南通大學(xué)鑒定書

/附件1創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)作者：龐濤專業(yè)：環(huán)境工程指導(dǎo)教師：石健完成日期：２010．01。18南通曙光印染廠廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造0國(guó)內(nèi)外發(fā)展概述目前,國(guó)內(nèi)外紡織印染廢水處理手段以生化法(主要包括活性污泥法和生物膜法)為主。對(duì)于一般的印染廢水來(lái)說，活性污泥法對(duì)的去除率一般可以達(dá)到95%,對(duì)的去除率一般可以達(dá)到40％~60％，脫色能力可達(dá)到30%～50%,該法具有運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便易行等特點(diǎn)，缺點(diǎn)則是：①污泥體積大②污泥膨脹問題.相對(duì)于活性污泥法,生物膜法避免了污泥膨脹現(xiàn)象,處理效率也相應(yīng)地提高了一些,例如：對(duì)的去除率一般可以達(dá)到85%～９５％,對(duì)的去除率一般可以達(dá)到40％～60%，脫色能力可達(dá)到5０％～６0%。同時(shí)以塔式生物濾池以及生物膜接觸氧化為主要應(yīng)用形式的生物膜法，相對(duì)于活性污泥法節(jié)省了占地面積，并具備了對(duì)有機(jī)負(fù)荷的沖擊波動(dòng)有較強(qiáng)適應(yīng)能力的特點(diǎn)，此外此方法處理相同量的廢水產(chǎn)生的污泥量?。s為活性污泥法的3／4)且易于固液分離。然而，無(wú)論是活性污泥法還是生物膜法,都同樣存在COD和色度的去除率不高,處理系統(tǒng)難以達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)的問題.特別是近年來(lái)印染工藝及材料革新，使/比值進(jìn)一步降低，印染廢水中的殘余染料及助劑趨于穩(wěn)定,難以生化降解。因此,有許多人開始致力于從不同角度及方向上提高生物化學(xué)方法的有效性并取得了一些進(jìn)展。其中較為顯著的是將厭氧與好氧生物處理相結(jié)合的串聯(lián)處理工藝，這里的厭氧處理一般只進(jìn)行到讓大分子有機(jī)物通過水解、酸化斷裂成小分子有機(jī)物以增加廢水的可生化性，該組合工藝已經(jīng)運(yùn)用到實(shí)際處理中,效果頗佳。另外,也有人研究采用生物鐵法技術(shù)來(lái)提高分解效率,其原理是通過向曝氣池加入形成比重較一般活性污泥大的結(jié)構(gòu)(緊密的生物鐵污泥團(tuán)粒)，因其易于沉降,故可保證曝氣池內(nèi)保持較高的污泥濃度,進(jìn)而提高整個(gè)降解系統(tǒng)的處理能力。同時(shí)還有一些人從事開發(fā)了優(yōu)良脫色菌和PＶA降解菌的篩選和投放技術(shù)的研究。例如，從印染廢水的活性污泥中分離出脫色細(xì)菌，然后分別與各種染料反應(yīng)以篩選出脫色率較高的優(yōu)良菌株。研究表明，把這種高效脫色菌接種投入?yún)捬跛峄?，其中的COD去除率可比一般的活性污泥法提高5.3%，脫色度提高９.９7%，至于PVA降解菌方面,接種投入好氧池后,相對(duì)于活性污泥法，ＣOD去除率高出10.８8％，去除率高出12．9%,色度去除率高出12％。目前這種研究的難點(diǎn)在于如何使這些高效菌長(zhǎng)期在處理系統(tǒng)中保持優(yōu)良活性。我國(guó)印染廢水排放量如此之大,其主要原因是我國(guó)中小印染企業(yè)比較多，印染廢水的水質(zhì)隨加工的纖維種類和采用工藝以及使用的染化料的不同而異，污染物組分差異很大，印染生產(chǎn)廢水具有水量大、成分復(fù)雜、有機(jī)物濃度高、色度高，水質(zhì)變化大的特點(diǎn)，是比較難處理的工業(yè)廢水之一。