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外文翻譯 題目1：如何使用活性碳纖維陰極（電芬頓技術） 從實際印染廢水去除COD 題目2：一個完整的印染廢水處理系統(tǒng)中 微生物群落的演變研究 外文翻譯之一 如何使用活性碳纖維陰極（電芬頓技術） 從實際印染廢水去除COD 作者：Chih-Ta Wang,Wei-Lung Chou,Mei-Hui Chung,Yi-Ming Kuo 國籍：中國 出處：生物資源技術 概要：本試驗在PAN（聚丙烯腈）基活性碳纖維陰極的基礎上，利用Fe2+與過氧化氫電化學反應對實際印染廢水中COD去除效率的研究。在不同的氧噴射速率，不同的電流密度，F(xiàn)e2 +濃度，溶液pH值和溫度的情況下對COD去除率的研究。電芬頓技術可以成功地在240min后從復雜的實際印染廢水中去除超過70%的COD。隨著氧氣噴射速度上升到150 cm3/min的時候，COD的去除率明顯增加。當施加的電流密度達到3.2?mA/cm2時，COD的去除效率最高可以達到75.2%；而在高密度電流下因為副反應率的增加使得COD去除效率有所下降。結果表明，最適pH值為3。在此之后，提高溶液的pH值，COD的去除率就迅速下降；相反，COD的去除率會因為Fe2+濃度上升到2mM而增加。溫度對COD的去除效率略有負面影響。 引 言 紡織印染行業(yè)在臺灣是主要的工業(yè)用水行業(yè)。然而，印染廢水想要達到滿意的處理效果通常是很困難的，因為污水有很高的色度和COD。雖然我們已經(jīng)了解一些從廢水中去除染料的傳統(tǒng)方法比如化學氧化，絮凝法，吸附法和生物處理法，但仍存在一定的局限性。最近，學者對電化學方法處理廢水的實際應用問題的興趣，如直接或間接電氧化，還原和電凝電吸附，一直在增加。 最有效的電化學法是通過間接介質(zhì)氧化處理污染物所得到。傳統(tǒng)的間接氧化使用氯離子作為氧化還原介質(zhì)。即使它在處理某些有機物和無機物時非常有效，但在處理期間的初始階段會有一些有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。然而，這些含氯化合物在水溶液中可完全礦化（電化學氧化）或氧化成為揮發(fā)性化合物。近日，一些研究人員使用了原位電化學過氧化氫氧來處理廢水。然而，過氧化氫氧化對于有機污染物的分解并不是非常有效。應用紫外照射和金屬催化劑可以有效地提高過氧化氫的羥基自由基的氧化功率。 最近，研究表明羥基自由基的使用有可能部分或完全地破壞有機化合物。芬頓試劑，是一種過氧化氫和亞鐵離子組成的酸性混合物。芬頓試劑所產(chǎn)生的羥基自由基具有高氧化能力，其反應機理是非常復雜的，可描述為： Fe2 + + H2O2→Fe3 + + OH? + OH? （1） 盡管芬頓試劑氧化效率高，但要通過集中儲存和運輸高濃度并且含有Fe3 +的H2O2（aq）容易造成土壤污染，所以使用受到限制。在酸性介質(zhì)中，通過原位電化學對過氧化氫在陰極還原氧氣和Fe2 +再生，可以解決這個問題。最近幾年，一些研究人員在酸性環(huán)境運用電化學還原氧已經(jīng)產(chǎn)生了相當大的量的過氧化氫。該技術結合電化學過氧化氫和增加的Fe2 +被稱為電芬頓技術。明顯的是，過氧化氫在陰極的產(chǎn)生效率是電芬頓技術至關重要的。有兩種方式可使陰極的氧氣含量降低，從而產(chǎn)生過氧化氫或水。氧的電化學還原遵從的兩個或四個電子過程完全取決于陰極材料。 基于碳作電極，包括石墨，玻璃碳，碳纖維和碳海綿及氣體擴散電極已被用于生產(chǎn)過氧化氫。傳統(tǒng)上通過電化學生產(chǎn)過氧化氫而使用的石墨，是因為其成本較低。然而，由于在水溶液中氧氣的低溶解度，從而導致傳質(zhì)限制，使得效率不高。最近氧碳-PTFE擴散陰極已被廣泛使用，被認為是用于產(chǎn)生過氧化氫 [24]最有效的電極。但是，氣體擴散的陰極表面面積相對較小，因而不適合適用于處理大量的廢水。此外，其成本高且長期運行的電極容易造成氣體擴散不穩(wěn)定是研究的主要問題。因此，在工業(yè)應用中，價格低廉并且具有高表面積的碳纖維在生產(chǎn)過氧化氫工藝中是最具有吸引力的。 過氧化氫電化學率顯著影響著電-芬頓技術的處理效率。幾個因素影響著過氧化氫的電化學效率：氧氣必須首先被溶解在溶液中；其次，溶解氧轉移到陰極表面，并吸附在陰極，最后在酸性介質(zhì)中，隨著電化學反應減緩而產(chǎn)生過氧化氫，可能會出現(xiàn)的副反應是同時在陰極降低電過氧化氫的生成率。 電化學生成的過氧化氫與亞鐵離子，與外部添加或減少所產(chǎn)生的三價鐵離子或那些原本存在于溶液中具有高的氧化還原電勢的離子，產(chǎn)生羥基自由基，根據(jù)式（1）。 大多數(shù)研究者使用電芬頓技術處理印染廢水的成分相對較少，染料濃度低。相比之下，專注于采用電芬頓技術研究處理實際廢水是有限的。這項工作是研究使用電芬頓技術處理實際印染廢水的COD去除率的可行性和有效性。過氧化氫是在三維活性炭纖維布陰極產(chǎn)生的，而Fe2+通過外部添加。采用恒定電流模式對COD去除效率進行評價。我們著重研究三維碳纖維布陰極和幾個運行參數(shù)對效率影響，如氧噴射速率，施加電流密度，溶液的pH值，F(xiàn)e2+濃度和從實際的印染廢水去除COD的溫度。 2.實驗 2.1 物料 臺灣的碳科技公司，提供PAN（聚丙烯腈）基活性炭纖維布，而陽極的鉑絲從本地的金屬公司購買。所有試劑均為分析純，且沒有進一步純化。在這項工作中，氧氣（純度99.9％）是從當?shù)氐囊患夜举彽?，并且其噴射速率?0到250cm3/min。 2.2 實驗裝置和方法 所有實驗均在未分隔且配有兩個電極的電化學電槽中進行，溶液的體積為0.5立方分米。陽極是一個直徑為0.05厘米的鉑絲，陰極被設計成中空圓筒形結構，包括一個大小為9cm×7cm×0.02cmPAN基活性炭纖維布層，在兩個塑料的屏幕中，圖1中所見。中空圓柱形陰極的直徑和高度分別為2.9厘米和7厘米。鉑絲陽極放置在中空圓柱形陰極的中心。這種設計的一個特點是使初電流或電位分布更均勻。從氧氣瓶噴射出來的氧氣，直接分配到中空的圓柱形陰極的底部。在所有的實驗中，該溶液的磁力攪拌速率為300rpm，保持溫度與恒溫浴一樣，并且控制測量溶液的pH值，用轉子流量計控制氧氣流量，供給的電壓為直流電源（GW，GPR-25H30D）。為了準確地測量電壓和電流，電壓表和電流表分別連接到所述電路中。含COD的廢水用哈希分光光度計（DR5000）測量。BET的表面積（ 1558.1平方米/克）和活性炭纖維的孔體積（ 0.431立方厘米/ g）用比表面積測定儀測定（ ThermoQuest ， Qsurf系列）。 圖1 實驗裝置示意圖 1：電源；2：活性炭纖維布陰極；3：陽極；4：氣機磁力攪拌器；5：鼓風機；6：pH值統(tǒng)計。 這項試驗中所用的廢水樣本取自一個位于臺灣仁德村的紡織印染化工廠，然后將其存儲在一個黑暗的環(huán)境中。進行電化學實驗前，廢水中的膠體懸浮顆粒用乙酸纖維素濾紙（0.45μm的細孔徑）過濾除去。測定廢水中的某些特征，這些數(shù)據(jù)都在表1體現(xiàn)，實驗所需時間為240分鐘。COD去除率百分比定義為： 其中COD0是在實際印染廢水的COD初始值。 表1 廢水中的特征指數(shù) 3. 實驗結果與討論 3.1 吸附，氧氣氧化和電芬頓工藝的比較 隨著電化學反應產(chǎn)生過氧化氫，其他兩種工藝--包括污染物的吸附和氧氣氧化都參與了電芬頓技術在印染廢水中使用碳纖維布作為陰極去除COD的過程。