一、工程概述
印染廢水是以上各類廢水的混合廢水,或除漂白廢水以外的綜合廢水。印染廢水的可生化性較低,廢水的色度很大,CODcr濃度很高,采用不同的生產工藝水質水量變化幅度很大。
國內普遍采用生化法處理印染廢水,對于水資源緊缺,排放要求高的地區采用生化與物理化學相結合的方法以減小廢水污染物的排放量。印染廢水處理一般都要設置調節池,以調節廢水不同時段不同排放量對處理構筑物的沖擊;由于印染廢水的可生化性較低,往往設置水解酸化池降解高分子物質。本工程采用印染廢水和生活污水混合處理,這樣可大大提高廢水的可生化性。
二、設計資料
(1)廢水水量:35t/d (廠方提供)
(2)廢水水質:
COD≤2144mg/L;BOD≤332.7mg/L;SS≤521mg/L;pH值為9.8;色度4096
(3)排放標準:
執行《紡織染整工業水污染物排放標準》(GB4287-92)中的二級標準,即COD≤180mg/L;BOD≤40mg/L;SS≤100mg/L; NH3-N≤25mg/L;硫化物≤1mg/L;pH值為6~9;色度(稀釋倍數)80。
三、處理方案的確定
3.1基本工藝路線的確定
印染廢水治理工藝流程中,是由若干不同作用的治理單元組成的,為了滿足流程的處理效果,要求各個單元均應發揮其應有的作用和去除污染物的能力。
由于紡織印染企業產品生產的多樣性及生產工藝的多變性,使排放的印染廢水也處于經常變化之中。紡織印染生產工藝包括對紡織材料的前處理、染色、印花和后整理過程。各過程產生的廢水既含有剩余染料,又含有相當量的助劑及纖維上被去除的各種天然有機物和人工合成的有機污染物。因此,印染廢水總體上屬于含有一定色度、一定量難生物降解物質的有機性廢水。
對比設計水質:COD≤2144mg/L;BOD≤332.7mg/L;SS≤521mg/L;pH值為9.8;色度
本工程采用“水解酸化+生物接觸氧化+混凝沉淀”的處理工藝,廢水首先經過水解酸化池將難生物降解物質變為較易降解物質,將大分子物質變為小分子物質,使廢水達到好氧處理可接受的濃度,經過生物接觸氧化去除大部分有污染物機物,同時去除一定的色度,最后經過混凝沉淀池進一步去除色度和降低廢水的COD、BOD值,確保廢水的色度和COD指標達標。本工藝具有工藝成熟、投資省、占地少、污泥產量少、操作管理方便等優點。
3.2主要預處理工藝選擇
印染廢水處理工藝流程中,各個工藝單元都需要相對穩定的工作狀況。由于紡織印染特有的生產過程,造成廢水排放的間斷性和多變性,使排出廢水的水質和水量在一日內,甚至每班內都有很大的變化。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。廢水水質和水量的變化將對處理設備運行狀況產生沖擊,因此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。將不同時間排出的廢水貯存在同一水池內,并通過機械或空氣的攪拌達到出水均勻的目的,特別是廢水水質的調節尤為重要。在印染廢水處理工藝流程中均設有調節池,而且保證一定的調節時間。調節池或僅調節水質,或進調節水量,或兩者兼有。此外,調節池尚具有預沉淀、預曝氣、降溫和貯存臨時事故排水的功能。
污水經過水解反應池后可以提高其可生化性能,降低污水的pH值,減少污泥產量,為后續好氧生物處理創造有利條件。因此,在用水
由于污水含有燃料、助劑、纖維類等難降解的苯環類或長鏈大分子物質,在水解階段被胞外酶分解為小分子物質。另外,還能有效降解廢水的表面活性劑,較好的控制后續好氧工藝中產生的泡沫問題。
水解反應池有較高的SS、BOD、COD去除率:在停留時間相近的情況下,水解池對SS、BOD與COD的去除率明顯高于初沉池。因此采用水解池作為一級處理,出水水質將比初沉池有較大改善。
水解反應池與初沉池處理效果對比
| 池 型 | 水解反應池 | 平流式多斗沉淀池 | ||||
| 停留時間/h | 2.5 | 3 | 3.5 | 1.67 | 2.22 | 3.33 |
| COD去除率/% | 43.0 | 41.3 | 40.6 | --- | 28.9 | ---- |
| BOD去除率/% | 29.8 | 33.1 | 28.1 | 18.0 | < 17.0 | |
