印染廢水處理廠設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、武漢紡織大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告課題名稱(chēng)印染廠廢水處理工程設(shè)計(jì)院系名稱(chēng)環(huán)境與城建學(xué)院專(zhuān)業(yè)環(huán)境工程班級(jí)環(huán)境072班學(xué)生姓名吳國(guó)勝（內(nèi)容包括：課題的意義，所屬領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，本課題的研究?jī)?nèi)容、研究方法、研究手段和研究步驟以及參考書(shū)LI等。）一、課題的意義印染廢水是指印染加工過(guò)程中各工序所排放的廢水混合而成的混合廢 水。主要包括：預(yù)處理階段（如燒毛、退漿、煮練、漂白、絲光）排放的退漿、煮 練、漂白、絲光廢水；染色階段排放的染色廢水；印花階段排放的印花廢水和皂 洗廢水；整理階段排放的整理廢水。印染廢水水質(zhì)隨原材料、生產(chǎn)品種、生產(chǎn)工藝、管理水平的不同而有所差 異，導(dǎo)致各個(gè)印染工序排放后匯總的廢水組分

2、非常復(fù)朵。隨著染料工業(yè)的飛速發(fā) 展和后整理技術(shù)的進(jìn)步，新型助劑、染料、整理劑等在印染行業(yè)中被大量使用， 難降解有毒有機(jī)成分的含量也越來(lái)越多，有些其至是致癌、致突變、致畸變的有 機(jī)物，對(duì)環(huán)境尤其是水環(huán)境的威脅和危害越來(lái)越大?？傮w而言，印染廢水的特點(diǎn) 是成分復(fù)雜、有機(jī)物含量高、色度深化學(xué)需氧量（COD）高，而生化需氧量（BODs） 相對(duì)較低，可生化性差，排放量大。印染廢水處理的LI的就是為了除去廢水中的各種有害物質(zhì)，防止環(huán)境污染， 使水能夠重新利用！所以說(shuō)印染廢水處理大意義：水是一種易受污染而可以再生的自然資源。隨 著人口的不斷增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加之水污染的日益嚴(yán)重，可利用的水資源數(shù)量日益短缺，造成

3、水危機(jī)。根據(jù)水工業(yè)的觀點(diǎn)，給水和排水分別是人類(lèi)向自然界取 用和歸還可再生資源“水”的兩個(gè)程序，為了使這個(gè)循環(huán)能夠持續(xù)地為人類(lèi)服務(wù)，水在使用后回歸自然界前，必須進(jìn)行廢水的再生處理，使水質(zhì)達(dá)到自然界自?xún)裟?力的承受水平，恢復(fù)其作為自然資源的屬性。對(duì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施有著極為 現(xiàn)實(shí)的意義。水資源是不可再生資源，我們不僅要節(jié)約用水，保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境，堅(jiān)持可 持續(xù)發(fā)展，并且要處理好廢水，不能讓廢水污染了健康自然綠色的生態(tài)環(huán)境，把 堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀應(yīng)用到實(shí)際環(huán)境保護(hù)中，給人類(lèi)營(yíng)造一個(gè)健康綠色的生態(tài)圈。二、印染廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展2.1吸附法吸附法特別適合低濃度印染廢水的深度處理，具有投資小、方法簡(jiǎn)便、成

4、 本低的特點(diǎn)，適合中小型印染廠廢水的處理。傳統(tǒng)的吸附劑主要是活性碳，活 性碳只對(duì)陽(yáng)離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的 吸附性能，但是不能去除水中的膠體疏水性染料，并且再生費(fèi)用高，使活性碳的 應(yīng)用受到限制。近兒年，研究的重點(diǎn)主要在開(kāi)發(fā)新的新的吸附劑以及對(duì)傳統(tǒng)的吸 附劑進(jìn)行改良方面。胡文偉等研究了用“流炭法”處理印染廢水，可以大幅度改善出水水質(zhì)。 劉玉真等制得陽(yáng)離子膨潤(rùn)土。Jae-Hyimbae等研究了新型HDTMA-膨潤(rùn)土。 RamakrishnaKR等研究了有機(jī)膨潤(rùn)土和泥煤對(duì)染料的脫色效果。馬鳳國(guó)等合成 CMC-g-CPAM吸附劑。郭向利等以粘土礦物為原料合成了一種新