為了探討研究僅使用電芬頓法后COD的去除率，本實驗就對活性炭纖維上對污染物的吸附和由噴射的氧氣氧化對COD的去除率的影響進行了這項研究。圖2顯示除去使用氧氣氧化和電芬頓法的氧化就純吸附的函數(shù)而得到的去除百分比。圖2由三個獨立的實驗獲得。在氧氣氧化的情況下，不通過電極就將氧氣噴射入反應器中。通過吸附研究COD的去除率，即氧氣將不會被噴入反應器中，而電流也會被切斷。發(fā)現(xiàn)表明，通過簡單的吸附，COD去除率很低，在240分鐘的處理后也只達到2.8％。雖然噴射的氧氣氧化對COD的去除百分比高于簡單的吸附，污染物使用氧氣氧化似乎并不能有效去除印染廢水中的COD。COD的去除率的百分比隨著時間逐漸增加，240分鐘后達到10.9％，但是，其去除率在使用氧氣氧化后仍然很低。相比之下，通過電芬頓法獲得COD的去除率較高。在240分鐘處理后，COD的去除率為75.2％，這表明大部分的COD通過電芬頓技術去除是現(xiàn)在主要的研究方向。因此，這種碳纖維布陰極被證明能夠有效地產(chǎn)生過氧化氫，然后與Fe2 +反應，產(chǎn)生羥基自由基，根據(jù)式（1）。 圖2 在pH 為3和溫度為20°C時，COD去除百分比隨時間的變化 對于電芬頓技術的影響 增加電流密度：3.2mA/cm2時；氧氣噴射率：150cm3/min；Fe2+：2mM。對于氧氣氧化：氧氣噴射率：150cm3/min。對于吸附：無氧氣，電流被關斷。 3.2 氧氣噴射速率的影響 圖3顯示的實驗結果：氧噴射速率從50到250cm3/min，即50，100，150，200和250cm3/min的噴射率，且施加的電流密度為3.2mA/cm2時，COD去除百分比分別為59.3％，69.5％，75.2％，76.3％和77.1％。顯然，在電芬頓技術中COD去除率隨著氧氣噴射速率增加而增加，因為在此過程中，過氧化氫有所增加。因此COD去除效率將取決于電致的過氧化氫濃度。即，氧噴射速率的增加可提高水中的溶解氧濃度和加速氧氣的傳質(zhì)速率，最終增加了過氧化氫產(chǎn)生的量。這一發(fā)現(xiàn)與Do等學者使用CSTER（連續(xù)攪拌釜式反應器）以及我們以前的研究相一致。此外，COD去除率在氧氣噴射率超過150立方厘米后僅略微增加。該結果表明，在這項研究中，當氧氣噴射速率超過150cm3/min時通過過氧化氫的電化學反應產(chǎn)生控制COD去除率。顯然，目前的研究中施加電流密度3.2 mA/cm2，氧氣噴射速率為150 cm3/min的條件是適當?shù)摹? 3.3 施加的電流密度的影響 為了選擇合適的電流密度來測試最佳COD去除率，在施加電流密度為0.8 mA/cm2到4.8 mA/cm2的范圍內(nèi)進行試驗。圖4顯示外加電流密度對廢水中的COD去除百分比的影響。施加電流密度為0.8，1.6，2.4，3.2，4.0和4.8 mA/cm2時，COD去除百分比分別為19.2％，49.9％，62.8％，75.2％，73.0％和64.8％，最高的COD去除率在施加電流密度為3.2 mA/cm2時實現(xiàn)。該情況下，在電流密度小于3.2 mA/cm2時，COD去除百分比隨著電流密度的增加而增加。因為增加所施加的電流密度，可以放大過氧化氫的產(chǎn)率，從而提高羥基自由基的濃度。然而，調(diào)查結果進一步表明，當施加超過3.2 mA/cm2的電流密度時，COD的去除百分比也開始下降，這意味著過氧化氫電化學反應的速率下降。高電流密度是指施加較高的電壓時的電化學系統(tǒng)。因此，當在陰極施加一個更高的電壓時式（3）中的副反應容易發(fā)生。因此，在施加電流密度大于3.2 mA/cm2時更多的電力被浪費。 圖3 在50到250cm3/min不同的氧氣噴射速率的條件下，COD去除率百分比 施加的電流密度：3.2mA/cm2；pH值：3；加入Fe2 +：2mM；溫度：20°C。 圖4 在各種的電流密度下COD去除百分比 氧氣噴射速率：150cm3/min；pH值：3；Fe2 +：2mM；溫度：20°C。 圖5 在不同pH值的溶液中COD的去除率 電流密度：3.2mA/m2；氧氣噴射率：150cm3/min；Fe2 +：2mM；溫度：20°C。 3.4 溶液中PH值的影響 對于電芬頓氧化過程中，溶液的pH值，不僅是影響芬頓氧化效率的關鍵因素，也是對于H2O2電化學反應的一個主要參數(shù)。因此，重要的是研究在這個過程中pH值對COD去除百分比的影響。在傳統(tǒng)芬頓工藝中，在高pH值時鐵類物質(zhì)開始沉淀成為鐵的氫氧化物。另一方面，在較低pH值的環(huán)境中，鐵類物質(zhì)與H2O2形成穩(wěn)定的復合物，影響了催化劑的活性。結果，氧化效率顯著降低。因此，芬頓反應一般是在酸性溶液中進行，pH值范圍從2到4。已發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)芬頓處理過程最佳的pH值約為3。在過氧化氫的產(chǎn)生方面，在理論上，低pH值是有利于產(chǎn)生過氧化氫，因為在酸性溶液中溶解氧轉化成過氧化氫消耗質(zhì)子，如式（2）。然而，低pH值也促進析氫，如式（4），降低了用于產(chǎn)生過氧化氫的活性位點的數(shù)目。因此，在這項研究中，可能獲得最佳的溶液的pH值。該溶液的pH值對COD的去除百分比影響示于圖5。當溶液的pH值從3提高到5，COD去除率百分比顯著下降。此外，當溶液的pH值保持在2時，對COD的去除百分率是72.4％，稍低于在pH= 3時的COD去除百分比，因為兩個同時在陰極發(fā)生的副反應（式（3）和（4））。除此之外，在pH值低于3，過氧化氫根據(jù)溶液中的氫離子將保持穩(wěn)定： 因此，結合H2O2電化學和芬頓化學反應，在最適pH為3，通過240分鐘處理廢水的條件下，COD去除率達到了75.2％。這個結果與先前研究結果是一致的。 圖6 在不同的Fe2 +濃度下COD去除率百分比 施加電流密度：3.2mA/cm2；氧噴射速率：150cm3/min；pH值：3；溫度：20°C。 3.5 初始Fe2+濃度的影響 圖6表明外部添加Fe2 +的濃度對COD的去除百分比的影響。當沒有Fe2 +的溶液中加入到該溶液中COD去除率百分比很低（19.8％），說明過氧化氫的氧化能力是不夠破壞大分子的，如實際印染廢水中的染料。而添加Fe2 +的實際廢水，并結合電化學過氧化氫根據(jù)芬頓反應可產(chǎn)生羥基自由基。加入Fe2 +的濃度與羥基自由基的產(chǎn)生有關，根據(jù)式（1）。因此，為研究在電解開始時添加不同的Fe2 +濃度對COD的去除百分比的影響進行了一系列的實驗。圖6顯示，F(xiàn)e2 +的存在顯著影響COD的去除率百分比。COD去除率百分比在外部添加Fe2 +的濃度為0.33mM時顯著增加，從19.8％增加至43.1％。顯然，COD去除率百分比一直在增加當加入Fe2 +的濃度達到2mM前。比較對只含染料的廢水進行的簡單的處理結果，可得到，更高濃度的Fe2 +被添加到實際廢水中。這可能可以解釋在目前實際染色廢水降解過程中形成酸，醇的Fe2 +化合物和Fe2 +。與此相反，當Fe2 +增加到超過2mM時，F(xiàn)e2 +濃度對COD去除率有消極的影響。一種可能的解釋是，當Fe2 +的濃度很高的時候， Fe2 +對有用的羥基自由基進行反應，導致廢水COD去除率降低，根據(jù)式（8）： 因此，過量的Fe2 +會消耗羥基自由基。結果顯示，在目前的研究中當Fe2+濃度大于2mM時COD的去除百分比會下降。