丝绸废水处理设计.doc

《丝绸废水处理设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丝绸废水处理设计.doc（14页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、1450m3/d丝绸废水处理设计说明书1 引言水是人类的生命之源。它孕育和滋养了地球上的一切生物，并从各个方面为人类服务。水的用途大致有以下几个方面：生活用水、工业用水、农业用水、渔业用水、交通运输用水等。一般情况下，与人类生产和生活密切相关的前三种用水不能大规模取用海洋咸水，而只能取用淡水。但是，水环境中的淡水资源却很少，仅占总量的2.53，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22，加之自然水源的季节变化和地区差异，以及自然水体遭到的普遍污染，致使可能直接取用的优质水量日益短缺，难以满足人们生活和工农业生产日益增长的需求，因此保护和珍惜水资源，是整个社会的共同职责。就我国而言，淡水资源人

2、均不超过2545立方米，不到世界人均值的1/4，因此我们更应该保护和珍惜水资源。印染行业是纺织工业用水量较大的行业，水作为媒介参与整个染整加工过程。纺织废水水量大，色度高，成分复杂，废水中含有染料、浆料、助剂、油剂、酸碱，纤维杂质及无机盐等，染料结构中硝基和胺基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素具有较大的生物毒性，严重污染环境。我国纺织行业每天有400多万吨的废水排放，每年要耗用100多亿吨清洁水。按每排放1吨纺织废水又将污染20吨清洁水体计算，每年未达标排放的废水又破坏150多亿吨清洁水，数字惊人。所以如何提高和改进印染废水处理技术，采用科学合理的工艺技术路线组合，切实解决印染废水治理问题，

3、不仅仅是对一个企业、一个地区的影响，对整个行业发展乃至国家经济都影响深远。SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。本次设计选择SBR工艺作为降解纺织厂高浓度有机物的方案。2 概述2.1

4、 设计任务本设计方案的编制范围是降解纺织厂高浓度有机物的处理工艺,内容包括处理工艺的确定、各构筑物的设计、设备选型、管道铺设、平面布置、工程效益。完成总平面布置图、剖面图、一个主要构筑物的详图。2.2 设计要求2.2.1 污水处理工程运行过程中应遵循的原则在保证污水处理效果同时，正确处理城市、工业、农业等各方面的用水关系，合理安排水资源的综合利用，节约用地，节约劳动力，考虑污水处理厂的发展前景，尽量采用处理效果好的先进工艺，同时合理设计、合理布局，作到技术可行、经济合理。2.3 设计参数1450m3/d丝绸废水处理设计出水水质：执行纺织染整工业水污染物排放标准(GB4287-92)3中级标准：

5、色度40倍，SBR处理工艺设计：表1-1 设计要求项目进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)BODCODSSPH20070030082510070-3 工艺比较分析（1）传统活性污泥法传统活性污泥法，又称推流式活性污泥法，它是依据污水的自净作用发展而来的污水在经过沉砂、初沉等工序进行一级处理后，进入推流式曝气池，在曝气和水力条件下，曝气池中的水均匀地流动，污水从入口流向出口，前端液流不与后端液流混合。在曝气池中，污水中的有机物绝大部分被微生物吸附、氧化分解，生成无机物，然后进入沉淀池。在这个过程中，随着环境的变化，生物反应速度是变化的，F/M值也是不断变化的，微生物群的量和质不断地变动，后行

6、污泥的吸附、絮凝、稳定作用不断的变化，其沉降浓缩性能也不断地变化。图2-1传统活性污泥法工艺流程图传统活性污泥法的特点是：曝气池内污水浓度从池首至池尾是逐渐下降的，由于在曝气池内存在这种浓度梯度，污水降解反应的推动力较大，效率较高，对污水处理的方式较灵活。对悬浮物和BOD的去除率较高。运行较稳定。推流式曝气池沿池长均匀供氧，会出现池首供氧过剩，池尾供氧不足，增加动力费用；且根据设计要求，对氮的去除率较高，而传统活性污泥法达不到要求。（2）SBR工艺SBR工艺早在20世纪初已有应用，由于人工管理的困难和繁琐未于推广应用。此法集进水、曝气、沉淀在一个池子中完成。一般由多个池子构成一组，各池工作状态

