1500m3每天印染废水处理工艺设计

1某纺织印染企业废水处理方案设计1总论1.1简介纺织印染行业是工业废水排放大户，据估算，全国每天排放的废水量约(3-4)×106m3，且废水中有机物浓度高，成分复杂，色度深，pH变化大，水质水量变化大，属较难处理工业废水。某企业拟新建以腈纶本色纱为主的棉化纤纺织及印染精加工项目。根据《建设项目管理条例》和《环境保护法》之规定，环保设施的建设应与主体工程“三同时”。受该企业委托，我们提出了该项目的废水处理方案，按本方案进行建设后，可确保废水的达标排放，能极大地减轻该项目外排废水对某县的不利影响。1.2方案设计依据①《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92。②《室外排水设计规范》GBJ14-87。③《建筑给排水设计规范》GBJ15-87。④国家相关法律、法规。⑤委托方提供的有关资料。⑥其它同类企业废水处理设施竣工验收监测数据等。1.3方案设计原则①本设计严格执行国家有关法规、规范，环境保护的各项规定，污水2处理后必须确保各项出水水质指标均达到污水综合排放标准。②采用先进、成熟、稳定、实用、经济合理的处理工艺，保证处理效果，并节省投资和运行管理费用。③设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠，效率高，管理方便，维修维护工作量少，价格适中。④系统运行灵活，管理方便，维修简单，尽量考虑操作自动化，减少操作劳动强度。⑤设计美观，布局合理，与周围环境统一协调。⑥尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声，气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。1.4设计范围①污水处理站污水、污泥处理工艺技术方案论证。②污水处理站工程内容的工艺设备、建筑、结构、电气、仪表和自动控制等方面的工程设计及总平面布置。③工程投资预算编制。2工程概况2.1废水来源及特点该企业的工业废水主要来自退浆、煮炼、漂白（合称炼漂废水）和染色、漂洗（合称印染废水）工段，各工段废水特点如下：①退浆废水退浆是利用化学药剂去除纺织物上的杂质和浆料，便于下道工序的加工，此部分废水所含杂质纤维较多。以往由于纺织厂用淀粉为原料，3故废水中BOD5浓度很高，是整个印染废水中BOD5的主要来源，使废水中B/C比较高，往往大于0.3，适宜生化，但随着科技的进步，印染厂所用浆料逐步被CAM/PVA所代替，从而使废水中BOD5下降，CODcr升高，废水的可生化性降低。②煮炼废水煮炼工序是为了去除织物所含蜡质、果胶、油剂和机油等杂质，使用的化学药剂以烧碱和表面活性剂为主，此部分废水量大，碱性强，CODcr、BOD5高，是印染废水中主要的有机污染源。③漂白废水漂白主要是利用氧原子氧化织物中的着色基团，达到织物增白的目的，漂白废水中一般有机物含量较低，使用的漂白剂多为双氧水。④染色废水染色工艺是本项目的支柱工艺，在此过程中，使用直接、分散等染料和各种助剂，从而使染色工艺成为复杂工艺，也使染色废水水质呈现出复杂多样性。一般而言，染色废水碱性强，色泽深，对人体器官刺激大，BOD5、CODcr浓度高，废水中所含各种染料、表面活性剂和各种助剂是印染废水中最大的有机物污染源。⑤漂洗废水其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料、表面活性剂、甲醛等。2.2废水的水质水量及处理后排放标准①废水的水质水量废水量1300m3/d4COD1000-1200mg/lSS200-300mg/l色度600-800倍PH8-10BOD300mg/l②废水处理后排放标准根据《纺织染整工业水污染物排放标准》GB4287-92中的一级排放标准。COD≤100mg/lSS70mg/l色度≤40倍(稀释倍数)pH6-9最高允许排水量2.5m3/百米布(幅宽914mm)BOD25mg/l3工艺流程3.1工艺流程的选定该企业废水COD高，色度大，PH值高，悬浮物多并不易直接生化处理，因此采用水解酸化+接触氧化+混凝沉淀，并与物理、化学法串联的方法处理该废水。