此外，在該陰極表面可能以Fe3+形式存在根據(jù)式（1）和（8），從而導致陰極表面上的有效產(chǎn)生過氧化氫的數(shù)目減少。因此，電化學反應中的過氧化氫產(chǎn)生率和COD的去除百分比皆下降。 3.6 溫度的影響 為了研究溫度的影響，在電芬頓過程中，從20°C至40°C在5個溫度條件下進行電化學反應。圖7顯示在這項工作中溫度對COD去除百分比的影響。結果表明，溫度對COD的去除率有消極影響。溫度從20 ° C升高至40°C，COD去除百分比從75.2 ％下降到68.1 ％，用羥基自由基去除COD，將溫度提高將減少過氧化氫的電化學反應率，這與一些過氧化氫的電化學率基本相關。溫度對COD的去除百分比的消極影響體現(xiàn)在溶解氧濃度較低且在更高的溫度下過氧化氫自行分解。即，溫度的升高，過氧化氫的濃度減少，因為溫度升高可降低廢水中氧的溶解度。此外，對于氧氣來說，過氧化氫的自行分解效率隨溫度的變化而變化。溫度每上升10 °C，分解率就變成較低溫度下的2.3倍。在這種情況下，一個較低的溫度有利于電化學中過氧化氫的積累，從而提高了COD的去除率。 圖7 在不同溫度下COD的去除百分比 施加的電流密度：3.2mA/cm2時；氧氣噴射率：150cm3/min；pH值：3；Fe2 +：2mM。 4.結論 本研究設計了一個以PAN基活性炭纖維布作為中空的圓柱形陰極來去除實際印染廢水中的COD。通過電致的羥基自由基及添加Fe2 +（電芬頓過程）結合過氧化氫去除廢水中的COD。COD去除率隨著氧氣噴射速率的比例增加而增加。結果表明，當氧氣噴射速率超過150cm3/min時，由過氧化氫控制COD去除率百分比。最高的COD去除率在施加電流密度為3.2 mA/cm2時實現(xiàn)的。施加電流密度大于3.2 mA/cm2時COD的去除百分比下降是由于副反應率增加。結果顯示，本研究是最佳溶液的pH值為3 ，并且增加溶液的pH會使COD去除率百分比迅速下降。隨著Fe2 +濃度增加的并高達2mM時，COD去除百分比也有所提高。溫度對COD去除百分比有輕微的負面影響。從20 ° C至40°C，隨著溫度的升高，COD去除百分比從75.2 ％下降到68.1％。 參考文獻 [1] E. 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Jones, Applications of Hydrogen Peroxide and Derivatives, 1st Ed., MPG Books,UK, 1999. - １６ - 任務書 題目：毛紡廠印染廢水處理工藝設計 一、主要任務與目標 1、完成毛紡廠印染廢水處理工藝設計方案。 2、通過畢業(yè)設計進一步掌握生活污水處理基礎理論和基本知識；學會根據(jù)廢水特點、處理要求和處理技術現(xiàn)狀，合理確定處理工藝流程和工藝參數(shù)；掌握處理構筑物設計計算及設計說明書編制方法，培養(yǎng)工程概念和分析、解決問題的能力。 二、主要內(nèi)容與基本要求 1、了解城鎮(zhèn)生活污水產(chǎn)生及排放情況，污水水質(zhì)特性及相關處理工藝的比較；按廢水處理量1000t/d，處理出水要求達到《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》（GB28937－2012）直接排放標準的要求，色度執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準。編制設計說明書，繪制工藝流程圖、總平面布置圖和主要處理構筑物平剖面圖，附設計計算書。 2、要求處理工藝流程和工藝參數(shù)選取合理，計算方法正確，說明書編制內(nèi)容完整、規(guī)范，同時符合畢業(yè)設計（論文）要求，工程圖圖面清晰、內(nèi)容完整、符合制圖標準。 三、計劃進度 畢業(yè)設計計劃進度表 起止時間 內(nèi)　容 備　注 2.13—2.29 完成外文翻譯兩篇和文獻綜述的撰寫 2.30—3.16 完成資料收集和開題報告 3.17—4.08 完成設計計算 4.09—4.30 完成工程圖紙繪制 5.01—5.10 完成初稿 5.11—5.18 論文修改，送審 指導教師簽名：　　　　　　　　　　　　　 年　 月 　日 系室主任簽名：　　　　　　　　　　　　　 年 　月　 日 - １ - 毛紡廠印染廢水處理工藝設計 摘 要：近年來，隨著經(jīng)濟發(fā)展，市場對布料的需求，使得紡織行業(yè)逐漸擴大。 目前，國內(nèi)有許多小型的紡織印染廠存在生產(chǎn)不合理的現(xiàn)象，如何將它們規(guī)范化成了如今的首要任務。本文針對某毛紡廠的印染廢水水質(zhì)復雜且難處理的特點，比較常用的廢水處理工藝，同時考慮成本及實際操作的可行性，最終選擇一套最適合該廠的工藝流程。本設計采用水解酸化-生物接觸氧化工藝處理。出水水質(zhì)達到《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》（GB28937－2012）直接排放標準的要求，色度執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準。廢水處理后要求達到CODcr≤120mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤70mg/L，色度≤50，pH=6-9。 關鍵詞：印染廢水；水解酸化-生物接觸氧化法；工藝設計；廢水水質(zhì)水量 A design of spinning dyeing wastewater treatment process Abstract: In recent years, with the economic development, the demand for fabrics makes the textile industry gradually expanded. Currently, there are many small textile dyeings existing unreasonable production phenomenon in China, while how to make these operations standardization is one of the main task. In this design, as the by features of woolen mill dyeing wastewater quality which is complex and hard to treat, by comparing with the commonly used wastewater treatment process and considering the costs and operations, the hydrolysis acidification - biological contact oxidation process was adopted to deal with the dyeing wastewater. Thus the effluent water can reach the goals of CODcr≤120mg/L BOD5≤30mg/L, SS≤70mg/L, Chroma≤50 and pH=6-9,which meets the discharge standards of wool industrial water pollutant and Integrated wastewater discharge