復(fù)級裂解處理印染廢水方案

1、復(fù)級裂解處理印染廢水方案 1：印染、染料工業(yè)污染概況 印染是對紡織材料進行再加工的過程，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所用染料種類廢水中主要污染成分直接染料染料、元明粉、食

2、鹽、純堿、表面活性劑活性染料染料、燒堿、磷酸鈉、小蘇打、元明粉、尿苯、表面活性劑酸性染料染料、元明粉、硫酸銨、醋酸、硫酸、表面活性劑酸性媒染染料染料、元明粉、醋酸、重鉻酸鹽、表面活性劑金屬絡(luò)合染料染料、元明粉、硫酸、醋酸鈉、硫酸銨、表面活性劑陽離子染料染料、元明粉、醋酸鈉、醋酸銨、純磺、表面活性劑還原染料染料、元明粉、保險粉、純堿、紅油納夫妥染料染料、醋酸鈉、燒堿、鹽酸、亞硝酸鈉、表面活性劑分散性染料染料、各種載體、保險粉、表面活性劑表1-12：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

3、印染廢水的pH值為610，COD=4001000mg/L，BOD5=100400mg/L，SS=100200 mg/L，色度100400倍。不同生產(chǎn)廠家或同一生產(chǎn)廠家的不同生產(chǎn)時期，廢水水質(zhì)各不相同，水質(zhì)常常會超出上述范圍。(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、

4、表面活性劑、含氮化合物等，廢水呈強堿性，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

5、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：有機物濃度中等、成分復(fù)雜、可生化性差、色度深、堿性大、pH值高、水質(zhì)變化大。污染負荷重。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

6、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。當氧濃度小于4mgL時，魚類則會死亡，小于12mgL時，兼性微生物與厭氧微生物則大量繁殖，進而使水體腐敗，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

7、成為硝酸鹽或亞硝酸鹽。但是一般要經(jīng)過810d的培養(yǎng)，這種菌才能達到明顯的數(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、蒽醌類有機物，芳香胺及大分子碳水化合物均難以生物降解，常用強氧化劑催化氧化，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物（除苯類有機物例外

8、）?？傆袡C碳（TOC）是表示廢水中所含全部有機碳的量，它的測定方法是通過有機物質(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，可生化性越好。難生物降解的有機物，也是水中污染物。（2）、合成有機物印染工業(yè)廢水中合成有機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

9、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，先采用物化法進行預(yù)處理，再進行生物處理；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

10、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。當敏化劑能量大于禁帶寬度時，電子被激發(fā)，躍過禁帶進入導(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)生氧化能力極強羥基自由基OH，氧化各種有機物，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、KBrO3等強氧化劑，可以抑制電子空穴復(fù)合，可以提高氧化速度。對特定的催化劑表面擔載高活性的貴屬或金屬氧化物，如Ag、Au、Pt

11、、Pd等，能夠消除半導(dǎo)體帶中的電子，有利于激發(fā)電子向外部遷移，有效防止電子-空穴簡單復(fù)合，pt/TiO2能夠提高催化降解有機物速率4.56倍，將pt載到TiO2降解二氯苯的活性提高30%，但是Pt，Pd等載量過多，則可能充當電子空穴的復(fù)合中心，降低TiO2的催化性，既每種半導(dǎo)體催化劑表面有一個某種金屬或金屬氧化物最佳載量。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

12、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（310），硫化染料廢水必須將PH值調(diào)到5以下再進入反應(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

13、，采用三班24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)，設(shè)計廢水處理能力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)指標及排放標準 表3.1.1序號名稱pHCODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）1進水91263014002308702304601807202平均1011006003605003處理要求69100301550四：設(shè)計原則1：嚴格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護的各項規(guī)定，廢水處理后達到國家污水綜合排放標淮8978-96中的二級新建企業(yè)1類排放標淮。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

14、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4500m3/d廢水水站以水處理中心模擬建造，占地總面積不超過700m2(給排水管道占地除開)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平均指標低于4-1標準中指標。五：污水處理工藝流程1：工藝設(shè)計印染廢水處理工程工藝設(shè)計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列的優(yōu)點，進一步優(yōu)化構(gòu)筑而成。運行結(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

