摘 要

我国淡水资源南北分布不均，北上广深等特大城市缺水情况较为严重，且工业废水产生量越来越大。

本次毕业设计的内容是某印染企业废水处理工程设计，设计流量为2600m³/d，污水的污染指标为：BOD₅=186mg/L,COD=745mg/L,色度=1200倍，pH=9.2,SS较低。《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）中所要求的出水水质为BOD₅=15mg/L,COD=60mg/L,色度=30倍，pH=6-9，SS=20。本设计采用水解酸化与CASS工艺相结合的方法来处理印染废水。从印染企业流出来的废水从进水口进入，然后经过格栅，可以去除部分颗粒较大的悬浮或者飘浮物，以达到减轻后续水处理工艺的处理负荷的目的。经过格栅的污水再进入调节池进行均和调节处理，使其水质和水量都比较稳定，为后续的水处理系统提供一个稳定和优化的操作条件。由于该印染企业废水的水质特点为COD较大、色度很高、污水偏碱性、可生化性不强，所以再调节池后有一个水解酸化池，用以增大污水的可生化性。之后污水进入CASS池进行生化处理，之后进入混凝沉淀池，混凝沉淀池内投入PAC PAM,用以去除污水的色度，最后流入接触消毒池进行消毒处理后排放。污水处理过程中产生的污泥经污泥浓缩池初步处理后，再经污泥脱水机房脱水处理后外运至发电站二次利用。

CASS工艺因具有占地面积小、工艺流程简单以及投资较低的优点，故比较适合印染企业废水处理站。经过处理后的废水可达标排放，因此本工艺设计具有良好的可行性。

关键词：印染废水；厌氧水解酸化；CASS工艺；混凝沉淀池

Abstract

The distribution of fresh water resources in China is uneven in the north and south, and the water shortage in mega-cities such as Guangzhou and Shenzhen in the north is relatively serious, and the amount of industrial wastewater is increasing.

The content of this graduation design is the wastewater treatment engineering design of a printing and dyeing enterprise. the designed flow rate is 2600m3 / d, and the pollution index of sewage is BOD5 = 186 mg / l, COD= 745 mg / l, chroma = 1200 times, pH= 9.2, and SS is relatively low. According to the requirements in emission standard of water pollutants in textile dyeing and finishing industry ( GB 4287 - 2012 ), the effluent quality is BOD5 = 15 mg / l, COD= 60 mg / l, chroma = 30 times, pH = 6 - 9, SS = 20. This design adopts hydrolysis acidification and CASS process to treat printing and dyeing wastewater. Wastewater from printing and dyeing enterprises enters from the water inlet, and then passes through the grille, which can remove some larger particles of suspended or floating objects, so as to achieve the purpose of reducing the treatment load of subsequent water treatment processes. The sewage passing through the grille enters the regulating pool for equalizing and regulating treatment, which makes its water quality and quantity relatively stable and provides a stable and optimized operating condition for the subsequent water treatment system. Because the water quality characteristics of this printing and dyeing enterprise wastewater are high cod, high chroma, alkaline sewage and weak biodegradability, there is a hydrolytic acidification tank behind the reconditioning tank to increase the biodegradability of sewage. After that, the sewage enters CASS tank for biochemical treatment, then enters coagulation sedimentation tank, and PAC PAM is put into coagulation sedimentation tank to remove the chromaticity of the sewage, and finally flows into contact disinfection tank for disinfection and discharge. Sludge generated in the sewage treatment process is preliminarily treated by the sludge thickening tank, then dewatered by the sludge dewatering machine room and transported out to the power station for secondary utilization.

CASS process is more suitable for wastewater treatment station in printing and dyeing enterprises because of its advantages of small floor area, simple process and low investment. The treated wastewater can be discharged up to standard, so the process design is feasible.

Keywords:Dyeing wastewater，Anaerobic hydrolysis acidification，CASS process， Coagulative settler

