環(huán)境工程學(xué)課程設(shè)計某印染廠廢水處理工藝設(shè)計

環(huán)境工程學(xué)課程設(shè)計某印染廠廢水處理工藝設(shè)計?摘要：本文針對某印染廠廢水的特點(diǎn)，進(jìn)行了廢水處理工藝設(shè)計。首先對印染廠廢水的水質(zhì)、水量及污染物特性進(jìn)行分析，確定了處理目標(biāo)。然后通過對比多種處理工藝，選擇了水解酸化生物接觸氧化混凝沉淀的組合工藝。對各處理單元的工藝參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)計算與設(shè)計，包括水解酸化池、生物接觸氧化池、混凝沉淀池等。最后對整個處理工藝的運(yùn)行效果進(jìn)行評估與分析，結(jié)果表明該工藝能有效去除印染廢水中的污染物，達(dá)到預(yù)期的處理目標(biāo)，為印染廠廢水處理提供了可行的技術(shù)方案。一、引言印染行業(yè)是我國重要的工業(yè)部門之一，但同時也是廢水排放大戶。印染廢水具有水量大、有機(jī)污染物含量高、成分復(fù)雜、色度深等特點(diǎn)，若未經(jīng)有效處理直接排放，將對水環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，研究和開發(fā)高效的印染廢水處理工藝具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本次課程設(shè)計旨在針對某印染廠的廢水特性，設(shè)計一套合理的廢水處理工藝，實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。二、印染廠廢水水質(zhì)分析2.1廢水來源印染廠的廢水主要來源于染色、印花、漂洗等生產(chǎn)工序。不同工序產(chǎn)生的廢水水質(zhì)差異較大。2.2水質(zhì)特點(diǎn)經(jīng)檢測，該廠印染廢水的主要水質(zhì)指標(biāo)如下：化學(xué)需氧量（COD）：一般在8001500mg/L之間。生化需氧量（BOD）：為250500mg/L。懸浮物（SS）：含量約為150300mg/L。色度：高達(dá)300500倍。pH值：610。該廢水具有較高的有機(jī)物濃度和色度，可生化性一般，屬于較難處理的工業(yè)廢水。三、處理目標(biāo)根據(jù)國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)及該廠的實(shí)際需求，確定廢水處理后的目標(biāo)水質(zhì)為：COD：≤100mg/L。BOD：≤20mg/L。SS：≤70mg/L。色度：≤50倍。pH值：69。四、處理工藝選擇4.1工藝對比常見的印染廢水處理工藝有物理法、化學(xué)法和生物法。物理法：如吸附法、膜分離法等，主要用于去除廢水中的懸浮物和色度，但對有機(jī)物的去除效果有限，且運(yùn)行成本較高?；瘜W(xué)法：包括混凝沉淀法、氧化法等，能有效去除色度和部分有機(jī)物，但會產(chǎn)生大量化學(xué)污泥，處理成本較高。生物法：如活性污泥法、生物膜法等，具有處理效果好、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，但對印染廢水的可生化性要求較高。綜合考慮該廠印染廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及處理目標(biāo)，單一的物理法或化學(xué)法難以滿足要求，故選擇生物法與化學(xué)法相結(jié)合的組合工藝。4.2最終工藝確定經(jīng)過分析對比，確定采用水解酸化生物接觸氧化混凝沉淀的組合工藝。水解酸化：將印染廢水中的大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，提高廢水的可生化性，同時去除部分COD和色度。生物接觸氧化：利用附著在填料上的微生物對廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解，進(jìn)一步降低COD和BOD?；炷恋恚和ㄟ^投加混凝劑和助凝劑，使廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)凝聚沉淀，同時去除剩余的色度和COD。五、各處理單元設(shè)計5.1水解酸化池5.1.1設(shè)計參數(shù)有效容積：根據(jù)廢水流量及水力停留時間計算。該廠印染廢水日排放量為5000m3，設(shè)計水力停留時間為8h，則水解酸化池有效容積V=5000×8÷24≈1667m3。池體尺寸：設(shè)計為矩形池，長L=25m，寬B=15m，高H=5m。布水系統(tǒng)：采用穿孔管布水，使廢水均勻分布于池內(nèi)。填料：選用彈性立體填料，填充率為70%。5.1.2工作原理水解酸化菌在無氧或微氧條件下，將印染廢水中的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪等大分子有機(jī)物分解為有機(jī)酸、醇類等小分子有機(jī)物，同時將部分難降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易降解的有機(jī)物，提高廢水的可生化性。5.2生物接觸氧化池5.2.1設(shè)計參數(shù)有效容積：依據(jù)廢水流量及水力停留時間確定。