5、型高效印染廢 水脫色材料。2.2混凝法混凝法具有投資費(fèi)用低、設(shè)備占地少、處理容量大、脫色率高等優(yōu)點(diǎn)?；炷?劑有無(wú)機(jī)混凝劑、有機(jī)混凝劑及生物混凝劑等。傳統(tǒng)混凝法對(duì)疏水性染料脫色效 率很高。缺點(diǎn)是需隨著水質(zhì)變化改變投料條件，對(duì)親水性染料的脫色效果差， COD去除率低習(xí)。如何選擇有效的混凝脫色工藝和高效的混凝劑，則是該技術(shù) 的關(guān)鍵。邊凌飛等合成了 BT-04復(fù)合混凝劑。陳建琴等合成了 SDF絮凝劑。黎載波 等合成了改性雙氤胺-甲醛絮凝脫色劑。隋智慧等9混凝劑PSFo陸雪梅等10 混凝劑BS。蔣少軍合成了 FMC絮凝劑?；炷に嚺c其它工藝組合，也有很好的 效果。謝凱娜等通過(guò)對(duì)南京某紡織有限公司廢水處理

6、的實(shí)例分析，說(shuō)明采用水解-接觸氧化-混凝匸藝處理印染廢水能夠取得很好的處理效果，處理后出水水質(zhì)達(dá) 到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2.3化學(xué)氧化法化學(xué)氧化是目前研究較為成熟的方法。氧化劑一般采用Fenton試劑 (Fe2+,H2O2)、臭氧、氯氣、次氯酸鈉等。按氧化劑的不同，可將化學(xué)氧化分為: 臭氧氧化法和芬頓試劑氧化法。臭氧氧化法不產(chǎn)生污泥和二次污染，但是處理 成本高，不適合大流量廢水的處理，而且CODcr去除率低。通常很少采用單一 的臭氧法處理印染廢水，而是將它與其它方法相結(jié)合，彼此互補(bǔ)達(dá)到最佳的廢水 處理效果。汪曉軍等用臭氧-曝氣生物濾池工藝處理模擬廢水。戴曉紅等研究了 UV+O3+H2O

7、2法處理染料廢水。趙偉榮等研究了 03與生化組合處理印染廢水 的工藝，生化-物化-03法處理出水的色度指標(biāo)可完全滿(mǎn)足紡織染整工業(yè)水排 放物排放標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)排放要求，而03-生化-物化法處理出水的COD不能滿(mǎn)足 排放要求，生化-物化-03法不僅可以提高出水水質(zhì)且可以降低臭氧消耗量【8】。傳統(tǒng)Fenton法氧化能力相對(duì)較弱，隨著人們對(duì)Fenton法研究的深入，近年 來(lái)乂把紫外光(UV)、草酸鹽等引入Fenton法中，使Fenton法的氧化能力大大增 強(qiáng)。SwaminathanK等研究了光助Fenton體系對(duì)偶氮染料的脫色過(guò)程。朱洪濤研 究了 UV-Fenton催化氧化處理印染廢水。張良林等研究了均相

8、Fenton氧化-混凝 法強(qiáng)化處理印染廢水。顧曉揚(yáng)等研究了 O3-Fenton試劑化學(xué)氧化處理酸性玫瑰紅 印染廢水。李亞峰等進(jìn)行了混凝-Fenton法處理印染廢水的試驗(yàn)研究9】。2.4電化學(xué)法電化學(xué)法具有設(shè)備小、占地少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、CODcr去除率高和脫色好 等優(yōu)點(diǎn)，但是沉淀生成量及電極材料消耗量較大，運(yùn)行費(fèi)用較高。傳統(tǒng)的電化學(xué) 法可分為電絮凝法、電氣浮法、電氧化法以及微電解、電解內(nèi)法等。國(guó)外許多研 究者從研制高電催化活性電極材料著手，對(duì)有機(jī)物電催化影響因素和氧化機(jī)理進(jìn) 行了較系統(tǒng)的理論研究和初步的應(yīng)用研究，國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的研究還剛剛起步 10OFockedeyE.等采用三維電極處理苯酚廢水

