废水回用技术.doc

印染纺织废水解决设计方案
设计原水水量：8000 m3/d。
设计原水水质为 ： CODCr ≤2023 mg/L ， BOD5≤300 mg/L ，
SS≤1000mg/L，色度＝526(倍)，pH＝8～10。
设计出水水质：设计出水水质达成回用标准，即： CODCr≤50 mg/L ， BOD5≤10mg/L ，SS≤10mg/L，色度≤30(倍)， pH＝7～9。
一、    工艺流程

1、格栅、调节、沉淀池
采用地下式钢筋混凝土结构，尺寸为：20 m×6 m×10 m ,有效容积为1200 m3 ；HRT＝3.6 h 。
2、催化铁内电解反映器A
催化铁内电解反映器A，设于格栅、调节、沉淀池与水解酸化池之间，由两层无机复合微滤膜和中间填加的铁屑、铜屑等组合填料过滤层构成。无机复合微滤膜孔径0.6微米，合计每层过滤面积273.4㎡，滤速1.22m3/㎡h；铁屑、铜屑等组合填料构成的氧化还原反映层尺寸为：11.3 m×1.68m ×0.15 m，共3组，合计过滤面积56.95㎡；滤速5.85m3/㎡h 。
3、水解酸化池
采用地下式钢筋混凝土结构，尺寸为：20 m×22.32 m×10 m ,有效容积为4464m3 ；HRT＝13.39 h， SRT＝100d。
4、催化铁内电解反映器B
催化铁内电解反映器B，设于水解酸化池与接触氧化膜生物反映器A之间，由两层无机复合微滤膜和中间填加的铁屑、铜屑等组合填料过滤层构成。无机复合微滤膜孔径0.6微米，合计每层过滤面积273.4㎡，滤速1.22m3/㎡h；铁屑、铜屑等组合填料构成的氧化还原反映层尺寸为：11.3 m×1.68m ×0.15 m，共3组，合计过滤面积56.95㎡；滤速5.85m3/㎡h 。
5、接触氧化膜生物反映器A
采用地下式钢筋混凝土结构，两池并联交替运营。单池尺寸为：16.5m×6 m×10 m ；其中设有孔径0.2微米、过滤面积1738.18㎡的无机复合微滤膜过滤器；无机复合微滤膜兼作微孔曝气器。池内设有溶解氧检测仪，可根据溶解氧的变化，自动调节供气量。滤速0.192 m3/㎡h；有效容积为：937.27 m3 ；HRT＝5.62h，SRT＝30d；NW＝25g/L ；DO为：4.5～6mg/L。
6、厌氧水解酸化膜生物反映
采用地下式钢筋混凝土结构，尺寸为：52.32 m×6 m×10 m , 其中设有孔径0.15微米、过滤面积3428.15㎡的无机复合微滤膜过滤器。滤速0.097 m3/㎡h；有效容积为：3103.31 m3 ； HRT＝18.62h ；SRT＝100d。NW＝25g/L。
7、接触氧化膜生物反映器B
采用地下式钢筋混凝土结构，两池并联交替运营。单池尺寸为：16.5m×6 m×10 m ；其中设有孔径0.2微米、过滤面积1738.18㎡的无机复合微滤膜过滤器；无机复合微滤膜兼作微孔曝气器。池内设有溶解氧检测仪，可根据溶解氧的变化，自动调节供气量。滤速0.192 m3/㎡h；有效容积为：937.27 m3 ；HRT＝5.62h，SRT＝30d；NW＝25g/L ；DO为：4.5～6mg/L。
8、污泥井
　　污泥井采用钢筋混凝土结构，尺寸为2.5m×2.5m×10.5m 。
9、出水井
　　出水井采用钢筋混凝土结构，尺寸为3.5m×1.5m×8.5 m。
二、工艺流程简要说明　
