4000吨每天纺织印染废水处理设计方案和对策1.docx

4000吨每天纺织印染废水处理设计方案和对策1.docx

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4000吨每天纺织印染废水处理设计方案和对策1

1．概述

嘉善县百事顺纺织印染有限公司主要从事针织印染，纺织印染行业是工业污水排放大户。

污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。

废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水。

纺织印染废水处理的主要对象是不易生物降解或生物降解速度极慢的有机物、染料及有毒物质。

为了保护环境，公司决定已建一套污水处理系统，处理能力为1800m3/d，因厂区工业废水水量增大以及工艺设备设施老化，污水处理系统负荷过大，已不满足厂区污水处理的正常运转，为了是废水得到有效的处理，做到达标排放以及响应国家节能减排的政策，嘉善县百事顺纺织印染有限公司委托我公司（浙江爱迪曼水科技有限公司）对其污水处理系统进行改造，预计改造后，污水处理量为4000m3/d，处理后水质达标排放。

具体指标参数见方案中表示。

改造前系统处理能力

改造后系统处理能力

1800m3/d

4000m3/d

1.2公司简介

（1）设计单位：

浙江爱迪曼水科技有限公司

华东勘测设计研究院

华东勘测设计研究院是国家著名的环保设计研究单位，持有国家甲级污染治理设计证书（国设专证甲级0232号），环境影响评价证书，拥有各种科研技术开发人才及环保技术开发设备研制能力。

浙江爱迪曼水科技有限公司成立于1999年，一直坚持以研发为核心，优质生产为基础，优良售后为保障，高科技水处理技术为理念，是集设计，施工安装，设施运营为一体的环保企业，公司有技术骨干27余人，其中高工6名，工程师3名，环保专业技术人员18名，我公司有专业的环保设备生产车间，占地约10000余平方米，在农村生活污水和工业废水处理上，经过多年的工程实践，已具备成熟的运行经验和良好的处理效果。

