1.1設(shè)計(jì)水量

根據(jù)甲方提供的資料數(shù)據(jù)，處理水量為：120m3/D；

1.2設(shè)計(jì)水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)業(yè)主提供的資料及以往工程案例經(jīng)驗(yàn)，確定本工程設(shè)計(jì)水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表2-2所示：

1.3設(shè)計(jì)目標(biāo)

1、貫徹執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的政策，按照國家頒布的有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證出水達(dá)到《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB4287-2012）修訂單間接排放標(biāo)準(zhǔn)，（即：COD≤200mg/L BOD≤50 mg/L SS≤100 mg/L NH3-N≤20 mg/L 色度≤80倍，PH 6-9）等相關(guān)國家及地方標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范規(guī)定。采用適宜的處理工藝，實(shí)行污水綜合處理，改善廠區(qū)環(huán)境，最大程度的發(fā)揮本工程的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益。

2、污水處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、高效節(jié)能、在確保污水處理效果的前提下，最大限度的減少工程投資和日常運(yùn)行費(fèi)用。

3、選擇國內(nèi)外先進(jìn)、可靠、高效、運(yùn)行管理方便、維護(hù)維修簡便的水處理專用設(shè)備。

4、精心設(shè)計(jì)，在處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下，盡量考慮節(jié)省投資、方便管理、減少占地面積等。

2工藝選擇

3.1水量調(diào)節(jié)

污水預(yù)處理是污水進(jìn)入傳統(tǒng)的沉淀、生物等處理之前根據(jù)后續(xù)處理流程對(duì)水質(zhì)的要求而設(shè)置的預(yù)處理設(shè)施，污水處理站的預(yù)處理對(duì)后續(xù)的生化處理及深度處理有著至關(guān)重要的作用，直接決定污水處理效果的達(dá)標(biāo)與否。對(duì)于城市污水集中處理廠和污染源內(nèi)分散污水處理廠，預(yù)處理主要包括格柵、篩網(wǎng)、沉砂池、砂水分離器等處理設(shè)施。而對(duì)于某些工業(yè)廢水在進(jìn)入集中或分散污水處理廠前則除需要進(jìn)行上述一般的預(yù)處理外，還需進(jìn)行水質(zhì)水量的調(diào)節(jié)處理和其他一些特殊的預(yù)處理，例如中和、撈毛、預(yù)沉、預(yù)曝氣等。若預(yù)處理工藝不達(dá)標(biāo)，造成柵渣過多，對(duì)后續(xù)的處理設(shè)備損耗大。針對(duì)此種廢水一般采用格柵+調(diào)節(jié)池預(yù)曝氣工藝。

3.2污水脫色及懸浮物處理

預(yù)處理是污水進(jìn)入傳統(tǒng)的生化等處理之前根據(jù)后續(xù)處理流程對(duì)水質(zhì)的要求而設(shè)置的預(yù)處理設(shè)施，是污水處理廠的咽喉。針對(duì)此種廢水一般采用絮凝沉淀工藝。

3.2.1混凝機(jī)理

印染廢水的色度一直是廢水的處理難題之一，尤其是印染廢水由于其廢水里面含有大量的殘留的染料、助劑、漿料與細(xì)小纖維，使得廢水色度增加顏色發(fā)生了變化。

 硫酸亞鐵有除磷、混凝脫色效果好、沉降速度快的特點(diǎn)，所以廢水的色度處理一般采用硫酸亞鐵進(jìn)行混凝脫色處理。原理為硫酸亞鐵以亞鐵離子為中心與染料分子形成多核絡(luò)合物，進(jìn)而被吸附除去來脫色。使得廢水中的有色懸浮態(tài)的染料物質(zhì)通過混凝凝聚成大顆粒的絮凝體或礬花，與廢水分離脫色,處理工藝如下圖。

硫酸亞鐵與石灰生成氫氧化亞鐵、氫氧化鐵，對(duì)活性染料的吸附量增加,形成脫色。石灰也能夠調(diào)節(jié)廢水的PH值，硫酸亞鐵的最佳脫色PH值為11以上，所以石灰的投加對(duì)硫酸亞鐵的脫色效果產(chǎn)生了很大的影響，當(dāng)石灰的投加量將廢水的PH值范圍控制在9.5-11.5之間時(shí)，硫酸亞鐵的脫色率便可以達(dá)到90%--95%。