目录

摘要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1设计主要内容 1

1.2设计主要任务及要求 1

1.3设计水量与水质 1

1.3.1设计水量 1

1.3.2设计废水水质及分析 1

1.4污水处理系统的设计 2

2印染废水处理方法及工艺的选取 4

2.1工艺选择原则 4

2.2项目规模 4

2.3印染废水处理方法介绍 4

2.4生物处理方法的比选 6

3污水处理构筑物的设计计算 9

3.1格栅 9

3.2调节池 10

3.3污水提升泵房 11

3.4水解酸化池 11

3.5 CASS池 12

3.5.1工作原理 12

3.5.2 CASS池设计计算 12

3.6混凝沉淀池 14

3.6.1混凝沉淀原理 14

3.6.2混凝剂及其投加 14

3.6.3混凝沉淀池的设计计算 15

3.7接触消毒池 15

3.8清水池 16

4污泥处理单元相关设计计算 17

4.1污泥龄 17

4.2污泥浓缩池 17

4.3带式压滤机 18

4.4投药系统 19

4.5污泥的最终处置 19

5污水处理站的布置 20

5.1污水处理站的平面布置 20

5.2污水处理站的高程布置 20

5.2.1污水处理构筑物高程计算 20

5.2.2污泥处理构筑物高程计算 21

6费用计算 22

6.1工程初步概预算 22

6.1.1工程投资估算 23

6.1.2运行费用估算 23

6.2工程效益分析 24

总结 25

参考文献 26

附表一：水污染物特别排放限值 28

附表二：出水处理站构筑物及设备一览表 29

致谢 30

1绪论

1.1设计主要内容

某印染企业拟建废水处理站，废水水量为2600m³/d，水质特点为污水SS较低，为机织混纺织物或化纤织物为主的降解性较差的印染污水，一般BOD₅为186mg/L，COD为745mg/L，色度1200倍，pH为9.2.请为该企业设计废水处理工艺方案，使出水达标排放。

1.2设计主要任务及要求

1. 进行文献调研，完成开题报告和英文翻译。
2. 进行工艺方案设计，完成论文撰写和图纸绘制。要求设计应达到初步设计的深度，包括设计说明书和设计计算书以及图纸部分，设计说明书应包括工艺方案说明、主要构筑物和处理设备说明以及配套设施明细等内容，设计计算书要求参数选择合理，计算正确。设计图纸部分要求绘制污水处理厂的总平面布置图（含厂内管道布置）、高程布置图和主要工艺构筑物的平、剖面图，图纸设计应符合工程制图相关标准规范，建议使用AutoCAD绘图。

1.3设计水量与水质

1.3.1设计水量

设计处理水量：2600m³/d

1.3.2设计废水水质及分析

（1）废水进出水水质：

进水水质：BOD₅186mg/L,COD=745mg/L,色度=1200倍，pH=9.2,SS较低

出水水质：根据《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012），该印染企业位于国土开发密度较高且环境承载力较弱的地区，因此其污染物的排放需要严格控制。即其出水水质为BOD₅=15mg/L,COD=60mg/L,色度=30倍，pH=6-9，SS=20。则BOD₅的去除率为，COD的去除率为，色度的去除率为。详细的废水排放标准参见附表一。

（2）印染废水的来源及水质特点

印染是指对纺织好的布匹进行退浆、煮练、漂白等一系列处理后，达到对其染色、印花的目的。该处理过程中产生的退浆废水、漂白废水、煮练废水、丝光废水、染色废水以及印花废水即是我们通常所说的印染废水。其中，退浆废水、煮练废水、漂白废水和丝光废水来自于布匹的预处理阶段，而染色废水来自于布匹的染色阶段，印花废水和皂液废水则来源于上述工序中的印花工序，整理废水则在最后一部的整理工序的过程中排出^[1]。

成分复杂、色度高、有毒物质多是印染废水较为突出的特性，其属于含有一定量有毒物质的高浓度有机废水，COD较高，BOD₅相对一些其他类别的废水来说则较小，印染废水的可生化性很差，印染废水该如何治理在国内外都是一个棘手的问题^[2]。

1. 印染废水处理研究现状

作为经济发展中国家，我国的纺织印染业发展的很快，因此，在生产的过程中产生了大量的印染废水，如若不以合理的方法治理，就会使我国的生态环境受到严重的危害^[3]。

目前，膜法和其他处理技术相结合处理印染废水是一比较主流的研究方向。研究人员为了改善超滤膜的材质以及孔径大小等方面的性能，不断开始研制新的超滤膜，以减少印染废水处理过程中的成本，提高过滤效能^[4]。但是，膜法处理印染废水在膜的清理上尚有不足。现如今，只采用透过液反冲洗这种方法已不能达到保持膜通量稳定的目的，必须用特殊的药剂来清洗，这样的话，就严重影响了膜的性能。^[5]。并且，到现在为止我国还没有研发出较高质量的超滤膜装置，假如要用此种方法，必须向国外借鉴他们的技术和引进他们的设备，这点在经济上不具有合理性。因此如何降低成本以及保持膜的稳定性能是未来研究人员首先要考虑的问题^[6]。

1.4污水处理系统的设计

传统的污水处理站的污水处理步骤可分为预处理单元、生物处理单元、加药单元以及污泥处理单元。

1. 预处理单元

预处理单元包括格栅以及调节池等前期废水处理构筑物。其主要作用是去除污水中较大的悬浮物以及漂浮物，为后续的生物处理减少负担。各个污水处理厂的预处理系统并不都一样，而是依据待处理废水的水质特点来进行设计。

