3000吨每天印染废水处理工程设计大学本科毕业论文.doc

1 绪 论1.1 项目背景 纺织工业是我国传统的支柱产业之一，已有一个多世纪的发展历史，是我国民族工业中历史最悠久的产业之一。纺织工业在占世界1/5人口的我国，历来是关系国计民生的重要产业。纺织业对于实现2020年的宏伟目标，有不可替代的历史作用。 我国纺织工业在满足人民群众日益增长的物质文化生活需要的同时，又以其较强的比较优势，抓住国际产业结构调整的历史机遇，迅速开辟了国际市场，并在1994年建成世界的一大纺织品服装生产国和出口国，使纺织工业成为我国实现国际收支平衡的支柱产业。 在当代经济全球化和新科技革命的条件下，我国正在进入由纺织大国变成纺织强国的时期。特别是我国加入世贸组织以后，纺织业又在世界范围内开创了新局面。科技、社会、经济形势给纺织业带来了新的机遇、同时也提出了更高要求，纺织业也将面临更严峻的考验和挑战。纺织工业包括纺织、印染、化纤、服装和纺织专用设备制造等5个部分。随着国民经济的快速发展，我国的印染业也进入了高速发展期，设备和技术水平明显提升，生产工艺和设备不断更新换代，印染企业尤其是民营印染企业发展十分迅速。 但是，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污染；另一方面，随着印染工艺和产品结构的改变，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、改进和提高治理工艺水平，选择适用的工艺路线。 据不完全统计，我国印染废水每天排放量为300400万m3。印染废水具有水量大、有机污染物浓度高、色度深、碱性大、水质变化大、成分复杂等特点，属较难处理的工业废水之一。1.2 项目概况 厂主要生产为染整加工，在生产过程中主要使用染料有活性、分散和直接染料以及部分助剂，每天排放大量的废水，主要污染物为CODcr、BOD5、SS、PH、色度等，若不经处理，势必对周围环境造成一定影响。为了处理该厂的印染废水拟建一个废水处理站来处理。1.3 设计原则1、严格执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规、标准、规范以及市地方法规，充分体现业主对该项目的具体要求。2、充分利用现有场地，优化平面布置，力求建构筑物造型简洁美观, 既与厂区发展相协调，又能最大程度地发挥工程效益。3、根据废水进出水要求，选用成熟可靠、高效节能、占地少、经济、实用、管理方便的废水处理先进工艺，确保废水处理效果，减少工程投资及日常运行费用。4、结合本工程实际情况，采用适合我国国情的自动化仪表、设备及监测仪器，提高自动化管理水平和供电安全程度，以减轻工人劳动强度，改善劳动条件。 5、设备选型做到合理、可靠、先进。 6、按现行有关规定进行投资估算和经济分析。1.4 设计依据 1、广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）。 2、室外排水设计规范。 3、给水排水工程结构设计规范。 4、给水排水构筑物施工及验收规范。 5、中华人民共和国环境保护法。 6、广东省建设项目环境保护实施细则。 7、废水综合排放标准（GB8978-96）。1.5 设计范围本设计设计范围为废水处理站内全部建、构筑物及配套工程。1、本工程设计范围为厂区生产废水，不包括雨水及厂区生活污水2、本工程设计为污水处理站，自调节池至界区排放口计止，包括污水处理和污泥处理3、对废水站处理工艺进行优化组合和经济技术比较；确定经济、可行、合理的工艺技术方案。4、对推荐方案进行工艺、建筑、结构、电气、机械和自控等分析评价，提出处理站定员、节能等方面说明。1.6 设计水量、水质及治理目标1.6.1 设计水量本方案处理能力为日处理量3000m3/d，按24小时运行设计，平均时流量约为125m3/h。