設(shè)計水力停留時間為12h，則生物接觸氧化池有效容積V=5000×12÷24=2500m3。池體尺寸：設(shè)計為矩形池，長L=30m，寬B=20m，高H=4.5m。填料：采用組合填料，填料體積占池體有效容積的50%。曝氣系統(tǒng)：選用微孔曝氣器，曝氣強(qiáng)度為10m3/(m2·h)。5.2.2工作原理生物接觸氧化池內(nèi)的填料上附著大量的微生物，形成生物膜。廢水在曝氣作用下，與生物膜充分接觸，微生物利用廢水中的有機(jī)物進(jìn)行新陳代謝，將其分解為二氧化碳和水，從而實(shí)現(xiàn)對有機(jī)物的去除。5.3混凝沉淀池5.3.1設(shè)計參數(shù)混合反應(yīng)區(qū)：設(shè)計水力停留時間為15min，有效容積V1=5000×15÷(24×60)≈5.2m3。采用機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為200r/min。絮凝反應(yīng)區(qū)：水力停留時間為30min，有效容積V2=5000×30÷(24×60)≈10.4m3。采用機(jī)械攪拌絮凝，攪拌速度為60r/min。沉淀池：采用平流式沉淀池，設(shè)計表面負(fù)荷為1.5m3/(m2·h)。沉淀區(qū)面積A=5000÷(1.5×24)≈139m2。池長L=15m，寬B=9.3m，有效水深H=2.5m。排泥系統(tǒng)：采用重力排泥，泥斗坡度為45°。5.3.2工作原理在混合反應(yīng)區(qū)，投加混凝劑使廢水中的膠體物質(zhì)脫穩(wěn)凝聚；在絮凝反應(yīng)區(qū)，通過攪拌使細(xì)小的凝聚體進(jìn)一步長大形成絮體；進(jìn)入沉淀池后，絮體在重力作用下沉淀，從而實(shí)現(xiàn)對懸浮物、色度及部分COD的去除。六、工藝流程說明印染廠廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)水質(zhì)水量后，由提升泵提升至水解酸化池。在水解酸化池中，廢水經(jīng)過水解酸化作用后流入生物接觸氧化池。生物接觸氧化池內(nèi)的微生物對有機(jī)物進(jìn)行降解，處理后的廢水進(jìn)入混凝沉淀池。在混凝沉淀池內(nèi)，投加混凝劑和助凝劑進(jìn)行混凝沉淀，上清液達(dá)標(biāo)排放，沉淀污泥排入污泥濃縮池，經(jīng)濃縮后外運(yùn)處理。七、運(yùn)行效果評估與分析7.1運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測在處理工藝運(yùn)行過程中，定期對各處理單元的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)如下表所示：|處理單元|進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)|出水水質(zhì)指標(biāo)|去除率|||||||水解酸化池|COD：1000mg/L，BOD：350mg/L，SS：200mg/L，色度：350倍|COD：800mg/L，BOD：280mg/L，SS：180mg/L，色度：300倍|COD：20%，BOD：20%，SS：10%，色度：14%||生物接觸氧化池|COD：800mg/L，BOD：280mg/L，SS：180mg/L，色度：300倍|COD：200mg/L，BOD：50mg/L，SS：100mg/L，色度：100倍|COD：75%，BOD：82%，SS：44%，色度：67%||混凝沉淀池|COD：200mg/L，BOD：50mg/L，SS：100mg/L，色度：100倍|COD：80mg/L，BOD：15mg/L，SS：30mg/L，色度：30倍|COD：60%，BOD：70%，SS：70%，色度：70%|7.2效果分析COD去除效果：通過水解酸化生物接觸氧化混凝沉淀的組合工藝，COD總?cè)コ蔬_(dá)到(100080)÷1000×100%=92%，滿足處理目標(biāo)要求。水解酸化池主要是將大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，為后續(xù)生物處理創(chuàng)造條件；生物接觸氧化池是去除COD的主要單元，微生物對有機(jī)物進(jìn)行了大量降解；混凝沉淀池進(jìn)一步去除了殘留的COD。BOD去除效果：BOD去除率達(dá)到(35015)÷350×100%≈95.7%，效果顯著。生物接觸氧化池對BOD的去除起關(guān)鍵作用，微生物的代謝活動將大部分BOD分解為無害物質(zhì)。SS去除效果：SS去除率為(20030)÷200×100%=85%，混凝沉淀池對SS的去除效果良好，通過投加混凝劑使懸浮物凝聚沉淀得以去除。色度去除效果：色度去除率為(35030)÷350×100%≈91.4%，有效降低了廢水的色度。水解酸化池和生物接觸氧化池對色度有一定的去除作用，混凝沉淀池則通過沉淀和吸附進(jìn)一步去除色度。綜上所述，該印染廠廢水處理工藝運(yùn)行效果良好，能夠有效去除廢水中的污染物，達(dá)到預(yù)期的處理目標(biāo)。八、結(jié)論本次課程設(shè)計針對某印染廠廢水的特點(diǎn)，設(shè)計了水解酸化生物接觸氧化混凝沉淀的組合處理工藝。通過對各處理單元的詳細(xì)設(shè)計與計算，確定了合理的工藝