7、轮流变换运行，单池由撇水器间歇出水，故又称为序批式活性污泥法。图2-2 SBR工艺流程图该工艺将传统的曝气池、沉淀池由空间上的分布改为时间上的分布，形成一体化的集约构筑物，并利于实现紧凑的模块布置，最大的优点是节省占地。另外，可以减少污泥回流量，有节能效果。典型的SBR工艺沉淀时停止进水，静止沉淀可以获得较高的沉淀效率和较好的水质。表2-1 SBR工艺的优点优 点机 理沉淀性能好有机物去除效率高提高难降解废水的处理效率抑制丝状菌膨胀可以除磷脱氮，不需要新增反应器不需二沉池和污泥回流，工艺简单理想沉淀理论理想推流状态生态环境多样性选择性准则生态环境多样性结构本身特点但是，SBR工艺也有一些缺点。

8、它对自动化控制要求很高，并需要大量的电控阀门和机械撇水器，稍有故障将不能运行，一般必须引进全套进口设备。 由于一池有多种功能，相关设备不得已而闲置，曝气头的数量和鼓风机的能力必须稍大。池子总体容积也不减小。另外，由于撇水深度通常有1.22米，出水的水位必须按最低撇水水位设计，故总的水力高程较一般工艺要高1米左右，能耗将有所提高3。SBR（序批式活性污泥法）工艺早在1914年即已开发，但由于当时监测手段落后，并没有得到推广应用。1979年美国的L.Irvine对SBR工艺进行了深入的研究，并于1980年在印第安那州的Culver改进并投产了一个SBR污水处理厂。此后随着计算机监控技术、各种新型不

9、堵塞曝气器和软件技术的出现，同时也由于开发了在线溶解氧测定仪、水位计等精度高并且对过程控制比较经济的水质检测仪表，污水处理厂的运行管理逐渐实现了自动化，加之SBR具有均化水质、工艺简单，处理效果稳定，耐冲击负荷力强，出水质好，操作灵活、占地面积少等优点而成为包括美、德、日、澳、加等在内的许多工业发达国家竞相研究和开发的热门工艺。以澳大利亚为例，近10多年来建成采用SBR工艺的污水处理厂就达近600座之多。SBR工艺一般适用于中小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。所以选用SBR工艺。4 设计 4.1 格栅4.1.1 设计说明格栅（见图4-1）一般斜置在进水泵站之前，主要对水泵起保护作用，截

10、去生活水中较大的悬浮物，它本身的水流阻力并不大，水头损失只有几厘米，阻力主要产生于筛余物堵塞栅条，一般当格栅的水头损失达到1015厘米时就该清洗。格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种，按格栅栅条间隙可分为粗格栅（50100mm），中格栅（1040mm），细格栅（310mm）三种。图4-1 格栅结构示意图根据清洗方法，格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类，当污染物量大时，一般应采用机械清渣，以减少人工劳动量。本设计栅渣量大于0.2m3/d,为改善劳动与卫生条件，选用机械清渣，由于设计流量小，悬浮物相对较少，采用一组中格栅，既可达到保护泵房的作用，又经济可行，设置一套带有人工清渣格栅的旁通

11、事故槽，便于排除故障。栅渣量与地区特点，格栅的间隙大小，污水流量以及下水道系统的类型等因素有关，在无当地资料时，可采用：（1） 格栅间隙1625mm ，处理0.10-0.05栅渣/103m3污水（2） 格栅间隙3050mm ，处理0.03-0.01栅渣/103m3污水栅渣的含水率一般为80%，容重约为960kg/ m3。栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高，阻力损失小的优点。4.2 曝气沉砂池4.2.1 设计说明沉砂池有4种：平流式、竖流式、曝气式、钟式和多尔式。普通平流沉砂池的主要缺点是沉砂中含有15