硫酸亞鐵的投加量也需要嚴(yán)格控制，通過實(shí)驗(yàn)由圖3可知，當(dāng)硫酸亞鐵投加量為7 mL時(shí),廢水脫色率最好,可達(dá)90%以上。所以石灰硫酸亞鐵混凝脫色時(shí)，先將石灰投加將污水PH值調(diào)節(jié)好，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，再投入合理的硫酸亞鐵量進(jìn)行混凝脫色效果最好。硫酸亞鐵投加量過少則會(huì)使脫色不干凈，投加過量便會(huì)使得廢水顏色變黃，導(dǎo)致色度不但沒去除反而重新增加。一定要注意觀察混凝過程中礬花的形成。

硫酸亞鐵加雙氧水的芬頓脫色法

在芬頓處理中硫酸亞鐵與雙氧水的強(qiáng)氧化性對(duì)染色體及發(fā)色基團(tuán)進(jìn)行破壞，達(dá)到脫色的作用。此種方法對(duì)脫色的效果也可達(dá)到95%以上，但成本相對(duì)較貴。而石灰+硫酸亞鐵處理污水的藥劑成本只需要0.25-0.30元左右，成本相當(dāng)?shù)?，目前為主要脫色方法?/p>

隨著技術(shù)的發(fā)展，很多工藝都的到了優(yōu)化，本設(shè)計(jì)采用絮凝沉淀工藝；

3.3綜合廢水處理工藝選擇

根據(jù)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，采用“預(yù)處理+水解酸化+A/O+二沉+深度處理”的大工藝路線，各個(gè)階段工藝必選如下：

3.3.1水解酸化處理工藝選擇

水解（酸化）處理方法是一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法，和其它工藝組合可以降低處理成本提高處理效率。水解酸化工藝根據(jù)產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間較短的厭氧處理第一和第二階段，即在大量水解細(xì)菌、酸化菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過程，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)處理奠定良好基礎(chǔ)。

水解是指有機(jī)物進(jìn)入微生物細(xì)胞前、在胞外進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)。微生物通過釋放胞外自由酶或連接在細(xì)胞外壁上的固定酶來完成生物催化反應(yīng)。

酸化是一類典型的發(fā)酵過程，微生物的代謝產(chǎn)物主要是各種有機(jī)酸。

從機(jī)理上講，水解和酸化是厭氧消化過程的兩個(gè)階段，但不同的工藝水解酸化的處理目的不同。水解酸化-好氧生物處理工藝中的水解目的主要是將原有廢水中的非溶解性有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙庑杂袡C(jī)物，特別是紡織染整廢水，主要將其中難生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橐咨锝到獾挠袡C(jī)物，提高廢水的可生化性，以利于后續(xù)的好氧處理?？紤]到后續(xù)好氧處理的能耗問題，水解主要用于低濃度難降解廢水的預(yù)處理。

酸化水解池內(nèi)分污泥床區(qū)和清水層區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時(shí)脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進(jìn)入池內(nèi)，并通過帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻地混合。污泥床較厚，類似于過濾層，從而將進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。由于污泥床內(nèi)含有高濃度的兼性微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來的有機(jī)物質(zhì)在大量水解—產(chǎn)酸菌作用下，將不溶性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)；同時(shí)，生物濾池反沖洗時(shí)排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌體外多糖粘質(zhì)層發(fā)生水解，使細(xì)胞壁打開，污泥液態(tài)化，重新回到污水處理系統(tǒng)中被好氧菌代謝，達(dá)到剩余污泥減容化的目的。

3.3.2好氧處理工藝選擇

3.3.2.1好氧生物處理的機(jī)理

好氧生物處理法(aerobic biological treatment):利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進(jìn)行生物代謝以降解有機(jī)物，使其穩(wěn)定、無害化的處理方法。微生物利用水中存在的有機(jī)污染物為底物進(jìn)行好氧代謝，經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，逐級(jí)釋放能量，最終以低能位的無機(jī)物穩(wěn)定下來，達(dá)到無害化的要求，以便返回自然環(huán)境或進(jìn)一步處理。污水處理工程中，好氧生物處理法有活性污泥法和生物膜法兩大類。 

3.3.2.2好氧生物處理與厭氧生物處理的區(qū)別

1、起作用的微生物群不同  好氧生物處理是由一大群好氧菌和兼性厭氧菌起作用的；而厭氧生物處理是兩大類群的微生物起作用，先是厭氧菌和兼性厭氧菌，后是另一類厭氧菌。

2、產(chǎn)物不同  好氧生物處理中，有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成CO2、H2O、NH3-、等，且基本無害；厭氧生物處理中，有機(jī)物先被轉(zhuǎn)化成為數(shù)眾多的中間有機(jī)物，以及CO2、H2O等；其中有機(jī)酸、醇、醛等有機(jī)物又被另一群被稱為甲烷菌的厭氧菌繼續(xù)分解。由于能量的限制，其終產(chǎn)物受到較少的氧化作用，如有機(jī)碳常形成CH4，而不是CO2；有機(jī)氮形成氨、胺化物或氮?dú)猓皇莵喯跛猁}或硝酸鹽；硫形成H2S，而不是SO2或等。產(chǎn)物復(fù)雜，有異臭，一些產(chǎn)物可作燃料；