9、。YaXiong等設(shè)計(jì)了一種三相三維 電極電化學(xué)反應(yīng)器。國(guó)內(nèi)學(xué)者也進(jìn)行了這方面的研究，景曉輝等用三維電極電化 學(xué)方法對(duì)活性墨綠KE24BD染料廢水進(jìn)行降解試驗(yàn)。熊林等研究了三維電極流 化床對(duì)酸性大紅3R進(jìn)行了降解脫色【11】。25生物處理法生物處理法主要包括好氧法和厭氧法。LI前國(guó)內(nèi)主要采用好氧法進(jìn)行印 染廢水處理。好氧法乂分為活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰嗉饶芊纸獯罅康挠?機(jī)物質(zhì)，乂能去除部分色度，還可以微調(diào)pH值，運(yùn)轉(zhuǎn)效率高且費(fèi)用低，出水水 質(zhì)較好，適合處理有機(jī)物含量較高的印染廢水；生物膜法對(duì)印染廢水的脫色作用 較活性污泥法高。但是生物法存在著三個(gè)自身無(wú)法解決的問(wèn)題：剩余污泥的處 里費(fèi)用較

10、高；單一運(yùn)用生物法己不能滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)用的需要；有時(shí)需要在其前 端加一道提高廢水可生化性的預(yù)處理，提高了投資及運(yùn)行成本。單一的好氧生物處理只能去除廢水中的部分易降解的有機(jī)物，色度問(wèn)題無(wú)法 解決。為了降低消耗及去除廢水中較難降解的有機(jī)污染物，出現(xiàn)了厭氧-好氧新 型處理工藝和生物強(qiáng)化技術(shù)。厭氧-好氧法可先山厭氧過(guò)程中的產(chǎn)酸階段，去除 部分較易降解的有機(jī)污染物，將較難降解的大分子有機(jī)物分解為較簡(jiǎn)單的小分子 有機(jī)物，再通過(guò)好氧生物處理過(guò)程進(jìn)一步去除【Hl。厭氧-好氧法處理難生化降解 的印染廢水具有除污染效率高、運(yùn)行穩(wěn)定和較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力等特點(diǎn)。有研 究報(bào)道，釆用厭氧-好氧工藝處理印染廢水，在進(jìn)水COD

11、cr為1085mg/L, BODS 為315mg/L的情況下，二者的去除率分別可達(dá)83.9%和76.2%,再經(jīng)硫化床自然 氧化和混凝沉淀處理，去除懸浮物，排水可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)門(mén)】。2. 6兩種或多種工藝組合運(yùn)用印染廢水深度處理采用單一的處理方法均有局限性，采用多種方法的組合工 藝，發(fā)揮各種方法的優(yōu)點(diǎn)，才能真正達(dá)到低成本的LI的。物理處理與化學(xué)氧化法 共同處理印染廢水，發(fā)揮物理法處理掉木素大分子，在通過(guò)化學(xué)氧化法氧化掉殘 余的小分子木素，降低了處理成本。結(jié)合各種處理方法的優(yōu)勢(shì)，降低運(yùn)行成本， 提高去除效果，在生產(chǎn)中已得到應(yīng)用。利用多種氧化技術(shù)產(chǎn)生協(xié)同作用進(jìn)行印染 廢水的深度處理已成為印染廢水深度處理

