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1：印染、染料工業(yè)污染概況

印染是對紡織材料進(jìn)行再加工的過程，整個生產(chǎn)過程，包括預(yù)處理、染色、印花和整理等四個過程。預(yù)處理、染色、印花和整理都需要大量的水，用于輸送、洗滌、分散物料及冷卻設(shè)備等。雖然生產(chǎn)過程中也有回收、處理、再用，但仍有大量廢水排入水體，造成水環(huán)境嚴(yán)重污染。印染廢水是指印染、煮練、漂洗等在生產(chǎn)過程中排出的各種廢水的總稱。由于紡織材料種類繁多，生產(chǎn)產(chǎn)品的花樣更多，在生產(chǎn)過程中使用的染料、助劑等化工原料的種類非常多，因此，印染廢水的水質(zhì)差別很大，一些典型印染廢水的主要成分見表1-1

各種印染廢水的主要成分

表1-1

2：印染工業(yè)廢水的產(chǎn)生

印染過程四個工序都排出廢水，如預(yù)處理階段排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水。染色階段排出染色廢水。印花階段排出印花廢水和皂洗廢水。

一般印染廢水的pH值為

(1)退漿廢水：水量較小，但污染物濃度高，其中含有各種漿料、漿料分解物、纖維素、淀粉、堿和各種助劑。退漿廢水成堿性，pH值在12左右。上漿以淀粉為主的(棉布)退漿廢水，其COD、BOD值都很高，可生化性較好；上漿以聚乙烯醇(PvA)為主的(如滌棉經(jīng)紗)退漿廢水，COD高而BOD低，廢水可生化性較差。

(2)煮煉廢水：水量大，污染物濃度高，其中含有纖維素、果酸、蠟質(zhì)、油脂、堿、表面活性劑、含氮化合物等，廢水呈強(qiáng)堿性，水溫高，呈褐色。

(3)漂白廢水：水量大，但污染較輕，其中含有殘余的漂白劑、少量醋酸、硫代硫化鈉等。

(4)絲光廢水：含堿量高，NaOH含量3%～5%，多數(shù)印染廠都通過蒸發(fā)濃縮回收，所以，絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過多次重復(fù)使用最終排出的廢水仍呈強(qiáng)堿性，BOD、COD、SS均較高。

(5)染色廢水：水量較大，水質(zhì)因所用染料的不同而不同，其中含漿料、染料、助劑、表面活性劑等，一般呈強(qiáng)堿性，色度很高，COD較BOD高得多，可生化性較差。

(6)印花廢水：水量較大，除印花過程的廢水外，還包括印花后的皂洗、水洗廢水，污染物濃度較高，其中含有漿料、染料、助劑等，BOD、COD均較高。

(7)整理廢水：水量較小，其中含纖維屑、樹脂、油劑、漿料等。

3：印染廢水特性：

（1）無機(jī)鹽濃度高：主要是氯化鈉，少量硫酸鈉，氯化鉀及其它金屬鹽類。

（2）廢水量大，色度高，毒性大。染料、顏料和助劑等結(jié)構(gòu)中的硝基、胺基、苯、萘、蒽醌類化合物，涂料中酚類毒物以及銅、鉻、鋅、砷等重金屬元素具有較大的生物毒性。其中酚類是一種原生質(zhì)毒物，水體中各種生物都會因酚類物質(zhì)中毒影響生長和繁殖。

印染廢水的特征可概括為

4：染料、印染工業(yè)廢水中圬染物對環(huán)境的危害

（1）：需氧物質(zhì)

預(yù)處理、染色、印花和整理等過程中，溶出的原料組分，如漿料、染料助劑、表面活性劑、纖維素、油脂、含氮化合物、醋酸等，這些物質(zhì)易被微生物降解，如果它們隨廢水排入水體，將消耗水中的溶解氧，在耗氧速度大于水體的復(fù)氧速度時，會造水中缺氧。當(dāng)氧濃度小于4mg／L時，魚類則會死亡，小于1～2mg／L 時，兼性微生物與厭氧微生物則大量繁殖，進(jìn)而使水體腐敗，臭味撲鼻。

在一定條件下，消耗水中溶解氧的量，即可反映廢水中可被微生物分解有機(jī)物的量。消耗溶解氧的量稱為生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand)，簡稱BOD。一般以20C0下，5d的生化需氧量作為水質(zhì)參數(shù)，寫成BOD5（20C0）其單位為mg/L。