12、%的有机物，使沉砂的后续处理难度增加。采用曝气沉砂池（见图4-2）可以克服这一缺点。 图4-2 曝气沉砂池示意图4.2.2 设计参数（1）旋流速度应保持：0.250.3m/s（2）水平流速为0.060.12 m/s（3）最大流量时停留时间为13min（4）有效水深应为23m，宽深比一般采用12（5）长宽比可达5，当池长比池宽大得多时，应考虑设置横向挡板（6）1m3污水的曝气量为0.2m3空气（7）空气扩散装置设在池的一侧，距池底约0.60.9m,送气管应设置调节气量的闸门（8）池子的形状应尽可能不产生偏流或死角，在集砂槽附近可安装纵向挡板（9）池子的进口和出口布置应防止发生短路，进水方向应与池

13、中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜考虑设置挡板（10）池内应考虑设消泡装置4.3 SBR反应池4.3.1 设计说明设计方法有两种：负荷设计法和动力设计法，本工艺采用负荷设计法。根据工艺流程论证，SBR法具有比其他好氧处理法效果好，占地面积小，投资省的特点，因而选用SBR法。SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。该工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。 其运行操作在空间上是按序排列、间歇的。 污水连续按顺序进入每个池，SBR反应器的运行操作在时间上也是按次序排列的。SBR工艺的一个完整的操作过程，也就是每个间歇反应器在处理废水时的操作过程，包括进水期、反应期、沉淀期、排水排泥期

14、、闲置期五个阶段，如图4-3。这种操作周期是周而复始进行的，以达到不断进行污水处理的目的。对于单个的SBR反应器来说,在时间上的有效控制和变换，即达到多种功能的要求，非常灵活。 进水期 反应期 沉淀期 排水期 闲置期图4-3 SBR工艺操作过程SBR工艺特点是：(1)工程简单，造价低；(2)时间上有理想推流式反应器的特性；(3)运行方式灵活，脱N除P效果好；(4)良好的污泥沉降性能；(5)对进水水质水量波动适应性好；(6) 易于维护管理。SBR工艺的操作过程如下： 进水期进水期是反应池接纳污水的过程。由于充水开始是上个周期的闲置期，所以此时反应器中剩有高浓度的活性污泥混合液，这也就相当于活性污

15、泥法中污泥回流作用。SBR工艺间歇进水，即在每个运行周期之初在一个较短时间内将污水投入反应器，待污水到达一定位置停止进水后进行下一步操作。因此，充水期的SBR池相当于一个变容反应器。混合液基质浓度随水量增加而加大。充水过程中逐步完成吸附、氧化作用。SBR充水过程，不仅水位提高，而且进行着重要的生化反应。充水期间可进行曝气、搅拌或静止。曝气方式包括非限制曝气（边曝气边充水）、限制曝气（充完水曝气）半限制曝气（充水后期曝气）。 反应期在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度、低浓度的基质环境中，反应器相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程。虽然SBR反应器内的混合液呈完全混合状态，但在时间序列上是一

16、个理想的推流式反应器装置。SBR反应器的浓度阶梯是按时间序列变化的 。能提高处理效率，抗冲击负荷，防止污泥膨胀。沉淀期相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，停止曝气搅拌后，污泥絮体靠重力沉降和上清液分离。本身作为沉淀池，避免了泥水混合液流经管道，也避免了使刚刚形成絮体的活性污泥破碎。此外，SBR活性污泥是在静止时沉降而不是在一定流速下沉降的，所以受干扰小，沉降时间短，效率高。排水期活性污泥大部分为下周期回流使用，过剩污泥进行排放，一般这部分污泥仅占总污泥的30%左右，污水排出，进入下道工序。闲置期作用是通过搅拌、曝气或静止使其中微生物恢复其活性，并起反硝化作用而进行脱水。4.3.2 SBR反应池