3、反應(yīng)速率不同  好氧生物處理由于有氧作為氫受體，有機(jī)物轉(zhuǎn)化速率快，需要時(shí)間短?？捎幂^小的設(shè)備處理較多的廢水；厭氧生物處理反應(yīng)速率慢，需要時(shí)間長，在有限的設(shè)備內(nèi)，僅能處理較少量廢水或污泥；

4、對(duì)環(huán)境要求條件不同   好氧生物處理要求充分供氧，對(duì)環(huán)境條件要求不太嚴(yán)格；厭氧生物處理要求絕對(duì)厭氧的環(huán)境，對(duì)環(huán)境條件(如PH值、溫度)要求甚嚴(yán)。

3.3.2.3好氧工藝的影響因素

1、微生物的營養(yǎng)：微生物要求的營養(yǎng)物質(zhì)必須包括組成細(xì)胞的各種原料和產(chǎn)生能量的物質(zhì)，主要有：水、碳素營養(yǎng)源、氮素營養(yǎng)源、無機(jī)鹽及生長因素。一般估算一般估算營養(yǎng)比例： C∶N∶P ＝100 ∶5 ∶1；

2、溫度：各類微生物所生長的溫度范圍不同，約為5℃ ～80℃ ；此溫度范圍，可分為最低、最高和最適生長溫度（是指微生物生長速度最快時(shí)溫度）；依微生物適應(yīng)的溫度范圍，微生物可以分為中溫性（20～45℃ ） 、好熱性（高溫性）（45℃以上）和好冷性（低溫性）（20℃以下）三類；當(dāng)溫度超過最高生長溫度時(shí)，會(huì)使微生物的蛋白質(zhì)迅速變性及酶系統(tǒng)遭到破壞而失活，嚴(yán)重者可使微生物死亡；低溫會(huì)使微生物代謝活力降低，進(jìn)而處于生長繁殖停止?fàn)顟B(tài)，但仍保存其生命力；

3、pH值：同的微生物有不同的pH適應(yīng)范圍。細(xì)菌、放線菌、藻類和原生動(dòng)物的pH適應(yīng)范圍是在4～10之間；大多數(shù)細(xì)菌適宜中性和偏堿性（pH＝6.5～7.5）的環(huán)境；廢水生物處理過程中應(yīng)保持最適pH范圍；當(dāng)廢水的pH變化較大時(shí)，應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)池，使進(jìn)入反應(yīng)器（如曝氣池）的廢水，保持在合適的pH范圍；

4、溶解氧：溶解氧是影響生物處理效果的重要因素；好氧微生物處理的溶解氧一般以2～4mg/L為宜。

5、有毒物質(zhì)：在工業(yè)廢水中，有時(shí)存在著對(duì)微生物具有抑制和殺害作用的化學(xué)物質(zhì)；其毒害作用主要表現(xiàn)在細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)遭到破壞以及菌體內(nèi)的酶變質(zhì)，并失去活性；在廢水生物處理時(shí)，對(duì)這些有毒物質(zhì)應(yīng)嚴(yán)加控制，但毒物濃度的允許范圍，需要具體分析。

3.3.3典型好氧生物處理工藝

1、生物接觸氧化工藝

生物接觸氧化法是一種介于活性污泥法與生物濾池兩者之間的生物處理技術(shù)，是具有活性污泥法特點(diǎn)的生物膜法，兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)。附著在填料上的生物膜是接觸氧化系統(tǒng)的主體作用物質(zhì)，生物膜是生物高度密集的物質(zhì)，在膜的表面和一定深度的內(nèi)部繁殖著大量的各種類型的微生物和微型動(dòng)物，并形成有機(jī)污染物—細(xì)菌—后生動(dòng)物的食物鏈。由于生物膜的高度親水性，在其外側(cè)總存在一層附著水層，在污水不斷的在其表面更新的條件下，有機(jī)污染物由流動(dòng)水層傳遞給附著水層，然后進(jìn)入生物膜內(nèi)部并通過細(xì)菌的代謝活動(dòng)而被降解。從而污水得以凈化。生物膜老化后從填料上脫落下來，形成污泥，經(jīng)沉降泥水分離后，上清液排放，污泥回流至前端生化單元或輸送至污泥濃縮池處理和處置。

生物接觸氧化工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：

①技術(shù)成熟，立足國內(nèi)，具有成熟的設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。該工藝獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；