standard. Keywords:dyeing wastewater;hydrolytic acidification-biological contact oxidation;process design; wastewater quality and quantity 目 錄 1 引言 1 1.1背景和意義 1 1.2設計目標 1 1.3基本思路 1 2 工程概況 1 2.1設計依據(jù) 1 2.2設計原則 2 2.3設計基礎資料 2 2.4設計水量水質(zhì)與排放標準 3 3 處理工藝流程 3 3.1處理方法介紹 3 3.2 處理方案的確定 5 3.3處理工藝流程 5 3.4 藥劑及填料的對比選擇 6 3.5預期處理效果 8 4 處理構筑物及設備 9 4.1 格柵 9 4.2 調(diào)節(jié)池 10 4.3 混凝沉淀池 10 4.4 水解酸化池 11 4.5 生物接觸氧化池 12 4.6 二沉池 13 4.7 污泥濃縮池 13 4.8 標準排放口 15 5 工藝配套管理用房設計 15 5.1 保安室 15 5.3 衛(wèi)生間 16 6 總圖 16 6.1總平面布置 16 6.2高程設計 16 7 工程投資與運行費用 17 7.1工程投資 18 7.2運行費用分析 19 8 主要技術經(jīng)濟指標 20 8.1 處理規(guī)模 20 8.2 COD消減量 20 8.3 工程投資 20 8.4 占地面積 21 8.5 電耗 21 8.6 勞動定員 21 8.7 運行費用 21 8.8 處理成本 22 致謝 23 參考文獻 24 附錄1. 設計計算書 25 附錄2.工程圖 39 1 引言 1.1背景和意義 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，紡織工業(yè)也不斷發(fā)展，而印染行業(yè)所產(chǎn)生的廢水成為污染我國水環(huán)境的主要來源之一。某毛紡廠始建于上個世紀80年代，是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè)，其主要產(chǎn)品為羊絨、立絨、兔絨、順毛呢等中，高檔布料。該廠染色方式有散染、匹染兩種，其使用的染料以酸性染料為主，過程中會有少量的直接媒介、陽離子產(chǎn)生。由于該公司從事毛紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)工作，其每日產(chǎn)生廢水成分復雜，不僅COD濃度高，酸堿度高，鹽度高，且色度也高達800倍，可降解性能較低，具有潛在毒性[1]，若不使用專門的工藝處理，卻直接排入水體，可能會導致水生生物的死亡，令自然水體喪失自凈能力[2]；嚴重的話，則導致污染物質(zhì)在動物體內(nèi)富集，通過食物鏈進入人體，危害人類健康，也可能引起癌癥。通過對本次設計，可以降低水中部分有害物質(zhì)，從而達到排放標準，減少對自然水體的污染，間接地改善我們生活的環(huán)境。 1.2設計目標 設計除色度這項指標外，其余必須達到《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》（GB28937－2012）中的直接排放標準的要求，如表1-1，色度需執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）中的一級排放標準，如表1-2。 表1-1 毛紡工業(yè)水污染物排放標準 項目 pH BOD mg/L CODcr mg/L SS mg/L 設計排放 標準 6-9 30 120 70 表1-2 污水綜合排放標準 項目 pH BOD CODcr SS 色度 設計排放 標準 6-9 100 60 70 50 1.3基本思路 該毛紡廠印染廢水中的污染物分為固體污染物和液體污染物，固體污染物包括毛紡過程中的羊毛等動物毛及一些瑣屑布料進入印染廢水中，液體污染物包括印染過程中的染料物質(zhì)，及相關的助劑等。 故設計時應注意固體污染物和液體污染物的分別處理。首先需進行預處理，將廢水中體積較大的固體污染物去除，防止其進入后續(xù)構筑物破壞處理裝置，繼而讓小型的顆粒物質(zhì)進行沉淀或混凝沉降處理，以減少印染廢水中的SS含量。在一系列沉降之后，通過生物厭氧好氧反應，除去廢水中的染料及助劑等，而污泥通過回流，或者濃縮成泥餅外運處理。 原則：不產(chǎn)生二次污染，滿足設計規(guī)范，方便管理，盡可能降低成本。  2 工程概況 2.1設計依據(jù) （1）《中華人民共和國環(huán)境保護法》 （2）《污水綜合排放標準》（GB8978-1996） （3）《中華人民共和國水污染防治法》 （4）《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》（GB28937－2012） （5）《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》（GB 4287-2012） （6）《生物處理構筑物進水中有害物質(zhì)允許濃度》（GBJ14） （7）《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-88） （8）《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》 （8）三廢處理設計手冊（廢水卷）、給水排水設計手冊 （9）設計任務書 （10）相應廠家提供的設備樣本 2.2設計原則 （1）針對水質(zhì)特點進行科學設計，使用成熟的技術，確保每一項指標都能達標； （2）對構筑物的設計布局合理，減少不必要的成本支出； （3）遵循清潔生產(chǎn)，循環(huán)經(jīng)濟； （4）減少及盡可能避免在處理過程中對環(huán)境的二次污染，妥善處理工藝所產(chǎn)生的污泥及殘渣，以便減少對周邊環(huán)境的影響； （5）運行，管理方便，力求自動化，便于維護，降低人力勞動成本和運行費用； （6）按照規(guī)定排放廢水。 2.3設計基礎資料 該毛紡廠始建于上個世紀80年代，是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè)，其主要產(chǎn)品為羊絨、立絨、兔絨、順毛呢等中，高檔布料。該廠染色方式有散染、匹染兩種，其使用的染料以酸性染料為主，過程中會有少量的直接媒介、陽離子產(chǎn)生。其每日產(chǎn)生廢水量約為1000m3/d。設計必須達到《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》中的直接排放標準的要求，色度需執(zhí)行《污水綜合排放標準》中的一級標準。 2.4設計水量水質(zhì)與排放標準 該毛紡有限公司是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè),每天產(chǎn)生廢水量為1000立方米，其水質(zhì)含有較高濃度的染料，使CODcr ，BOD和色度超標，且堿性較強，pH達到7-12。 設計要求達到《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》（GB28937－2012）直接排放標準的要求，色度執(zhí)行《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）一級標準。具體如表2-1。 