17、运行时间与水位控制保护水深的设置是为避免排水时对沉淀及排泥的影响。(见图4-4)图4-4 SBR池高程控制图进水开始与结束由水位控制，曝气开始由水位和时间控制，曝气结束由时间控制，沉淀开始与结束由时间控制，排水开始由时间控制，排水结束由水位控制。4.4 污泥处理系统4.4.1 污泥水分去除的意义和方法纺织厂的污泥是由液体和固体两部分组成的悬浮液。污泥处理最重要的步骤就是分离污泥中的水分以减少污泥体积，否则其他污泥处理步骤必须承担过量不必要的污泥体积负荷。污泥中的水分和污泥固体颗粒是紧密结合在一起的，一般按照污泥水的存在形式可分为外部水和内部水，其中外部水包括孔隙水、附着水、毛细水、吸附水。污泥

18、颗粒间的孔隙水占污泥水分的绝大部分（一般约为70%80%），其与污泥颗粒之间的结合力相对较小，一般通过浓缩在重力的作用下即可分离。附着水（污泥颗粒表面上的水膜）和毛细水（约10%22%）与污泥颗粒之间的结合力强，则需要借助外力，比如采用机械脱水装置进行分离。吸附水（5%8%，含内部水）则由于非常牢固的吸附在污泥颗粒表面上，通常只能采用干燥或者焚烧的方法来去除。内部水必须事先破坏细胞，将内部水变成外部水后，才能被分离。5 工程的环境、社会、经济效益分析5.1 工程的环境效益纺织厂厂的建设是一项改善生态环境、保障人民身体健康、造福社会的重要工程 ，主要工程效益就是环境效益。我国环境保护已成为一项基

19、本国策，受到全社会的关注和重视。污水处理工程是环境保护的重要措施之一，对国民经济持续发展、改善当地投资环境、吸引外资是极其重要的。该污水处理厂的建成，将会对周围环境带来非常积极的影响，降低了纺织厂厂周围一定面积内河流的污染程度，改善了周围大气环境，也减少了固体废物的排放量，改善了周围人们的生活环境。废水处理设备投产后，处理废水已达到排放标准，有利于保护环境。5.2 工程的社会效益（1）纺织厂高浓度有机物的降解将对提高城市基础建设水平，改善和提高环境质量水平，美化城市起到重要作用。（2）纺织厂高浓度有机物的降解后，不仅解决了污染问题，更有利地保护了自然环境，同时安排就业，社会效益也十分显著。（3

20、）经本工艺处理后的出水，已经完全达到国家关于排放废水的标准，可以直接排放到附近河流。5.3 工程的经济效益 纺织厂作为城市基础建设的重要组成部分，本身并不产生直接的经济效益。其效益主要体现在环境效益和社会效益上。纺织厂有机物的降解，改善了环境，提高了环境质量水平，改善了水质，避免和减轻了污水排放对工农业生产及国民经济发展所造成的经济损失等方面所产生的间接经济效益是巨大的。具体体现在：有利于改善投资环境、吸引外资、发展城市经济增加农渔业的产量，提高农副产品和工业产品的质量。6 结论通过对纺织厂各个构筑物的设计得出，经过处理后，出水中的污染物含量均小于综合排放指标，可以直接排放。通过上面的生化处理

21、可使河流的污染大大降低，有利于河流流域水体功能的恢复，地下水化学成分被恢复，更重要的是，污水经过处理后对整个生态环境的污染大大地降低，不但能够保护人民的身体健康，同时也可以为城市间接带来改善投资环境、吸引外资、增加农副产品和工业产品的质量，减少城市自来水厂的净化处理成本。污水处理厂运行后，每年产生的干污泥含有大量有利于植物生长的肥分，将污泥作为农作物或园林绿化用的肥料，除可获得一定的增产效果外还可改良土壤结构。建设这座污水处理厂不但能够切实有效的保护水资源，并能够促进水资源的可持续发展进而带动经济的可持续发展。兴建鞍山市污水处理厂是一件功在当代，利在千秋，利国利民的事情，势在必行。相对传统的活