我公司根据工程实际需求将气浮法＋生化法处理工艺组合处理纺织印染废水，能有效的处理掉废水中的污染物。

具有操作简单，处理成本低，出水水质稳定等特点。

2.设计依据、原则及范围

2.1设计依据

2.1.1主要规范和标准

●《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-92）

●《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

●《室外排水设计规范》（GB50014-2006）

●《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）

●《给水排水设计基本术语标准》（GBJ125-89）

●《建筑给水排水设计规范》（GB20015-2003）

●《总图制图标准》（GB/T50103-2001）

●《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）

●《建筑地基基础设计规范》（GB5007-2002）

●《工业企业噪音控制设计规范》（GBJ.87-85）

●《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）

●《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）

●《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）

●《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50062-92）

●《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

●《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）

●《构筑物抗震设计规范》（GBJ50191-93）

●《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）

●《地下工程防水技术规范》（GBJ108-97）

●《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231-98）

2.1.2主要政策法律

●《中华人民共和国环境保护法》

●《中华人民共和国水污染防治法》

●《中华人民共和国水污染防治法实施细则》

●《建设项目环境保护管理办法》

●《建设工程环境保护设计规范》

●《污水处理设施环境保护、监督管理办法》

●《饮用水源保护区污染防治管理规定》

●《污染物排放许可证管理暂行办法》

2.2设计原则

2.2.1、国家对环境保护及城市污水治理的有关规范、标准和规定。

2.2.2、城镇总体规划的原则和要求，并与城市道路、给水、防洪、环保、电力、近期建设等工程规划相协调。

2.2.3、执行国家关于环境保护工作的方针政策，精心编制，做到技术先进、经济合理、安全实用、质量可靠。

2.2.4、制宜地根据客观实际，在保证处理效果达标排放的前提下，尽量节省工程投资、节省用地、节省能源、降低运行成本。

2.2.5、处理工艺技术先进可靠、简单实用、经济合理、高效节能、确保水处理效果、减少工程投资与日常运行费用、管理维护方便。

2.2.6、稳妥地采用污水处理新技术、新设备、新材料。

2.2.7、环境美观，建筑简洁实用，提供较舒适工作环境。

2.3设计范围

污水处理工艺、设备管线、给排水、土建、电气仪表及自控等专业设计。

2.4设计目标

本工程废水排放执行《纺织染整工业水污染物排放标准》（征求意见稿）中的“三级”标准，

排放标准具体指标见表2：

项目

CODCr

（mg/L）

BOD5

（mg/L）

SS

（mg/L）

色度

（倍）

pH

排放标准

≤500

≤300

≤60

≤60

6.0～9.0

3.系统水质水量的确定

3.1处理水量

根据工厂生产情况及业主提高的数据，原工艺厂区每天的废水处理总量为1800m3/d=75m3/h。

经改造后确定每天的废水处理总量为4000m3/d=166.3m3/h。

3.2设计进水水质各项指标分析

根据用户提供的水质水样，并结合同类废水水质情况得到水质情况见表1：

表1废水水质表

项目

CODCr

（mg/L）

BOD5

（mg/L）

SS

（mg/L）

色度

（倍）

pH

温度

0C

设计水质

4000

800

300

150～200

8.0～9.0

≤40

3.3设计出水水质

《纺织染整工业水污染物排放标准》中的“三级”标准，排放标准具体指标见表2：

表2废水排放标准表

项目

CODCr

（mg/L）

BOD5

（mg/L）

SS

（mg/L）

色度

（倍）

pH

排放标准

≤500

≤300

≤60

≤60

6.0～9.0

4．生产过程及排污情况

4.1生产工艺及产污流程

4.1.1生产工艺

工程生产过程主要有煮炼、漂白、染色等部分组成，生产工艺如下：

棉针织产品的印花和染色工艺

由于针织坯布纱线上不含浆料，故针织坯布不需要退浆。

但为了去除织物上的天然杂质，需经过再煮炼工序，去除织物上的色素及剩余杂质等，还需要经过漂白工序。

棉针织产品的印花和染色生产工艺及污染物产生流程：

棉针织产品的印花和染色生产工艺及污染物产出流程图

4.1.2生产过程产生废水的环节

根据生产工艺，本工程的废水可分为炼漂废水和印染废水两种：

（1）炼漂废水

主要有：

针织布在煮炼和漂白加工过程中产生的废水。

这种废水主要是固体悬浮物浓度较高，色度较低。

（2）印染废水

主要有：

针织布在印花和染色加工过程中产生的废水。

这种废水主要是固体悬浮物浓度较低，色度较高。

5.处理工艺论证与选择

5.1处理工艺的功能要求

污水处理工艺的选择直接关系到处理后出水的各项水质指标能否稳定可靠地达到排放标准的要求、建设投资和运行成本是否节省、运行管理及维护是否方便，及占地指标是否较低。

因此污水处理工艺方案的选定是污水处理系统成功与否的关键。

5.1.1印染污水的特性

纺织印染行业是工业污水排放大户，污水中主要含有纺织纤维上的污物、油脂、盐类以及加工过程中附加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸碱等。

废水特点是有机物浓度高、成分复杂、色度深且多变，pH变化大，水量水质变化大，属难处理工业废水。

随着化学纤织物的发展，仿真丝的兴起和印染后整理要求的提高，使PVA浆料、人造丝碱解物、新型染料、助剂等难降解有机物大量进入纺织印染废水，对传统的废水处理工艺构成严重挑战，COD浓度也从原来的数百毫克每升上升到3000～5000mg/l。

浆染废水色度高、COD高，特别是近年根据国外市场开发出来的丝光蓝、丝光黑、特深蓝、特深黑等印染工艺，该类印染大量使用硫化染料、印染助剂硫化钠等，因此废水中含有大量的硫化物，该类废水必须加药预处理，然后再进行系列化处理，才能稳定达标排放。

漂染废水中含有染料、浆料、表面活性剂等助剂，该类废水水量大，浓度和色度均较低，如果单纯采用物化处理，则出水也在100～200mg/l之间，色度也能以满足排放要求，但污染量大大增加，污泥处理的费用较高，容易造成二次污染，在目前环保要求较严的情况下应充分考虑生化处理系统，常规的强化生物处理工艺可以满足处理要求。