一般印染廢水pＨ值為6~1３，色度可高達(dá)4０00倍,為4０0～4000ｍg／Ｌ,為100～1０00mg／L.目前主要采用活性污泥法、生物接觸氧化法、混凝沉淀法與混凝氣浮法、HYPERＬINＫ”＂\l”＃”活性炭吸附法等傳統(tǒng)方法來(lái)提高排放廢水的水。但是由于工藝組合不合理、實(shí)際操作過程中參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е逻@些傳統(tǒng)的方法存在污泥量大,處理成本高以及污泥最終處理難度大等缺點(diǎn).一些先進(jìn)的廢水處理技術(shù)如膜分離技術(shù),由于受到技術(shù)水平和成本的限制導(dǎo)致其在中小型企業(yè)不能得到推廣。下面以南通曙光印染廠的工程實(shí)踐為例,在不改變?cè)袠?gòu)筑物的基礎(chǔ)上，通過合理設(shè)置參數(shù)與合理組合傳統(tǒng)工藝，達(dá)到改善出水水質(zhì)并且實(shí)現(xiàn)污泥的減量化,為其印染廠解決了實(shí)際問題,從而提高了經(jīng)濟(jì)效益.1工程改造背景南通曙光印染染織有限公司前身是一個(gè)漂染廠,創(chuàng)建于1961年，主攻紡織印染。該企業(yè)先后于１997年和2004年進(jìn)行改制，改制后新企業(yè)根據(jù)市場(chǎng)需要,加入技改投入，增強(qiáng)企業(yè)后勁，先后投資3０0０萬(wàn)元引進(jìn)香港立信公司生產(chǎn)的筒子染色機(jī)，增設(shè)匹染工程，為色織、針織、服裝、襯布等行業(yè)進(jìn)行高品質(zhì)的染色加工服務(wù)

。工廠占地30畝左右,現(xiàn)年加工3０00噸筒子，３600噸匹布和1200噸左右的化學(xué)助劑。2004年的總銷售約為１億元人民幣。公司現(xiàn)有員工３０0人，管理、技術(shù)人員５0人，其中本科以上學(xué)歷18人，大專以上學(xué)歷32人。公司不僅擁有先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，更注重對(duì)高端技術(shù)、管理人才的引進(jìn),公司先后和各高校建立了良好的合作關(guān)系。該公司位于市區(qū)長(zhǎng)途汽車站對(duì)面,當(dāng)?shù)亟煌O為便利，公共設(shè)施齊全，適合商業(yè)投資等各方面的要求.所以,處理好印染污水非常重要，否則會(huì)帶來(lái)很嚴(yán)重的社會(huì)影響！2改造前工藝廢水廢水格柵格柵調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池板框壓濾機(jī)PAC混凝反應(yīng)沉淀池接觸氧化池水解池板框壓濾機(jī)PAC混凝反應(yīng)沉淀池接觸氧化池水解池污泥池污泥池排放說明:虛線為污泥處理工藝流程排放說明:虛線為污泥處理工藝流程其余為污水處理工藝流程其余為污水處理工藝流程圖1南通曙光印染廠原廢水處理工藝流程圖為了測(cè)定曙光印染廠原有工藝廢水處理裝置各主要工段廢水處理效果，現(xiàn)對(duì)原有廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行模擬試驗(yàn)分析.模擬試驗(yàn)裝置反應(yīng)器尺寸和容積如表1所示:上述試驗(yàn)所用反應(yīng)器都使用有機(jī)玻璃板制成;調(diào)節(jié)池和接觸氧化池的填料為軟性纖維填料,呈繩狀連接,纖維束間距為8Omｍ,中心繩間距為150mm，填料在池中分布都為2排，每排４串，每串4片(排布間距和實(shí)際廢水處理系統(tǒng)的填料排布間距一致).