论文总字数：23738字

摘 要

本设计以某企业的粘胶纤维生产废水为设计对象，根据废水的水质特征，结合国内外对此类废水处理的工程实例，综合考虑实际情况，本设计拟采用物化 生化工艺对粘胶纤维废水进行处理。该企业的总废水量为10000 m³/d，污水水质：COD_Cr=1200 mg/L，BOD₅=300 mg/L，SS=500 mg/L，pH=3，Zn² =1-2mg/L。

本设计废水预处理单元包含格栅、调节池、混凝沉淀池和Fenton池，生化处理单元采用A/O工艺，污泥经脱水然后泥饼外运至有资质的固废处理中心。根据估算，COD_Cr、BOD₅、SS的预期去除率分别为95.8%、95%、90%，处理后的水质可达《污水综合排放标准》（GB8979-1996）化纤浆粕行业一级标准。

本设计合理选择设计参数，完成了各构筑物的设计计算、设备选型、平面布置、工艺流程、高程布置及构筑物的图纸绘制。

关键词：粘胶纤维 物化 生化工艺 A/O工艺

Abstract

This design takes the viscose fiber production wastewater of an enterprise as the design object. According to the characteristics of wastewater quality, Combined with domestic and foreign engineering examples of such wastewater treatment, Considering the actual situation comprehensively,This design intends to use physicochemical biochemical processes to treat viscose fiber wastewater. The total wastewater volume of the enterprise is 10000 m³/d, and the sewage water quality is: COD_Cr = 1200mg / L, BOD₅ = 300mg / L, SS = 500mg / L, pH = 3, Z_n² = 1-2.

The wastewater pretreatment unit of this design includes grille, regulating tank, coagulation sedimentation tank and Fenton tank. The biochemical treatment unit adopts A/O process, The sludge is dewatered and the mud cake is transported to a qualified solid waste treatment center. The expected removal rates of COD_Cr, BOD₅, and SS are 95.8%, 95%, and 90%, The treated water quality can reach the first-class standard of chemical fiber pulp industry in the Comprehensive Wastewater Discharge Standard (GB8979-1996).

This design selects the design parameters reasonably, and completes the design calculation of each structure, equipment selection, and plane layout, process flow, elevation layout, and drawing of the lattice structure.

Key Words:Viscose fiber;Physical Chemistry Biochemical Technology；A/O process；

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1研究背景 1

1.2废水特点 1

1.3废水处理方法 1

1.4物理化学法 1

1.4.1混凝法 1

1.4.2气浮法 2

1.4.3吸附法 2

1.4.4离子交换法 2

1.5生物处理工艺 2

1.5.1好氧生物处理法 2

1.5.2厌氧生物处理法 3

1.5.3 A/O组合工艺 3

第二章 处理工艺设计 4

2.1进水设计参水 4

2.2 出水水质参数 4

2.3工艺流程 5

2.4处理工艺流程去除率估算 6

第三章 构筑物设计计算 7

3.1格栅 7

3.1.1作用 7

3.1.2设计计算 7

3.1.3管道选型 9

3.2调节池1 9

3.2.1作用 9

3.2.2设计计算 10

3.2.3管道选型 10

3.2.4提升泵选型 10

3.3芬顿池 11

3.3.1作用 11

3.3.2设计计算 11

3.4混凝池 13

3.4.1作用 13

3.4.2设计计算 13

3.5辐流式沉淀池 15

3.5.1作用 15

3.5.2设计计算 15

3.6调节池2 20

3.6.1作用 20

3.6.2设计计算 20

3.7.A/O池 20

3.7.1设计计算 20

3.8竖流式二沉池 23

3.8.1作用 23

3.8.2设计计算 23

3.9排水池 26

3.9.1设计计算 26

3.9.2管道选型 26

3.10事故池 26

3.10.1作用 26

3.10.2设计计算 26

3.11消毒池 27

3.11.1作用 27

3.11.2设计计算 27

3.12污泥浓缩池 28

3.12.1设计计算 28

3.13污泥脱水机房 30

3.13.1作用 30

3.13.2设计计算 30

第四章 设备选型 32

4.1泵的选型 32

4.1.1污水提升泵 32

4.1.2污泥提升泵 33

4.2搅拌器选型 33

4.2.1Fenton池搅拌器 33

4.2.2混凝池搅拌器 33

4.3曝气装备选型 33

第五章 污水处理厂布置 35

5.1污水处理厂平面布置 35

5.1.1厂区构筑物及建筑物 35

5.1.2平面布置的原则 35

5.1.3平面布置 36

5.2污水厂高程布置 38

5.2.1污水处理构筑物高程布置 38

5.2.2污水厂高程设计 38

第六章 经济分析 44

6.1工程投资估算 44

6.2运行费用估算 44

结 论 46

参考文献 47

致 谢 49

第一章 文献综述

1.1研究背景

随着我国综合实力的提高，国民经济的不断发展，国内的纺织产业的规模在不断地扩大，粘胶纤维的需求量也在进一步的扩大，因此粘胶纤维生产废水污染状况也就随着增加。粘胶纤维是以天然纤维经过碱化、磺化一系列工序制成可溶性纤维素黄原酸酯，再然后溶于稀碱溶液经湿法纺丝方法而制成的^[1]。我国粘胶纤维年产量可达数十万吨^[2]，直接排放到环境中会污染水环境且大量纤维资源浪费。因此，探索经济合理又可以使环境得到保护的方法是非常迫切的。