1.6.2 设计水质本方案设计水质如下：表1.1 设计水质参数CODcrBOD5SS色度PH900mg/L350mg/L300mg/L800倍111.6.3 治理目标根据广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001），执行标准，具体如下：表1.2 广东省地方标准水污染物排放限值（DB44/26-2001）CODcrBOD5SS色度PH100mg/L20mg/L20mg/L40倍692 印染生产工艺概况2.1 印染生产概念印染工艺指在生产过程中对各类纺织材料（纤维、纱线、织物）进行物理和化学处理的总称，包括对纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程，统称为印染工艺。染色是使染料与纤维之间发生化学或物理化学的结合，或用化学方法在纤维上生成颜料，使整个纺织品具有一定坚牢色泽的加工过程。 根据产品使用原料的不同可以划分为：棉纺织印染、麻纺织印染、毛纺织染整、丝绸印染和其他印染。2.2 化学药品的使用2.2.1 染料染色是使染料与纤维之间发生化学或物理化学的结合，或用化学方法在纤维上生成颜料，使整个纺织品具有一定坚牢色泽的加工过程。根据产品使用原料的不同可以划分为：棉纺织印染、麻纺织印染、毛纺织染整、丝绸印染和其他印染。染色过程中能使纤维获得色泽的物质称为染料。染料一般能直接溶于水或通过化学处理而溶于水，对纤维有一种结合能力（亲和力），并在织物上有一定的色牢度。染料对纤维的染色，包括面很广，而且各种染料对各种纤维的染色情况也各不相同。根据其性质和应用可以分为以下几类：直接染料：不依赖其他介质而直接染色，大多数是芳香族化合物的磺酸钠盐（SO3Na）和少量羧基钠盐（COONa）。不溶性偶氮染料：又称之为纳夫妥染料或冰染染料。一般先打底再显色，主要用于棉纤维的染色。因该染料对人体和环境有害，已被欧美市场拒用。活性染料是一种含有能与纤维上的羟基、氨基或酰胺基发生共价键结合的活性基团的可溶性染料，可广泛应用于棉、麻、丝、毛和化纤等纺织材料的印染。还原染料不溶于水，它的分子结构中含有酮基，是一种在碱性强还原溶液中生成隐色体而溶解后才能染色的染料。可溶性还原染料一般由还原染料衍生而来的，是用还原染料经过还原及酯化而成的隐色体硫酸酯钠或钾的盐。与还原染料不同的是在染色的过程中不使用烧碱和保险粉。硫化染料是含两个或以上硫原子组成硫键（RSSR）的染料，在染色过程中必须使用硫化碱。硫化染料价格低廉、氯漂牢度差，适用于棉、粘胶和维纶纤维的染色。分散染料是一类水溶性较低的非离子型染料，主要是低分子偶氮、蒽醌及二苯胺的衍生物，其特点是在分散剂的作用下，在溶液中为0.52微米分散颗粒。 酸性染料的分子结构中含有磺酸基、羧基等亲水基团，其母体多为偶氮类、蒽醌类和三苯甲烷类。在酸性溶液中与纤维上的氨基结合，可以直接染羊毛、蚕丝和锦纶。 金属络合染料的分子由染料分子（大多是酸性染料）和金属原子络合而成，在中性或酸性溶液中染色。 还有阳离子染料、媒介染料、酞菁染料、氧化染料和缩聚染料等。2.2.2 助剂染整助剂是能缩短加工周期、提高产品质量、改善产品性能，在染整过程中投加的药剂，主要包括表面活性剂、金属络合剂、还原剂、树脂整理剂和染色载体等，其种类繁多，按其应用可列举以下几类：润湿剂和渗透剂类，乳化剂和分散剂类，起泡剂和消泡剂类，金属络合剂类，匀染剂、染色载体和固色剂类，还原剂、拔染剂、防染剂和剥色剂类，粘合剂和增稠剂类，柔软剂和防水剂类，上浆硬挺整理剂类，树脂整理剂、荧光增白剂类，防静电类，阻燃整理类，羊毛防缩和防蛀类，防霉防臭整理剂类，防油易去污类。2.3 废水特点印染废水的水质随加工的纤维种类和采用工艺以及使用的染化料的不同而异，污染物组分差异很大。一般印染废水pH值为613，色度可高达1000倍，CODcr为4004000mgL，BOD5为1001000mgL。印染废水一般具有污染物浓度高、种类多、含有毒有害成分及色度高等特点。以处理难度为标准可分为： 1、高浓度印染废水：机织布的退煮漂废水、牛仔线的浆染废水、印花废水、蜡染废水、碱减量废水和绣花废水等。2、中等浓度印染废水：毛织物染色、针织染色、丝绸染整、缝纫线染色及拉链染色等。3、低浓度印染废水：牛仔服饰洗漂废水。3 废水处理工艺设计印染废水含有多种染料、浆料、表面活性剂等助剂。废水特点是有机物浓度高、成分复杂、可生化性较差、色度高且多变、水质水量变化大，属于较难处理的工业废水。