表2-1 毛紡廠印染廢水進水及排放指標 項目 pH BOD mg/L CODcr mg/L SS mg/L 色度 倍 設計進水 濃度 7-12 350 1500 300 800 設計排放 標準 6-9 30 120 70 50  3 處理工藝流程 3.1處理方法介紹 3.1.1 物理處理 （一）吸附法 通過向水體中加入一種吸附劑，令水體中的一種或多種物質(zhì)被吸附除去，達到凈水的作用。 （二）氣浮法 在添加浮選劑的水中通入微小氣泡，令其變成絮狀并通過浮力不斷上浮，直至被除去[3]。 氣浮分離法的優(yōu)點在于：操作簡單，分離效率高。適宜溶液中低濃度組分的回收。 （三）沉淀法 將溶劑加入混合組分的溶液中，通過改變混合溶液中某些組分的溶解度和溶劑組分的極性改變并從溶液中分離的方法。 3.1.2 生化處理 （1）傳統(tǒng)活性污泥法 用活性污泥來去除水中污染物質(zhì)的一種方法。其過程中需要通入大量的空氣，令好氧生物大量繁殖，形成絮狀物，以此來出去有機物。 活性污泥系統(tǒng)運行的基本條件有很多，例如： a.污水中含有足夠的有機物，可提供微生物生命活動所需的營養(yǎng)物質(zhì)； b.污水需要曝氣，有足夠的溶解氧； c.活性污泥在廢水中呈分散狀態(tài)，與有機物充分接觸； d.剩余污泥要及時排除，是污泥在水中保持一定的濃度； e.不允許有對微生物有毒害作用的物質(zhì)進入水體； f.污水的穩(wěn)定能力較高，凈化能力強。 （2）氧化溝法 又稱連續(xù)環(huán)式反應池。也是屬于活性污泥處理系統(tǒng)，其曝氣池呈封閉的溝渠型，在處理過程中，通過在池體內(nèi)，曝氣并循環(huán)流動才得以實現(xiàn)，故又稱循環(huán)曝氣池。氧化溝一般由以下幾部分組成：進出水裝置、溝體、曝氣設備、導流和混合設備等，從水平面看，其形狀一般呈環(huán)形，也可呈其他的形狀。另外，通過實踐證明，與其他污水的生物處理方法相比，氧化溝具有污泥停留時間長，流程簡單，無二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)，操作管理方便，出水水質(zhì)較好，反應過程中內(nèi)循環(huán)量大，工藝可靠性強，耐水力負荷能力強，運行費用低等特點。 在實際操作運行過程中，仍會出現(xiàn)很多的問題，例如： a.對于BOD濃度較低的水質(zhì)完全沒有處理能力； b.在溝渠內(nèi)側容易出現(xiàn)死區(qū)，出現(xiàn)泥沙沉積； c.構筑物占地大，土建費用大； （3）序批式活性污泥法 SBR(Sequencing Batch Reactor)是一種通過有序和間歇性曝氣的活性污泥處理技術。適用于流量變化較大的污水處理。該系統(tǒng)主要優(yōu)點有： a.流程簡單，集多池為一體，無二次沉淀池和污泥回流系統(tǒng)； b.和傳統(tǒng)的活性污泥法相比，占地面積小，運行費用較低； c.很少發(fā)生污泥膨脹，有脫氮除磷的作用；剩余污泥的性質(zhì)穩(wěn)定，便于脫水濃縮； d.耐沖擊負荷能力較強。 (三)生物接觸氧化法 利用一定數(shù)量的填料和在填料上形成的生物膜，對流經(jīng)的污水進行處理。 和活性污泥法相比，該工藝的優(yōu)勢有很多，例如： 1. 處理效率高。該法不僅有活性污泥法的特點，而且其單位體積的生物數(shù)量比活性污泥法多；除此之外，底物和產(chǎn)物的傳質(zhì)速度快。因而，處理效率較高，同時縮小了占地，節(jié)約了土建和運行成本。 2.適用范圍廣，無論污染物的負荷大小，生物接觸氧化法都能適用，對于有些被污染的飲用水水源的處理，活性污泥法做不到，而生物接觸氧化法就可以做到。 3.無污泥膨脹現(xiàn)象，無需污泥回流，操作簡便。 4.有較強的耐沖擊能力和適應性。在間歇運行的條件下，仍然有一定的處理效果。填料上的生物膜，對負荷的變化有較強的適應能力，可保障穩(wěn)定的出水水質(zhì)。 5.成膜容易，速度快。普通的混合液只需要2-3天就可以掛膜，大約再20天左右就可以進行正常運行處理了。 6.節(jié)能效果明顯。電能消耗是活性污泥法的五分之一左右。 3.2 處理方案的確定 本項目廢水的特點：廢水主要來自毛紡廠印染工藝過程，水量大，負荷高，在水體中有許多棉毛，動物毛等毛類纖維的存在，同時染料溶于水體的緣故，廢水的色度很高。 針對以上特點，及《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》中的直接排放標準的要求和《污水綜合排放標準》中的一級標準的要求，采用生化處理最為經(jīng)濟有效。 目前，最常用的技術就是把好氧工藝和厭氧工藝相結合，協(xié)同處理染料廢水，高分子物質(zhì)在厭氧作用下發(fā)生水解，變成小分子或者改變其結構，為好氧處理創(chuàng)造良好條件。同時，好氧過程中產(chǎn)生的污泥可以回流到厭氧池，再次進行厭氧消化，從而使整個系統(tǒng)可以大大地減少剩余污泥的排放[5]。該技術不僅可以提高出水水質(zhì)，運行費用也較低，已越來越多地運用到實際中[6]。 參考印染廢水處理工藝[7]，根據(jù)和活性污泥法操作方面，效率高低，節(jié)能方面，污泥產(chǎn)量方面的比較，最終選擇水解酸化-生物接觸氧化作為該設計的流程[8]。 3.3處理工藝流程 針對該印染廢水的特性，設計如下工藝流程，圖3-1。 圖3-1 印染廢水處理工藝流程 3.4 藥劑及填料的對比選擇 3.4.1 混凝劑的對比選擇 參照文獻《酸性染料廢水的脫色方法研究》[9]，利用四種常見的混凝劑，處理常見的三種酸性染料--10B普拉紅，弱酸黃G,5GM湖蘭。在適宜條件下，比較它們在四種混凝劑下的脫色效果，試圖選擇出一種處理效果相對較好的混凝劑，具體結論見表3-1。 表3-1 常見混凝劑適宜條件和處理效果的比較 常見混凝劑種類 使用情況 水解聚丙烯酰胺（HPAM） 0.1%HPAM對三種酸性染料（10B普拉紅，弱酸黃G,5GM湖蘭）的去除能力，在pH=6-8(原水pH值)條件下，處理效果很差，脫色效率僅為5%左右。 市場價格約為6元/斤左右 聚合氯化鋁（PAC） 在適宜條件下，2%PAC對這三種酸性染料的脫色效率為61.8%-81.8%。 市場價格約為7元/斤左右 聚合硫酸鐵（PFS） 在適宜條件下，10%的PFS對染液脫色效率則穩(wěn)定在80-90%之間。 市場價格約為7元/斤左右 硫酸鋁（Al2(SO4)3） 在適宜條件下，0.6%的硫酸鋁和較高的pH（pH=10-12）條件下，染液脫色效率可以達到70%以上，10B普拉紅和5GM湖蘭可以達到80%以上。 市場價格約為6元/斤左右 鐵鹽和鋁鹽及其聚合物混凝作用的機理相似，但是，理論上鐵比鋁有更強的親OH- 能力[10]。因此，水解速度遠快于鋁鹽。根據(jù)實驗得出的結論和參考市場價格，所以本次設計將使用聚合硫酸鐵（PFS）作為混凝劑，并且根據(jù)文獻的實驗研究表明，投藥量在20mg/L的條件下，效果最佳[11]。 3.4.2 填料的選擇 本設計將采用YCDT 立體彈性填料,它是一種能夠承受較高溫度，較強抗腐蝕形狀穩(wěn)定的填料[12]。將其有效地布滿在整個空間里，使得在廢水流經(jīng)后在填料間能夠形成比表面積較大的生物膜，有利于物質(zhì)的充分交換和分解，又能進行很好的新陳代謝，這在國內(nèi)是很鮮有的。該填料的優(yōu)勢如下： （1）做工優(yōu)良，結構獨特； （2）使用年限較長； （3）掛膜成膜速度快； （4）抗較高負荷； （5）運行管理簡單，易清潔； （6）價格低廉。 YCDT型立體填料與其他填料對比的優(yōu)勢如表3-2。