復(fù)級(jí)裂解處理印染廢水方案

1、復(fù)級(jí)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(duì)紡織材料進(jìn)行再加工的過(guò)程，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，包括預(yù)處理、染色、印花和整理等四個(gè)過(guò)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(guò)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(yán)重污染。印染廢水是指印染、煮練、漂洗等在生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(jiàn)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(yáng)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(xiǎn)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(xiǎn)粉、表面活性劑表1-12：印染工業(yè)廢水的產(chǎn)生印染過(guò)程四個(gè)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(shí)期，廢水水質(zhì)各不相同，水質(zhì)常常會(huì)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(qiáng)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(guò)蒸發(fā)濃縮回收，所以，絲光廢水一般很少排出，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)使用最終排出的廢水仍呈強(qiáng)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(qiáng)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(guò)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(shù)脂、油劑、漿料等。3：印染廢水特性：（1）無(wú)機(jī)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(huì)因酚類物質(zhì)中毒影響生長(zhǎng)和繁殖。印染廢水的特征可概括為：有機(jī)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(fù)荷重。4：染料、印染工業(yè)廢水中圬染物對(duì)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(guò)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(shí)，會(huì)造水中缺氧。當(dāng)氧濃度小于4mgL時(shí)，魚類則會(huì)死亡，小于12mgL時(shí)，兼性微生物與厭氧微生物則大量繁殖，進(jìn)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(jī)物的量。消耗溶解氧的量稱為生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand)，簡(jiǎn)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(guò)810d的培養(yǎng)，這種菌才能達(dá)到明顯的數(shù)量，產(chǎn)生明顯的，可以測(cè)出的耗氧量。BOD5基本上是含碳有機(jī)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(guò)程中添加的各種活性劑和助劑，有機(jī)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(jī)物，芳香胺及大分子碳水化合物均難以生物降解，常用強(qiáng)氧化劑催化氧化，測(cè)定所消耗的氧化劑中的氧量，表示廢水中的有機(jī)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(jī)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(jī)物（除苯類有機(jī)物例外

8、）?？傆袡C(jī)碳（TOC）是表示廢水中所含全部有機(jī)碳的量，它的測(cè)定方法是通過(guò)有機(jī)物質(zhì)全部氧化成二氧化碳和水，然后再測(cè)定二氧化碳的量。用BOD5與COD的比值來(lái)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(jī)物，也是水中污染物。（2）、合成有機(jī)物印染工業(yè)廢水中合成有機(jī)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(diǎn)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(jí)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(shí)際工程中常采用組合處理工藝。對(duì)可生化性較好的印染廢水，采用一級(jí)或二級(jí)生物處理工藝；對(duì)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(duì)微生物具有毒害或抑制作用的廢水，先采用物化法進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行生物處理；排水量較小時(shí)，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(dāng)敏化劑能量大于禁帶寬度時(shí)，電子被激發(fā)，躍過(guò)禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶，則在價(jià)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(qiáng)羥基自由基OH，氧化各種有機(jī)物，并使之礦化為CO2裂解處理一般動(dòng)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(qiáng)氧化劑，可以抑制電子空穴復(fù)合，可以提高氧化速度。對(duì)特定的催化劑表面擔(dān)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(jiǎn)單復(fù)合，pt/TiO2能夠提高催化降解有機(jī)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(guò)多，則可能充當(dāng)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(gè)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(wú)毒價(jià)廉，貨源充足。TiO2是一種半導(dǎo)體氧化物，它有充滿電子的價(jià)電子帶和缺電子的導(dǎo)帶，在能級(jí)激化狀