5.1.2印染污水处理要求

根据上面章节对污水水质的分析，本工程要求的污水处理程度较高，因此对污水处理工艺的选择应十分慎重。

本工程选择污水处理工艺应充分考虑污水量和污水水质以及经济条件和管理水平，优先选用技术先进、安全可靠、低能耗、低投入、少占地和操作管理方便的成熟处理工艺。

下面将各种工艺的特点进行论述，以便选择切实可行的方案。

5.2印染废水处理工艺的分析

针对印染行业废水处理难度的增加，近年来国内外都开展了一些研究工作，主要是新的生物处理工艺和高效专门细菌以及新型化学药剂的探索和就用研究。

其中具有代表性的有厌氧－好氧生物处理工艺、高效脱色菌应用研究、高效混凝脱色剂的研制等。

印染废水常用处理方法如下表4-1。

表4-1印染废水常用处理技术

名称

主要构筑物、设备及化学品

处理对象

格栅

各类机械

粗大悬浮、漂浮物

中和调节池

中和池、碱性（酸性）物质的投加系统、沉淀池、泵；中和剂

pH值

气浮

加压溶气气浮、射流气浮、涡凹气浮、泵、空压机等；混凝剂、酸、碱等

色度、胶体状悬浮物、混凝后絮体、COD

生化塔

钢结构支撑架，ADM生化填料

COD，色度

生化处理（好氧生物处理、厌氧生物处理）

好氧、厌氧生物反应器，供氧曝气设备、污泥搅拌设备、泥水分离设备

COD、BOD、细菌、色度

1、印染废水处理的物理法—吸附法

在物理处理法中就用最多的是吸附法，这种方法是将活性碳、粘土、高岭土等多孔物质的粉未或颗粒与废水混合，或让废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去。

目前，国外主要采用活性碳吸附法（多半用于三级处理），该法对去除水中溶解性有机物非常有效，但它不能去除水中的胶体和疏水性染料，并且它只对阳离子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有较好的吸附性能。

吸附处理使用的吸附剂多种多样，工程中需考虑吸附剂对染料的选择性，应根据废水水质来和选择吸附剂。

另外国内也有用活性硅藻土和煤渣处理传统印染工艺废水，费用较低，脱色效果好，其缺点是泥渣产生量大，且进一步处理难度大。

2、印染废水的化学处理方法

（1）混凝法

混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成絮凝团。

混凝法不但可以去除废水中的粒径为10-3～10-6mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、BOD、COD等有机质。

混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好。

近来国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂的趋势。

高分子混凝剂最常用是的聚丙烯酰胺（PAM），有阴离子型、阳离子型及非离子型。

（2）氧化法

化学氧化法是利用强氧化剂对废水中的色度、细菌微生物、有机物（COD、BOD）等污染物进行强化氧化的处理方法。

在对印染废水进行化学处理的时候，由于受运行费用及环境接纳的限制，能常不使用化学固态氧化药剂。

在国外臭氧氧化法就用较多，并且已总结出了印染废水臭氧脱色的数学模式。

臭氧氧化法对多数染料能获得良好的脱色效果，但对硫化、还原、涂料等不溶于水的染料脱色效果较差。

（3）电解法

电解对处理含酸性染料的印染废水有较好的处理效果，脱色率为50%~70%，但对颜色深、CODCr高的废水处理效果较差。

对染料的电化学性能研究表明，各类染料在电解处理时其CODCr去除率大小依次为：

硫化染料、还原染料＞酸性染料、活性染料＞中性染料、直接染料＞阳离子染料。

目前这种处理方法正在推广使用交已运用到一些工程实际当中。

3、印染废水的生物处理方法

从目前情况来看，我国印染废水好氧生物处理以表面加速曝气和接触氧化法占多数，此外鼓风曝气活性污泥法、射流曝气活性污泥法、生物转盘工艺也有应用。

生物处理对于去除BOD等有机质有效，但对于色度去除率并不高，一般在50%左右，所以当色度要求比较高时，需要辅以物理或化学处理方法。

好氧生物处理对于去除BOD有明显效果，一般可达80%左右，但色度和COD去除效率不高，尤其PVA等化学浆料、表面活性剂、溶剂及匹布碱减量技术的广泛应用，不但使印染废水的COD高达2000mg/l~3000mg/l，而且BOD/COD的比值也较以前大幅下降，单纯的好氧生物处理难度越来越大，出水难以达标。

基于以上情况，如今印染废水的厌氧生物处理技术越来越受到人们的重视，探求高效、低耗、投资省的印染水处理新技术已日显重要。

厌氧的主要处理构筑物是厌氧罐，染料中的偶氮基团、三苯甲烷以及单氮基因聚合物，都能通过厌氧分解，通常在中温条件下进行（37oC），水力停留时间（HRT）8h，主要含甲基红染料的污水颜色能完全去除。

用UASB反应器和管道厌氧消化器直接处理高浓度染料废水的中长期运行结果表面，废水中的色度和COD去除率分别稳定在80%~90%以上。

此时与好氧法相结合的厌氧处理作用已不是传统的厌氧消化，它的水力停留时间（HRT）一般为6h~12h，只发生水解和酸化作用。

这一工艺流程的提出主要是针对印染废水中可生化性差的一些高分子物质，期望它们在厌氧段发生水解、酸化作用，变成较小的分子，从而改善废水的可生化性，为好氧处理创造条件。

应用这一流程，较好地解决了PVA、染料的处理问题。

这一流程的另一大特点是，好氧段所产生的剩余污泥全部回流到厌氧段，厌氧段有较长的污泥停留时间（SRT），有利于污泥厌氧消化，从而显著降低了整个系统的剩余污泥量。

上述组合工艺具有双重的作用：

一是对废水进行预处理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有机物；二是对系统的剩余污泥进行消化。