YCDT型立體填料特性如表3-3。 表3-2 YCDT型立體填料與其他填料的對比表 YCDT型立體填料與其相比具有的優(yōu)勢 硬性類蜂窩調(diào)料 孔隙可變性較大，不容易堵塞 軟性類蜂窩填料 立體填料壽命長，不粘連結團 半軟性填料 其比表面積大，掛膜迅速、造價低廉 因此，該填料可認為是繼各類硬性類填料、軟性類填料和半軟性填料后的第四代高效節(jié)能新型填料。 表3-3 YCDT填料材質(zhì)特性 主要參數(shù)： 填料直徑：150mm 絲條直徑：0.40mm 安裝距離： 175mm 成膜后重量：45-90kg/m3 填料的容積負荷： 1.5-3kgCOD/m3·d 比表面積：60-300m2/m3 空隙率：>99％ 3.5預期處理效果 預期處理效果如表3-4。 表3-4各污染物去除率預測表 處理單元 格柵 調(diào)節(jié)池 混凝沉淀池 水解酸化池 接觸氧化池 二次沉淀池 總去除效率 最終排放量 CODcr（mg/L） 進水 1500 1500 1500 1275 956 114 1500 出水 1500 1500 1275 956 114 110 110 110 去除率（%） - - 15 25 88 4 92.7 BOD5（mg/L） 進水 350 350 350 245 208 20.8 350 出水 350 350 245 208 20.8 19.7 19.7 19.7 去除率（%） - - 30 15 90 5 94.3 SS（mg/L） 進水 300 300 300 90 90 90 300 出水 300 300 90 90 90 45 45 45 去除率（%） - - 70 - - 50 85 色度（倍） 進水 800 800 800 120 84 46 800 出水 800 800 120 84 46 46 46 46 去除率（%） - - 85 30 45 0 94 pH值 進水 7-12 7-12 7-12 6-9 6-9 6-9 7-12 出水 7-12 7-12 7-12 6-9 6-9 6-9 6-9 6-9 去除率（%） 廢水處理后要求達到CODcr≤120mg/L，BOD5≤30mg/L，SS≤70mg/L，色度≤50，pH=6~9，符合設計要求，故此方案切實可行。  4 處理構筑物及設備 4.1 格柵 4.1.1 概述 由交錯的金屬條制成的框架，并將其以一定角度放置在污水流經(jīng)的地方，可以攔截大塊布料或者石沙等物質(zhì)，防止其進入后續(xù)構筑物而對其他設備造成破壞。 4.1.2 參數(shù)確定 格柵的主要設計參數(shù)，見表4-1。 表4-1 格柵的設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 格柵傾角 60° 柵條間隙 0.02m 柵前水深 0.3m 過柵流速 0.6m/s 柵條寬度 0.01m 柵渣量 0.07m3/103m3 4.1.3 尺寸確定 柵條間隙數(shù)：25個 格柵漸寬部分尺寸：0.536m（L1）×0.35m（B） 格柵漸窄部分尺寸：0.268m（L2）×0.35m（B） 格柵總尺寸：2.65m（L）×0.74m（B）×0.755m（H） 4.1.4 材料選型 采用矩形斷面的格柵。 4.2 調(diào)節(jié)池 4.2.1 概述 調(diào)節(jié)池，即調(diào)節(jié)廢水進水的水量并均勻水質(zhì)，防止處理系統(tǒng)負荷的急劇變化；改變廢水的pH值，減少中和作用過程中化學品的消耗量；保證水量的連續(xù)性，使系統(tǒng)能夠持續(xù)地運行；減緩進入系統(tǒng)的污水量的波動，使處理污水時所用化學品的投放速率穩(wěn)定，適合加料設備的能力。 4.2.2 參數(shù)確定 調(diào)節(jié)池的主要設計參數(shù)，見表4-2。 表4-2 調(diào)節(jié)池的設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 污水停留時間 8h 有效容積 500m3 4.2.3 尺寸確定 調(diào)節(jié)池尺寸：10.0m（L）×10.0m（B）×5.0m（H） 4.2.4 設備配置 無堵塞自吸污水泵： 型號參數(shù)：80ZZB-10 流量：42m3/h 揚程：7m 功率：2.2kW 數(shù)量：1臺； 超聲波傳感器： 型號參數(shù)：ML1136-0BA30 測量范圍：0.45-12米 最高溫度：145℃。 數(shù)量：1臺。 4.3 混凝沉淀池 4.3.1 概述 在混凝劑的作用下，廢水中的懸浮物和膠體物質(zhì)被凝聚成絮凝體，然后在重力的作用下下沉直至被除去[13]。 絮凝反應池的類型有：隔板絮凝池，旋流絮凝池，渦流絮凝池，折板絮凝池，穿孔旋流絮凝池，機械絮凝池等。但根據(jù)題目的要求，該設計選用隔板絮凝池，絮凝效果好，自發(fā)進行溶液的混勻，可適應水質(zhì)、水量的變化。而根據(jù)研究表明，0.3mL/500mL的投加量時，混凝沉淀的效果最好[13]。 4.3.2 參數(shù)確定 混凝池主要設計參數(shù)，見表4-3；沉淀池的主要設計參數(shù)，見表4-4。 表4-3 混凝池設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 流速 0.4m/s 反應停留時間 20min 池底坡度 0.02 表4-4 豎流式沉淀池設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 深與寬之比 2 中心管中水流速度 0.1m/s 泥斗錐角 55° 表面水力負荷 0.8m3/m2·h 沉淀時間 1.5h 反射板傾角 17° 4.3.3 尺寸確定 混凝池尺寸：9.2m（L）×1.5m（B）×1m（H） 豎流式沉淀池尺寸：沉淀池部分：5.46m（D）×5.4m（H） 污泥斗部分：5.46m（D）×3.62m（H）×0.4m（D底） 4.3.4 設備配置 無堵塞自吸污水泵： 型號參數(shù)：80ZZB-10 流量：42m3/h 揚程7m 功率2.2kW 數(shù)量：2臺； 加藥裝置： 規(guī)格：Ф0.5×1.0 投加混凝劑種類：PFS（聚合硫酸鐵），濃度0.3mL/500ml； 排污泵： 型號：1.50WQ15,-25-2.2 揚程：25m 功率：2.2kW 數(shù)量：1臺。 4.4 水解酸化池 4.4.1 概述 在厭氧的環(huán)境下，該池的功能是將大分子的有機物轉化為一些小分子物質(zhì)，進一步提高了印染廢水的B/C比，增加了廢水的可生化性，為后續(xù)的好氧處理創(chuàng)造良好條件。 4.4.2 參數(shù)確定 水解酸化池的主要設計參數(shù)，見表4-5。 表4-5 水解酸化池的設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 水力停留時間 6h 流量總變化系數(shù) 1.5 4.4.3 尺寸確定 水解酸化池尺寸：池子分4格，每格尺寸：4m(L)×4m(B)×6m(H) 4.4.4 設備配置 無堵塞自吸污水泵： 型號：80ZZB-10 流量：42m3/h 揚程：7m 功率：2.2kW。 4.5 生物接觸氧化池 4.5.1 概述 流經(jīng)的廢水通過曝氣裝置后流入主池體，與形成的生物膜充分接觸，而在生物膜與水中懸浮的微生物共同作用下，廢水中的污染物質(zhì)漸漸分解，達到凈化廢水的作用。 4.5.2 參數(shù)確定 生物接觸氧化池的主要設計參數(shù)，見表4-6。 