3.1 常用废水处理工艺印染废水处理常用的工艺主要分为两大类：1、物化法：利用加入絮凝剂、助凝剂在特定的构筑物内进行沉淀或气浮，去除污水中的污染物的一种化学物理处理方法。但该类方法由于加药费用高、去除污染物不彻底、污泥量大并且难以进一步处理，会产生一定的“二次污染”，一般不单独使用，仅作为生化处理的辅助工艺。2、生化法：利用微生物的作用，使污水中有机物降解、被吸附而去除的一种处理方法。由于其降解污染物彻底，运行费用相对低，基本不产生“二次污染”等特点，被广泛应用于印染污水处理中。3.1.1 物化工艺物化工艺常用的主要有：絮凝沉淀、气浮、吸附、过滤。1、絮凝沉淀：絮凝沉淀通过加入絮凝剂、助凝剂，使胶体在一定的外力扰动下相互碰撞、聚集、形成较大絮状颗粒，从而使污染物被吸附去除。常用的处理设施有：竖流沉淀池、斜管沉淀池、辐流沉淀池、平流沉淀池等。絮凝沉淀在印染废水处理中常用，一般可去除4050的CODcr、6080的色度。2、气浮：气浮气浮是以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其密度小于水，然后颗粒被气泡携带浮升至水面与水分离去除的方法。主要设施有：传统溶气气浮、CAF涡凹气浮、超浅层气浮等。气浮在印染废水处理中常用，一般可去除4050的CODcr、6080的色度。3、吸附：吸附利用固体表面的分子或原子因受力不均匀而具有多余的能量，当污染物碰撞到固体表面时，受到吸引而停留在固体表面的过程。常用的有：活性炭、硅藻土、树脂吸附剂等。吸附在印染废水处理中不常用。4、过滤：过滤去除化学沉淀和生物过程未能去除的微细颗粒和胶体物质。主要有：各类滤池、各种膜材过滤器等。过滤在印染废水处理中不常用，除非回用水的深度处理或针对某些难降解化合物的处理。物理化学方法中，常用的有吸附法，它是利用多孔性的固体物质使废水中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。工业上常用的吸附剂有活性炭等，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疏水性染料。混凝沉淀法可降低印染废水的色度，去除呈胶体状态的染料。常用的混凝剂分无机盐类（如硫酸铝、明矾、三氯化铁等）和高分子混凝剂（如碱式氯化铝、聚丙烯酸鞍PAM）两种；气浮法针对印染废水中含有机的胶体颗粒、呈乳浊状的各种油脂类杂质、细小纤维和疏水性合成纤维的纤毛等，预先使用混凝剂进行混凝，则分离效果更佳；电解法以往多用于处理含氰、含铬电镀废水，近年来开始用于处理印染废水，该法的脱色效果显著，产泥量少，处理时间短，但电耗和电极材料消耗较大，宜用于小水量废水处理；氧化脱色法可用于经生物法、混凝法处理后仍有较深颜色的出水的进一步脱色处理，主要有氯氧化法、臭氧化法和光氧化法。3.1.2 生化工艺生化处理技术主要分为厌氧和好氧。厌氧包括：水解酸化、UASB等；好氧主要包括：生物膜法、活性污泥法等。1、厌氧：厌氧生物处理是指在没有游离氧的情况下，以厌氧微生物为主对有机物进行降解的一种处理方法。无氧的条件下，由兼性菌及专性厌氧菌降解有机污染物，最终产物是二氧化碳和甲烷。厌氧生物反应通常被划分成两个阶段过程：第一阶段是水解酸化阶段，第二阶段是甲烷发酵阶段。在印染废水处理中常将厌氧控制在水解酸化阶段，来降解废水中部分污染物，同时提高废水的可生化性。即印染废水中常用的水解酸化工艺，一般CODcr去除率为2040，色度去除率可达4070。2、好氧：好氧生物处理是一种在有氧条件下，以好氧微生物为助，使有机物降解的处理方法。废水中存在的各种有机吾，主要以胶体状、溶解态的有机物为主，作为微生物的营养源。这些有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以无机物质稳定下来，达到无害化。在印染废水中常用的主要有：活性污泥法、接触氧化法，一般CODcr去除率为5588。生物处理法中，厌氧法的优点是应用范围广，能耗低，剩余污泥少，耐冲击负荷能力强，缺点是设备的启动时间长，出水水质无法达标，需进一步处理。活性污泥法是好氧生物处理的一种主要方法，利用好活性污泥的吸附和氧化作用，去除废水中的有机污染物质。