1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1印染废水来源及特点

印染工艺是指通过退浆、煮练、漂白等工序，对成品布匹进行染色、印花等的生产过程。印染废水主要是退浆废水、煮练废水、漂白废水、丝光废水、染色废水和印花废水组成，印染加工的四个工序都要排出废水，预处理阶段（包括退浆、煮练、漂白、丝光等工序）要排出退浆废水、煮练废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水印花工序排出印花废水和皂液废水，整理工序则排出整理废水^[1]。通常所说的印染废水是以上各类的废水混合之后的混合废水，或除漂白废水意外的综合废水。

印染废水的特点是成分复杂、色度高、有毒物质多，属于含有一定量有毒物质的有机废水，主要含有残留燃料、印染助剂、酸碱调节剂和一些重金属离子，cod较高，而bod₅相对较小，可生化性差，是当前国内外公认的较难处理的工业废水之一。印染废水含有大量的有机污染物，排入水体将消耗水体中的溶解氧，破坏水生态平衡，危机鱼类和其他水生生物的生存。沉入水底的有机物，会因为氧分解而产生硫化氢等有害气体，恶化环境。印染废水的色泽深，严重影响收纳水体外观，用一般的生化法难以去除，有色水体还会影响日光的透射，不利于水生生物的生长^[2]。水是一种易受污染而可以再生的自然资源。为了使这个自然水循环能够持续地为人类服务，水在使用后回归自然前，必须进行废水的再生处理，使水质达到自然界自净能力的承受水平，恢复其作为自然资源的属性。

2. 研究的基本内容与方案

2.1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。

2.2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。

2.3拟采用的技术方案和措施

该印染企业的废水属于工业废水，其处理方法与生活污水以及食品废水等其他类废水的处理方法有所不同。目前国内外处理印染废水的主要方法有吸附法、化学氧化法、生物处理法、光化学氧化法、膜分离技术和高能物理法。

吸附法是应用较多的物理处理方法。该方法采用多孔状物质的粉末或颗粒与印染废水混合，或使废水通过由颗粒状物质组成的滤床，使废水中燃料、助剂等污染物质吸附于多孔物质表面而去除。吸附技术特别适合低浓度印染废水的深度处理，在工艺上具有投资小，方法简便易行，成本较低的优点^[7]。吸附法在实际应用过程中应重点考虑吸附剂的选择、吸附性的再生以及废吸附剂的后处理，以提高处理效果，降低处理成本和减少二次污染。常用的吸附剂主要有活性炭、离子交换纤维、炉灰、各种天然矿物、工业废料及天然植物废料等，一些合成无机吸附剂也被应用于处理印染废水。由于印染废水的水质复杂，单一的吸附处理无法达到理想的处理效果，实际应用中需进一步开发适用性较广的吸附剂同时必须开发吸附技术与其他技术的组合工艺^[8]。所以本次设计不采用吸附法来处理。

化学氧化法是目前研究较为成熟的方法。借助氧化还原作用破坏燃料的共轭体系或发色基团是印染脱色处理的有效方法。处常规的氯氧化法外，国内外研究重点主要集中在臭氧化、超生波氧化、过氧化氢氧化、电解氧化和光氧化方面。氧化剂一般采用Fenton试剂、臭氧、氯气、次氯酸钠等^[9]。按氧化剂的不同，可将化学氧化分为：臭氧化法和芬顿试剂氧化法。氧化法是一种优良的印染废水脱色方法，但如果氧化程度不足，染料分子的发色基团可能被破坏而脱色，但其中COD仍未除尽；若将燃料分子充分氧化，能量、药剂量消耗可能会过大，成本太高。臭氧化法不产生污泥和二次污染，但是处理成本高，不适合大流量废水的处理，而且COD去除率低。通常很少采用单一的臭氧法处理印染废水，而是将它与其他方法相结合，彼此互补达到最佳的废水处理效果。所以氧化法一般用氧化——絮凝或絮凝——氧化工艺^[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。

生物处理法是利用微生物酶来氧化或还原有机物分子，通过一系列氧化、还原、水解、化合等生命活动，最终将废水中有机物降解成简单无机物或转化为各种营养物质及原生质。生物法具有运行成本低、处理效果稳定等优点，在印染废水处理中得到了较为广泛的应用。常用的印染废水生物处理方法有厌氧法、好氧法、厌氧好氧组合法。好氧生物处理是在有氧条件下，利用好氧微生物的作用来去除印染废水中的有机物。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]。因此，本设计拟选择生物处理法来处理污水，主要选择的方法为好氧生物处理，主体工艺为CASS工艺。