使用到的設(shè)備有恒流泵一臺(tái);小型氣泵若干臺(tái);揚(yáng)程為０．7米的潛水泵兩臺(tái)；恒溫棒若干根。圖２南通曙光印染廠原水處理裝置簡(jiǎn)圖表1模擬試驗(yàn)裝置尺寸表設(shè)施尺寸水解池（有軟性填料)接觸氧化池(有軟性填料)沉淀池長(zhǎng)ｘ寬x高(mｍ)400×20０×430400×200×43０400×300×340有效高度(mm)４00４003０0有效容積(升)３03035【試驗(yàn)用水】模擬試驗(yàn)運(yùn)行期直接取用印染廠實(shí)際印染廠實(shí)際印染廢水【試驗(yàn)測(cè)定項(xiàng)目與分析方法】(１)微波快速消解測(cè)定儀（2）標(biāo)準(zhǔn)稀釋接種法（3)pH廣譜pＨ試紙（4）SS重量法(5）色度稀釋倍數(shù)法【試驗(yàn)結(jié)果】（如表2）表2原工藝各主要工段廢水處理效果指標(biāo)工序指標(biāo)工序原廢水調(diào)節(jié)池水解池生物接觸氧化池混凝反應(yīng)沉淀池進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水Q(ＱUOTE\＊MERＧEFＯRMAT）3０00３000３000３00０30003０00３000３０0０3000QUOTE\＊MERGEFＯRMAT（mg/l)12０0１2００6606604954９529729790ＱＵOＴＥ\*MERGEFＯRMAT(mｇ／ｌ)30０3001851８5130１307５７522SＳ(mg／l)4０04０0３5335３3００3０019619690PＨ11１0９９８8777色度（倍)256256808060６0505０40水溫（QUOTE＼＊MEＲGEＦORＭAT）605540３0常溫常溫常溫常溫常溫表３現(xiàn)有企業(yè)水污染排放限值，單位mg/L(PＨ值,色度除外）污染物排放限值污染物排放限值pH６－——9色度80懸浮物7０總氮2０100氨氮1５25總磷1.0通過模擬試驗(yàn)分析,排出廢水中各污染指標(biāo)含量基本符合現(xiàn)有企業(yè)水污染排放限值（見表3)，但是該工藝處理流程復(fù)雜、耗氧量大，污泥量多,而且占地面積大，水利停留時(shí)間長(zhǎng)，操作管理不方便,進(jìn)而導(dǎo)致廢水處理成本偏高，嚴(yán)重阻礙了企業(yè)的發(fā)展。為解決以上存在的種種問題，降低排污成本,減少企業(yè)發(fā)展中的不利因素，進(jìn)行如下工藝研究與改造.3工藝優(yōu)化印染廢水處理工藝由調(diào)節(jié)池、高溫厭氧、水解酸化池、接觸氧化池、混凝沉淀池組成.集中排放的印染廢水,經(jīng)格柵去除飄浮物后,排入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)后進(jìn)入高溫厭氧池消化出水經(jīng)管道進(jìn)入水解酸化池,將好氧生物難降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的小分子有機(jī)物,為好氧生化提供較好的可生化水質(zhì)條件，出水流入接觸氧化池，各格曝氣池通過布置不同個(gè)數(shù)曝氣頭來(lái)控制每格池的曝氣量,廢水中的有機(jī)物在生化池內(nèi)活性微生物的氧化分解作用下，生成二氧化碳和水。處理后的泥水混合物在二沉池內(nèi)進(jìn)行泥水分離,若出水合格則直接排放;若不合格再次混凝沉淀后排放。圖3印染廢水處理工藝流程圖工藝流程說明：來(lái)自廠區(qū)的沖洗、沖板二股廢水在明渠內(nèi)合并流入集水井再流入中和池，投加氫氧化鈉中和至pH為6。5～7.５。經(jīng)中和后的廢水流入集水池，池內(nèi)設(shè)有廢水提升泵.將廢水泵入細(xì)格柵機(jī)內(nèi),利用柵網(wǎng)攔截纖維毛及較細(xì)小的固體雜物.