②管理簡便，在運(yùn)行中如受沖擊負(fù)荷影響時(shí)，不會(huì)像好氧活性污泥法形成污泥膨脹，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行失效。相反，由于絲狀菌附著于載體上，增強(qiáng)了裝置處理能力；

③產(chǎn)泥量少，由于生物膜中由多個(gè)微A2/O組成，膜的表面為好氧層，好氧層的下層為缺氧層，最底層為厭氧層，故生物膜中食物鏈長，生物相當(dāng)豐富，從細(xì)菌、原生動(dòng)物到后生動(dòng)物形成了穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，使污泥在該系統(tǒng)中能充分的自身氧化、使污泥量比活性污泥法大為減少，節(jié)省了污泥處理設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用；

④開車培菌時(shí)間短，通常僅需幾個(gè)星期可完成。

綜上所述，接觸氧化工藝具有技術(shù)路線成熟、維護(hù)管理簡便、產(chǎn)泥量少、調(diào)試周期短等特殊的優(yōu)勢，所以本工藝選擇接觸氧化工藝，采用多段設(shè)計(jì)。

3設(shè)計(jì)方案

3.1工藝流程

根據(jù)上述對(duì)水質(zhì)分析和本公司的工程經(jīng)驗(yàn)，我們提出如下處理工藝，如下圖：

3.2污水處理路線

3.2.1綜合廢水

50m3/h綜合廢水首先進(jìn)入格柵渠，進(jìn)行預(yù)處理，除去水中的懸浮物與漂浮物，保護(hù)后序設(shè)備。格柵出水進(jìn)入調(diào)節(jié)曝氣池，起到調(diào)節(jié)水量、均衡水質(zhì)的作用。通過預(yù)曝氣，去除部分水中的污染物與色度，同時(shí)防止水中懸浮物的沉淀，然后通過調(diào)節(jié)池提升泵提升進(jìn)入混凝沉淀池。在此投加生石灰和硫酸亞鐵，通過對(duì)發(fā)色基團(tuán)的開環(huán)斷鍵，達(dá)到對(duì)廢水脫色的效果，同時(shí)使水中的懸浮物得以去除，并去除部分有機(jī)污染物。混凝沉淀池出水進(jìn)入水解酸化池，在該池內(nèi)通過酸化菌的作用將水中大顆粒有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，為后續(xù)生化處理做準(zhǔn)備。水解酸化池出水進(jìn)入A/O池，在A/O池A段，污水中的難降解長鏈或環(huán)狀有機(jī)物可被降解為易于降解的短鏈或有機(jī)物，并在缺氧的條件下，將硝態(tài)氮還原為氣態(tài)氮得以釋放。A/O池的O段設(shè)計(jì)為接觸氧化池格式，接觸氧化池內(nèi)設(shè)置大量的組合填料，使廢水與微生物進(jìn)行充分的混合，同時(shí)進(jìn)水和回流污泥也在此進(jìn)行充分的接觸混合。使用微孔曝氣的條件下，對(duì)好氧微生物進(jìn)行供氧，利用這些微生物的新陳代謝作用，將COD等有機(jī)污染物氧化為二氧化碳與水，在亞硝酸菌與硝酸菌的作用下，將氨氮氧化成亞硝酸鹽與硝酸鹽。硝化液回流到缺氧段進(jìn)行反硝化，從而達(dá)到生物降解的目的。O池曝氣所需空氣由羅茨風(fēng)機(jī)提供。

A/O池出水自流至沉淀池進(jìn)行固液分離后，出水達(dá)標(biāo)排放。

3.2.2污泥處理路線

在整個(gè)工藝路線中，有兩處排泥：絮凝沉淀池、二沉池，產(chǎn)生的污泥自流排入污泥池，由氣動(dòng)隔膜泵提升至板框壓濾機(jī)，經(jīng)脫水干化減量后外運(yùn)處理，上清液回流至調(diào)節(jié)曝氣池。

3.2.3其它配套路線

系統(tǒng)中采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)對(duì)好氧池體進(jìn)行充分曝氣，從而保證水體中大分子有機(jī)物的充分降解，有效地降低CODcr的濃度，對(duì)曝氣調(diào)節(jié)池進(jìn)行空氣攪拌。

3.3工藝特點(diǎn)

3.3.1完善的預(yù)處理系統(tǒng)

為保證后續(xù)工藝正常、穩(wěn)定的運(yùn)行，我們充分考慮了該污水的特點(diǎn)，采用物化的方法先進(jìn)行預(yù)處理：生產(chǎn)廢水經(jīng)氣浮后去除廢水中部分懸浮物，減輕后續(xù)處理單元的負(fù)荷，利于后續(xù)的生化處理。

3.4預(yù)期去除率

本工程中各工藝廢水濃度及預(yù)期去除率見下表：