光催化氧化法是利用某些物质在紫外光的作用下产生自由基，氧化燃料分子而实现脱色。二氧化钛光催化氧化法在pH为3-11时产生氧原子和羟基，使燃料分子迅速分解而获得很好的脱色效果。铁羧酸配合物光催化氧化法，以铁-草酸、铁-柠檬酸或铁-丁二酸络合物作催化剂，在紫外光照射下，光解生成烷基、烃基等多种自由基，使印染废水氧化脱色^[12]。光催化氧化技术以其具有常温常压操作、有害物质分解彻底、能耗及材料消耗低、无二次污染等优点，具有良好的应用前景^[13]。由于光化学氧化法处理废水成本太高，所以本设计不采用这种方式。

膜分离技术处理印染废水是通过对废水中的污染物的分离、浓缩、回收而达到废水处理的目的。具有不产生二次污染、能耗低、可循环使用、废水可直接利用等特点^[14]。膜分离技术虽然具有如此多的优点，但也存在着尚待解决的问题，如膜污染、膜通量、膜清理、以及膜材质的抗酸碱、耐腐蚀性等问题^[15]。所以现阶段运用单一的膜分离技术处理印染废水，回收纯净废料，还存在着技术经济等一系列问题。现在膜处理技术主要有超滤膜，纳米滤膜和反渗透膜。膜处理对印染废水水中的无机盐和COD都有很好的去除作用^[16]。膜法目前还有诸多缺点没解决，因此，本设计不采用这种方式。

高能物理法是一种新的水处理技术，当高能粒子束轰击水溶液时，水分子发生激发和电离，生成离子、激发分子、次级电子，这些辐射产物在向周围介质扩散前会相互作用产生反应能力极强的物质羟基自由基和H原子，与有机物质发生作用而使其分解^[17]。高能物理法处理印染废水具有有机物的去除率高、设备占地小、操作简单、用来产生高能粒子的装置昂贵、技术要求高、能耗大、能量利用率不高等特点。若要真正投入实际运行，还需要进行大量的研究工作。由于高能物理法目前还不是很成熟，因此本设计不采用这种方法。

2.4主体工艺比选及确定

污水处理厂工程的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响。因此，有必要根据确定的目标和一般的原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、污水进出水水质及当地的实际条件和要求选择切实可行、经济合理的处理工艺方案，经全面技术经济比较选出最佳的总体工艺方案和实施方式。

近年污水处理工艺主要有以下几种，分别是改良型氧化沟工艺、A²/O工艺、CASS工艺、SBR工艺。各工艺优缺点如下表所示：

表2-1污水处理工艺优缺点说明图

该企业废水水质特点为SS很低，色度很高，废水呈碱性B/C比为0.25，可生化性不好，因此在处理时需要处理这些问题。

混凝法曾被认为是最有效、最经济的脱色技术之一，采用的混凝剂可分为有机和无机两大类，其中用于治理高浓度燃料及其中间体废水的混凝剂多为有机、复合絮凝剂，主要有以下几种：1、聚硅酸脱色絮凝剂（PSMA)，这种絮凝剂对分散染料、活性染料、酸性染料、直接染料和硫化染料脱色率达95%以上。2、Fc系列、Xp系列混凝剂，其中Fc系列混凝剂对分散染料、活性染料、直接染料和硫化染料脱色率达85%-95%。对COD也有一定的去除效果。3、WX系列高分子脱色絮凝剂，这种混凝剂对活性染料和直接染料废水的脱色率达85%，与聚合铝合用，其脱色率可达96%-99%。4、PAC PAM混凝剂（碱式氯化铝和聚丙烯酰胺），PAM投约2mg/L，PAC投加控制在700-900mg/L，pH值控制在5.2-7.0时，对以活性染料为主要成分印染废水的脱色率可达到85%-93%。5、PAN-DCD（聚丙烯腈与二腈二胺的反应产物）对活性染料在酸性条件下均有很好的脱色效果。脱色率接近100%^[19]。

本工程选择第四种加药方式，即投加PAC PAM，生化处理主体工艺选择CASS工艺，具体的工艺流程如下图所示：

图2-1印染企业废水处理工程工艺流程示意图

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水浓缩池浓缩处理后，再经污水脱水机房脱水处理后外运。

经过处理的污水水质符合《纺织染整工业水污染物排放标准》（GB4287-2012）中的排放要求，处理后直接排入汉江。本设计具有良好的可行性。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅文献、确定工艺方案、编写开题报告、完成英文翻译；

第3-8周：工艺流程计算，绘制图纸初稿，编写设计说明书、计算书；

第9-10周：设计内容修改完善、定稿及打印。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]孙政.印染废水水质特征及生物处理技术综述[j].煤矿现代化.2007年第一期.

[2]吴广峰,高冬梅,赵伟等.活性染料及棉纤维的染色[j].长春工业大学学报:自然科学版,2004,25(2):76-78.

[3]杨波,谢辉,李玲玲.印染废水处理技术的研究进展[j].吉林化工学院学报,2008,25(3):56-60.