8萬m3d印染行業(yè)污水廠物化-生物處理工藝設(shè)計[開題報告]

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　8萬m3/d印染行業(yè)污水廠物化-生物處理工藝設(shè)計</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　我國是紡織印染業(yè)的第一大國，作為我國具有優(yōu)勢的傳統(tǒng)支柱行業(yè)之一，紡

2、織印染工業(yè)自20世紀(jì)90年代以來獲得了迅猛發(fā)展，其需水量和排水量也大幅度增長，在我國印染廢水已成為當(dāng)前最主要的水體污染源之一。印染廢水主要由退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水和印花廢水組成，印染加工的四個工序都要排出廢水，預(yù)處理階段(包括退漿、煮煉、漂白、絲光等工序)要排出退漿廢水、煮煉廢水、漂白廢水和絲光廢水，染色工序排出染色廢水，印花工序排出印花廢水和皂液廢水，整理工序則排出整理廢水。印染廢水的水質(zhì)隨采用的纖維種類和加

3、工工藝的不同而異，污染物組分差異很大。印染廢水一般具有污染物濃度高、種類多、含有毒有害成分及色度高等特點。紡織印染業(yè)又是工業(yè)廢水排放大戶，印染廠每加工10織物，產(chǎn)生廢水量3-5，故由此而造成的生態(tài)及經(jīng)濟損失是不可計量的。據(jù)統(tǒng)計我國日排放印染廢水量為3 000 kt～4 000 kt，是各行業(yè)中的排污大戶之一。加強印染廢水的處理可以緩解我國水資源嚴(yán)重匱乏的問題，對保護環(huán)境、維持生態(tài)平衡起著極其重要的作用。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格，印染行業(yè)的

4、用水和排水問題日益突出，所以解決印染水污染問題勢在必行</p><p>　　二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài) </p><p>　　目前，國內(nèi)的印染廢水處理手段以生化法為主，有的還將化學(xué)法與之串聯(lián)。國外也是基本如此。由于近年來化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進步，使PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水，給處理增加了難度。針對上述問題近年來國內(nèi)外都開展了一些研究工作，主要是新的

5、生物處理工藝和高效專門細菌以及新型化學(xué)藥劑的探索和應(yīng)用研究。其中具有代表性的有：厭氧好氧生物處理工藝、高效脫色菌和PVA降解菌的篩選與應(yīng)用研究、高效脫色混凝劑的研制等。下面從物理法、化學(xué)法和生物法三個方面的評述著手，介紹目前印染廢水處理的方法及研究的狀況。 </p><p>　　1.　印染廢水的生物處理法</p><p>　　70年代以來，國內(nèi)對印染廢水以生物處理為主，占80%以上，尤

6、以好氧生物處理法占絕大多數(shù)。從現(xiàn)有情況看，我國印染廢水生物處理法中以表面加速曝氣和接觸氧化法占多數(shù)。此外，鼓風(fēng)曝氣活性污泥法、射流曝氣活性污泥法、生物轉(zhuǎn)盤等也有應(yīng)用，生物流化床尚處于試驗性應(yīng)用階段。但由于生物對色度去除率不高，一般在50%左右，所以當(dāng)出水色度要求較高時，需輔以物理或化學(xué)處理。</p><p>　　好氧生物處理對BOD去除效果明顯，一般可達80%左右，但色度和COD去除率不高，尤其如PVA等化學(xué)漿料

7、、表面活性劑、溶劑及匹布堿減量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不但使印染廢水的COD 達到2000～3000mg/L，而且BOD/COD也由原來的0.4～0.5下降到0.2以下，單純的好氧生物處理難度越來越大，出水難以達標(biāo)；此外，好氧法的高運行費用及剩余污泥處理或處置問題歷來是廢水處理領(lǐng)域沒有解決好的一個難題。</p><p>　　厭氧的主要處理構(gòu)筑物是厭氧罐，F(xiàn)ukunaga N.等人對傳統(tǒng)消化罐作了改造，在罐內(nèi)裝填固定微

8、生物，主要是專性產(chǎn)堿桿菌屬。染料中的偶氮基因、三苯甲烷基因以及單氮基因聚合物，都能通過厭氧分解，通常在中溫條件下進行(37℃)，水力停留時間6h，主要含甲基紅染料的污水顏色能完全去除。有研究表明厭氧處理絲綢印染廢水，在HRT＝1.0～1.1d，COD 去除率74%～82%，脫色率分別為：黑色51%、紫紅色94%、玫瑰紅96%、茄紫30%、大紅55%。用UASB和管道厭氧消化器直接處理高濃度染料廢水的中長期運行結(jié)果表明，廢水中的色度和 C