自養(yǎng)菌能夠利用水中的氧，去氧化水中的NH3成為硝酸鹽或亞硝酸鹽。但是一般要經(jīng)過8～10d的培養(yǎng)，這種菌才能達(dá)到明顯的數(shù)量，產(chǎn)生明顯的，可以測出的耗氧量。BOD5基本上是含碳有機(jī)物生化降解的需氧量，也稱第一階段需氧量，或碳化階段需氧量。

在印染生產(chǎn)過程中添加的各種活性劑和助劑，有機(jī)中間體如N－乙基－N－氰乙基苯胺的苯磺酸脂、中間體生產(chǎn)的基本原料苯、萘、蒽醌類有機(jī)物，芳香胺及大分子碳水化合物均難以生物降解，常用強(qiáng)氧化劑催化氧化，測定所消耗的氧化劑中的氧量，表示廢水中的有機(jī)物濃度。常用的氧化劑為重鉻酸鉀、催化劑為硫酸銀，濃硫酸提供酸性環(huán)境，氧化1L水中的有機(jī)物的氧量記為CODcr,單位為mg/L。CODcr幾乎能氧化水中所有的有機(jī)物（除苯類有機(jī)物例外）。

總有機(jī)碳（TOC）是表示廢水中所含全部有機(jī)碳的量，它的測定方法是通過有機(jī)物質(zhì)全部氧化成二氧化碳和水，然后再測定二氧化碳的量。

用BOD5與COD的比值來判斷廢水的可生化性，其值越大，可生化

（2）、合成有機(jī)物

印染工業(yè)廢水中合成有機(jī)物主要是表面活性劑酯酚，染料、漿料，還原劑和中間體等化合物，它們的共同點(diǎn)是除了具有潛在的毒性外，還能影響到接納水體的復(fù)氧以及光向水中的透射。

二：印染廢水的處理方法：

印染廢水的處理方法：

1：物理法：其中最常用的是吸附法(主要用于三級處理)，常用的吸附材料有活性炭、活性硅藻土、煤渣和活化媒等。

2：化學(xué)法：主要有混凝沉淀法、混凝氣浮法、臭氧氧化法、光氧化法、電解氣浮法等。

3：生物處理法：包括厭氧生物處理法和好氧生物處理法，好氧生物處理法中常用的有表面曝氣活性污泥法、高濃度活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化、生物鐵法和SBR等。印染廢水成分復(fù)雜，處理難度較大，在實(shí)際工程中常采用組合處理工藝。對可生化性較好的印染廢水，采用一級或二級生物處理工藝；對可生化性一般的廢水，可采用厭氧生物處理與好氧生物處理相結(jié)合的工藝，也可采用好氧生物處理與物化法串聯(lián)工藝；一些含有對微生物具有毒害或抑制作用的廢水，先采用物化法進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行生物處理；排水量較小時，也可采用純物化處理工藝。

4：其它處理工藝：如投菌生物處理法、高效絮凝劑。

5：裂解處理

裂解處理是以N型半導(dǎo)體的能帶理論為基礎(chǔ)，以N型半導(dǎo)體作敏化劑的一種敏化氧化法。當(dāng)敏化劑能量大于禁帶寬度時，電子被激發(fā)，躍過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，則在價帶上產(chǎn)生相應(yīng)的電子-空穴，從而引發(fā)反應(yīng)。水溶液中的催化氧化反應(yīng)，在半導(dǎo)體表面失去的電子主要是水分子，水分子經(jīng)一系列變化后產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)羥基自由基 OH，氧化各種有機(jī)物，并使之礦化為CO2

裂解處理一般動力學(xué)方程描述：

r——反應(yīng)速率；

Ce——反應(yīng)物濃度；

K——表觀吸附平衡常數(shù)；

H——發(fā)生于敏化劑表面活性位置的表面反應(yīng)速率常數(shù)。

如果投加H2O2、KB

催化氧化以N型半導(dǎo)體為催化劑，各種催化劑活性順序：TiO2>ZnO>WO3。TiO2是常用的催化劑，主要有銳鈦型和金紅石型晶型。TiO2的化學(xué)性質(zhì)，光化學(xué)性十分穩(wěn)定，無毒價廉，貨源充足。TiO2是一種半導(dǎo)體氧化物，它有充滿電子的價電子帶和缺電子的導(dǎo)帶，在能級激化狀態(tài)價電子帶上留下的空穴有氧化性，導(dǎo)帶上的電子具還原性，降解物在TiO2表面發(fā)生氧化還原后，價電子帶又得到電子，價帶上電子發(fā)生躍遷，故將使用過的TiO2通過還原，重復(fù)使用，不影響其催化活牲。