生物膜法是与活性污泥法并列的另一种好氧生物处理法，该法通过生长在填料，如滤料、盘面等表面的生物膜来处理废水，主要有生物接触氧化法、生物转盘和生物炭法等。3.2 废水处理工艺的选用3.2.1 工艺的确定随着人们对环境质量要求不断提高和改善，废水排放标准要求也越来越高。对于高、中难度处理印染废水，单独的生化或物化处理都难以达到排放要求根据国家印染行业废水污染防治技术政策，印染废水治理宜采用生物处理技术和物理化学处理技术相结合的综合治理路线，不宜采用单一的物理化学处理单元作为稳定达标排放治理流程。因此采用物化预处理为辅，水解好氧生物为主的处理技术，这应该是该类废水目前最成熟，最稳定、最经济的工艺。其既保留了生物处理方法可去除较大量有机污染物和一定颜色的能力、且基本稳定的特点，又发挥了物理化学法去除颜色和难降解有机物能力的特点，且运行成本较低。特别适合大中型的印染产品废水的治理。这也是印染行业废水污染防治技术政策提倡的治理路线。根据确定的物化+生化的处理工艺，而工艺路线可分为“物化生化”和“生化物化”两种。这两种工艺路线都符合印染废水污染防治技术指南，并且仅从技术角度来说也都是可行的。本方案中采用“物化生化”处理工艺路线。3.2.2 工艺流程图具体流程见下图：（见下页）污泥回流曝气混凝剂车间废水配药罐存药室鼓风机上清液滤液格栅调节池混凝反应池沉淀池水解酸化池接触氧化池二沉池清水池达标排放污泥浓缩池干泥外运带式压滤机栅渣外运图3.1 工艺流程图3.2.3 工艺流程说明 1、预处理：（1）车间废水先经过格栅拦截较大杂物后进入调节池。栅渣定时外运。（2）废水在调节池中进行水质水量调节。废水具有水量、水质变化大的特点，且该废水pH值略呈碱性，根据水质情况在调节池加酸中和水质，使PH值控制在6.58.5以内，并进行水量的调节和水质的均合，以保证废水后续处理的正常进行。在调节池中装有曝气管，可定期进行曝气搅拌，防止池内积渣，也可有利于水质的混合，当水温较高时也可用作散热。（3）用泵将废水提升至混凝反应池，在池中加药搅拌、混合，利用其水解、电中和、凝聚架桥作用，而去除废水中的污染物,在此,主要除去绝大部分的CODcr、SS等难降解有机物和色度。混合池和反应池均采用机械搅拌形式。（4）反应后的废水在竖流式沉淀池进行污水分离，上清液进入后续生化处理，污泥排至污泥浓缩池。 2、生化处理：（1）废水在水解酸化池中进行厌氧分解（水解酸化阶段），不产沼气。充分利用水解产酸菌世代周期短、可迅速降解有机物的特性，在水解细菌作用下，将不溶性有机物水解为溶解性物质，在产酸菌协同作用下，将大分子物质、难以降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，提高了废水的可生化，使废水在后续的好氧池以较小的能耗和较短的停留时间得到处理，从而提高了废水的处理效率，并减少了污泥生成量。水解酸化池模仿UASB/AF工艺，池中安装弹性立体填料，防止污泥流失。并辅以机械搅拌，使布水均匀，增加冲击力，有利于提高水解酸化池的效率。废水自流进入接触氧化池。 （2）废水进入生物接触氧化池，运行中微生物附着在填料上，废水中的有机物被吸附在填料表面，被生物氧化分解，并部分生成新的生物体，使废水得以净化。采用组合填料鼓风曝气式接触氧化池。 3、后处理： （1）生化处理后的废水直流进二沉池，二沉池采用竖流式沉淀池，对悬浮混合液进行泥水分离，上清液流入清水池，污泥排至污泥浓缩池。 （2）清水池中水质各指标已完全达标，清水可回用。如果不回用，则可排放。 4、污泥处理： 物化污泥和生化污泥经污泥浓缩池后，进入带式压滤机进行污泥脱水处理。3.2.4 工艺预期治理效果各段的污染物预期去除率如下：表3.1 各段污染物预期去除率 污染物 构筑物CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）色度（倍）PH进水水质90035030080011沉淀池出水水质700280601206.58.5去除率22208085水解酸化池出水水质399196601506.58.5去除率4330025接触氧化池出水水质107.719.678606.58.5去除率73903060二沉池出水水质86.218.619.4336.58.5去除率2057545排放水质86.218.619.4336.58.5总去除率90.494.793.595.94 主要构筑物设计4.1 格栅4.1.1 设计说明格栅设在废水处理工艺的前端，用于阻截来自废水中的较大杂物，去除废水中的漂浮物，从而保证后续处理设施的正常运行。