9、OD去除率分別穩(wěn)定在80%和90%以上。</p><p>　　為了探求高效、低耗、低投資的印染廢水處理新技術(shù)，近年來在厭氧法與好氧法的結(jié)合方面進行了大量的試驗研究，獲得了很大的成功。此時與好氧法結(jié)合的厭氧處理已不是傳統(tǒng)的厭氧消化，它的水力停留時間(HRT)一般為3～5h，只發(fā)生水解和酸化作用。這一工藝流程的提出主要是針對印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質(zhì)，期望它們在厭氧段發(fā)生水解、酸化，變成較小的分子，從而改

10、善廢水的可生化性，為好氧處理創(chuàng)造條件。采用這一流程，較好地解決了PVA、染料的處理問題。這一流程的另一大特點是，好氧段所產(chǎn)生的剩余污泥全部回流到厭氧段，厭氧段有較長的固體停留時間(SRT)，有利于污泥厭氧消化，從而顯著降低了整個系統(tǒng)的剩余活性污泥量。因此，厭氧好氧系統(tǒng)中的厭氧段具有雙重的作用：一是對廢水進行預(yù)處理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有機物；二是對系統(tǒng)的剩余污泥進行消化。 </p><p>　　采

11、用這一流程，目前主要開發(fā)了兩種工藝：厭氧好氧生物炭接觸工藝；厭氧好氧生物轉(zhuǎn)盤工藝。兩種工藝在設(shè)備和工藝上各有特點。</p><p>　　1.1生物接觸氧化工藝</p><p>　　生物接觸氧化法是在生物濾池的基礎(chǔ)上，從接觸曝氣法改良演化而來的，因此有人稱為“浸沒式濾池法”、“接觸曝氣法”等。</p><p>　　旱在十九世紀(jì)末韋林（Waring）、迪特(Dit

12、ter)等人就試驗研究了接觸氧化法處理污水。1912年克洛斯(Closs)獲得了德國的專利登記。但是，發(fā)展為正規(guī)的污水處理法，還是德國的貝奇(Bach)和美國的布斯維爾(Buswell)分別在埃姆興(Emscher),阿爾巴納(Albans)處理場實現(xiàn)的。1938年,在日本的岐阜市亦進行過試臉研究。</p><p><b>　　生物接觸氧化法</b></p><p>

13、<b>　　a.特點：</b></p><p>　　生物接觸氧化法與其他方法的比較具有如下特點：</p><p>　　①BOD5負荷高，MLSS量大，相對地效率較高，并且對負荷的急劇變動適應(yīng)性強。</p><p>　?、谔幚頃r間短。在處理水量相同的情況下，所需裝置設(shè)備較小，因而占地面積小。</p><p>　?、劬S護管理

14、方便，無污泥回流，沒有活性污泥法中所容易產(chǎn)生的污泥膨服。</p><p>　?、芤子谂嗑Z化，較長時期停運后，若再運轉(zhuǎn)時生物膜恢復(fù)快。</p><p>　　⑤適應(yīng)于低濃度污水處理。</p><p><b>　?、奘Ｓ辔勰嗔可佟?lt;/b></p><p><b>　　b.缺點：</b></p>

15、;<p>　　①填料上的生物膜數(shù)量需視BOD負荷而異。BOD負荷高，則生物膜數(shù)量多；反之亦然。因此不能借助于運轉(zhuǎn)條件的變化任意地調(diào)節(jié)生物量和裝置的效能。</p><p>　?、谏锩侩S負荷增加而增加，負荷過高，則生物膜過厚，易于堵塞填料。所以，必須要有負荷界限和必要的防堵塞沖洗措施。</p><p>　　③大量產(chǎn)生后生動物（如輪蟲類等）。若生物膜瞬時大塊地脫落，則易影響處理

16、水水質(zhì)。</p><p>　　④組合狀的接觸填料會影晌均勻地曝氣與攪拌。</p><p>　　1.2　厭氧好氧生物轉(zhuǎn)盤 </p><p>　　將厭氧生物轉(zhuǎn)盤與好氧生物轉(zhuǎn)盤串聯(lián)起來，用于印染廢水處理，也取得了好的效果。該工藝中厭氧、好氧各有污泥分離與回流裝置，整個系統(tǒng)的剩余污泥全部回流到厭氧生物轉(zhuǎn)盤。一是為了提高生物量，因而也縮短總的水力停留時間，二是為了將多余的活

17、性污泥消化在系統(tǒng)內(nèi)部。該工藝流程也是兼?zhèn)涔讨L和懸浮生長的特點。還可通過向轉(zhuǎn)盤投加絮凝劑進一步提高COD去除率和脫色率。該流程對COD、色度等的去除率均達到70%以上。適當(dāng)投加微量絮凝劑，測得CODCr、色度的去除率可提高15%～20%。進一步提高厭氧池中的懸浮污泥濃度也可以提高脫色率和COD去除率。但該工藝中轉(zhuǎn)盤的金屬構(gòu)件有腐蝕現(xiàn)象，需進一步研究解決。</p><p>　　2．　印染廢水處理的物理法--吸附