12、的研究熱點(diǎn)。利用多種工藝相結(jié)合的組合工藝，能發(fā)揮單一處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互 補(bǔ)，能夠最大限度降低處理成本，提高處理效果。三、課題設(shè)計(jì)內(nèi)容1）確定廢水處理廠的處理工藝流程及處理構(gòu)筑物（或設(shè)備）的類(lèi)型和數(shù)量;2）對(duì)工藝流程中的主要構(gòu)筑單元的設(shè)計(jì)與計(jì)算；3）該印染廢水處理廠的平面布置、高程布置；4）水泵、風(fēng)機(jī)等主要設(shè)備的選型；5）運(yùn)用CAD制圖。3.1原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)該印染廠日排水總量為6000m3/d,經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理后達(dá)到印染 工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)（GB3544-2008）,部分回用于印染工序，其余達(dá)標(biāo)后排 放。3.2廢水水質(zhì)及排水標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)的要求，嚴(yán)格執(zhí)行紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

13、 （GB4287-92） 3 中一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。表一、廢水指標(biāo)和出水指標(biāo)mg/L指標(biāo)PHCODSS硫化物色度（倍）苯胺類(lèi)廢水水質(zhì)8111507501503001. 02 84507002.5排放標(biāo)準(zhǔn)69100701.0502.0四工藝選擇處理印染類(lèi)廢水，常用的方法有物化法、活性污泥法、生化一活性炭法、 生化一電解法、生化一物化法等。物化作為印染廢水的預(yù)處理是可行的，但運(yùn)行 費(fèi)用高，污泥產(chǎn)量大，處置難?；钚晕勰喾撋Ч睿珻OD也難以達(dá)標(biāo)。厭 氧一好氧一生物碳工藝，效果很好，但它要用價(jià)格昂貴的活性炭，廠家難以接受。 針對(duì)以上特點(diǎn)以及對(duì)出水水質(zhì)的要求，并結(jié)合現(xiàn)有印染廢水處理技術(shù)的特點(diǎn)，我 們選用一套能

14、比較好的解決上述問(wèn)題的、且不使用活性炭的工藝流程，鐵粉曝氣 /紫外光體系+水解酸化+生物接觸氧化法。I鐵粉在含染料廢水處理中的作用（1）電化學(xué)作用其基本原理是利用鐵粉中的鐵和炭（或加入的惰性電極）組分結(jié)構(gòu)成微小原 電極的正極和負(fù)極，以充入的污水為電解質(zhì)溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)。新生態(tài)的 電極產(chǎn)物活性極高，能與廢水中的有機(jī)物發(fā)主氧化還原反應(yīng)，使其結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生 變化。（2）還原反應(yīng)鐵粉內(nèi)電解法在其工作過(guò)程中，發(fā)生如下反應(yīng)：酸性條件下:2H+ +2e -2H -H2堿性或中性條件下：O2+2H2O+4e -4OH-電極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)H、Fe2+等能與染料等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，能夠使 染料的發(fā)色基因破壞

15、其至斷鏈，從而達(dá)到脫色口的，同時(shí)，鐵的還原作用對(duì)某些 有機(jī)物的還原也不可忽視，如其能將硝基苯還原成氨基物等。（3）鐵離子的絮凝作用內(nèi)電解過(guò)程中，陽(yáng)極上溶出Fe2+等將廢水中的染料粒子等膠凝在一起，形 成以Fe2+為膠凝中心的絮凝體，捕集，挾裹和吸附懸浮的膠體共沉。另外，F(xiàn)e2+ 經(jīng)中和曝氣后，生成的Fe（OH） 3是膠體絮凝劑，它的吸附能力高于一般藥劑水 解法得到的的Fe（OH） 3的吸附聚集能力。另外，山于電池電極周?chē)嬖陔妶?chǎng)效 應(yīng)，使溶液中的帶電粒子在電場(chǎng)作用下定向移動(dòng)，進(jìn)行附集并沉積到電極上，從 而除去廢水中的污染物。（4）鐵粉曝氣/紫外光體系a在酸性條件下，體系中鐵粉本身及新生態(tài)Fe2