图4.1格栅示意图4.1.2 设计计算设计参数：选用圆钢细格栅，栅条宽度s=10.0mm，栅条间隙e10.0mm，过栅流速v0.6m/s，安装倾角60，栅前水深h0.4m，总变化系数取Kz1.5，设计流量Qd3000m3/d125m3/h0.0347m3/s，最大流量QmaxKzQd1.53000m3/d4500m3/d0.0521m3/s1、栅条间隙数（n）：，取n21条2、栅槽的有效宽度（B）：3、进水渠道渐宽部分长度（L1）：设进水渠道宽B1=0.2m，渐宽部分展开角度1=20o，取L10.3m4、出水渠道渐窄部分长度（L2）：5、通过格栅的水头损失（h2）：，其中因栅条为矩形截面，取k=3，代入数值计算，取h20.1m6、栅后槽总高（H）：格栅前渠道超高取h10.3m7、栅前槽高（H1）：8、格栅总建筑长度（L）：9、每日栅渣量（W）：在格栅间隙为e=10mm的情况下，设栅渣量为W1=0.07（m3/103m3污水），有W0.21m3/d，可采用人工清渣。4.2 调节池4.2.1 设计说明废水在调节池中进行水质水量调节。由于废水具有水量、水质变化大的特点，且该废水pH值略呈碱性，这种变化对排水设施及废水处理设备，特别是生物处理设备正常发挥其净化功能是不利的，甚至还可能造成破坏。在这种情况下，经常采用的措施是在废水处理系统之前设调节池，可根据水质情况在调节中和池加酸中和水质，使PH值控制在6.58.5以内，并进行水量的调节和水质的均合，以保证废水后续处理的正常进行。在调节池中装有曝气管，可定期进行曝气搅拌，防止池内积渣，也可有利于水质的混合，当水温较高时也可用作散热。图4.2矩形隔板水质调节池4.2.2 设计计算设计参数：设计流量Q3000 m3/d125m3/h，停留时间T8h1、有效容积（V）：2、调节池尺寸：调节池平面形状为矩形，取有效水深h24m，取池宽B8m，则池长，取保护高h10.5m，则调节池尺寸为4.3 混凝反应池4.3.1 设计说明混凝法处理工业废水一般流程如下：污泥澄清水混凝剂助凝剂反应沉降废水混合急速搅拌缓速搅拌混合与反应是混凝过程的两个阶段，就无机盐混合剂而言，此两个阶段在水利条件上的密切配合非常重要。混合的目的是使药剂迅速均匀扩散于水中，以创造良好的水解条件，使混凝剂单体离解并与胶粒完成电中和作用，消除其所带电位，完成胶体脱稳。反应的目的是借助颗粒布朗运动和紊动水流的作用进行凝聚，使凝集的微粒通过絮凝作用形成粗大絮凝体。混合要求剧烈而快速，完成时间一般为1030s，最多不超过2min。反应则要求随絮凝体的成长、搅拌强度或水流速度逐渐降低，但是应有一定的反应时间。对于高分子混凝剂，起作用原理主要是絮凝，所以混合的目的是使药剂在水中均匀分散，不要求剧烈快速搅拌。4.3.2 设计计算1、混合池计算1-进水管；2-齿轮；3-减速器；4-电机；5-直轴；6-浆板；7-轴承套；8-出水管图4.3机械混合搅拌池设计参数：设计流量Q3000 m3/d125m3/h，混合池数目n1，停留时间T1min（1）有效容积（V）：（2）混合池平面尺寸：1.1m1.1m（3）混合池平均水深（h1）：（4）混合池总高（H）：取超高h20.3m2、反应池计算1-浆板；2-叶轮；3-转轴；4-隔层图4.4垂直轴式机械反应池示意图设计参数：设计流量Q3000 m3/d125m3/h，反应池数目n3，停留时间T20min（1）有效容积（V）：（2）反应池平面尺寸：反应池分3格，每格尺寸为1.8m1.8m（3）反应池平均水深（h1）：（4）反应池总高（H）：取超高h20.3m，则4.3.3 混凝剂的选择在混凝过程中，混凝剂在水中首先发生水解、聚合等反应。生成的水解、聚合产物再与水中的胶体颗粒发生双电层压缩、吸附中和、吸附架桥、絮体网捕等作用生成较大絮体再经沉淀除去。