22、性污泥法，SBR工艺是一种尚需要不断发展、完善的新型技术，其操作方法尚不够科学，运作管理经验还欠成熟，还需深入研究下面的几个问题：（1）反应器各操作周期中活性污泥中微生物活性和种群分布，以及微生物的代谢理论；（2）生物脱氮、除磷的微生物机理的进一步深入研究；（3）SBR操作参数的确定；（4）SBR与其它处理工艺的联合运用处理含高浓度有毒有害物质工业废水；SBR工艺是一种高效的污水处理方法，但目前在污泥停留时间、充水时间和反应时间比等这些操作参数的准确选择，及如何采用合理的曝气方式、曝气强度，确定恰当的充水时间和反应时间，在同一反应器中实现好氧缺氧厌氧状态的交替操作等一系列问题上，还都停留在经验

23、取值的水平上，还需要做大量相关的研究工作。相信随着对SBR工艺研究的深入进行，有关SBR工艺的成熟操作和控制问题会逐步得到解决。7 参考文献1 中国市政工程西南设计院.给水排水工程快速设计手册1常用资料. 第一版.北京：中国建筑工业出版社，19952 于尔捷，张杰水.排水工程设计手册2排水工程. 第一版.北京：中国建筑工业出版社，19953 李田，胡汉明.给水排水工程快速设计手册5水利计算表. 第二版.北京：中国建筑工业出版社，19984上海市政工程设计研究院.给水排水工程快速设计手册9专用机械. 第二版.北京：中国建筑工业出版社，19965上海市政工程设计研究院.给水排水工程快速设计手册10

24、技术经济. 第二版.北京：中国建筑工业出版社，19966谢水波，余健.现代给水排水工程设计. 第一版.湖南.湖南大学出版社，20007王金全.给水排水管道设计. 第一版.北京：中国铁道出版社，19978丁亚兰.国内外废水处理工程设计实例. 第二版.北京：化学工业出版社，19989 许泽美，唐建国，周彤.水工业工程设计手册废水处理及再用.第一版.北京：中国建筑工业出版社，200210 罗固源.水污染物化控制原理与技术.第一版.北京：化学工业出版社，200311 于尔捷，张杰.给水排水工程快速设计手册2.第一版.北京：中国建筑工业出版社，199612王洪臣，扬向平.城市污水处理厂运行控制与维护管理

25、.第一版.北京：科学出版社，199913张锡辉，刘勇弟.废水生物处理.第二版.北京：化学工业出版社，200314 严道岸.实用环境工程手册.第一版.北京：化学工业出版社，200215 段文义，李压峰.流体力学.第一版.沈阳：东北大学出版社，200116 谢嘉.水污染控制原理.第一版.四川：四川大学出版社，199417 卜秋平，曾科.城市污水处理厂的建设与管理.第一版.北京：化学工业出版社，200218 张希衡.水污染控制工程. 第一版.北京：化学工业出版社，199219 张智，张勤，郭士权，扬文玲.给水排水工程专业毕业设计指南. 第一版.北京：中国水利水电出版社，200120扬岳平，徐新华，刘传富.废水处理工程及实力分析. 第一版.北京：化学工业出版社，199621徐新华，宋爽.工业废水中专项污染物处理手册. 第二版.北京：化学工业出版社，199422高俊发，王社平.污水处理厂工艺设计手册. 第三版.北京：化学工业出版社，200123 dward S.Rubin,Cliff I.Davidson.Introduction to Engineering & the Environment.北京：清华大学出版社，2002.第 13 页 共15页