2：工藝缺陷

該工藝的缺點(diǎn)主要有

（1） 激化能利用率低，耗電量較大(1.3kW)。

（2） 管套易被污染物附著，影響透率。

（3） 高壓電暈（電子束）發(fā)生器偏轉(zhuǎn)角低（720）有一定的死角。

（4） 對PH有一定的要求（3～10），硫化染料廢水必須將PH值調(diào)到5以下再進(jìn)入反應(yīng)器，大于要求值時處理效率按指數(shù)（反應(yīng)動力）降低。

（5） 對污泥回用有強(qiáng)制性要求。

三：水質(zhì)水量

1：水量

目前該廢水排量4000m3/d，污水處理站建成后，采用三班24小時連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)廢水處理能力4500m3/d。

2：水質(zhì)及處理要求(以重慶永紅5000m3，四川威克力600m3為樣本)

廠方提供的污水水質(zhì)情況見表3.1.1

廢水水質(zhì)指標(biāo)及排放標(biāo)準(zhǔn) 表3.1.1

四：設(shè)計(jì)原則

1：嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，廢水處理后達(dá)到《國家污水綜合排放標(biāo)淮8978-96》中的二級新建企業(yè)1類排放標(biāo)淮。

2：以工藝結(jié)構(gòu)合理的復(fù)級裂解工藝為主體工藝。

3：處理系統(tǒng)有較大的靈活性，以適應(yīng)廢水水質(zhì)、水量的變化。

4：管理維修方便，避免產(chǎn)生二次污染。

5：自動化程度高，VXI系統(tǒng)總線控制模擬。

6：占地面積小，處理

7：污泥產(chǎn)生量小、每1000m3廢水處理后產(chǎn)生綜合污泥64.3kg。

8：無二次污染，廢水處理后水質(zhì)清澈透明，CODcr、BOD5平均指標(biāo)低于4-1標(biāo)準(zhǔn)中指標(biāo)。

五：污水處理工藝流程

1：工藝設(shè)計(jì)

印染廢水處理工程工藝設(shè)計(jì)綜合了威克力染紗廢水與重慶永紅織造責(zé)任有限公司印染廢水處理工程實(shí)列的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化構(gòu)筑而成。運(yùn)行結(jié)果表明，該處理方法既克服了常規(guī)工藝不易操作、占地面積大的缺點(diǎn)；同時也提高了對印染廢水的處理效果，而且非常穩(wěn)定的對廢水的零排放打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

永紅織造責(zé)任公司印染廠，其廢水呈弱堿性，使用分散、直接、活性等多種染料。廢水中含有大量帶顯色基團(tuán)（—N═N—、—N═O等）及極性基團(tuán)（—SO3Na、、、—OH等）的芳烴、雜環(huán)類有機(jī)化合物及NaCI、Na2SO4、、Na2S等無機(jī)鹽，廢水水質(zhì)見表。

表5.1永紅印染廠廢水水質(zhì)

測定項(xiàng)目的分析方法采用《水和廢水標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測分析方法》(第3版)

水力停留時間和測試結(jié)果如圖５-1 、圖5-2、表5.2

圖5-1：廢水停留時間

圖5-2材料膨脹率

表5.2系統(tǒng)常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)測試值

2： 工藝流程

污水處理工藝流程如圖5-3所示

1：調(diào)節(jié)池 ２：原水泵 ３：流量計(jì) ４WL40A2H反應(yīng)器 ５：過濾池

６：空氣流量計(jì) ７：鼓風(fēng)機(jī)

3：流程說明

生產(chǎn)線排出的廢水，通過廠區(qū)污水管道，匯集到安裝有粗細(xì)二道格柵的調(diào)節(jié)池，去除大顆粒的固體懸浮物，并調(diào)節(jié)廢水水量、均衡水質(zhì)。然后由一級提升泵提升至復(fù)級離子混合反應(yīng)器，經(jīng)物理沉淀、化學(xué)斷鏈、單鍵破壞、生物降解、光崔化氧化等過程達(dá)到脫色混凝沉淀、氧化還原等機(jī)理脫除廢水中的污染物質(zhì)。其出水提升到物理過濾池過濾后，自流到清水池經(jīng)計(jì)量后，備工藝回用或排放，排放水達(dá)到國家排放標(biāo)誰。