混凝过程控制即通过对混凝剂的选择、混凝反直条件的确定，达到使用最小投药量获得最佳去除效率的目的。 印染废水处理中有两类常用的混凝剂：有无机盐类混凝和高分子混凝剂。下表是常用混凝剂的一般特性：表4.1 常用混凝剂的一般特性混凝剂名称一般特性精制硫酸铝 水解作用缓慢；含无水硫酸铝5052，含不溶性杂志约0.050.30；适用水温为40；当PH值为4.55时，主要去除废水中有机物和色度；当PH值为6.57.5时，主要去除废水中悬浮物。粗制硫酸铝制造工艺较简单，比精品便宜20左右；含无水硫酸铝2025，含不溶性杂质2030；其他同精制硫酸铝。硫酸亚铁 PH8.5时，混凝效果较差；腐蚀性较高；絮凝体形成快，较稳定，沉淀时间短，适用温度范围较广。三氯化铁 最优PH值在6.08.4之间；不受温度影响，絮凝体生成快，颗粒大，沉淀速度快，效果好，脱色效果好；易溶解，易混合；沉渣多，腐蚀大。聚合氯化铝（PAC） 混凝能力强，效率高，耗药量少；絮凝体生成快，颗粒大，沉淀快；适应PH值与温度范围广；操作方便，腐蚀性小；价格较贵，污泥脱水较困难。聚丙烯酰胺（PAM） 混凝能力强，效率高，耗药量少；絮凝体生成快，颗粒大，沉淀快；受原水的水温、PH值和其他因素影响小；絮体强度较小，易破碎，污泥含水较大，污泥压滤时透水性稍差；价格较贵。混凝法的关键是选择合适的混凝剂，无机高分子混凝剂以其高效性和低腐蚀性为大家所青睐，目前常用的高效无机混凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合氯化铝铁等，其中聚铁类的絮凝剂具有沉降性能好，絮体大的特点，但它们具有氧化性，会腐蚀设备，且处理后的水带有一定的色度；而聚合氯化铝(PAC)的特点是对设备的腐蚀性小，经它处理的废水色度较浅，但其沉降性能不如聚铁类絮凝剂。为了改善PAC的沉降功能，采用聚丙烯酰胺为助凝剂，它具有强大的网捕、架桥功能，达到增加絮凝的效果。 本工艺选用聚合氯化铝（PAC）与聚丙烯酰铵（PAM）作混凝剂。4.3.4 投药量计算 1、聚合氯化铝（PAC）投加量聚合氯化铝简称PAC。通常也称作碱式氯化铝或混凝剂等，它是介于Alcl3 Al(OH)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为Al2(OH)nCl6-nLm其中m代表聚合程度，n表示PAC产品的中性程度。颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。该产品有较强的架桥吸咐性能，在水解过程中，伴随发生凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程。它与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐，而聚合氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成，絮凝沉淀速度快，适用PH值范围宽，对管道设备无腐蚀性，净水效果明显，能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子，该产品广泛用于饮用水、工业用水和污水处理领域。 使用方法： 将固体产品按1：3加水溶解为液体后，再加10-30倍清水稀释成所需浓度后使用。用量可根据原水的不同浑浊度，测定最佳投药量，一般原水浊度在100-500mg/L时，每千吨投加量为10-20kg。设计参数：设计流量Q3000 m3/d3000000l/d，PAC投加量n10.05g/lPAC投加量： 2、聚丙烯酰胺(PAM)投加量 聚丙烯酰胺(PAM)是阴离子、非离子和阳离子型聚合物，用来提高水处理过程中沉降、澄清、过滤、离心等工艺的效率。PAM具有助凝作用，与PAC共同作用，能把废水很好的絮凝，提高氢氧化物沉淀效果。聚丙烯酰胺(PAM)的主要用途：在使用铝盐、铁盐等各种无机混凝剂、絮凝剂的污水处理系统内，如需要处理的水量超过了澄清池的处理能力或由于其它因素造成水中絮体来不及沉降而外漂，只需添加0.12ppm的PAM助凝，即可明显提高沉降效果。