| SS去除率/% | 82.6 | 74.8 | 79.0 | 42.0 | 40.0 | 47.0 |
3.3生化處理工藝選擇
印染廢水處理法中,目前國內外仍以生物法為主。這是因為印染工業廢水含有大量可溶性能被生物氧化的物質。沈陽環境科學研究所的李鋒等人曾對國內77個印染廠進行調查發現,活性污泥法的使用最為普遍,其次為生物接觸氧化法。這是因為活性污泥法既可以分解大量有機物,又可以去除部分色素,還可以調節pH值,而且運轉效率高而費用低,出水水質也好。生物接觸氧化法是介于活性污泥法與生物膜法之間的一種生化處理法,通過強化充氧及微生物降解作用以提高處理效率,因而兼有兩種處理法的優點:生物量高(附著生物膜量可達8000~40000MLVSS/L),有機物的去除能力強;對沖擊負荷的適應能力強;產生的污泥量少,污泥顆粒大,易于沉淀,不產生污泥膨脹;操作簡單、運行方便、易于管理。本工藝采用生物接觸氧化法作為生物處理手段。
好氧生物處理對BOD去除效果明顯,一般可達80%左右,但色度和COD去除率不高,尤其如PVA等化學漿料、表面活性劑、溶劑及匹布堿減量技術的廣泛應用,不但使印染廢水的COD 達到2000~3000mg/L,而且BOD/COD也由原來的0.4~0.5下降到0.2以下,單純的好氧生物處理難度越來越大,出水難以達標;
在好氧生物處理之后還應輔以化學處理技術。化學處理主要是采用投加一定量絮凝劑,通過藥劑的水解、電中和、凝聚架橋作用,而繼續去除廢水中的污染物,同時對色度也有很好的去
從我國已建成印染廢水處理工程效益分析,當處理相同廢水量時,采用生物處理工程的一次性投資高于采用化學處理方法的投資,但是其運行成本則低于化學處理方法。
3.4印染廢水處理工藝流程
對該處理工藝流程作如下說明:
格柵:格柵是一種最簡單的過濾設備,由一組或多組平行的柵條制成的框架,斜置于廢水流經的渠道中。格柵設于污水處理所有構筑物之前,或設在泵站前,用于截留廢水中粗大的懸浮物或漂浮物,防止其后處理構筑物的管道閥門或水泵堵塞。本工藝采用回轉式機械格柵以去除較大的懸浮物。
調節池:由于該工程廢水中含有硫化黑顏料,硫化黑顏料本身含有硫,而且污水偏堿性,對后續生物處理沖擊較大,通過加酸可調節pH值,而且去除部分硫。當采用靛藍染料代替時則不需加酸,這樣也不會增加成本。
水解酸化池:水解反應單元為上流式厭氧污泥床反應器的改進型,采用獨特的結構,靠水力條件在反應池內形成污泥床層。二沉池的剩余污泥從水解池排出,進入濃縮池,經12~24h濃縮后直接脫水處理,由于水解池中的污泥停留時間可達15~20d,且處于厭氧狀態,因此污泥得到了很好的穩定,既減少了整個流程產生的污泥量,又增加厭氧區降解有機物的能力。
生物接觸氧化池:經水解反應器處理后的出水進入好氧處理構筑物,污水中的污染物主要是厭氧水解酸化后的產物。生物接觸氧化法是以生物膜為主凈化廢水的一種處理工藝。它利用固著在填料上的生物膜吸附和氧化廢水中的有機物。但又有其獨特之處:
①生物量高:對紡織印染廢水,實測生物量達11~
②污泥齡短:一般Ts=1~2d,說明生物膜的更新速度快,活性大,吸附和氧化有機物能力強。
③絲狀菌多:其生物膜是以絲狀菌為骨架組成立體網狀結構。水中溶解氧容易進入膜的里層,有機物
④無需污泥回流,產泥量小。
混凝沉淀池:廢水經過水解和好氧處理后,水中仍含有一些未降解的物質,采用混凝沉淀工藝,進一步去除色度和降低廢水的COD值,確保廢水的色度和COD指標達標。將混凝沉淀放在處理流程的最后,主要是因為:經水解和接觸氧化池之后,水中的污染負荷大部分已被生化單元去除掉,混凝沉淀池的負荷已較小,可大大減少所加混凝劑的用量,以降低運行費用。
污泥濃縮池:采用平流式污泥濃縮池。
3.5處理構筑物的設計計算
格柵溝為廠方原有
設計計算:
Q=35t/d,Kz=1.8 按1day=8h計算,
則最大設計污水量Qmax=63t/d
污水溝斷面尺寸
根據生產廢水排放規律,調節池停留時間取12小時。采用半地下式,數量為一個。
設計計算:
調節池調節周期T=12h
調節池容積V=TQH=12×35÷24=
調節池有效水深h=
調節池規格