12、態(tài)價(jià)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(jià)電子帶又得到電子，價(jià)帶上電子發(fā)生躍遷，故將使用過(guò)的TiO2通過(guò)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(diǎn)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(duì)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(jìn)入反應(yīng)器，大于要求值時(shí)處理效率按指數(shù)（反應(yīng)動(dòng)力）降低。（5） 對(duì)污泥回用有強(qiáng)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(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)計(jì)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(jiàn)表3.1.1廢水水質(zhì)指標(biāo)及排放標(biāo)準(zhǔn) 表3.1.1序號(hào)名稱pHCODcr(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)色度（倍）1進(jìn)水91263014002308702304601807202平均1011006003605003處理要求69100301550四：設(shè)計(jì)原則1：嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，廢水處理后達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)淮8978-96中的二級(jí)新建企業(yè)1類排放標(biāo)淮。2：以工藝結(jié)構(gòu)合理的復(fù)級(jí)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(dòng)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(guò)700m2(給排水管道占地除開(kāi))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(wú)二次污染，廢水處理后水質(zhì)清澈透明，CODcr、BOD5平均指標(biāo)低于4-1標(biāo)準(zhǔn)中指標(biāo)。五：污水處理工藝流程1：工藝設(shè)計(jì)印染廢水處理工程工藝設(shè)計(jì)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(shí)列的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化構(gòu)筑而成。運(yùn)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(diǎn)；同時(shí)也提高了對(duì)印染廢水的處理效果，而且非常穩(wěn)定的對(duì)廢水的零排放打下堅(jiān)實(shí)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(tuán)（NN、NO等）及極性基團(tuán)（SO3Na、OH等）的芳烴、雜環(huán)類有機(jī)化合物及NaCI、Na2SO4、Na2S等無(wú)機(jī)鹽，廢水水質(zhì)見(jiàn)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(cè)定項(xiàng)目的分析方法采用水和廢水標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)分析方法(第3版)水力停留時(shí)間和測(cè)試結(jié)果如圖-1 、圖5-2、表5.2圖5-1：廢水停留時(shí)間圖

16、5-2材料膨脹率表5.2系統(tǒng)常溫下運(yùn)轉(zhuǎn)測(cè)試值（不加其它任何藥劑）PH停留時(shí)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(jì) WL40A2H反應(yīng)器 ：過(guò)濾池 ：空氣流量計(jì) ：鼓風(fēng)機(jī)3：流程說(shuō)明生產(chǎn)線排出的廢水，通過(guò)廠區(qū)污水管道，匯集到安裝有粗細(xì)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(jí)提升泵提升至復(fù)級(jí)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(guò)程達(dá)到脫色混凝沉淀、氧化還原等機(jī)理脫除廢水中的污染物質(zhì)。其出水提升到物理過(guò)

17、濾池過(guò)濾后，自流到清水池經(jīng)計(jì)量后，備工藝回用或排放，排放水達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)誰(shuí)。復(fù)級(jí)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(jì)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(guò)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(shí)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(huì)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(shí)際上調(diào)節(jié)池也是水的預(yù)處理設(shè)施，通過(guò)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(jìn)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(jì)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(duì)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(jìn)入池內(nèi)。由于隔板之間形成的水流通道長(zhǎng)度不同，同一時(shí)間進(jìn)入池內(nèi)的廢水，需要停留不同的時(shí)間才能達(dá)到出水槽。反而言之，出水槽內(nèi)，同一時(shí)刻

19、的廢水是不同時(shí)刻流入池內(nèi)的，在槽中相遇并混合，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)均一。圖6-1對(duì)角線進(jìn)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(dāng)進(jìn)水量大于出水量時(shí)，則池內(nèi)應(yīng)能貯存盈余，反之，應(yīng)能補(bǔ)充短缺，以此實(shí)現(xiàn)水量調(diào)節(jié)。池底設(shè)置沉渣斗，通過(guò)排渣管定期排渣。三、調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)計(jì)算的主要內(nèi)容是池容積的計(jì)算。其計(jì)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(shí)間，3hqt小時(shí)內(nèi)廢水平均流量，m3h。對(duì)角線式調(diào)節(jié)池有Vqt1.4 式中 1.4經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。確定調(diào)節(jié)池的均衡時(shí)間和容積，設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池時(shí)按最不利的情況，即流量和濃度在高蜂時(shí)的區(qū)間計(jì)算，調(diào)節(jié)時(shí)間越長(zhǎng)水質(zhì)水量越穩(wěn)定，根據(jù)工廠

20、廢水排放情況，建筑場(chǎng)地，資金等具體條件，確定調(diào)節(jié)時(shí)間3.0h，調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)根據(jù)下式計(jì)算而得。調(diào)節(jié)池平均出水濃度C24小時(shí)廢水平均濃度,mg/L；c1，c2cn廢水在各時(shí)間段t1，t2tn內(nèi)的平均濃度，mg/L；q1，q2qn廢水在各時(shí)間段t1，t1tn內(nèi)的平均流量m3/h；t1，t2tn時(shí)間段(h)總和等于T；q24小時(shí)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(dòng)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(shí)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(jì)1臺(tái)，自動(dòng)控制反應(yīng)器參加工作的數(shù)量，即高水位時(shí)全部參與工作，低水位時(shí)按順序啟動(dòng)反應(yīng)器工作。同時(shí)連續(xù)跟蹤顯示水池液位。2：曝氣池（1）：曝氣反應(yīng)的簡(jiǎn)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(jìn)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(shí)面，則&=VQ。設(shè)系統(tǒng)材料平均停留時(shí)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(shí)間等于材料平均停留時(shí)間。這種系統(tǒng)是唯一的&&a