5.3本项目废水处理工艺选择

5.3.1物化工艺选择

混凝法主要有混凝沉淀法和混凝气浮法、混凝过滤法，所采用的混凝剂多半以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝（PAC）的架桥吸附性能较好。

近来国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂的趋势。

高分子混凝剂最常用是的聚丙烯酰胺（PAM），有阴离子型、阳离子型及非离子型。

根据以往经验，印染废水中悬浮物与药剂形成的胶团比重较大，考虑到操作强度及运行方便，本项目应宜采用混凝气浮法。

5.3.2厌氧工艺的选择

厌氧处理主要有水解酸化池、厌氧生物滤池、UASB反应池等。

其中水解酸化池取代了传统的初沉池，水解池对有机物的去除率远远高于传统的初沉池，更为重要的是经过水解处理，使污水更适宜后继的好氧处理；可挂装填料提高处理效率，操作简便，处理效率高，适用于中低浓度废水；本项目采用水解酸化处理方法。

5.3.3好氧生物处理

好氧处理工艺有很多处理方法。

好氧处理工艺分为活性污泥法和生物膜法，活性污泥法大致分为两大类：

第一类为按空间进行分割的连续流活性污泥法；第二类为按时间进行分割的间歇式活性污泥法。

生物膜法以接触氧化法应用最多最普遍。

生物接触氧化法是一种典型的生物膜法工艺，其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，避免生物接触氧化池中存在污水与填料接触不均的缺陷。

生物接触氧化法中微生物所需的氧通过鼓风曝气供给，生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生物膜的生长，形成生物膜的新陈代谢，脱落的生物膜将随出水流出池外。

生物接触氧化法具有以下特点：

（1）由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；

（2）由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对水质水量的骤变有较强的适应能力；

（3）剩余污泥量少，不存在污泥膨胀问题，运行管理简便；

综上所述，接触氧化法处理效果稳定，操作强度较小，易于控制，剩余污泥少而且污泥稳定，不需设污泥消化池，能实现生物处理池的功效最大化。

6.本项目处理工艺确定

根据项目实际情况，结合我们在其它同类污水治理工程中的实践经验，本着“两低两高”的原则（即投资低、运行费用低、去除效率高、可操作性高），从经济效益，社会效益和环境效益相结合的观点出发，确定本项目采用浆染废水分类预处理+水解酸化池+二级接触氧化+物化处理工艺。

选择这种工艺有如下特点：

1、运行稳定，可满足出水要求，工艺成熟，有成功的运转经验。

物化池负担部分有机物去除，生化池完成有机物降解，沉淀池中进行泥水分离，需独立的沉淀池。

2、有物化处理控制，可抵抗冲击负荷。

污泥有一定的稳定性，无需进行泥的厌氧消化处理。

3、曝气采用鼓风曝气，设高效曝气系统，曝气系统均布池底，动力效率高，能耗低，池深大，占地少。

4、自动化程度要求较低，运行管理简单方便。

5、占地面积相对小、投资小、污泥量大。

6.1废水处理工艺流程

厂区废水

上清液回流

污泥

PAM/Fe2SO4

PAC/H2SO4

鼓浮渣

空压机

风

污泥

污

泥

回

流

剩余污泥

外运

污泥

入管网或部分中水回用

6.2工艺流程说明

车间排除的废水收集后经粗细两道格栅，去除较大悬浮物后，进入PH调整池，调节PH值。

而后进入调节池。

其中当染色废水为大红染色废水或较难处理的染色废水时，需要将其排入脱色预处理池进行脱色预处理，减轻系统的处理负荷，而后进入PH调整池，调节PH值。

再进入调节池。

在调节池内，底部设置曝气穿孔管采用空气搅拌进行调节。

废水经均质均量后，由提升泵提升到气浮池，在此除去废水中与生化无关的污染物，如细纱头等，提高了污水的可生化性，从而减轻后续生化反应的负荷，然后进入兼氧池。

兼氧池内设置组合填料，提供活性污泥的生长环境，增大废水与活性污泥的接触面积，提高对有机物的去除效率，在鼓风曝气提供充足氧源的情况下，微生物通过吸收废水中的有机质实现自身的新陈代谢等生命活动，同时废水中的有机质得到充分去除，填料上脱落下来的生物膜（污泥）与废水一起进入一级和二级生化池内；废水在两级生化池中进一步处理，混合废水在二级生化池内进一步强化处理后，废水内的有机污染物基本被完全消解，二级接触池出水进入沉淀池，而后沉淀池内利用重力的原理进行固液分离。