废水经粗、细两道格栅解决后，进入格栅、调节、沉淀池,然后在泵的作用下，以0.24MPa的压力，进入催化铁内电解反映器A。经孔径0.6微米的无机复合微滤膜过滤，去除60%以上的SS，并使难降解 COD得到相应的去除后，进入铁屑、铜屑等组合填料构成的氧化还原反映层。运用铁、铜填料腐蚀电位的差异，以铁作阳极、铜作阴极、原水作电解质而形成千万个原电池。通过铁－铜微原电池产生微电解作用，破坏颜料的发色和助色基团，使之失去发色能力；进一步将大分子物质分解为小分子的中间体，使某些难生化降解的化学物质转变成容易生化解决的物质，提高废水的可生化性；运用铁、铜电位差提高胶体污染物的沉积速度；运用电池反映产物的絮凝、新生絮凝体的吸附等作用，实现对胶体等污染物的絮凝、吸附脱除作用；由于铁是生物氧化酶系中细胞色素的重要组成部分通过Fe2+－ Fe3+氧化还原反映进行电子传递，促进生化反映；Fe2+和Fe3+ 进入生化解决中，形成密度较大的生物铁絮凝体，改善污泥沉降性能。阳极反映如下：Fe-2e＝Fe2+，E0(Fe2+/Fe)＝-0.44 V 。当无氧存在时，阴极反映如下：2 H++2e＝H2↑， E0(H+/H2)＝0 V ； 当有氧存在时，阴极反映如下：O2+4H++4e＝H2O ，O2+2H2O+4e＝5OH- ，E0(O2/OH-)＝0.40 V 。通过上述微滤解决及氧化还原反映等，使进水COD去除30%～45%、色度去除30%～50%（去除率因不同污染物的性质不同而各异）。
催化铁内电解反映器A出水进入水解酸化沉淀池，通过水解酸化预解决，继续调节水质。通过缺氧、厌氧生物反映，使进水COD去除20%～45%、色度去除25%～40%（去除率因不同污染物的性质不同而各异）、SS去除30%以上。
水解酸化沉淀池出水再进入催化铁内电解反映器B，运用微滤膜截留微生物，并通过氧化还原反映、缺氧、厌氧生物反映、絮凝沉淀等作用，使进水SS去除60%以上、COD去除20%～30%、色度去除30%～50%（去除率因不同污染物的性质不同而各异）。
催化铁内电解反映器B出水进入接触氧化膜生物反映器A,通过好氧生物反映、絮凝沉淀和膜截留等作用，使进水COD去除75%～85%、BOD去除90%以上、SS去除50以上、色度去除35%～55% 。污泥靠污泥泵定期、定量排入厌氧水解酸化膜生物反映器。
接触氧化膜生物反映器A出水,运用虹吸原理进入厌氧水解酸化膜生物反映器。通过厌氧、缺氧生物反映，再次减少难生化降解COD，提高BOD 与COD的比值，为接触氧化膜生物反映器B发明良好的条件。使进水COD去除70%～85%、BOD去除80%～90%以上、SS去除90%以上、色度去除25%～40% 。污泥定期通过污泥井排出。
厌氧水解酸化膜生物反映器出水，运用虹吸原理进入接触氧化膜生物反映器B，再次进行好氧生物反映。通过好氧生物反映、絮凝沉淀和膜截留等作用，使进水COD去除75%～85%、BOD去除90%以上、SS去除20%以上、色度去除35%～55% 。污泥靠污泥泵定期、定量排入厌氧水解酸化膜生物反映器。
绝大多数印染废水，经格栅、调节沉淀池 —— 催化铁内电解反映器A——水解酸化池—— 催化铁内电解反映器B —— 接触氧化膜生物反映器A —— 厌氧水解酸化膜生物反映器 —— 接触氧化膜生物反映器B解决，足以使其COD去除99%以上、BOD去除99.5%以上、SS去除99%以上、色度去除95%以上，完全达成回用标准；对于活性艳红K2—BP、酸性红G、活性黑K—BR等少数难生物降解染料废水，必要时可单独增长独创的光催化氧化膜反映器，亦可保证完全达成回用标准 。
三、重要设备
1、格栅：旋转细格栅两台，一用一备；兼具输送、压榨功能 。单台过栅流量 Qmax=350m3/h；鼓栅直径 d=550mm ；鼓栅长度 L=1000mm ；栅缝宽度 b=1mm ；电机功率 N=1.5KW 。
2、管道离心泵：共 2台（一用一备）。单台流量 Q=346m3/h ；扬程 H=24m ；功率 N=37KW。