復(fù)級離子反應(yīng)器產(chǎn)生的廢污泥都排入污泥干化池重力澄清后(約需30分鐘)排出清液，沉淀污泥混入然料然燒(其熱值不低于2300大卡)。

六：主要處理設(shè)備和構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)參數(shù)

1：廢水水量和水質(zhì)調(diào)節(jié)

(1)、廢水均勻混合

印染工序排出的生產(chǎn)廢水，水質(zhì)水量隨生產(chǎn)過程而變化，許多工序是間歇性操作，水質(zhì)水量變化很大，污染物的性質(zhì)、濃度、PH值及水溫都有很大的差別。許多生產(chǎn)工藝排水

而水處理裝置，需要廢水的水質(zhì)與水量是穩(wěn)定或基本穩(wěn)定的。實(shí)際上調(diào)節(jié)池也是水的預(yù)處理設(shè)施，通過這一設(shè)施，酸、堿廢水可以中和，不同溫度的廢水可以溫度均一，不同濃度的廢水可以混合均勻，然后，根據(jù)水質(zhì)情況或進(jìn)一步處理或直接排放。

為使水處理裝置中的管道、設(shè)備及構(gòu)筑物正常工作，不受廢水的水質(zhì)與水量變化的影響，調(diào)節(jié)池的設(shè)置必需要滿足系統(tǒng)工藝及反應(yīng)設(shè)備的要求。

（2）、調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)

調(diào)節(jié)池的結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。這種形式調(diào)節(jié)池的出水槽是沿池的對角線方向設(shè)置的。池內(nèi)設(shè)有若干縱向隔板。廢水經(jīng)左右兩側(cè)的水槽進(jìn)入池內(nèi)。由于隔板之間形成的水流通道長度不同，同一時間進(jìn)入池內(nèi)的廢水，需要停留不同的時間才能達(dá)到出水槽。反而言之，出水槽內(nèi)，同一時刻的廢水是不同時刻流入池內(nèi)的，在槽中相遇并混合，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)均一。

圖6-1對角線進(jìn)水調(diào)節(jié)池

如圖6-1所示，調(diào)節(jié)池液面可以上下自由波劫，當(dāng)進(jìn)水量大于出水量時，則池內(nèi)應(yīng)能貯存盈余，反之，應(yīng)能補(bǔ)充短缺，以此實(shí)現(xiàn)水量調(diào)節(jié)。池底設(shè)置沉渣斗，通過排渣管定期排渣。

三、調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算

調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容是池容積的計(jì)算。其計(jì)算公式為：

V＝qt

式中 V——調(diào)節(jié)池容積，660M3；

t——廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)的停留時間，3h

q——t小時內(nèi)廢水平均流量，m3／h。

對角線式調(diào)節(jié)池有

V＝qt／1.4

式中 1.4——經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。

確定調(diào)節(jié)池的均衡時間和容積，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池時按最不利的情況，即流量和濃度在高蜂時的區(qū)間計(jì)算，調(diào)節(jié)時間越長水質(zhì)水量越穩(wěn)定，根據(jù)工廠廢水排放情況，建筑場地，資金等具體條件，確定調(diào)節(jié)時間3.0h，調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)根據(jù)下式計(jì)算而得。

調(diào)節(jié)池平均出水濃度

C&mda

c1，c2…cn—廢水在各時間段t1，t2…tn內(nèi)的平均濃度，mg/L；

q1，q2…qn—廢水在各時間段t1，t1…tn內(nèi)的平均流量m3/h；

t1，t2…tn—時間段(h)總和等于T；

q—24小時內(nèi)平均廢水量

(2)：調(diào)節(jié)池容積：

圖6-2調(diào)節(jié)池形式及結(jié)構(gòu)

容積為 V=qt/2a

式中 a——廢水在池內(nèi)不均勻流動的容積利用系數(shù)，一般取0.7。

有效容積V=660m3

(3)：調(diào)節(jié)池水力停留時間和體積

調(diào)節(jié)池采用地埋式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)， (HRT)3.0h，尺寸20.0m×8.0m×4.5m. （保留高度0.4m）在調(diào)節(jié)池中安裝WZ-12型順序液位計(jì)1臺，自動控制反應(yīng)器參加工作的數(shù)量，即高水位時全部參與工作，低水位時按順序啟動反應(yīng)器工作。同時連續(xù)跟蹤顯示水池液位。