表4-6 生物接觸氧化池的設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) BOD5負荷 0.5kgBOD5/(m3·d) 污水停留時間 8h 填料層高度 3m 4.5.3 尺寸確定 生物接觸氧化池尺寸：7.1m(L)×5.0m(B)×6.8m(H) 4.5.4 設備配置 羅茨風機： 型號：3L41WD 流量：9.82 m3/min 揚程：H=6 m 功率：18.5 kW 數(shù)量：1臺； 排污泵： 型號：1.50WQ15,-25-2.2 揚程：25m 功率：2.2kW 數(shù)量：1臺。 4.6 二沉池 4.6.1 概述 前一個構筑物的廢水流入，并且將廢水中的污泥及其他殘渣進行再次沉淀，排出，使得排入自然水體的廢水符合國家標準。該設計的二沉池選用平流沉淀池。 4.6.2 參數(shù)確定 沉淀池的主要設計參數(shù)，見表4-7。 表4-7 沉淀池設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 表面水力負荷 2m3/(m2·h) 最大設計流量時的水平流速 3mm/s 污泥回流比 4.6.3 尺寸確定 平流式沉淀池的尺寸：13.5m(L)×3.1m(B)×5.1m(H) 4.6.4 設備配置 排污泵： 型號：1.50WQ15,-25-2.2 揚程：25m 功率：2.2kW 污泥回流泵： 型號：WQZ15-8-1.1 揚程：8m 功率：1.1kW 4.7 污泥濃縮池 4.7.1 概述 污泥濃縮池——污泥脫水：主要功能是貯存反應過程中所產(chǎn)生的污泥，并轉入壓濾機進行泥水分離；分離后的污泥進行安全處置。 4.7.2 參數(shù)確定 污泥濃縮池的主要設計參數(shù)，見表4-8。 表4-8 污泥濃縮池的設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 污泥固體通量 30kg/(m2·d) 濃縮時間 1.5h 污泥斗斗壁與水平面的傾角 55° 4.7.3 尺寸確定 污泥濃縮池尺寸：池身部分：6m(D)×2.5m(H) 泥斗部分：2.5m(D上底)×1.0m(H斗)×1.0m(D下底) 4.7.4 設備配置 帶式污泥脫水機： 型號：DYQ750P 處理量：3-7m3/h 功率：11kW 羅茨風機： 型號：3L41WD 流量：9.82 m3/min 揚程：H=6 m 功率：18.5 kW。 4.8 標準排放口 尺寸：1.8m（L）×0.8m（B）×0.6m（H）  5 工藝配套管理用房設計 5.1 保安室 保安室的尺寸：5m(L)×4m(B)×3m(H) 5.2 控制室 針對所有構筑物自動化控制，該廠需設置一個自動化控制室，故每個構筑物至少需要一個控制臺，因此需要10臺。根據(jù)其占地情況及員工工作最適環(huán)境來看，15m(L)×10m(B)×3m(H)的控制室的大小既可以讓員工工作環(huán)境得到很大的解決，也可以盡可能節(jié)約資源，減少建設成本。 5.3 衛(wèi)生間 衛(wèi)生間尺寸：3.6m（L）×3.0m（B）×3.5m（H）  6 總圖 6.1總平面布置 主要包括污水處理工藝區(qū)、配套管理用房、輔助生產(chǎn)區(qū)和綠化區(qū)等，詳情見圖。 總平面布置應遵循以下原則： （1）連接各個構筑物之間的管路需便捷，避免迂回曲折。 （2）平面上布置，應盡量緊湊。 （3）構筑物在有條件的情況下盡可能單獨布置，以方便管理。 6.2高程設計 高程設計見表6-1。 表6-1 高程計算表 名稱 構筑物尺寸（長寬高）（m） 設計流量（L/s） 管渠設計參數(shù) 水頭損失（ m） 有 效 水 深 （m） 標高（m） 坡度 管徑（mm） 長度 L（m） 管渠 構筑物 合計 構筑物 底面 水面 管道 格柵 2.650.740.755 - - - - - 0.155 0.155 0.3 -0.755 -0.455 -0.25 格柵至調(diào)節(jié)池 - 11.6 - 150 4 0.01 - 0.01 - - - -0.555 調(diào)節(jié)池 10.010.04.2 - - - - - 0.3 0.3 3.4 -4.5 -1.10 -0.555 污水提升泵 - 11.6 - 150 4 1.2 - 1.2 - - - - 混凝池 4.90.80.6 - 0.02 - - - 0.4 0.4 0.4 0.00 0.4 0.5 混凝池至沉淀池 - 11.6 - 150 2 0.1 - 0.1 - - - 0.25 沉淀池 (D)5.46210.118 - - - - - 0.5 0.5 6.2 0.00 9.8182 5.00 沉淀池至酸化池- - 11.6 - 150 8 0.03 - 0.03 - - - 5.00 水解酸化池 446(4個) - - - - - 0.4 0.4 1.73 0.00 1.73 1.5 酸化池至氧化池 - 11.6 - 80 4 0.04 - 0.04 - - - 1 生物接觸氧化池 553（一） 2.153（二） - - - - - 1.5 1.5 4.00 0.00 4.00 1.5 氧化池到二沉池 - 11.6 - 80 4 0.012 - 0.012 - - - 1.00 二沉池 13.53.15.1 - - - - - 0.25 0.25 3.5 0.00 3.65 3.5  7 工程投資與運行費用 7.1工程投資 土建費用大概估算見表7-1；設備及材料費用見表7-2。 表7-1 工程土建費用一覽表 序號 名稱 規(guī)格（m） 單位 數(shù)量 總價（萬元） 備注 1 格柵 2.65×0.74×0.755 座 1 0.10 鋼混結構 2 調(diào)節(jié)池 10.0×10.0×4.2 座 1 15.00 鋼混結構 3 混凝池 沉淀池 4.9×0.8×0.6 5.462（D）×10.1182 座 1 12.50 鋼混結構 4 水解酸化池 4×4×6 座 4 5.50 鋼混結構 5 生物接觸氧化池 5×5×3（一） 2.1×5×3（二） 座 1 15.00 鋼混結構 6 二次沉淀池 13.5×3.1×5.1 座 1 3.00 鋼混結構 7 污泥濃縮池 D=6，H=4.2 座 1 6.00 鋼混結構 8 標準排放口 1.8×0.8×0.6 座 1 0.05 磚混結構 土建合計 57.15 表7-2 設備及材料費用一覽表 序號 名稱 規(guī)格型號 單價（萬元） 數(shù)量 總價（萬元） 備注 1 溶藥箱 1m×1m×1m 0.05/臺 1 0.05 2 排污泵 1.50WQ15,-25-2.2 0.10/臺 3 0.30 3 無堵塞自吸污水泵 80ZZB-10 0.15/臺 4 0.60 4 立體彈性填料 YCDT 0.0036/m3 106.3m3 0.4 5 混凝劑10%PFS 0.0007/500g 0.3ml/500ml廢水 0.1/天 6 羅茨風機 3L41WD 0.5/臺 2 1.0 7 帶式污泥脫水機 DYQ750P1 2.9 1 2.9 8 超聲波傳感器 ML1136-0BA30 0.3/臺 1 0.3 9 污泥回流泵 WQZ15-8-1.1 0.5/臺 1 0.5 總計 6.05 7.2運行費用分析 7.2.1 成本估算有關單價 （1）電價：1.0元/（kW·h）； （2）工資福利平均3.0萬元/（人·年）； （3）運行成本估算； （4）藥劑成本：0.10萬元/天。 