16、+,H等對(duì)染料分子具有還原 作用。b鐵離子具有絮凝作用。c Fe（III）-OH絡(luò)合物在紫外光作用下的光化學(xué)氧化作用。d鐵粉本身有少量的吸附作用。e與傳統(tǒng)鐵粉微電解法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于鐵粉在系統(tǒng)中始終處于懸 浮活動(dòng)狀態(tài)，保證了其表面活性狀態(tài)，且不會(huì)形成結(jié)塊等現(xiàn)象，從而等達(dá)到穩(wěn)定 處理效果。充分利用了系統(tǒng)中Fe(OH)2+等組分在紫外光作用下對(duì)染料的降解作 用。其對(duì)染料降解的無(wú)選擇性彌補(bǔ)了傳統(tǒng)微電解法中對(duì)水溶液性染料廢水的 COD去除效果差的不足。釆用鐵粉曝氣/紫外光體系可以有效脫除水溶性染料活 性劑的色度，并對(duì)COD有一定的去除效果。體系中鐵粉可重復(fù)利用，不會(huì)影響 處理效果，但應(yīng)定期補(bǔ)充

17、并清洗，以去除部分Fe(OH)3o該體系對(duì)水溶性染料的 處理效果優(yōu)于不溶性染料。向體系中引入催化劑，強(qiáng)化該體系中光氧化作用，更 有效去除COD oII水解酸化法作用機(jī)理：一般把厭氧發(fā)酵過(guò)程分為四個(gè)階段，即水解階段；酸化階 段；酸衰退階段中烷化階段，而中解反應(yīng)地把反應(yīng)過(guò)程控制在前面的水解與 酸化二個(gè)階段。水解階段，可使固體有機(jī)物質(zhì)降解為溶解性物質(zhì)，大分子有機(jī)物 質(zhì)降解為小分子物質(zhì)，在產(chǎn)酸階段，碳水化合物等有機(jī)物降解為有機(jī)酸，主要是 乙酸，丁酸和丙酸等。水解和酸化反應(yīng)進(jìn)行得相對(duì)較快，一般難于將它們分開(kāi)， 此階段的主要微生物是水解-產(chǎn)酸細(xì)菌。在水解酸化反應(yīng)過(guò)程中首先大量微生物 將進(jìn)水中呈顆粒與膠體狀

18、有機(jī)物迅速截留和吸附，這是一個(gè)快速的物理過(guò)程，只 需兒秒鐘到兒十秒就進(jìn)行完全；補(bǔ)截留下來(lái)的有機(jī)物吸附在水解污泥表面，被緩 慢分解；它在系統(tǒng)中的停留時(shí)間取決于污泥停留時(shí)間，與水力停留時(shí)間無(wú)關(guān)；在 水解產(chǎn)酸菌的作用下將不溶性有機(jī)物水解成為可溶解性物質(zhì)，同時(shí)在產(chǎn)酸菌的協(xié) 同作用下將大分子，難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐子诮到獾男》肿游镔|(zhì)，并重新 釋放到溶液中，在較高的水力負(fù)荷下隨水流出系統(tǒng)；山于水解和產(chǎn)酸菌世代期較 短，因此這一過(guò)程也是迅速的。污水經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)后可以提高其生化性能，降低 污水的PH值，減少污泥產(chǎn)量，為后續(xù)好氧生物處理創(chuàng)造有利條件。m生物接觸氧化法簡(jiǎn)介生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池之間的生物膜法工藝其 特點(diǎn)是在池內(nèi)設(shè)置填料，池底曝氣對(duì)污水進(jìn)行充氧，并使池體內(nèi)污水處于流動(dòng)狀 態(tài)以保證污水同浸沒(méi)在污水中的填料充分接觸避免生物接觸氧化池中存在污水 與填料接觸不均的缺陷。生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過(guò)鼓風(fēng)曝氣供 給，生物膜生長(zhǎng)至一定厚度后，近填料壁的微生物山于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn) 生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會(huì)造成生物膜的脫落，并促進(jìn)新生物膜的生長(zhǎng)， 形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨出水流出池外。生物接觸氧化法是以 生物膜為主凈化廢水的一種處理工藝。其獨(dú)特之處：(1) 氧化池內(nèi)供微生物固著