水解酸化池設計主要是確定其有效容積。該水解酸化池采用上流式厭氧污泥床反應器的改進型,采用獨特的結構,靠水力條件在反應器內形成污泥床層。與UASB相比無需設置三相分離器。
反應器容積一般按有機負荷或者水力停留時間進行計算,這里采用有機負荷法計算。
反應器容積計算公式為:V=Q*S0/q
V:反應器的有效容積,m3;
Q:廢水流量,m3/d;
q:容積負荷,kgCOD/(m3*d),這里取q=3.5 kgCOD/(m3*d);
S0:進水有機物濃度,g COD/L
HRT:水力停留時間,h,取HRT=8h;
所以V= Q*S0/q=35×1.196/3.5=
(2)反應器的幾何尺寸
V=
接觸氧化池的容積一般按BOD容積負荷或者接觸時間計算,這里采用停留時間法。
設計參數:
設計水量:Q=35t/d=
接觸時間:10h;
氧化池有效容積
V=Qt=1.5×10=
Q:設計水量,m3/h;
t:接觸時間,h。
填料與安裝
采用Ф
V’=3×3×1=
(4)進水設施
采用布水廊道布水,廊道設在氧化池一側,廊道內水流速度為:
v=Q/(nBb)=
采用平流式沉淀池
設計參數:廢水處理流量為35t/d=
沉淀時間為1.5h
設計體積為:
采用垂直軸式機械攪拌反應池+平流式沉淀池
反應池尺寸計算
反應器容積計算
設計流量 Q=35/12=
反應時間取 t=60min
反應池容積 V=Qt/60=2.9×60/60=
豎流式濃縮池沉淀區上升流速不大于
污泥濃縮池采用間歇式重力濃縮池,運行周期24h,其中進泥1~1.5h,濃縮20h,排水、排泥2h,閑置0.5~1h。
①容積計算
設濃縮前污泥含水率98%,濃縮20h后,污泥含水率為95.5%。
則污泥濃縮池所需體積不小于
②工藝構造尺寸
設計平面尺寸柱體部分直徑
③排水和排泥
濃縮池內上清液利用重力排放,排水管管徑DN150。濃縮后污泥有污泥泵抽送入污泥儲柜,選用2PN型污泥泵一臺。
廠方原有
面積
3.6污水處理站平面布置和高程布
布置原則:
a.充分利用地形地勢及城市排水系統,是污水經一次提升便能順利自流通過污水處理構筑物,排出廠外。
b.協調好高程布置和平面布置的關系,做到既減少占地,又利于污水、污泥輸送,并有利于減少工程投資和運行成本。
c.協調好污水處理廠總體高程布置與單體豎向設計,既便于正常排放,又有利于檢修排空。
四、主要設備及參數
根據上述設計計算列出設計計算結果見下列各表:
表4-1主要工藝技術參數
| 名稱 | 參數 | 指標 |
| 調節池 | HRT/h | 12 |
| 水解酸化池 | HRT/h | 8 |
| 生物接觸氧化池 | HRT/h | 10 |
| 二次沉淀池 | HRT/h | 1.5 |
| 混凝沉淀池 | HRT/h | 1.5 |
| 污泥濃縮池 | HRT/h | 20 |
表4-2主要構筑物表
| 設備名稱 | 規格 | 數量/座 | < 注 | 結構 |
| 集水井 | 1 | 廠方原有 | 鋼筋混凝土 | |
| 調節池 | | 1 | 原池改進 | 鋼筋混凝土 |
| 水解酸化池 | | 1 | 原池改進 | 鋼筋混凝土 |
| 接觸氧化池 | | 1 | 蜂窩狀填料 | 鋼筋混凝土 |
| 沉淀池 | | 1 | 原池改進 | 鋼筋混凝土 |
| 加藥攪拌箱 | 3 | 廠方原有 | PVC | |
| 混凝沉淀池 | | 1 | 平流式 | 鋼筋混凝土 |
| 污泥濃縮池 | 1 | 廠方原有 | 鋼筋混凝土 | |
| 鼓風機房 | 1 | 廠方原有 | 鋼筋混凝土 |
表4-3主要設備表
| 名稱 | 規格 | 數量 | 單位 | 備注 |
| 格柵 | 1 | 臺 | 廠方原有 | |
| 污水泵 | 18kw | 6 | 臺 | 四用兩備 |
| 生物填料 | | - | - | 蜂窩填料 |
| 羅茨鼓風機 | 15kw | 2 | 臺 | 廠方原有 |
| 板框壓濾機 | 4kw | 2 | 套 | 一用一備 |
五、工程內容及報價
整個工程改造包括構筑物、設備等在原基礎上的改造、增加及治理工藝的改進。工程改造完成后可以實現污水治理單項達標。
工程總報價,人民幣(大寫):貳拾陸萬元整
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