2：曝氣池

（1）：曝氣反應(yīng)的簡單數(shù)學(xué)模型

6-3完全曝氣穩(wěn)定系統(tǒng)流程圖

圖中V—池子容積；

X—材料質(zhì)量濃度；

Q—廢水的體積流量；

S0—基質(zhì)進(jìn)口濃度；

S—基質(zhì)出口濃度（也即曝氣池內(nèi)基質(zhì)濃度）。

設(shè)&為水力池內(nèi)停留時面，則&=V／Q。

設(shè)系統(tǒng)材料平均停留時間是&c，則有：

&c＝反應(yīng)器內(nèi)材料質(zhì)量／材料流失速率＝VX／QX＝V／Q

在完全混合系統(tǒng)內(nèi)，水力停留時間等于材料平均停留時間。這種系統(tǒng)是唯一的&＝&c的系統(tǒng)。或者說，對于其他類型處理系統(tǒng)，不可能有這種關(guān)系。

質(zhì)量平衡：

質(zhì)量變化速率=反應(yīng)速率-質(zhì)量外流速率

V（Dx/dt）=[Y（ds/dt）-KdX]V-QX

為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定操作，則應(yīng)有dX／dt＝0，因此得到：

此推導(dǎo)僅適用于完全混合曝氣池。

設(shè)去除率

Monod方程：改寫為

則得

基質(zhì)與材料的比表示系統(tǒng)的污染物去除效率，即

則有

對所討淪的系統(tǒng)去除有機(jī)物效率取決于材料的平均停留時間，也是取決于水力停留時間，因?yàn)樵谶@一系統(tǒng)中二者是相等的。如果動力學(xué)系數(shù)及去除率一定，則系統(tǒng)容積的大小就可以被確定了。

懸浮固體濃度計(jì)算

對于一定時間則有：

又由Dx/DT=Y（ds/dt）-Kd得

I/&c=Y（ds/dt）/X-Kd

動力學(xué)系數(shù)

（2）曝氣池結(jié)構(gòu)

曝氣池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),構(gòu)造如圖所示

（3）曝氣池溶積V

V=370m3 HRT=1.6h E=2.1 保留高度0.5m

（4）外形盡寸10m×7.5m×5m

3：沉淀池

（1）沉降基礎(chǔ)

從廢水中分離出密度比廢水大的合成材料，借助重力作用，從廢水中沉降下來，使其與水分離。沉淀池的沉降經(jīng)由離散粒子沉降、聚合粒子沉降、壓縮沉降。在離散粒子沉降中，沉降粒子之間沒有相互作用。在聚合粒子沉降中，聚合物之間存在有限的相互作用，較高密度和較大直徑的聚合物沉降較快，在其沉降過程中，與較緩慢沉降的聚合物作用，使顆粒形狀、粒徑及密度都發(fā)生變化。其沉降速度受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響。

在壓縮沉降過程中，懸浮物

（2）離散粒子沉降

離散顆粒沉降也稱自由沉降。假定：顆粒為一個密度為Pp、直徑為d的球形；在沉降過程中，其形狀、粒徑及密度均不變；水是靜止的，不可壓縮的；顆粒的下沉運(yùn)動過程中不受器璧及其他顆粒的影響；顆粒在運(yùn)動開始后，瞬間就達(dá)到等速運(yùn)動的狀態(tài)．則顆粒沉降速vs，可用下式表示：

式中 g——重力加速度；

p——水的密度；

Cd——顆粒在水中下沉?xí)r的阻力系數(shù)。

如能得到阻力系數(shù)，即可確定沉降速度。阻力系數(shù)是雷諾數(shù)NRe的函數(shù)，雷諾數(shù)NRe可由下式表示：

NRe＝dusp/u

式中u代表水的黏度，其他各量仍如上所述。

球狀顆粒在水中沉降，圍繞顆粒的水流呈層流狀態(tài)，即NRe＜2，剛阻力系數(shù)Cd為24／NRe；當(dāng)2＜NRe＜500時，Cd＝185／（NRe）0.6；當(dāng)NRe＞500時，Cd＝0.4。在沉淀池內(nèi)，微粒沉降過程中，其周圍水流的NRe大多處于層流區(qū)或過渡區(qū)內(nèi)。對任一區(qū)域，取得相應(yīng)的沉降速度是可能的。層流區(qū)域的沉淀速變表達(dá)式。

對沉降過程有決定性影響的參數(shù)是以平方出現(xiàn)微粒直徑，絮凝是增大微粒直徑的方法，并對微粒密度也有一定的影響。水的密度和黏度是由沉降的廢水溫度所決定。提高溫度，將降低水的密度和黏度，從而提高沉降速度。