15、大的缺點；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實的基礎(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（NN、NO等）及極性基團（SO3Na、OH等）的芳烴、雜環(huán)類有機化合物及NaCI、Na2SO4、Na2S等無機鹽，廢水水質(zhì)見表。表5.1永紅印染廠廢水水質(zhì)PHCODcr（mg/L）BOD5(mg/L)SS（mg/L）色度7121600230047016401805301901300測定項目的分析方法采用水和廢水標準監(jiān)測分析方法(第3版)水力停留時間和測試結(jié)果如圖-1 、圖5-2、表5.2圖5-1：廢水停留時間圖

16、5-2材料膨脹率表5.2系統(tǒng)常溫下運轉(zhuǎn)測試值（不加其它任何藥劑）PH停留時間min膨脹率脫色率%COD去除率%41110382.778.921115385.492.12： 工藝流程污水處理工藝流程如圖5-3所示1：調(diào)節(jié)池 ：原水泵 ：流量計 WL40A2H反應(yīng)器 ：過濾池 ：空氣流量計 ：鼓風(fēng)機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到脫色混凝沉淀、氧化還原等機理脫除廢水中的污染物質(zhì)。其出水提升到物理過

17、濾池過濾后，自流到清水池經(jīng)計量后，備工藝回用或排放，排放水達到國家排放標誰。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)工藝排水又是間歇式的，因此就同一工序而言，排放的水量與水質(zhì)也是隨時間變化的。人為因素也常引起排水的質(zhì)和量的變化。生產(chǎn)事故的發(fā)生，會造成排水水質(zhì)和水量的劇烈變化。而水處理裝置，

18、需要廢水的水質(zhì)與水量是穩(wěn)定或基本穩(wěn)定的。實際上調(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，同一時間進入池內(nèi)的廢水，需要停留不同的時間才能達到出水槽。反而言之，出水槽內(nèi)，同一時刻

19、的廢水是不同時刻流入池內(nèi)的，在槽中相遇并混合，實現(xiàn)水質(zhì)均一。圖6-1對角線進水調(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，當進水量大于出水量時，則池內(nèi)應(yīng)能貯存盈余，反之，應(yīng)能補充短缺，以此實現(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)計計算調(diào)節(jié)池的設(shè)計計算的主要內(nèi)容是池容積的計算。其計算公式為：Vqt 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，3hqt小時內(nèi)廢水平均流量，m3h。對角線式調(diào)節(jié)池有Vqt1.4 式中 1.4經(jīng)驗參數(shù)。確定調(diào)節(jié)池的均衡時間和容積，設(shè)計調(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)間計算，調(diào)節(jié)時間越長水質(zhì)水量越穩(wěn)定，根據(jù)工廠

20、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)計根據(jù)下式計算而得。調(diào)節(jié)池平均出水濃度C24小時廢水平均濃度,mg/L；c1，c2cn廢水在各時間段t1，t2tn內(nèi)的平均濃度，mg/L；q1，q2qn廢水在各時間段t1，t1tn內(nèi)的平均流量m3/h；t1，t2tn時間段(h)總和等于T；q24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&

21、#215;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&=VQ。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VXQXVQ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&&a

22、mp;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）-KdXV-QX為實現(xiàn)穩(wěn)定操作，則應(yīng)有dXdt0，因此得到：此推導(dǎo)僅適用于完全混合曝氣池。設(shè)去除率為E，E可按下式求出：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，因為在這一系統(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。懸浮固體濃度計算對于一定時間則有：又由Dx/DT=Y（ds/dt）-Kd得I/&c=Y（

23、ds/dt）/X-Kd動力學(xué)系數(shù)系數(shù)系數(shù)值系數(shù)系數(shù)值K/d-12.24Y/mg.mg-10.4Kd/d-10.12Ks/mg.L-1150.0（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VV=370m3 HRT=1.6h E=2.1 保留高度0.5m（4）外形盡寸10m×7.5m×5m3：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

24、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，懸浮物濃度極高，顆粒之間距離很小，相互接觸與支撐，在污泥上層顆粒的重力作用下，迫使下層顆粒的間隙水被擠壓出來，從而使下層顆粒層被濃縮壓密。沉淀池內(nèi)的貯泥斗及污泥濃縮池內(nèi)都是這種沉降形式。（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；顆粒的下沉運動過程中不受器璧及其他顆粒的影響；顆粒在運動開始后，瞬間就達到等速運動的狀態(tài)則顆粒沉降速vs，可用下式表示