在旋轉(zhuǎn)柵網(wǎng)的作用下,固體雜物沿筒內(nèi)壁的螺旋導(dǎo)板向柵筒另一端自動(dòng)排出。廢水由于重力作用從柵縫中流出,再流入表面活性劑分離器,利用表面活性劑的富集特性，隨空氣流從廢水中分離出來(lái)，分離出來(lái)的泡沫進(jìn)入除沫器,變成液體，經(jīng)除去大部分表面活性劑的廢水以重力流入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)時(shí)間為8小時(shí)。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有曝氣設(shè)施，增強(qiáng)調(diào)質(zhì)作用。經(jīng)調(diào)節(jié)后的廢水,由提升泵抽送,進(jìn)入槽水解酸化池。兼氧水解酸化池內(nèi)放置組合填料，其作用是增加廢水與厭氧生物的接觸面積,室廢水中的有機(jī)物在兼氧水解酸化池內(nèi)通過兼氧微生物的作用,發(fā)生水解酸化反應(yīng)，將廢水中大分子的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子的有機(jī)物，將難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的有機(jī)物，并改善廢水的PH值,提高后續(xù)好養(yǎng)處理的效率.經(jīng)水解作用后的廢水流入生化接觸氧化池，廢水在池內(nèi)停留12小時(shí)。池內(nèi)裝有組合性填料，填料上附有好氧微生物.池底設(shè)有曝氣設(shè)施，提供給微生物必需的氧氣。廢水中有機(jī)物在好氧微生物種群的新陳代謝作用下,大部分有機(jī)物質(zhì)被降解為二氧化碳和水等穩(wěn)定物質(zhì)。部分轉(zhuǎn)化為生物膜泥的形式存在于廢水中，從而使廢水中溶解性的、等值降低，達(dá)到廢水凈化的目的。從接觸氧化池內(nèi)溢流出來(lái)的廢水流入沉淀池，沉淀池的主要作用是固液分離，其作用與氣浮分離相同。通過沉淀池,在混凝藥劑以及脫色劑的作用下，去除廢水中的難降解有機(jī)物以及大的懸浮物生物膜，同時(shí)氣浮對(duì)色度,具有良好的去除效果，使出水達(dá)標(biāo)排放.若出水仍然不能滿足達(dá)標(biāo)要求，則增設(shè)氣浮反應(yīng)池，平面布置位置預(yù)留，確保出水達(dá)標(biāo).調(diào)節(jié)池圖4改造試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖調(diào)節(jié)池以上試驗(yàn)裝置各處理單元的設(shè)計(jì)參數(shù)分別如下:1、高溫厭氧反應(yīng)池設(shè)計(jì)參數(shù)(１)消化池的形式：本次設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)上方下椎形。(2)溫度和時(shí)間:消化溫度３3~35℃，消化時(shí)間一般為25~30ｄ。(3)污泥濃度和消化分解率（4）消化池尺寸(5）消化池構(gòu)造：消化池采用抗腐蝕良好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。設(shè)進(jìn)泥管、出泥管、上清液排出管（可在不同高程上設(shè)幾個(gè)，最小直徑７5mm）、溢流管（最小直徑20０mm)、循環(huán)攪拌管,沼氣出氣管、排空管、取樣管（至少池中和池邊各設(shè)取樣管１根,伸入最低泥位下0。５m，最小管徑100mm)、人孔（２個(gè)，直徑０.7m)、測(cè)壓管、測(cè)溫管等。（6）消化池的攪拌:一般有沼氣循環(huán)攪拌、污泥泵循環(huán)攪拌、機(jī)械攪拌和聯(lián)合攪拌幾種方式，本次設(shè)計(jì)采用沼氣循環(huán)攪拌法。