3.2工艺流程图根据上述处理工艺分析，确定工艺流程图如图5工艺流程图3.3工艺流程说明①印染废水首先通过格栅，用以截留水中的较大悬浮物或漂浮物，以减轻后续处理构筑物的负荷，用来去除那些可能堵塞水泵机组管道阀门的较粗大的悬浮物，并保证后续处理设施能正常运行的装置。②纺织印染厂由于其特有的生产过程，造成废水排放的间断性和多边性，是排出的废水的水质和水量有很大的变化。而废水处理设备都是按一定的水质和水量标准设计的，要求均匀进水，特别对生物处理设备更为重要。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。③印染废水中含有大量的溶解度较好的环状有机物，其生物处理效果一般，因此选择酸化水解工艺。酸化水解工艺利用水解和产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成溶解性有机物、大分子物质分解成小分子物质、去除易降解有机物，提高污水的可生化性，减少污泥产量，使污水更适宜于后续的好氧处理。④生物接触氧化也称淹没式生物滤池，其反应器内设置填料，经过充6氧的废水与长满生物膜的填料相接触，在生物膜的作用下，大部分有机物被消耗，废水得到净化。⑤废水悬浮物较高及色度较深，因此选择混凝沉淀，去除悬浮物和色度，使出水的水质指标相对稳定。这里选用竖流式沉淀池，其排泥简单，管理方便，占地面积小。⑥对于还有少量颜色的废水很难通过混凝沉淀及生物处理脱色，为保险起见，在生物处理后增加化学氧化系统。4构筑物的设计与计算4.1设计规模说明印染废水约为1300t/d，设计处理规模为1500t/d。污水的平均流量Q平均＝243600iQ＝1500243600＝0.01736m3/s设计流量：Q=0.01736m3/s=17.36L/s取流量总变化系数为:KZ=0.112.7Q=1.97最大设计流量：Qmax=Kz×Q=1.97×0.01736m3/s=0.034m3/s=125m3/h4.2构筑物的设计与计算4.2.1格栅①格栅间隙数maxsinQnbhv≈18Qmax—最大废水设计流量0.034m3/sα—格栅安装倾角60o7h—栅前水深0.3mb—栅条间隙宽度取10mmυ—过栅流速0.6m/s②格栅的建筑宽度B取栅条宽度S=0.01m，则栅槽宽度B=(1)SnbnB=0.01（18－1）＋0.01×18=0.35m进水渠宽度B1B1=maxQvh=0.0340.60.3=0.19m③栅前扩大段L12110.350.190.22()2tan2tan20oBBmα1—渐宽部分的展开角，一般采用20o。④栅后收缩段L2=0.5×L1=0.11(m)⑤通过格栅的水头损失h1，mh1=h0k0h342)(,2sinbSgv式中:h1--设计水头损失，mh0--计算水头损失，mg--重力加速度，m/s2k--系数，格栅受污物堵塞时水头损失增大倍数，一般采用3。ξ--阻力系数，与栅条断面形状有关；设栅条断面为锐边矩形断8面，β=2.42。gkvbSkhh2sin)(234014230.012.42()0.6sin6030.0119.6o=0.12(m)⑥栅后槽总高度HH=h+h1+h2=0.3+0.12+0.3=0.720.7(m)h—栅前水深h1—格栅的水头损失h2—栅前渠道超高，—般取0.3m⑦格栅的总长度LLtan0.15.0121HLL式中：L1—栅前扩大段L2—栅后收缩段1H——栅前渠道深度，21hhH00.30.30.220.110.51.02.2tan60L(m)⑧每日栅渣量W，m3/d3max186400(/)1000ZQWWmdK式中，W—为栅渣量，取0.10m3/103m3污水，那么W864000.0340.110001.97=0.15(m3/d)0.2(m3/d)，所以手动清渣。9格栅水力计算示意图⑨格栅机的选型参考《给水排水设计手册》，选择NC-300式格栅除污机，其安装倾角为60°，进水流速＜1m/s,栅条净距5～20mm。