（2）理想沉淀池

把沉淀池理想化，是沉淀池的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。理想沉淀池包括進(jìn)入口區(qū)、出口區(qū)、沉淀區(qū)和污泥區(qū)。

圖6-5理想沉淀池

1－進(jìn)口區(qū) 2－出口區(qū) 3－沉降區(qū) 4－污泥區(qū)

理想沉淀池的基本假設(shè)是：

①在池內(nèi)沉淀區(qū)，沉降狀態(tài)與靜置沉降情況相同：

②水流是穩(wěn)定的，水流進(jìn)人沉淀區(qū)時，各種懸浮物顆粒的濃度在垂直水流方向的斷面上是均勻分布的；

③顆粒進(jìn)入污

進(jìn)入沉淀池的離散顆粒，處于圖中a點(diǎn)的位置上，在這一點(diǎn)上，顆粒要被去除需要?dú)v時最長。如果這個顆粒能夠被去除，與這一顆粒同處于進(jìn)口斷面上且與其粒徑相同、沉速相等的其他顆粒也都能被去除；按假定，該顆粒應(yīng)沿對角線方向下沉。其他顆粒則沿著與對角線平行且位于對角線下方的直線方向下沉，它們是先于該顆粒達(dá)到池底而被去除的。

沿著對角線或與對角線平行直線運(yùn)動的粒子具有的沉降速度稱為截留速度以u0表示。位于α點(diǎn)上的具有沉降速度為u0（m／h）的顆粒沉到池底，即達(dá)到O點(diǎn)所需要的時間為t（h）：

t=H/u

t=L/v

水在池內(nèi)水平方向流動的速度，也視為顆粒水平移動速度。

v＝Q／HB

t＝LHB/Q

LHB／Q＝H／u0

或 u0＝Q／LB＝Q／A［m3／（m2·h）］

任何一個進(jìn)入沉淀池的離散型顆粒，只要其沉降速度小于截留速度就不可能被去除；然而如果這個顆粒不是進(jìn)入最大沉降高度，而是進(jìn)入其下方某一位置上，就有可能被去除，并且其去除率為是這種顆粒在全部懸浮顆粒中所占的分?jǐn)?shù)。

（3）沉淀池的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)離散型顆粒沉淀時，截留速度和沉降時間是必須給出的。截留速度和沉降時間的關(guān)系可以通過試驗(yàn)確定。以此確定沉淀池的面積和水深。

圖6-6 去除率與t的關(guān)系 圖6-7去除率與表面積的關(guān)系

沉淀池設(shè)計(jì)應(yīng)在考慮沉淀池內(nèi)水的流量及流速分布不可能達(dá)到理想的均勻程度；沉淀池容積不可能充分利用的情況下；同時還應(yīng)考慮了溫度變化、風(fēng)向、池進(jìn)出口影響等因素，這些都可能引起懸浮顆粒沉降效果的下降。因此在設(shè)計(jì)該沉淀池時，將表面負(fù)荷率乘以1／（1.25～1.75）的系數(shù)，沉降時間t乘以 1.5～2.0的系數(shù)。

圖6-8顆粒沉降軌跡

1－離散顆粒 2－絮凝顆粒

懸浮顆粒沉降過程中，絮凝顆粒之間互相碰撞、聚集，改變了顆粒原來的大小、形狀及密度，顆粒沉降速度也隨之改變。在沉淀池中顆粒沉降軌跡是一條曲線，其去除率不僅同截留速度

二沉池污泥、混合污泥及高濁度廢水在沉淀池中的沉降特性，如圖6-6所示。即沉降開始后，立即出現(xiàn)清水層A，它與下面的懸浮B(渾液面)之間有一個明顯的界面，在圖中表示為1-1面。懸浮層B為受阻沉降層，該層內(nèi)濃度均勻，在形成1-1面的同時，沉淀池底部出現(xiàn)密實(shí)層D，其中懸浮物濃度也是均勻的；B層與 D層之間是過渡層C，其懸浮物濃度由上向下逐漸增加，C與D層之間分界面稱為2-2面。1-1面以vs速度下降，2-2面以v速度上升，從沉降開始，歷時t2后，兩個面相遇，C層消失。此時D層濃度變?yōu)镃，處于臨界濃度，此時D層開始壓縮。

圖6-9區(qū)域沉降圖 6-10沉淀池中沒泥分布示意圖

A－清水層 B－受阻層

C－過渡層 D－壓縮層

（4） 沉淀池工況設(shè)計(jì)