,本試驗(yàn)采用沼氣循環(huán)攪拌,此種攪拌既有①無(wú)攪拌裝置，能耗省，攪拌效果好,3～6次/天,5~１0分鐘／次;②促進(jìn)厭氧分解，縮短消化周期等優(yōu)點(diǎn)。壓縮氣提出口的浸沒深度大于提升高度。壓縮機(jī)的氣量按導(dǎo)流管內(nèi)提升污泥量的2倍～3倍設(shè)計(jì)。為了同時(shí)進(jìn)行污泥循環(huán)加熱,導(dǎo)流管壁設(shè)計(jì)為雙層夾套式換熱器,夾套之間流動(dòng)熱水。并將加熱與沼氣攪拌裝置置于池外，以方便檢修。沼氣攪拌用的壓縮機(jī)功率按5W/QＵＯTＥ\*MEＲGEFＯRMAT計(jì)算。高溫厭氧反應(yīng)池的尺寸14ｍ1３ｍ６。１m,有效水深為６ｍ,有效容積為10０0，水力停留時(shí)間為８.２小時(shí)。調(diào)節(jié)池的尺寸為直徑14ｍ13m6.1m,有效水深6m,有效容積為10０0ｍ，水力停留時(shí)間8小時(shí).2、兼氧水解酸化池主要構(gòu)筑物參數(shù)水解酸化調(diào)節(jié)池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外部形狀為上方下錐形,尺寸１4×13×8m，其中椎形部分高為1m，有效水深６。5m，有效容積１４00ｍ3，水力停留時(shí)間11.2ｈ。水解酸化池內(nèi)安裝組合填料,填料容積為１000m3,池底布穿孔管網(wǎng),采用進(jìn)水?dāng)嚢瑁阌谖鬯c兼氧微生物充分接觸.水解酸化池處理效果如下，見表４：表4水解酸化池處理效果項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)出水水質(zhì)去除效率CＯDｃr(mｇ/l）700mｇ/l420mg/l４0%(mg／l)15０ｍg/l1０0mg／l33。3％SS(mg／l)400mg/l30０mg/l２5%ｐH９8色度（倍）100倍60倍40%水溫(℃）30常溫生物接觸氧化池的設(shè)計(jì):1、所以遲體設(shè)計(jì)為上方下錐形，長(zhǎng)為14m,寬為13m,總高為8m,其中錐形部分的高度1m，上部方形的高為7m，有效高度為６．5m.水力停留時(shí)間1１.2h，有機(jī)負(fù)荷Nv0.５kｇ（）/m(填料)d。池內(nèi)設(shè)有填料及曝氣系統(tǒng)，填料容積１000，氣水比2０/1。2、考慮污水的水質(zhì)及處理費(fèi)用填料選擇聚丙烯彈性填料。3、生物接觸氧化池的兩種曝氣系統(tǒng)。為提高氧的利用率，生物接觸氧化池宜采用氣水逆向流設(shè)計(jì)。一般用鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)曝氣,曝氣設(shè)備分布于池底；氣流自下向上流經(jīng)填料區(qū)，水流自上向下流經(jīng)填料區(qū)。曝氣系統(tǒng)一般采用微孔曝氣系統(tǒng)或穿孔曝氣系統(tǒng).微孔曝氣系統(tǒng)一般采用膜片式微孔曝氣器作為曝氣設(shè)備，池中填料一般采用彈性填料，設(shè)計(jì)氣水比一般取０。7左右。穿孔曝氣系統(tǒng)采用穿孔管作為曝氣設(shè)備,池中填料可采用顆粒填料或彈性填料，設(shè)計(jì)氣水比一般取1左右。具體構(gòu)造如圖5沉淀池:鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),豎流式沉淀池,共兩座.沉淀池采用斜管沉淀形式，采用內(nèi)徑８０mm的聚丙烯六角斜管，每座沉淀池的尺寸為6．５m×６.5m×6．５m，中央導(dǎo)流筒直徑１m。其中，各反應(yīng)器尺寸和容積如表5所示：所有反應(yīng)器材料、試驗(yàn)用水、測(cè)量方法等均與曙光印染廠模擬試驗(yàn)相同。