18、法</p><p>　　在物理處理法中應(yīng)用最多的是吸附法，這種方法是將活性炭、粘土等多孔物質(zhì)的粉末或顆粒與廢水混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物組成的濾床，使廢水中的污染物質(zhì)被吸附在多孔物質(zhì)表面上或被過濾除去。目前，國外主要采用活性炭吸附法(多半用于三級處理)，該法對去除水中溶解性有機物非常有效，但它不能去除水中的膠體和疏水性染料，并且它只對陽離子染料、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。Sa

19、ito T.等人的研究表明，活性炭的吸附率、BOD去除率、COD去除率分別達93%、92%和63%，活性炭吸附能力可達到500mgCOD/g炭，污水如先曝氣，則會加快吸附速率。但若廢水BOD5＞200mg /L，則采用這種方法是不經(jīng)濟的。</p><p>　　吸附處理使用的吸附劑多種多樣，工程中需考慮吸附劑對染料的選擇性，應(yīng)根據(jù)廢水水質(zhì)來選擇吸附劑。研究表明，在pH＝12的印染廢水中，用硅聚物(甲基氧)作吸附劑，

20、陰離子染料去除率可達95%～100%。</p><p>　　3.　印染廢水的化學(xué)處理法3.1　混凝法 主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法，所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主，其中以堿式氯化鋁(PAC)的架橋吸附性能較好，而以硫酸亞鐵的價格為最低。近年來，國外采用高分子混凝劑者日益增加，且有取代無機混凝劑之勢，但在國內(nèi)因價格原因，使用高分子混凝劑者還不多見。據(jù)報道，弱陰離子性高分子混凝劑使用范圍最廣，若與硫

21、酸鋁合用，則可發(fā)揮更好的效果?；炷ǖ闹饕獌?yōu)點是工藝流程簡單、操作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高；缺點是運行費用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。</p><p><b>　　3.2　氧化法</b></p><p>　　臭氧氧化法在國外應(yīng)用較多，Zima S.V.等人總結(jié)出了印染廢水臭氧脫色的數(shù)學(xué)模式。研究表明，臭氧用量為

22、0.886gO3/g染料時，淡褐色染料廢水脫色率達80%；研究還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運行所需臭氧量，而反應(yīng)器內(nèi)安裝隔板，可減少臭氧用量16.7% 。因此，利用臭氧氧化脫色，宜設(shè)計成間歇運行的反應(yīng)器，并可考慮在其中安裝隔板。 </p><p>　　臭氧氧化法對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國內(nèi)外運行經(jīng)驗和結(jié)果看，該法脫色效果好，但耗電多，大規(guī)模推廣應(yīng)用

23、有一定困難。 </p><p>　　光氧化法處理印染廢水脫色效率較高，但設(shè)備投資和電耗還有待進一步降低。</p><p>　　三、課題的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、難點及預(yù)期達到的目標(biāo)</p><p><b>　　1、研究內(nèi)容</b></p><p>　　本課題研究的內(nèi)容是印染行業(yè)生產(chǎn)項目運行期間產(chǎn)生的廢水

24、進行分析和研究并設(shè)計處理工藝。</p><p><b>　　2、研究方法</b></p><p>　?。?）了解目前國內(nèi)外對印染行業(yè)產(chǎn)生的廢水處理方法；</p><p>　?。?）對某印染單位進行現(xiàn)場勘察、資料收集等；</p><p>　?。?）根據(jù)印染廢水特點進行分析并設(shè)計出實際可行的處理工藝。</p>

25、<p><b>　　3、難點</b></p><p>　　如何選擇有效的物化-生物的處理方法。</p><p><b>　　4、預(yù)期達到的目標(biāo)</b></p><p>　　廢水由通過物化-生物處理后，水質(zhì)符合GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級標(biāo)準(zhǔn)限值。</p><p>　　

26、四、論文詳細工作進度和安排</p><p>　　10月下旬：完成選題審批表和畢業(yè)論文任務(wù)書的制定</p><p>　　11月－12月上旬：學(xué)生完成文獻綜述、開題報告和外文翻譯</p><p>　　12月中旬－3月下旬：畢業(yè)論文初步設(shè)計</p><p>　　4月上旬－5月上旬：完成設(shè)計和畢業(yè)論文初稿的撰寫。</p><p&g

27、t;　　5月上旬－5月中旬：論文修改，準(zhǔn)備答辯</p><p><b>　　5月下旬：完成答辯</b></p><p><b>　　五、主要參考文獻</b></p><p>　　[1] 區(qū)岳州,胡勇有.氧化溝污水處理技術(shù)及工程實例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7</p><p>　　[2]

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