22、mp;c的系統(tǒng)。或者說(shuō)，對(duì)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(shí)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(duì)所討淪的系統(tǒng)去除有機(jī)物效率取決于材料的平均停留時(shí)間，也是取決于水力停留時(shí)間，因?yàn)樵谶@一系統(tǒng)中二者是相等的。如果動(dòng)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(jì)算對(duì)于一定時(shí)間則有：又由Dx/DT=Y（ds/dt）-Kd得I/&c=Y（

23、ds/dt）/X-Kd動(dòng)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(lái)，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(méi)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(guò)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(guò)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(lái)，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(gè)密度為Pp、直徑為d的球形；在沉降過(guò)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中不受器璧及其他顆粒的影響；顆粒在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始后，瞬間就達(dá)到等速運(yùn)動(dòng)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(dāng)2NRe500時(shí)，Cd185（NRe）0.6；當(dāng)NRe500時(shí)，Cd0.4。在沉淀池內(nèi)，微粒沉降過(guò)程中，其周圍水流的NRe大多處于層流區(qū)或過(guò)渡區(qū)內(nèi)。對(duì)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(dá)式。對(duì)沉降過(guò)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(duì)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(jì)基礎(chǔ)。理想沉淀池包括進(jìn)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(jìn)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(jìn)人沉淀區(qū)時(shí)，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(jìn)入污泥區(qū)即認(rèn)為已被去除。進(jìn)入沉淀池的離散顆粒，處于圖中a點(diǎn)的位置上，在這一點(diǎn)上，顆粒要被去除需要?dú)v時(shí)最長(zhǎng)。如果這個(gè)顆粒能夠被去除，與這一顆粒同處于進(jìn)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(duì)角線方向下沉。其他顆粒則沿著與對(duì)角線平行且位于對(duì)角線下方的直線方向下沉，它們是先于該顆粒達(dá)到池底而被去除的。沿著對(duì)角線或與對(duì)角線平行直線運(yùn)動(dòng)的粒子具有的沉降速度稱為截留速度以u(píng)0表示。位于點(diǎn)上的具有沉降速度為u0（mh）的顆粒沉到池底，即達(dá)到O點(diǎn)所需要的時(shí)間為t（h）：t=H/ut=L/v水在池內(nèi)水平方向流動(dòng)的速度，也視為顆粒水平移動(dòng)速度。vQHB tLHB/Q LHBQHu0或 u0QLBQAm3（m2·h）任何一個(gè)進(jìn)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(gè)顆粒不是進(jìn)入最大沉降高度，而是進(jìn)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?jǐn)?shù)。（3）沉淀池的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)離散型顆粒沉淀時(shí)，截留速度和沉降時(shí)間是必須給出的。截留速度和沉降時(shí)間的關(guān)系可以通過(guò)試驗(yàn)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(jì)應(yīng)在考慮沉淀池內(nèi)水的流量及流速分布不可能達(dá)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(shí)還應(yīng)考慮了溫度變化、風(fēng)向、池進(jìn)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(jì)該沉淀池時(shí)，將表面負(fù)荷率乘以1（1.251.75）的系數(shù)，沉降時(shí)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(guò)程中，絮凝顆粒之間互相碰撞、聚集，改變了顆粒原來(lái)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(shí)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(kāi)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(gè)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(shí)，沉淀池底部出現(xiàn)密實(shí)層D，其中懸浮物濃度也是均勻的；B層與D層之間是過(guò)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(kāi)始，歷時(shí)t2后，兩個(gè)面相遇，C層消失。此時(shí)D層濃度變?yōu)镃，處于臨界濃度，此時(shí)D層開(kāi)始?jí)嚎s。圖6-9區(qū)域沉降圖 6-10沉淀池中沒(méi)泥分布示意圖A清水層 B受阻層C過(guò)渡層 D壓縮層（4） 沉淀池工況設(shè)計(jì)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(cè)定是沉淀池設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。在調(diào)節(jié)池前設(shè)置機(jī)械格柵用來(lái)去除大塊懸浮物與漂浮物，保證管道、閥門及泵的通暢無(wú)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(jī)物，引起后續(xù)處理上的麻煩，常采用曝氣沉砂池。一、二級(jí)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(jìn)水管進(jìn)入池內(nèi)，沿重力方向流動(dòng)，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(guò)流率為16M3（d·m2），進(jìn)人沉淀池的懸浮固形物含量為350600mgL，按90去除效率計(jì)，沉淀池溢流水乘于3560mgL懸浮固體。沉淀后的廢水直接進(jìn)入過(guò)濾池。沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)如下：1： 水力停留時(shí)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(guò)濾池（1）過(guò)濾池填料及其用途廢水通過(guò)濾池時(shí)，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(jī)物使微生物迅速繁殖，微生物又進(jìn)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(guò)生物膜時(shí)，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(dòng)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(kuò)散進(jìn)入生物膜內(nèi)，底質(zhì)被利用。微生物在氧的參加下對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解和機(jī)體新陳代謝。廢水被凈化，產(chǎn)生的無(wú)機(jī)物和二氧化碳沿著相反方向，從生物膜經(jīng)過(guò)附著