3、空气压缩机：单台排气量: Q=33m3/h，排气压力0.3MPa，功率 N=120KW；氧转移效率E=95% ，共 2台（一用一备）；单台排气量: Q=0.9m3/h，排气压力0.7MPa，功率 N=7.5KW，共 2台（一用一备）。
4、污泥泵：流量：Q =30 m3/h，扬程：8m，功率：1.5kW，共3台（两用一备）；流量Q =70 m3/h，扬程：9m，功率：3kW，共2台（一用一备）。
5、自制气压脱水机：共用2台(一用一备)，单台最高解决量60 m3/h，脱水后平均含固率≥30% 。
四、工艺特点
1、通过孔径0.1微米无机复合微滤膜过滤，基本去除SS，大大减少了难生物降解COD负荷，避免了高浊度的不良影响。
2、将铁屑、铜屑等组合填料填于两层孔径1微米的无机复合微滤膜之间，形成致密的过滤层，可保证废水与铁－铜微原电池充足接触，从而提高了其解决效果。
3、运用无机复合微滤膜作生物载体，实现了生物污泥的彻底截留，提高了容积负荷及抗冲击能力。污泥附着在特制的轴、径双向往复折叠无机复合微滤膜上，形成生物反映膜，提高了微生物的挂膜效果，并实现了污水与污泥的充足接触、HRT与SRT彻底分离以及生物污泥浓度的任意控制。通过调整 SRT，可使污泥浓度稳定保持在12～20g/L的抱负范围，能保证工艺操作的长期稳定性。
4、由于膜的截流作用，可使SRT任意拟定。营造了有助于硝化细菌等增殖缓慢微生物生长的环境，可极大地提高系统的硝化能力，同时提高难降解大分子有机物的解决效率、促使其彻底的分解。
5、污泥定期流入厌氧水解酸化膜生物反映器，通过延长SRT，使其充足硝化，将污泥化为沼气回收运用，大大减少污泥解决费用且节省了资源。
6、以0.15微米孔径无机复合微滤膜兼作微孔曝气器，所产生的气泡直径＜1微米，比传统微孔曝气器缩小了上千倍，氧的运用率接近100% ，大大减少了能耗。曝气过程中,同时完毕微滤膜的水洗和气洗，防止膜堵塞。可以保证系统长期稳定运营。
7、运用脉冲布水导致扰动，激起池底的沉积污泥，提高了活性污泥的分散性，可加强泥水之间的接触，实现污水的均匀混合。
8、充足运用无机复合微滤膜的各种优势，极大地提高了生化效果，省略了生物填料、二沉池、气浮池和混凝药剂。减少了投资，减少了运营成本。
9、由于独创的轴、径双向往复折叠无机复合微滤膜的优势，通过科学的结构与流程设计，本工艺综合了膜过滤、内电解法、LIT、SBR、MBR、MABR 、UASB、 UBF等多种工艺的优点，大大减少了土地占用，占地面积不到传统工艺的20%；投资与传统工艺大体相称的情况下，即可实现水的所有回用；节约了大量宝贵的淡水资源，且运营成本不到传统工艺的15%。
五、经济分析
设计解决能力：8000 m3/d；
1、装机容量：170.5kW，运营：150 kW。
2、运营成本：电耗：0.015元/ m3污水（工业用电按0.9元/ kW· h 计算）；铁屑费：0.08元/ m3污水（铁屑按800元/t、消耗量按50g/ m3污水计算）；工资：0.011元/ m3污水（额定6人，按1600元/月计算）；折旧：0.1元/ m3污水。合计运营成本：0.206元/ m3污水。累计59.328万元/a 。
3、沼气收入：110.88万元/a （沼气的热值约为22 680kJ/m3，煤的热值为21000 kJ/Kg计算，1m3沼气的热值相称于1 kg原煤。以沼气产率0.5m3/kgCOD计算，产气量为6160m3/d，折合原煤6.16吨。原煤按500元/t计算，天天减少费用3080元。）
4、出水完全回用减少排污费：31.68万元/a（达标排放排污费
按0.1元/ m3，未计污染费和超标排放罚款）。
5、出水完全回用减少水费：380.16万元/a（工业水费按1.2元/ m3计算）。
6、扣除运营费用后，每年可增长收益：458.61万元以上。