試驗(yàn)結(jié)果如表６.圖5生物接觸氧化池的設(shè)計(jì)表5小試裝置尺寸表設(shè)施尺寸高溫厭氧酸化池(有軟性填料)兼氧池（有軟性填料)生物接觸氧化池(有軟性填料）長(zhǎng)x寬x高（mm）40０×2０0×430４00×20０×430400×200×430有效高度（mｍ）400４004０0有效容積（升）3０3030表6改造后處理裝置各主要工段廢水處理效果指標(biāo)工序指標(biāo)工序原廢水厭氧反應(yīng)池兼氧酸化水解池生物接觸氧化池沉淀池進(jìn)水2：1回流出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水進(jìn)水出水Q（QUOＴE\*MERＧEFORMAT）30004500４5００4５004500450030０030０0３０0０ＱUOTE＼*MERＧEFORMAT(mg/l)1２0０80070０70042042010０10060ＱUＯＴE\*MEＲGEFOＲMAT（mg/ｌ)30０20０1５01５０1０010０1010７SS（mg/ｌ)4０04004０0４0030030040040０50pH111０998８7７７色度（倍）２562501０0１00６０６０505030水溫(QUOTE\*MERGEFOＲMAＴ)６0５5４0３0常溫常溫常溫常溫常溫４結(jié)論(1)通過試驗(yàn)可知,在不改變?cè)袠?gòu)筑物的條件下,改造后工藝出水為６0ｍｇ/L,去除率為95%；原工藝出水為9０mg/L，去除率為92.5％.改造后工藝出水為７mg／L,去除率為9７。7％；原工藝出水為2２mg/L,去除率為93．7％；改造后工藝出水SS為50mg／L，去除率為87.5%;原工藝出水SS為90mg/Ｌ,去除率為7７.5％.（２)厭氧處理工藝較好氧處理工藝有機(jī)物降解效率高。（３)原工藝產(chǎn)生污泥量較大,為處理污泥,需投入一定的人力物力；改造后，基本實(shí)現(xiàn)了污泥零排放,降低了運(yùn)行成本.（４）原工藝由于處理效果不佳，所以在混凝階段需要加藥進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以促進(jìn)沉淀，從而耗費(fèi)較高。改造后,沉淀效果顯著,出水水質(zhì)較好，因此不需要加藥，在經(jīng)濟(jì)上節(jié)省了成本.（５）為曙光印染廠解決了實(shí)際問題,達(dá)到了環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益的統(tǒng)一.5作品的科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處 本文從曙光印染廠在生產(chǎn)過程中遇到的問題出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際,在不改變?cè)刑幚順?gòu)筑物的基礎(chǔ)上,改善了出水水質(zhì)并且達(dá)到了污泥的減量化,為曙光印染廠解決了實(shí)際問題，帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益.1、解決了曙光印染廠廢水不能達(dá)標(biāo)排放的問題和隨著水質(zhì)的改變?cè)械墓に嚦绦驘o(wú)法滿足生產(chǎn)需要的問題。２、分析了生化系統(tǒng)中有機(jī)物的降解情況，節(jié)省了設(shè)計(jì)中的工藝建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用。3、提出了厭氧酸化+兼氧+好氧改造工藝，探討了改造工藝相對(duì)于原工藝的優(yōu)越性和工程改造的可操作性。４、優(yōu)化了污水處理工藝，降低了污水處理成本，