1.2废水特点

生产粘胶纤维生产废水中包含了酸、碱废水^[3]，其中酸性废水来自是纤维后处理酸洗水，主要含硫化物等。碱性废水是来自制胶车间，主要有COD_Cr和纤维素等。粘胶纤维废水水质波动大、色度高、含有对微生物有毒的有机污染物、处理困难。此外，粘胶纤维废水存在大量的硫酸盐^[4]，经过一系列反应还会产生H₂S气体其不仅具有腐蚀性还具有恶臭味

1.3废水处理方法

粘胶纤维混合废水pH为酸性，纤维素大量析出，普通的沉淀池难以去除，大大增大后续生化负荷，造成资源的浪费。目前我国的纺织行业的规模在不断地扩大，由此粘胶纤维的需求量也自然而然随之提高，伴随而来的就染料废水污染形式日益严峻。目前，我国处理粘胶纤维生产废水的方法效率低、成本高，易产生难降解的污染物^[5]。根据粘胶纤维废水的特点，宜采用物化 生化相结合的工艺对其进行治理。

1.4物理化学法

1.4.1混凝法

投加铁盐进行混凝，同时投加聚电解质增加絮凝的稳定性，通过沉淀分离是粘胶纤维生产废水普遍使用的方法，混凝法操作简单、高效和投资小等优势，越来越被人们所重视。污水厂处理的现行工艺中都是将混凝法和其他工艺结合起来，以达到综合治理和达标排放的目的^[6]。

1.4.2气浮法

向废水中通入空气，气泡上浮，废水中的污染物会黏附在气泡上升至水面上，然后用刮渣设备刮除水面泡沫^[7]。研究人员发现40µm的气泡吸附效果最佳，但这个尺寸比较难以一直保持，因此研究人员将气泡的直径维持在10-100µm范围之间，已达到有效去除悬浮物的目的。气泡直径和絮凝颗粒直径越接近，气浮法去除率就越高^[8]。

1.4.3吸附法

吸附法是利用吸附剂对溶质的亲和力和溶质对水的疏水性，将污染物富集在吸附剂表面的过程。吸附法可以使粘胶纤维生产废水中的色度和有机物得到有效的去除，不过在吸附饱和之后就需要新的吸附剂来替换，难以重复利用，在废水处理中使用较少，常用在废水的深度处理中^[9]。在吸附过程中活性炭对COD的去除随着时间的增长先是逐渐上升继而达到饱和和趋势。活性炭表面的碱性基团在酸性环境下能够发挥作用，进而提高活性炭对COD的去除^[10]。

1.4.4离子交换法

离子交换法是以溶液中离子与离子交换剂中的离子进行置换，实现分离的目的^[11]。郝永红^[12]以过滤去除纺丝酸性废水中的杂质，进入离子交换器，工艺简单、操作简易，可回收利用有用物质从而减少锌离子对环境的污染。但该方法还是有不足的地方，例如钠离子会与其有竞争，存在树脂交换容量低的问题。此外，离子交换法成本较高，并不是适用于本项目的工艺单元。

1.5生物处理工艺

生物处理法对废水中的COD的排放量能够实行科学的控制。生物处理法一般分为好氧处理法、厌氧处理法以及两者结合的处理方式。因为粘胶纤维废水水质波动大、色度高和可生化性差等，如果只用一种生物法那么就只能去除降解难度小的有机物，对其根本的色度无法有效地去除，出水水质无法达到相关的排放标准^[13]。因此需要运用组合技术方式处理粘胶纤维废水。

1.5.1好氧生物处理法

污水中的有机物为微生物生长提供营养物质，同时污水中有机污染物浓度会下降^[14]。好氧生物法是一种普遍存在并且运用的活性污泥法^[15]，能够使大量的COD去除，好氧生物法技术简单、pH可控、运行效率高和成本低廉。肖海燕^[16]等人以树脂废水作为研究对象，在传统的A/O工艺中加入厌氧和好氧菌群，结果表明，COD的去除率在厌氧和好氧阶段都随着生物菌群的强化而有所提高。陈惠^[17]等人以芬顿高级氧化联合好氧生物法处理粘胶纤维废水，可以减少水力停留时间，pH最佳为3.5，过氧化氢的投加量为1.5mL/L。不过好氧生物法对难降解的有机物去除效率低。

1.5.2厌氧生物处理法

厌氧处理可以使废水的可生化性提高，使生物处理效果更优，它不仅可以处理高浓度有机废水，也可对中、低浓度有机废水进行处理^[18]。厌氧生物处理氮和磷的营养需求量较少和厌氧过程有一定的杀菌作用，但是厌氧微生物增殖缓慢，出水通常无法达标排放，厌氧处理需控制的因素比较复杂。

1.5.3 A/O组合工艺

粘胶纤维废水有机物含量高，可生化性差，靠单一的生物处理难以使污水达标排放，于是采用厌氧好氧的组合工艺处理此类废水可以消除这一弊端。汪卫^[19]以A/O工艺处理纺织废水，在最佳的控制条件下，对COD的去除能够达到92.37%。叶宗委^[20]以A/O法和芬顿高级氧化法处理粘胶纤维废水，A/O工段使COD的去除率为80%以上，芬顿法对COD的去除能够达到60%以上。芬顿高级氧化 生化处理，可以达到了废水达标排放。

综上，本设计从粘胶纤维废水的水质特点，以及目前研究出的方法，综合考虑经济合理性和出水标准等考虑，采用混凝沉淀＋缺氧好氧组合工艺对粘胶纤维废水进行处理。

第二章 处理工艺设计

2.1进水设计参水

表2-1设计进水污染物水质浓度

2.2 出水水质参数

通过工艺处理之后的污水符合《污水综合排放标准》（GB8979-1996）化纤浆粕行业一级标准。

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