同其它工業(yè)廢水處理一樣，印染廢水催化裂解處理工程的沉淀池、污泥濃縮池的顆粒沉降曲線的測定是沉淀池設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

在調(diào)節(jié)池前設(shè)置機(jī)械格柵用來去除大塊懸浮物與漂浮物，保證管道、閥門及泵的通暢無阻。沉砂池預(yù)先除砂，防止沉淀池和配水渠道內(nèi)積砂，污泥泵堵塞、磨損。為防止沉砂中夾帶有機(jī)物，引起后續(xù)處理上的麻煩，常采用曝氣沉砂池。

一、二級沉淀池中，采用折流沉淀，安裝污泥回流裝置。不加混凝劑。懸浮固體及BOD的去除率如圖所示。

圖6-11－SS去除率圖 6-12－BOD5去除率

沉淀池采用的折流沉淀，中部設(shè)有污泥回流裝置。結(jié)構(gòu)如圖，池體采用鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)。在池中心下方安裝污泥濃縮回流裝置。廢水進(jìn)水管進(jìn)入池內(nèi)，沿重力方向流動，經(jīng)溢流堰流出。將沉降的污泥推向位于池中央的污泥坑，然后用污泥泵送出，回流入反應(yīng)器。以防止污泥滯積而產(chǎn)生厭氧分解。池底部坡度約為1：12，向中心傾斜。沉淀池的過流率為16M3（d·m2），進(jìn)人沉淀池的懸浮固形物含量為350～600mg／L，按90％去除效率計(jì)，沉淀池溢流水乘于35～60mg／L懸浮固體。沉淀后的廢水直接進(jìn)入

1： 水力停留時間HRT=4H 保留高度0.5M

2： 有效容積V=850M3

3：外型尺寸20.0m×10.0m×6.0m

4：過濾池

（1）過濾池填料及其用途

廢水通過濾池時，填料截留廢水中懸浮物質(zhì)，并把廢水中膠體物質(zhì)吸附到自己的表面，其中有機(jī)物使微生物迅速繁殖，微生物又進(jìn)一步截留吸附廢水中懸浮物及膠體物質(zhì)，逐漸形成具有生物化學(xué)活性生物膜。

廢水流過生物膜時，液相底質(zhì)濃度較高，邊界液層及生物膜內(nèi)底質(zhì)濃度較低，加上流動液體與邊界液層相互結(jié)合，廢水的底質(zhì)及溶解氧可以擴(kuò)散進(jìn)入生物膜內(nèi)，底質(zhì)被利用。微生物在氧的參加下對有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體新陳代謝。廢水被凈化，產(chǎn)生的無機(jī)物和二氧化碳沿著相反方向，從生物膜經(jīng)過附著水排到運(yùn)動著的廢水及空氣中，隨著廢水處理過程的發(fā)展，生物膜厚度不斷增大，膜表面尚能處于好氧狀態(tài)并保持足夠的營養(yǎng)，而膜內(nèi)部則因營養(yǎng)物氧的不足，造成微生物自身氧化，生物膜脫落，填料表面重新吸附生長生物膜直至脫落，從吸附到脫落是生物膜生長的一個周期，整個反應(yīng)器的生物膜各部分交替脫落的，過濾池內(nèi)生物膜數(shù)量保持一定的動態(tài)平衡。

過濾池內(nèi)生物膜泥齡長，填料上生長著大量的硝化菌和絲狀菌，硝化效果很好。具有管理簡單，不產(chǎn)生污泥膨脹，剩余污泥量少。生物濾池內(nèi)主要部分是填料、池壁、布水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。廢水上部呈滴灑狀噴淋而下，濾料表面生物膜對廢水中有機(jī)物進(jìn)行吸附作用，從而凈化廢水。

（2）濾池填料生物反應(yīng)動力學(xué)