针对本次设计，因印染废水中纤维物质较多且无大颗粒的悬浮物，所以不设置粗格栅，只设置一个细格栅。

该印染企业生产产生的印染废水具有水质水量变化大的特点，故需要设置一座调节池用来调节进水水量水质，便于后续的污水处理工序良好的进行。

1. 生物处理单元

生物处理单元通常选择处理效率高以及能耗低的工艺。可根据生物处理构筑物的类型来确定其设计的内容以及参数。

针对本次设计，因为印染废水特殊的性质，如若只用单纯的好氧工艺来处理，不能满足出水达标排放要求。因此选择CASS（Cyclic Activated Sludge System）工艺配合水解酸化来进行印染废水的处理。

1. 加药单元

本设计废水处理系统中需加药的有两处，一是混凝沉淀池需投加混凝剂处理污水；二是污泥浓缩池需投加药品处理污泥；三是需要加适量的酸用来中和印染废水过高的碱度。

1. 污泥处理单元

印染废水处理过程中产生的污泥不能直接排放，需要对其以合适的方法加以处理，然后根据经济可行、方法合理的原则处置污水处理单元所产生的污泥。

目前，用的较多的污泥处理方法有如下几种：第一种是将产生的污泥浓缩、消化、自然干化处理后，再进行相应的处置；第二种是将产生的污泥浓缩、自然干化，再堆肥处理；第三种是将污泥浓缩、消化后机械脱水，压成泥饼后再处理；第四种是将污泥浓缩、机械脱水后直接焚烧处理；最后一种是将污泥直接排入湿污泥地。

由于印染企业污水处理站待处理废水水量较小，产生的污泥量较小 ，再结合我国大部分的污泥处理方式，最终选择第四种污泥处理方式进行污泥的最终处理。

2印染废水处理方法及工艺的选取

2.1工艺选择原则

确定印染废水处理工艺主要需要考虑以下三点因素：

1. 采用符合相应的设计规范、处理技术合理以及处理方法成熟可靠的工艺。
2. 选择工程造价较低、能耗较少以及占地面积小的工艺。
3. 确定的处理工艺应易于操作、控制环节少、运行稳定、管理简单和便于维修。

2.2项目规模

《城市污水处理工程项目建设标准》（修订）中规定的工程建设项目规模按日处理量总共分为五类，Ⅰ类设计流量最大，为50万-100万m³/d,Ⅴ类设计流量最小为1万-5万m³/d。

有设计任务书给出的设计流量为：

平均流量Qa=2600m³/d=108.33m³/h=0.03m³/s

总变化系数：

日变化系数宜采用1.1-1.5，时变化系数宜采用1.3-1.6。对于特大城市，总变化系数取上限比较合适，对于个别小城镇的总变化系数还可以适当加大，所以总变化系数取1.27，符合设计要求和规范。

所以设计流量

按本设计的水量来看，该污水处理站属于小型污水处理站。

2.3印染废水处理方法介绍

在印染废水处理方法的选择中，物化法、生化法以及化学法等是被选择较多的，但以生化法为主体的生化-物化组合法是使用较多的方法。以下几种方法是目前国内外使用较频繁的：

1. 吸附法：该法处理印染废水是使其与多孔状物质的粉末或颗粒混合，或者让其通过由多孔物质组成的滤床。印染废水通过滤床是，其中的助剂、染料等污染物质会吸附在多孔物质的表面，以此来达到清洁印染废水的目的。想比于其他工艺，此法具有投资小，操作简单以及处理成本较低的优点^[7]。

但是，用单一的吸附法处理水质复杂的印染废水，最终的处理效果不能满足废水排放标准中的要求^[8]，因此本次设计采用吸附法不合理。

1. 化学氧化法：印染废水脱色处理的有效方法可以通过氧化还原作用破坏染料的共轭体系或发色基团。现如今，国内外研究重点从常规的氯氧化法向新型的超生波氧化法、臭氧化法、电解氧化法、光氧化法和过氧化氢氧化法转移。氧化剂一般采用Fenton试剂、臭氧、氯气、次氯酸钠等^[9]。

但是染料分子的发色基团可能会因为氧化程度不足而被破坏导致染料脱色，并且印染废水中的COD不能除尽；但若要达到目标处理效果，则会消耗超量的能量以及药剂量，处理成本超出预值。所以氧化法采用较多的工艺是氧化配合絮凝或者絮凝配合氧化^[10]。但由于此法成本太高，不适合该印染企业的废水处理，因此，本设计不采用这种方法。

（3）生物处理法：微生物酶的生命活动过程可使印染废水中有机物降解成简单无机物或者转化为各种营养物质。因此法在运行成本以及处理效果上较他法有突出优势，使其被广泛的应用于印染废水的处理中。厌氧法、好氧法、厌氧好氧组合法为应用较广泛的生物处理方法。好氧生物处理是在有氧条件下，印染废水中的有机物可以通过好氧微生物的作用来去除。活性污泥法、生物滤池、生物转盘、氧化沟、生物塘和膜生物反应（MBR）等都属于废水好氧生物处理法^[11]。