论文总字数：19063字

摘 要

本设计以某企业粘胶纤维生产废水为设计对象，依据废水水质水量的变化情况，进行文献的查阅以及对多方面的工艺比选，本废水预处理单元的构筑物为格栅、调节池、混凝沉淀池和水解酸化池，生化处理阶段使用生物接触氧化池，污泥经脱水后泥饼送至固废处理中心。根据估算，COD_cr、BOD₅、SS的预期去除率分别为96％、90％、86％，经处理后的出水可达《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、设备选型和平面布置、工艺流程、高程布置及各构筑物的图纸绘制。

关键词：粘胶纤维 生产废水 生化处理 生物接触氧化 设计计算

Process design of wastewater treatment for viscose fiber production in a certain enterprise

ABSTRACT

This design takes the enterprise viscose fiber production wastewater as the design object. According to the change of wastewater water quality and quantity, through the related literature review and multi-faceted process comparison, the wastewater pretreatment unit adopts grid, regulation pool and mixing. The coagulation sedimentation tank and the hydrolysis acidification tank; the biochemical treatment unit adopts a biological contact oxidation tank, the sludge treatment is dewatered by gravity concentration and a belt filter press, and the mud cake is transported by the trolley to the solid waste treatment center. According to the estimation, the expected removal rates of COD_cr, BOD₅, and SS are 96%, 90%, and 86%, respectively. The treated effluent can reach the first-class standard of chemical fiber pulp industry in the “Sewage Integrated Emission Standard” (GB8979-1996).

The design rationally selects the design parameters, completes the design calculation and equipment selection of each structure, and completes the layout of the plane, the elevation layout and the drawing of each structure.

Key Words:Viscose fiber; Production wastewater; Biochemical treatment; Biological contact oxidation; Design Calculation

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 设计意义 1

1.2 粘胶纤维生产废水的性质 1

1.2.1 酸性废水 1

1.2.2 碱性废水 1

1.3 粘胶纤维生产废水处理技术 2

1.3.1 物理处理法 2

1.3.2 化学处理法 2

1.3.3 生物处理法 3

1.4 常见治理工艺 3

1.4.1 物化预处理 3

1.4.2 物化—生化处理 4

1.5 粘胶纤维废水处理的影响因素 5

1.5.1 均质 5

1.5.2 中和 6

1.5.3 絮凝 6

第二章 处理方案设计 7

2.1 设计原则 7

2.2 进水水质参数 7

2.3 出水水质参数 7

2.4 处理工艺流程的确定 8

2.5 工艺流程 8

2.6 处理工艺流程去除率估算 8

第三章 构筑物设计计算 10

3.1 格栅 10

3.1.1 作用 10

3.1.2 设计计算 10

3.1.3 管道选型 14

3.2 调节池 15

3.2.1 作用 15

3.2.2 设计计算 15

3.2.3 管道选型 16

3.2.4 提升泵选型 16

3.3 混凝池 17

3.3.1 作用 17

3.3.2 溶药池设计计算 18

3.3.3 管式混合器 18

3.3.4 絮凝池 18

3.3.5 管道选型 20

3.4 平流式沉淀池 20

3.4.1 作用 20

3.4.2 设计计算 20

3.5 水解酸化池 26

3.5.1 作用 26

3.5.2 设计计算 26

3.5.3 管道选型 28

3.6 生物接触氧化 28

3.6.1 作用 28

3.6.2 设计计算 29

3.6.3 风机选型 35

3.7 二沉池 36

3.7.1 作用 36

3.7.2 设计计算 36

3.7.3 回流污泥泵选型 44

3.8 事故池 46

3.8.1 作用 46

3.8.2 设计计算 46

3.9 排水池 46

3.9.1 设计计算 46

3.9.2 管道选型 47

3.10 污泥浓缩池 47

3.10.1 作用 47

3.10.2 设计计算 47

3.11 污泥脱水 54

3.11.1 作用 54

3.11.2 设计计算 54

第四章 污水处理厂布置 56

4.1 污水处理厂平面布置 56

4.1.1 厂区构筑物及建筑物 56

4.1.2 平面布置的原则 56

4.1.3 平面布置 57

4.2 污水处理厂高程布置 59

4.2.1 污水处理构筑物高程布置 59

4.2.2 污泥处理构筑物高程布置 62

4.2.3 污水处理厂高程布置 63

第五章 经济分析 64

5.1 运行费用 64

5.1.1 新鲜水费用 64

5.1.2 电耗费用 64

5.1.2 药剂费用 64

5.1.3 三废处置费用 64

5.1.3 人员费用 65

5.1.4 固定资产折旧费 65

5.1.5 合计 65

参考文献 66

致谢 68

文献综述

设计意义

随着科技进步，国民生活条件的改善，我国纺织产业规模不断扩大，相应着粘胶纤维的需求量进一步扩大，因此其废水的污染情况正在逐渐提高。粘胶纤维属再生纤维素纤维，是以天然纤维素经过碱化、老化、磺化一系列化学变化制成的可溶性纤维素磺酸酯，然后溶于稀碱液中制成粘胶，经过湿法纺丝制成^[1]。粘胶纤维的制造投入化工原料数量多、排放污染物量多，因此是我国的主干行业，正是由于其排污量大，使得治理其污染成为一项艰巨的任务，同时也是一个令诸多专家头疼的难题。而当前治理粘胶纤维废水的技术方法还存在很多缺点，那么找到一个既兼顾环境保护又有良好经济效益的可行性方法是十分必要的，也是研究此课题的意义所在。