4.2.2调节池的设计为了调节水质，在调节池底部设置搅拌装置，常用的两种方式是空气搅拌和机械搅拌，这里采用穿孔空气搅拌，气水比为3.5：1。池型为矩形。废水停留时间t=8h。1池体积算①.调节池有效体积VV=Qmax×t=125m3/h×8h=1000m310②.调节池尺寸设计调节池平面尺寸为矩形，有效水深为5米，则面积FF=V/h=1000m3/5m=200m2设池宽B=10m，池长L=F/B=200/10=20m,保护高h1=0.3m，则池总高度H=h+h1=5+0.6=5.3m调节池尺寸：L×B×H=20m×10m×5.3m2布气管设置①.空气量DD=D0Q=3.5×1500=5250m3/d=3.65m3/min=0.06m3/s式中D0——每立方米污水需氧量，3.5m3/m3②.空气干管直径dd=（4D/v）1/2=[4×0.06/(3.14×12)]1/2=0.0798m,取80mm。v：拟定管内气体流速校核管内气体流速v=4D/d2=4×0.06/(3.14×0.082)=11.9m/s在范围10～15m/s内，满足规范要求。③.支管直径d1空气干管连接两支管，通过每根支管的空气量qq=D/2=0.06/2=0.03m3/s则支管直径d1=（4q/v1）1/2=[4×0.03/(3.14×6)]1/2=0.0798m,取80mm校核支管流速11v1‘=4q/d12=4×0.03/(3.14×0.082)=5.97m/s在范围5～10m/s内，满足规范要求。④.穿孔管直径d2沿支管方向每隔2m设置两根对称的穿孔管，靠近穿孔管的两侧池壁各留1m，则穿孔管的间距数为(L-2×1)/2=（20-2）/2=9,穿孔管的个数n=(9+1)×2×2=40。每根支管上连有20根穿孔管，通过每根穿孔管的空气量q1，q1=q/20=0.03/20=0.0015m3/s则穿孔管直径d2=（4q1/v2）1/2=[4×0.0015/(3.14×8)]1/2≈0.015m，取15mm校核流速v2‘=4q1/d22=4×0.0015/(3.14×0.0152)=8.5m/s在范围5～10m/s内。⑤.孔眼计算孔眼开于穿孔管底部与垂直中心线成45°处，并交错排列，孔眼间距b=50mm，孔径=3mm，每根穿孔管长l=2m，那么孔眼数m=l/b+1=2/0.05+1=41个。孔眼流速v3=4q1/2m=4×0.0015/(3.14×0.0032×41)=5.18m/s,符合5～10m/s的流速要求。3鼓风机的选型①空气管DN=80mm时，风管的沿程阻力h1h1=iLTP12式中i——单位管长阻力，查《给水排水设计手册》第一册L——风管长度，mT——温度为20℃时，空气密度的修正系数为1.00P——大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h2=v2/2g式中——局部阻力系数，查《给水排水设计手册》第一册v——风管中平均空气流速，m/s——空气密度，kg/m3②空气管DN=15mm时，风管的沿程阻力h1h3=iLTP式中i——单位管长阻力，查《给水排水设计手册》第一册，L——风管长度，mT——温度为20℃时，空气密度的修正系数为1.00P——大气压力为0.1MPa时的压力修正系数为1.0风管的局部阻力h4=v2/2g式中——局部阻力系数，查《给水排水设计手册》第一册v——风管中平均空气流速，m/s——空气密度，kg/m3③风机所需风压为h1+h2+h3+h4=H。综合以上计算，鼓风机所需气量3.6m3/min，风压HKPa。13结合气量5.2×103m3/d，风压HKPa进行风机选型，查《给水排水设计手册》11册，选SSR型罗茨鼓风机，型号为SSR—150表3-1SR型罗茨鼓风机规格性能型号口径A转速r/min风量m3/min压力kPa轴功率Kw功率Kw生产厂SSR-1501509705.209.85.587.5章丘鼓风机厂4加酸中和废水呈碱性主要是由生产过程中投加的NaOH引起的，原水PH值为8-10