的金属构件有腐蚀现象,需进一步研究解决。?

3.3 处理工艺流程

3.3.1 处理工艺流程的选择

由于印染废水可降解性相对较差,并且根据业主要求,本次水处理过程只要达到市政污水纳管标准。结合实际情况,为节省运行费用,达到达标排放的要求,我们决定使用“调节—混凝沉淀—生物接触氧化”工艺流程与“调节—生物处理法—氧化脱色”工艺流程进行比较。

方案一:“调节—混凝沉淀—生物接触氧化”工艺流程

印染废水通过废水收集管道,自流至废水处理站格栅井、进入废水调节池,采用机械搅拌,提高匀质效果并调节废水的PH值,调节PH后自调节池进入混凝沉淀池,通过混凝剂的作用将大量物质混凝沉淀后较大地降低有机物含量和色度。再经过生物接触氧化池,进一步处理有机物,使之达到市政污水纳管标准。

由混凝沉淀池与二沉池出来的污泥进入浓缩池,经过机房,压滤机脱水后泥饼外运。

方案二:“调节—混凝沉淀—曝气氧化”工艺流程

印染废水通过废水收集管道,自流至废水处理站格栅井、进入废水调节池,采用机械搅拌,提高匀质效果并调节废水的PH值,经过调节池调节PH后进入混凝沉淀池,再进入曝气池通过活性污泥法去除其中的COD,BOD,达到出水标准。

二沉池中污泥可回流至曝气池,剩余污泥经过浓缩池后进入机房,压滤机脱水后泥饼外运。

3.3.2处理工艺流程

印染废水通过废水收集管道,自流至废水处理站格栅井、进入废水调节池,采用机械搅拌,提高匀质效果并调节废水的PH值;调节池废水用泵提升至废水处理系统,进入混凝池处理,通过PFS和高分子有机物配合作用,混凝其中悬浮物,经过初沉池沉淀,废水进入曝气池,通过活性污泥法去除水中COD,BOD5以达到市政污水纳管标准,经过二沉池去除大部分悬浮物后,使印染废水色度达标排放。

二沉池剩余污泥一部分回流至曝气池,充分利用污泥降解有机物活性。多余的污泥进入污泥浓缩池后通过压滤机压滤脱水,泥饼外运填埋。

处理工艺流程见图3-1:

印染废水

格栅 调节PH值 调节池 原污水收集管网泵 PFS +高分子混凝剂 混凝池 初沉池 曝气池 二沉池 达标排放 污泥浓缩池

工艺描述如下:

A)格栅井

泥饼处置 污泥脱水机 图3-1 处理工艺流程图

采用人工格栅,用于截留废水中的大形杂物。 B)调节池

调节废水水量与水质。调节池采用机械搅拌,提高匀质效果,防止污泥沉淀和腐化;必要时,加酸在调节池作废水PH值调整,通过PH控制系统保证出水PH在6~9;废水提升后进入混凝池。 C)混凝池

对调节池出水进行混凝沉淀处理,添加PFS和少量高分子混凝剂,通过隔板反应池使水流断面流速分布不均匀,促进颗粒碰撞絮凝。


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