25、：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：NRedusp/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NRe2，剛阻力系數(shù)Cd為24NRe；當2NRe500時，Cd185（NRe）0.6；當NRe500時，Cd0.4。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

26、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)計基礎(chǔ)。理想沉淀池包括進入口區(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：在池內(nèi)沉淀區(qū)，沉降狀態(tài)與靜置沉降情況相同：水流是穩(wěn)定的，水流進人沉淀區(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；顆粒進入污泥區(qū)即認為已被去除。進入沉淀池的離散顆粒，處于圖中a點的位置上，在這一點上，顆粒要被去除需要歷時最長。如果這個顆粒能夠被去除，與這一顆粒同處于進口斷面上且與其粒徑相同、

27、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到池底而被去除的。沿著對角線或與對角線平行直線運動的粒子具有的沉降速度稱為截留速度以u0表示。位于點上的具有沉降速度為u0（mh）的顆粒沉到池底，即達到O點所需要的時間為t（h）：t=H/ut=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。vQHB tLHB/Q LHBQHu0或 u0QLBQAm3（m2·h）任何一個進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入最大沉降高度，而是進入其下

28、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數(shù)。（3）沉淀池的設(shè)計設(shè)計離散型顆粒沉淀時，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)計應(yīng)在考慮沉淀池內(nèi)水的流量及流速分布不可能達到理想的均勻程度；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)計該沉淀池時，將表面負荷率乘以1（1.251.75）的系數(shù)，沉降時間t乘以1.52.0的系數(shù)。圖6-8顆粒沉降軌跡1離散

29、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有關(guān)，還與沉降時間有關(guān)。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-

30、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)計的基礎(chǔ)。在調(diào)節(jié)池前設(shè)置機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。

31、懸浮固體及BOD的去除率如圖所示。圖6-11SS去除率圖 6-12BOD5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。廢水進水管進入池內(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），進人沉淀池的懸浮固形物含量為350600mgL，按90去除效率計，沉淀池溢流水乘于3560mgL懸浮固體。沉淀后的廢水直接進入過濾池。沉淀池設(shè)計參數(shù)如下：1： 水力停留時間HR

32、T=4H 保留高度0.5M2： 有效容積V=850M33：外型尺寸20.0m×10.0m×6.0m4：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，其中有機物使微生物迅速繁殖，微生物又進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)及溶解氧可以擴散進入生物膜內(nèi)，底質(zhì)被利用。微生物在氧的參加下對有機物進行分解和機體新陳代謝。廢水被凈化，產(chǎn)生的無機物和二氧化碳沿著相反方向，從生物膜經(jīng)過附著

33、水排到運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物進行吸附作用，從而凈化廢水。（2）濾池填料生物反應(yīng)動力學(xué)生物濾

34、池基質(zhì)降解機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進入濾池中混含液的BOD5濃度。無回流時，SiS0；Se濾池出水BOD5濃度；S0原廢水BOD5濃度；K去除率常數(shù)；t廢水在濾池中反應(yīng)時間。M一濾床的深度，m；q濾床的面積水力負荷，m3m2·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=0.0160.040，醫(yī)藥廢水0.020）KKC。n和K的確定根據(jù)生物濾池試驗數(shù)據(jù)，利用圖解法求得n和K值。圖6-15對不同的水力負荷q和池深M，有對應(yīng)不同q值。求n3.求K（3）濾池

35、面積和水力負荷的計算計算時先設(shè)定濾床深度M值。1. 無回流情況水力負荷面積1. 有回流情況下水力負荷，面積（4）：濾池需氧量單位面積濾池需氧量：每降解1kgBOD5所需的氧公斤數(shù)，kgkg；Sr去除BOD5的數(shù)量進水BOD5-出水BOD5，kgd；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，kgm3?；钚陨锬ち恳ㄟ^實測上、中、下三層填料的平均值，實測廢水低負荷濾池生物膜污泥為4.57.0kgm3，高負荷時為3.56.51kgm3。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

36、所示，濾池外部由濾池池體、進水管、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)計參數(shù)：1：停留時間HRT=2.40h2：有效容積V=520m3 衰減負荷2.0m3/(m2·h)， 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)計污泥日產(chǎn)生量：4500×64.3/1000（2） 設(shè)計干化池日處理量： 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進行水量計量：一級提升泵的技術(shù)性能參數(shù)：型號IHG40250，Q=20