生物濾池基質(zhì)降解機(jī)理與活性污泥法基本相同，生物濾池是一種推流式的反應(yīng)器，BOD5降解符合一級反應(yīng)動力學(xué)特征。

6-14生物濾池基本流程圖

Si——進(jìn)入濾池中混含液的BOD5濃度。無回流時，Si＝S0；

Se——濾池出水BOD5濃度；

S0——原廢水BOD5濃度；

K—&mdas

t——廢水在濾池中反應(yīng)時間。

M－一濾床的深度，m；

q——濾床的面積水力負(fù)荷，m3／m2·h；

C和n——常數(shù)。

濾池基本數(shù)學(xué)模式：

式中 K′——與基質(zhì)降解性能有關(guān)的常數(shù)（紡織廠廢水K′=0.016～0.040，醫(yī)藥廢水0.020）K＇＝KC。

n和K′的確定

根據(jù)生物濾池試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用圖解法求得n和K′值。

圖6-15

對不同的水力負(fù)荷q和池深M，有對應(yīng)不同q值。

⒉求n

3.求K′

（3）濾池面積和水力負(fù)荷的計(jì)算

計(jì)算時先設(shè)定濾床深度M值。

1. 無回流情況水力負(fù)荷面積

1. 有回流情況下水力負(fù)荷，面積

（4）：濾池需氧量

單位面積濾池需氧量：

ɑ＇——每降解1kgBOD5所需的氧公斤數(shù)，kg／kg；

Sr——去除BOD5的數(shù)量＝進(jìn)水BOD5-出水BOD5，kg／d；

b＇——單位重量生物的需氧量系數(shù)，取b′÷0.18kgO2/kg活性膜·d；

D——每m3填料生長的活性生物膜量，kg／m3。

活性生物膜量要通過實(shí)測上、中、下三層填料的平均值，實(shí)測廢水低負(fù)荷濾池生物膜污泥為4.5－7.0kg／m3，高負(fù)荷時為3.5－6.51kg／m3。采用自然通風(fēng)便可滿足供氧要求。

（5）過濾池結(jié)構(gòu)

過濾池采用半地埋式鋼混結(jié)構(gòu)，濾池結(jié)構(gòu)如圖所示，濾池外部由濾池池體、進(jìn)水管、出水管、沖洗水管、沖洗水排出管等管道及其附件組成；濾池內(nèi)部由沖洗水排出槽、進(jìn)水渠、濾料層、墊料層（承托層）、排水系統(tǒng)（配水系統(tǒng)）組成。

該池的設(shè)計(jì)參數(shù)：

1：停留時間HRT=2.40h

2：有效容積V=520m3 衰減負(fù)荷2.0m3/(m2&midd

3：外型尺寸12.0m×7.5m×5.0m

.

圖6-16過濾池

5：清水池

過濾后出水進(jìn)人清水池，以便對水質(zhì)監(jiān)測和回用，池內(nèi)安裝了水質(zhì)水量監(jiān)測與控制設(shè)備。該池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，池頂用預(yù)制水池蓋板封蓋，設(shè)計(jì)有效容積25.0m3，外型尺寸5.0m×3.0m×3.0m.

6：污泥干化池。

污泥干化池采用地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，將反應(yīng)器乘余污泥自然干化處理。

（1） 設(shè)計(jì)污泥日產(chǎn)生量：4500×64.3/1000

（2） 設(shè)計(jì)干化池日處理量： 400.0Kg ，污泥含水率92％

（3） 有效容積：60.0m3，外型尺寸10.0m×2.0m×4.0m

七：廢水處理中心配套設(shè)施

1：提升泵

該水泵的作用是將調(diào)節(jié)池中的生產(chǎn)廢水提升至復(fù)級離子反應(yīng)器。獨(dú)立采用手動和VFD075A43H（協(xié)議安裝）自動兩套控制系統(tǒng)，泵的出口安裝流量計(jì)進(jìn)行水量計(jì)量：

一級提升泵的技術(shù)性能參數(shù)：

型號IHG40—250，Q=200m3/h，H=18m，N=7.5kw 數(shù)量：1臺

2：羅茨鼓風(fēng)機(jī)

型號：3R52WD Q=37m3/min，配套電機(jī)型號：Y132S—4 N=7.5kw

3：催化裂解反應(yīng)器

型號：WL40A2L，Q－40m3/h，

數(shù)量：4500m3÷24h÷40m3/h=4臺

八：操作控制間和化驗(yàn)室

風(fēng)機(jī)房的窗戶安裝防噪聲的百葉窗，操作控制間內(nèi)安裝VX2儀表總線控制設(shè)備、電控設(shè)備、COD在線分析儀、PH儀等。化驗(yàn)分析室配備有常規(guī)分析儀器和設(shè)備。

有效容積v=8.0m×4.0m×6.0m

九： 生產(chǎn)班次和人員安排：

污水處理站人員配置為2人：監(jiān)管1人，分析化驗(yàn)人員1人，連讀２４小時自動運(yùn)行，VXI（協(xié)議安裝）巡回管理、檢測與時實(shí)控制以及故障提示。