沉淀池部分污泥回流至水解酸化池和生化池，剩余污泥排放进污泥浓缩池，经沉淀池处理的废水自流入后沉池，进一步去除废水中的沉淀物后，达标清水外排。

剩余污泥进入污泥浓缩池内进行浓缩处理，然后由污泥螺杆泵打入板框压滤机进行脱水处理，滤液回流到调节池内，泥饼由运泥车外运卫生填埋或锅炉焚烧处理。

6.3紧急状态及处理措施

（1）当发生设备故障的紧急状态时，主要设备（如提升泵、鼓风机等）均设有相应的备用设备，非主要设备虽现场不设置备用，但要求业主在仓库设有备用的电机或其他设施，以便能及时更换；

（2）本站设置两路电源，当外电源断电时，切换至厂备用电源，以便维持本系统的正常运行，特别是好氧池空气的供应；

（3）调节池均按照一定的调节时间设置预留空间，可充分缓冲水质水量，因而不会终止水处理；

各处理单元预期效果见表5-1

表5-1各处理单元预期效果一览表

编号

处理单元

CODcr（mg/l）

BOD5（mg/l）

SS（mg/l）

色度

出水

去除率

出水

去除率

出水

去除率

出水

去除率

1

原水

1500

300

300

200

2

调节池

≤1350

≥10%

≤285

≥5%

≤270

≥10%

≤200

≥0%

3

气浮池

≤1215

≥10%

≤199.5

≥30%

≤135

≥50%

≤100

≥50%

4

兼氧池

≤607.5

≥50%

≤40

≥80%

≤90.8

≥20%

≤60

≥40%

5

生化反应池

≤121.5

≥80%

≤20

≥50%

≤36.3

≥60%

≤54

≥10%

6

脱色池

≤97.2

≥20%

≤21.6

≥60%

7

总去除率

91.73%

93.3%

88%

89.2%

8

排放标准

≤80

≤20

≤60

≤60

7．处理工艺设计

7.1设计参数及设备选型

设计参数：

根据业主提供的生产情况，得出每天废水的排放最大量为4000m3/d，本污水站设计处理量Q=4000m3/d＝166.3m3/h

7.2格栅井（原工艺已有）

格栅井设置粗细各一道，用于去除污水中较大悬浮物，可保护水泵及后续处理单元。

数量：

1座

结构：

钢混

配套设备：

格栅

7.2.1人工格栅（原工艺已有）

栅宽：

B=1.0m

格栅间隙15mm

栅前水深0.4m

安装倾角60°

数量：

1台

材质：

碳钢

7.2.2人工格栅（原工艺已有）

栅宽：

B=1.0mm

格栅间隙5mm

栅前水深0.3m

安装倾角60°

数量：

1台

材质：

碳钢

7.3极端废水预处理池（需新建）

脱色预处理池用于处理生产车间排除颜色较重的废水，如大红、黑色等废水。

脱色预处理后进入调节池，便于后续系统的处理。

池体尺寸：

5.0×5.0×4.0m

设置加药装置一套

7.4中和调节池（原工艺已有，需要改造）

调节池内设置大气泡空气搅拌系统（采用穿孔管）一套，设置PH调整系统一套，用于调整废水的酸碱度，一面对后面生化系统的正常运行产生影响。

穿孔管、PH调整加药系统、污水提升泵三台（两用一备）

7.5气浮池

气浮池采用钢结构一体化设备，在投加PAC,PAM等相关药剂后，形成矾花，在利用切割产生微小气泡，将产生的污泥浮至池面，在有刮泥机刮至污泥浓缩池。

设计流量：

166.3m3/h设计停留时间：

1.0h

池体容积：

158m3

结构形式：

地上一体化钢结构

配套设备：

（1）空气压缩机一台

（2）加药装置两套

7.6兼氧池（池体原工艺已有，待改造）

将原有的生化反应池，斜管沉淀池，合并，改造为兼氧池，增加反应容积及延长反应时间，提高废水的可生化性

设计流量：

166m3/h设计停留时间：

10.0h

数量：

一座，

有效容积：

V=1729m3

配套设备：

（1）ADM-生化组合填料

（2）鼓风量计算：

取气水比为15：

1，则鼓风曝气量为31.25m3/min

（3）高效微孔曝气系统一批

7.7一级生化反应池（新建）

生化反应池尺寸：

20.0×8.0×5.5m

材料配置：

ADM-新型挂式填料一批

曝气装置：

鼓风机2台（一备一用）

设计停留时间：

4.8h

有效容积：

V=800m3