而且，处理后水的COD和色度指标也会有明显的改善。目前被认为是最有效的高分子絮凝剂之一，在废水处理中常被用作助凝剂与铝盐或铁盐配合使用。设计参数：设计流量Q3000 m3/d3000000l/d，PAM投加量n20.002g/lPAM投加量：4.4 沉淀池4.4.1 设计说明有机固体颗粒不利于微生物降解，通过沉淀可去除固体颗粒，同时可去除部分的COD和SS，改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷，降低屠宰废水生化处理的难度，增强工艺运行的稳定性。沉淀池的形式，按水流方向的不同可分为平流式、辐流式、竖流式、斜板（管）沉淀池四类。由于竖流沉淀池具有占地面积少，排泥方便，运行管理易行的优点，适合于处理水量不大的中小型污水处理厂的使用，因此这里使用竖流式沉淀池。经混凝处理的废水，其中微小悬浮物和胶体杂质倍聚集成较大的固体颗粒，这些固体颗粒依靠重力作用从水中分离出来。废水由中心管上部进入，从管下部溢出，经反射板的阻拦向四周分布，然后再由下而上在池内垂直上升，上升流速不变。澄清水由池周边集水堰溢出。污泥贮存在池地泥斗内，由排泥管排出。图4.5竖流式沉淀池4.4.2 设计计算设计参数：设计流量Q3000 m3/d125m3/h，沉淀池数目n3，中心管流速v00.03m/s，缝隙出流速度v10.02m/s，沉淀效率80，表面负荷，设计沉速u00.2mm/s，设计沉淀时间t02.5h，污泥含水率P0991、中心管计算（1）最大设计流量（qmax）：（2）中心管过水断面面积（f）：（3）中心管直径（d0）：（4）喇叭口直径（d1）：（5）反射板直径（d2）：（6）缝隙高度（h3）：2、沉淀区计算（1）沉淀区有效断面积（F）：（2）沉淀池直径（D）：（3）沉淀池有效水深（h2）：3，合格3、污泥区计算（1）贮泥斗所需容积（W）：（2）贮泥斗斗高（h5）：取圆锥下底直径d0.5m，污泥斗倾角50（3）贮泥斗容积（V）：圆锥上底半径R0.5D4.3m，圆锥下底半径r0.5d0.5mV，符合要求4、沉淀池总高度（H）计算取保护高h10.3m，缓冲层高h40.3m4.5 水解酸化池4.5.1 设计说明水解酸化池用于分解印染废水中大量难降解的高分子有机物，改善污水有机物的可生化性能，提高BOD/COD的比值，并同时承担污泥氧化分解的功能。水解酸化池中的反应主要有水解与酸化两个阶段，在水解阶段，可使固体有机物质降解为溶解性物质，大分子有机物质降解为小分子物质。在产酸阶段，碳水化合物等有机物降解为有机酸。废水经水解酸化池后可以提高废水的可生化性，以利后续好氧生物处理。水解酸化池内可放置生物填料，利用厌氧和缺氧微生物的氧化分解作用，将难生物降解的大分子有机物分解为小分子有机物，增加BOD/COD比值，提高可生化性。 水解酸化池的工艺类型可分为泥法和膜法。泥法是在池内培养一定浓度的以水解酸化菌为主的活性污泥。膜法是在池内悬挂各种填料，使水解酸化菌成为生物膜在填料上生长，水流通过填料时，生物膜即吸附水中有机物完成生物反应。本工艺选用膜法水解酸化池。水解酸化池模仿UASB/AF工艺，池中安装弹性立体填料，防止污泥流失。并辅以机械搅拌，使布水均匀，增加冲击力，有利于提高水解酸化池的效率。图4.6水解酸化池4.5.2 设计计算设计参数：设计流量Q3000 m3/d，COD700mg/L，容积负荷1、水解池容积（V）：，取V1000m32、水解池总高（H）：取有效水深h15m，超高h20.5m3、水解池平面尺寸：水解池面积，取池宽B10m，则池长L20m则水解酸化池尺寸为LBH20m10m5.5m4、停留时间（T）：5、填料容积（V）：4.6 接触氧化池4.6.1 设计说明生物接触氧化池是生物膜法的一种，其有机负荷能力高，不受气候条件影响，不易堵塞，缓冲能力好，在印染废水处理方面应用广泛，经验成熟，故本工艺采用组合填料鼓风微孔曝气式接触氧化池。接触氧化池特点是在池内设置填料，池底曝气对污水进行充氧，并使池体内污水处于流动状态，以保证污水同浸没在污水中的填料充分接触。填料是一种比表面积较大的生物载体，其表面粗糙，适合微生物附着生长，以形成一定厚度的生物膜。