33、水排到運(yùn)動(dòng)著的廢水及空氣中，隨著廢水處理過(guò)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(yíng)養(yǎng)，而膜內(nèi)部則因營(yíng)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(zhǎng)生物膜直至脫落，從吸附到脫落是生物膜生長(zhǎng)的一個(gè)周期，整個(gè)反應(yīng)器的生物膜各部分交替脫落的，過(guò)濾池內(nèi)生物膜數(shù)量保持一定的動(dòng)態(tài)平衡。過(guò)濾池內(nèi)生物膜泥齡長(zhǎng)，填料上生長(zhǎng)著大量的硝化菌和絲狀菌，硝化效果很好。具有管理簡(jiǎn)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(duì)廢水中有機(jī)物進(jìn)行吸附作用，從而凈化廢水。（2）濾池填料生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)生物濾

34、池基質(zhì)降解機(jī)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(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征。6-14生物濾池基本流程圖Si進(jìn)入濾池中混含液的BOD5濃度。無(wú)回流時(shí)，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(shí)間。M一濾床的深度，m；q濾床的面積水力負(fù)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(yàn)數(shù)據(jù)，利用圖解法求得n和K值。圖6-15對(duì)不同的水力負(fù)荷q和池深M，有對(duì)應(yīng)不同q值。求n3.求K（3）濾池

35、面積和水力負(fù)荷的計(jì)算計(jì)算時(shí)先設(shè)定濾床深度M值。1. 無(wú)回流情況水力負(fù)荷面積1. 有回流情況下水力負(fù)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(jìn)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(zhǎng)的活性生物膜量，kgm3?；钚陨锬ち恳ㄟ^(guò)實(shí)測(cè)上、中、下三層填料的平均值，實(shí)測(cè)廢水低負(fù)荷濾池生物膜污泥為4.57.0kgm3，高負(fù)荷時(shí)為3.56.51kgm3。采用自然通風(fēng)便可滿足供氧要求。（5）過(guò)濾池結(jié)構(gòu)過(guò)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(jìn)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(jìn)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(jì)參數(shù)：1：停留時(shí)間HRT=2.40h2：有效容積V=520m3 衰減負(fù)荷2.0m3/(m2·h)， 3：外型尺寸12.0m×7.5m×5.0m. 圖6-16過(guò)濾池5：清水池過(guò)濾后出水進(jìn)人清水池，以便對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)和回用，池內(nèi)安裝了水質(zhì)水量監(jiān)測(cè)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(jì)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(jì)污泥日產(chǎn)生量：4500×64.3/1000（2） 設(shè)計(jì)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(jí)離子反應(yīng)器。獨(dú)立采用手動(dòng)和VFD075A43H（協(xié)議安裝）自動(dòng)兩套控制系統(tǒng)，泵的出口安裝流量計(jì)進(jìn)行水量計(jì)量：一級(jí)提升泵的技術(shù)性能參數(shù)：型號(hào)IHG40250，Q=20