8萬(wàn)m3d印染行業(yè)污水廠物化-生物處理工藝設(shè)計(jì)[開(kāi)題報(bào)告]

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開(kāi)題報(bào)告</b></p><p><b>　　環(huán)境工程</b></p><p>　　8萬(wàn)m3/d印染行業(yè)污水廠物化-生物處理工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　一、選題的背景、意義</p><p>　　我國(guó)是紡織印染業(yè)的第一大國(guó)，作為我國(guó)具有優(yōu)勢(shì)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(lái)獲得了迅猛發(fā)展，其需水量和排水量也大幅度增長(zhǎng)，在我國(guó)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(gè)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(diǎn)。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(jì)損失是不可計(jì)量的。據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)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(qiáng)印染廢水的處理可以緩解我國(guó)水資源嚴(yán)重匱乏的問(wèn)題，對(duì)保護(hù)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(wèn)題日益突出，所以解決印染水污染問(wèn)題勢(shì)在必行</p><p>　　二、相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài) </p><p>　　目前，國(guó)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(guó)外也是基本如此。由于近年來(lái)化纖織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步，使PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水，給處理增加了難度。針對(duì)上述問(wèn)題近年來(lái)國(guó)內(nèi)外都開(kāi)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(xì)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(gè)方面的評(píng)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(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)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(guó)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(yàn)性應(yīng)用階段。但由于生物對(duì)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(shí)，需輔以物理或化學(xué)處理。</p><p>　　好氧生物處理對(duì)BOD去除效果明顯，一般可達(dá)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?jí)A減量技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不但使印染廢水的COD 達(dá)到2000～3000mg/L，而且BOD/COD也由原來(lái)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(lái)越大，出水難以達(dá)標(biāo)；此外，好氧法的高運(yùn)行費(fèi)用及剩余污泥處理或處置問(wèn)題歷來(lái)是廢水處理領(lǐng)域沒(méi)有解決好的一個(gè)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(duì)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(guò)厭氧分解，通常在中溫條件下進(jìn)行(37℃)，水力停留時(shí)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(zhǎng)期運(yùn)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(lái)在厭氧法與好氧法的結(jié)合方面進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，獲得了很大的成功。此時(shí)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(shí)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(duì)印染廢水中可生化性很差的一些高分子物質(zhì)，期望它們?cè)趨捬醵伟l(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(wèn)題。這一流程的另一大特點(diǎn)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(zhǎng)的固體停留時(shí)間(SRT)，有利于污泥厭氧消化，從而顯著降低了整個(gè)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(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，改善其可生化性能，吸附、降解一部分有機(jī)物；二是對(duì)系統(tǒng)的剩余污泥進(jìn)行消化。 </p><p>　　采

11、用這一流程，目前主要開(kāi)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(diǎn)。</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(lái)的，因此有人稱為“浸沒(méi)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(yàn)研究了接觸氧化法處理污水。1912年克洛斯(Closs)獲得了德國(guó)的專利登記。但是，發(fā)展為正規(guī)的污水處理法，還是德國(guó)的貝奇(Bach)和美國(guó)的布斯維爾(Buswell)分別在埃姆興(Emscher),阿爾巴納(Albans)處理場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。1938年,在日本的岐阜市亦進(jìn)行過(guò)試臉研究。</p><p><b>　　生物接觸氧化法</b></p><p>

13、<b>　　a.特點(diǎn)：</b></p><p>　　生物接觸氧化法與其他方法的比較具有如下特點(diǎn)：</p><p>　?、貰OD5負(fù)荷高，MLSS量大，相對(duì)地效率較高，并且對(duì)負(fù)荷的急劇變動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)。</p><p>　?、谔幚頃r(shí)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(hù)管理

14、方便，無(wú)污泥回流，沒(méi)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(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)后，若再運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)生物膜恢復(fù)快。</p><p>　?、葸m應(yīng)于低濃度污水處理。</p><p><b>　?、奘Ｓ辔勰嗔可?。</b></p><p><b>　　b.缺點(diǎn)：</b></p>

15、;<p>　?、偬盍仙系纳锬?shù)量需視BOD負(fù)荷而異。BOD負(fù)荷高，則生物膜數(shù)量多；反之亦然。因此不能借助于運(yùn)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(fù)荷增加而增加，負(fù)荷過(guò)高，則生物膜過(guò)厚，易于堵塞填料。所以，必須要有負(fù)荷界限和必要的防堵塞沖洗措施。</p><p>　?、鄞罅慨a(chǎn)生后生動(dòng)物（如輪蟲類等）。若生物膜瞬時(shí)大塊地脫落，則易影響處理

16、水水質(zhì)。</p><p>　?、芙M合狀的接觸填料會(huì)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(lái)，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(gè)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(shí)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(zhǎng)和懸浮生長(zhǎng)的特點(diǎn)。還可通過(guò)向轉(zhuǎn)盤投加絮凝劑進(jìn)一步提高COD去除率和脫色率。該流程對(duì)COD、色度等的去除率均達(dá)到70%以上。適當(dāng)投加微量絮凝劑，測(cè)得CODCr、色度的去除率可提高15%～20%。進(jìn)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(jìn)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(guò)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(guò)濾除去。目前，國(guó)外主要采用活性炭吸附法(多半用于三級(jí)處理)，該法對(duì)去除水中溶解性有機(jī)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(duì)陽(yáng)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(dá)93%、92%和63%，活性炭吸附能力可達(dá)到500mgCOD/g炭，污水如先曝氣，則會(huì)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(jì)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(duì)染料的選擇性，應(yīng)根據(jù)廢水水質(zhì)來(lái)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(dá)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(jià)格為最低。近年來(lái)，國(guó)外采用高分子混凝劑者日益增加，且有取代無(wú)機(jī)混凝劑之勢(shì)，但在國(guó)內(nèi)因價(jià)格原因，使用高分子混凝劑者還不多見(jiàn)。據(jù)報(bào)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。混凝法的主要優(yōu)點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單、操作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對(duì)疏水性染料脫色效率很高；缺點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用較高、泥渣量多且脫水困難、對(duì)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(guó)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(shí)，淡褐色染料廢水脫色率達(dá)80%；研究還發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)所需臭氧量高于間歇運(yùn)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(jì)成間歇運(yùn)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(duì)多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果，但對(duì)硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國(guó)內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)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(jìn)一步降低。</p><p>　　三、課題的研究?jī)?nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、難點(diǎn)及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p><b>　　1、研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　本課題研究的內(nèi)容是印染行業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目運(yùn)行期間產(chǎn)生的廢水

24、進(jìn)行分析和研究并設(shè)計(jì)處理工藝。</p><p><b>　　2、研究方法</b></p><p>　?。?）了解目前國(guó)內(nèi)外對(duì)印染行業(yè)產(chǎn)生的廢水處理方法；</p><p>　?。?）對(duì)某印染單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察、資料收集等；</p><p>　?。?）根據(jù)印染廢水特點(diǎn)進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)出實(shí)際可行的處理工藝。</p>

25、<p><b>　　3、難點(diǎn)</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(dá)到的目標(biāo)</b></p><p>　　廢水由通過(guò)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。</p><p>　　

26、四、論文詳細(xì)工作進(jìn)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(xiàn)綜述、開(kāi)題報(bào)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(jì)</p><p>　　4月上旬－5月上旬：完成設(shè)計(jì)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(xiàn)</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(shí)例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005.7</p><p>　　[2]

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