在溶解氧和营养物都充足的情况下，微生物的繁殖非常迅速，生物膜逐渐增厚。溶解氧和污水中的有机物凭借扩散作用，为微生物所利用。由于曝气空气的搅动，整个氧化池的污水在填料之间流动，增强了传质效果，提高了生物代谢速度，这样周而复始的生物作用，使污水中的有机污染物得以去除。曝气使池体内污水处于流动状态，保证污水同浸没在污水中的填料充分接触，而且对生物膜起搅动作用，加速了生物膜的更新，使生物膜活性提高。另外，曝气会形成水的紊流，使固定在填料上的生物膜可以连续、均匀地与污水相接触，避免生物氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。成熟的生物膜含有大量的好氧微生物，其数量远高于活性污泥法中同等容积的悬浮污泥中的生物数量，即单位容积生物量多，有较高的微生物浓度，故接触氧化法池可以承受较高的处理负荷，耐冲击能力强，出水水质好且稳定，管理方便，而且剩余污泥量少且沉淀性能好，不存在污泥膨胀问题，尤其适应印染废水这种难降界可生化性差的废水。生物接触氧化池由池体、填料和布气系统组成。废水进入生物接触氧化池，运行中微生物附着在填料上，废水中的有机物被吸附在填料表面，被生物氧化分解，并部分生成新的生物体，使废水得以净化。图4.7接触氧化池4.6.2 设计计算设计参数：设计流量Q3000 m3/d，进水BOD5浓度La196mg/L，出水BOD5浓度Lt19.6mg/L，填料容积负荷，气水比D012：11、有效容积（V）：，取V710m32、滤池总面积（F）：取滤层高度H3m，分3层，每层高1m3、每格滤池面积（f）：取滤池格数n1025m2每格滤池尺寸：LB6m4m4、有效接触时间（t）：5、滤池总高度（H0）：取超高h10.5m，填料上水深h20.4m，填料层间隙高h30.2m，配水区高度h41.5m6、污水在池内实际停留时间（t）：7、填料总体积（V）：8、需要空气量（D）： 9、每格滤池所需空气量（D1）： 10、每格滤池曝气器数量（a）：取单个微孔曝气器服务面积s0.5m2 11、供气管道计算接触氧化池由1根供气干管供气，每个滤池设8根支管，每根支管设6个微孔曝气器，布置如下图：1微孔曝气器；2支管；3干管图4.8单格滤池供气管道布置（1）干管直径（d）：取干管空气流速v110m/s，干管空气流量，取d0.25m250mm （2）支管直径（d1）：取支管空气流速v24m/s，支管空气流量，取d10.050m50mm 12、所需空气压力（p）：取风管道沿程与局部阻力之和z1+z20.5m，曝气器淹没水头z3H0h10.24.80.50.24.1m，曝气器阻力z40.4m，富余水头z0.5m4.6.3 填料的选择 填料是生物膜的载体，简单地说就是在生化处理中给微生物提供一个栖息和生长的场所、起固定微生物作用的载体。填料是接触氧化处理工艺的关键部位，它直接影响处理效果，同时，它的费用在接触氧化系统的建设费用中的比重较大，所以选定适宜的填料是具有经济和技术意义的。总之，填料选择是否恰当关系到整个生化系统好坏。 填料的选择分为厌氧填料选择和好氧填料选择，其功能略有不同。由于厌氧池水解酸化会产生有机酸，因此，厌氧填料在选择时还要考虑到耐微生物腐蚀性问题；另外，由于厌氧布水方式选用脉冲布水方式，这就要求所选的填料既要防止厌氧污泥的大流失，又要更好地保证脉冲效果。 在种类方面，填料可按形状、性状、及材质等方面进行区分。 在形状方面，可分为蜂窝状、束状、筒状、列管状、波纹状、板状、网状、盾状、圆环辐射状以及不规则粒状以及球状等。按性状分有，硬性、半软性、软性等。按材质则有塑料、玻璃钢、纤维等。选择填料时应考虑以下几个因素：1、是否质轻；2、抗老化程度、生物和化学物稳定性；3、挂膜、脱膜情况；4、挂膜后的容积负荷；5、比表面积的大小；6、是否经济（综合经济）；7、运输、安装是否简便。综合以上几个方面，针对印染废水生化处理，我们来看看几种常用填料的比较：表4.2 常用填料的特性名称项目弹性填料组合弹性填料半软性填料组合填料主要材质聚乙烯聚乙烯聚丙烯醛化维尼纶丝耐酸碱性好好好良抗老化程度良良良好挂膜情况难难较易容易比表面积 (m2/m3)800-1