粘胶纤维生产废水的性质

粘胶纤维生产废水中包含了酸性及碱性废水^[2]。由于粘胶纤维的生产过程中需要大量化工原料，这些使用到的化学品和染料具有低生物降解性，使水中CODcr浓度大大增加，其产生废水中也会含有硫酸锌、纤维素以及溶解性有机物等，这些物质严重污染环境，因此要使之产生量最少^[3]。

酸性废水

酸性废水主要是洗纺丝机水、酸站过滤器排水和纤维后处理酸洗水，产生于酸站和纺练工段和后处理工序中，其中的主要污染物为硫酸、硫酸钠 、硫酸锌等^[4]。

碱性废水

碱性废水一般占粘胶纤维厂外排废水的5-10 ％，主要来源于制胶车间，主要包括滤布洗涤水、滤机拆洗水和碱站排水^[5]。其含有浓度较高的烧碱、COD_cr、硫化物、低聚合度的纤维素。

粘胶纤维生产废水处理技术

物理处理法

吸附法

吸附法进行污水处理时具有良好的脱色效果，作为工业所用的吸附剂具有较好的机械强度并且价廉易得，主要材料为活性白土、漂白土、硅藻土、离子交换树脂、膨润土、硅胶、活性炭、沸石分子筛、粉煤灰和煤渣等^[6]。吸附可作为工业废水生化处理后的深度处理手段。

膜分离技术

膜分离主要有电渗析、反渗透、微滤、超滤、纳滤等^[7]。膜材料自身价格较高, 且浓缩液处理易造成盐分的累积, 从而影响处理效果。史会剑在对印染废水处理过程中采用了微滤-纳滤技术使得 COD_Cr去除率达87％以上，色度去除率达100％^[8]。

磁分离技术

磁分离技术在使用的过程中主要利用不具磁性、顺磁以及低磁性的物质进行分离^[9]。某针织公司经生物处理后的印染废水先与混凝剂、助凝剂和磁粉混合，经混凝反应后再进行静置重力磁分离，上清液为处理清水，沉淀的污泥经磁回收后，磁粉回用，污泥另行处理。此法对COD_cr的去除率可达60％-65％，色度去除率为45％-70％。

化学处理法

混凝法

投加铁盐或铝盐进行混凝，并且使用聚电解质增加絮凝的稳定性促进沉降分离是粘胶纤维生产废水的常用方法。它具有投资小、构筑物简单、操作方便等优点，但产生污泥量大，药剂费用相对较高。

化学氧化法

臭氧氧化法

臭氧处理对水生生物几乎没有负面影响。臭氧在粘胶纤维生产废水处理中的功能是，作为强氧化剂破坏大多数染料的双键，有选择地对有机物分子中具有不饱和键的部分进行氧化，能够有效地去除COD_cr^[10]。臭氧处理能利用氧化性，破坏粘胶纤维生产废水中的染料发色功能进行脱色。

Fenton氧化法

Fenton氧化法是H₂O₂在铁离子的催化下生成羟基，羟基可以使难降解的有机物被氧化成有机小分子物质，进而使染料脱色^[11]。在废水处理中Fenton氧化法通常与混凝沉淀法联用。

生物处理法

好氧处理法

好氧处理法包括活性污泥法和生物膜法。活性污泥法耐冲击负荷能力强，适用于水质多变的粘胶纤维生产废水处理，处理效果稳定，但容易引起活性污泥膨胀。生物接触氧化法是我国处理粘胶纤维生产废水常用的方法之一，其内设填料，通常不会污泥膨胀。

厌氧处理法

厌氧处理法可以提高废水的可生化性，使生物处理达到更优效果，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，同时它对部分含有毒有害物质的有机废水具有一定的降解能力^[12]。

常见治理工艺

物化预处理

物化预处理法一般用来去除废水中的悬浮物质以及有毒、有害物质^[13]。物化预处理适用于排放标准较低的粘胶纤维厂，这类废水所含污染物的含量低，水质分类不明显，废水处理的有机负荷和水力负荷均比较低^[14]。该工艺的出水水质较差，S^2-、Zn² 、COD_cr等不易达到国家排放标准。工艺流程图如图1-1所示。

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