7.2.2 運行成本 表7-3 主要設備耗電一覽表 序號 名稱 安裝位置 數(shù)量 使用功率（kW） 運行時間 理論功率（kW） 實際功率（kW） 1 無堵塞自吸污水泵 調(diào)節(jié)池 1 2.2 24 52.8 42.24 2 無堵塞自吸污水泵 混凝沉淀池 2 2.2 24 105.6 84.48 3 排污泵 混凝沉淀池 1 2.2 24 52.8 42.24 4 無堵塞自吸污水泵 水解酸化池 1 2.2 24 52.8 42.24 5 羅茨風機 生物接觸氧化池 1 18.5 24 444 355.2 6 排污泵 生物接觸氧化池 1 2.2 24 52.8 42.24 7 污泥泵 二沉池 1 2.2 24 52.8 42.24 8 污泥回流泵 二沉池 1 1.1 24 26.4 21.12 9 帶式污泥脫水機 污泥濃縮池 1 11 24 264 211.2 10 羅茨風機 污泥濃縮池 1 18.5 24 444 355.2 11 總計 60.1 1442.4 1153.92 其他用電量與照明用電量共計30kW·h； 合計每天用電量為1183.92kW·h。 綜合電價1183.92×1.0=1183.92元/d，則每年電費為43.2萬元。 工資福利費定員4人，實行四班三倒制，共計費用為3×4=12萬元/年。 保安人員定員3人，實行三班兩倒制，共計費用為3×3=9萬元/年。 每天泥餅外運一次，每次一卡車需支付500元，一年外排180次，費用約為9萬元。 7.2.3 年運行費用 年運行總費用=43.2+12+9+9=73.2萬元； 則處理每立方米污水成本為73.2×10000÷1000÷365+0.1×10000/1000=3.00元/立方米·天。  8 主要技術經(jīng)濟指標 8.1 處理規(guī)模 某毛紡廠始建于上個世紀80年代，是一家涉及紡織，印染等多種工藝的全能型生產(chǎn)企業(yè)，其主要產(chǎn)品為羊絨、立絨、兔絨、順毛呢等中，高檔布料。該廠染色方式有散染、匹染兩種，其使用的染料以酸性染料為主，過程中會有少量的直接媒介、陽離子產(chǎn)生。其每日產(chǎn)生廢水量約為1000m3/d 8.2 COD消減量 經(jīng)過水解酸化-生物接觸氧化法等處理工藝，COD含量由一開始的1500mg/L消減到120mg/L，達到《毛紡工業(yè)水污染物排放標準》（GB28937－2012）直接排放標準的要求。 8.3 工程投資 總工程投資包括土建費用，設備及材料費用，設計費，調(diào)試費和管理費用?？偼顿Y費用情況見下表，表7-1。 表7-1 總工程投資情況表 序號 名稱 價格（萬元） 1 土建費用 57.15 2 設備及材料費用 5.30 3 設計費 5.00 4 調(diào)試費 1.50 5 管理費 1.00 合計 69.95 8.4 占地面積 該污水處理廠占地面積約為800mm2，且每兩個構筑物之間的距離約為2m左右，而最外側的構筑物與外部綠化帶之間的距離約為1.5m左右，其外側皆為綠化帶。 8.5 電耗 序號 名稱 安裝位置 數(shù)量 使用功率（kW） 運行時間 理論功率（kW） 實際功率（kW） 1 無堵塞自吸污水泵 調(diào)節(jié)池 1 2.2 24 52.8 42.24 2 無堵塞自吸污水泵 混凝沉淀池 2 2.2 24 105.6 84.48 3 排污泵 混凝沉淀池 1 2.2 24 52.8 42.24 4 無堵塞自吸污水泵 水解酸化池 1 2.2 24 52.8 42.24 5 羅茨風機 生物接觸氧化池 1 18.5 24 444 355.2 6 排污泵 生物接觸氧化池 1 2.2 24 52.8 42.24 7 污泥泵 二沉池 1 2.2 24 52.8 42.24 8 污泥回流泵 二沉池 1 1.1 24 26.4 21.12 9 帶式污泥脫水機 污泥濃縮池 1 11 24 264 211.2 10 羅茨風機 污泥濃縮池 1 18.5 24 444 355.2 11 總計 60.1 1442.4 1153.92 其他用電量與照明用電量共計30kW·h； 合計每天用電量為1183.92kW·h。 綜合電價1183.92×1.0=1183.92元/d，則每年電費為43.2萬元。 8.6 勞動定員 勞動定員為4人，實行四班三倒制。 安保人員定員3人，三班兩倒制。 8.7 運行費用 每年電費為73.2萬元。 工資福利費定員4人，實行四班三倒制，共計費用為3×4=12萬元/年。 安保人員定員3人，實行三班兩倒制，共計費用為3×3=9萬元/年。 每天泥餅外運一次，每次500一卡車，一年外排180次，費用約為9萬元。 年運行總費用=43.2+12+9+9=73.2萬元； 8.8 處理成本 總工程投資為69.95萬元，藥劑成本：0.10萬元/天。 則處理每立方米污水成本為73.2×10000÷1000÷365+1000/1000=3.00元/（m3·天）。  致謝 在這短短幾個月的時間里，從對命題的理解，方案的思考，到流程的確定，各構筑物的設計計算，再到技術經(jīng)濟分析，中間有著自己的努力，更有著老師的關心，監(jiān)督和指導。 感謝何閃英老師，趙怡陽學長在百忙之中，還能抽出時間來為我講解命題的要點，幫我理清設計的思路，修改方案中各構筑物在計算中存在的問題，時刻監(jiān)督著我的完成進度。她對學生認真負責的態(tài)度讓我由衷地欣賞和敬佩。感謝母校和老師們在大學四年中對我的培養(yǎng)。  參考文獻 [1] 陳小兵. 酸性染料生產(chǎn)廢水處理工藝的選擇[J]. 洛陽大學學報，2001, 16(4): 49-52. 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[13] 陳念娟，雷鐵軍. 生物吸附+化學混凝法在處理印染廢水中應用[J]. 山西建筑，2010, 36(20): 166-167.  附錄：中英文文獻翻譯名稱——如何使用活性碳纖維陰極（電芬頓技術）從實際印染廢水去除COD 附錄：中英文文獻翻譯名稱——一個完整的印染廢水處理系統(tǒng)中微生物群落的演變研究 附錄：文獻綜述名稱——印染廢水處理綜述附錄1. 設計計算書 1 各廢水處理單元設計計算 1.1 格柵 1.1.1 設計參數(shù)的選取 格柵設計參數(shù)見表1-1。 表1-1 格柵設計參數(shù) 設計指標 具體參數(shù) 格柵傾角 60° 柵條間隙 0.02m 柵前水深 0.3m 過柵流速 0.6m/s 柵條寬度 0.01m 柵渣量 0.07m3/103m3 一般在格柵的渠道和柵前渠道的聯(lián)結部，有一展開角為α1=20°的漸擴部位，主要是為防止格柵前的渠道出現(xiàn)阻流回水現(xiàn)象， 格柵前渠道超高，一般h1=0.3m； 1.1.2 格柵設計 1.1.2.1 柵條的間隙數(shù) 流量Q=1000m3/d=0.0116m3/s； 取廢水變化系數(shù)K=2，則最大設計流量： Qvmax=Q×K =0.0116×2=0.0232m3/s 格柵間隙數(shù)： =25個 式中：n—柵條間隙個數(shù)，個； Qvmax—最大設計流量，m3/s； α—格柵傾角，取60°； d—柵條間隙，取0.02m； v—過柵流速，取0.6m/s。 1.1.2.2 格柵總寬度 格柵的建筑寬度b可由下式?jīng)Q定： b=s(n-1)+dn =0.01(25-1)+0.02·25=0.74m 式中：b—格柵寬度，m； s—柵條寬度，取0.01m； n—柵條間隙數(shù)，個； d—柵條間隙，取0.02m。 1.1.2.3 格柵柵前漸寬部分長度 L1 取進水渠道寬度b1=0.35m，其漸寬部分展開角度α1＝20° 則進水渠道漸寬部分長度： L1=(b-b1)/2tgα1=0.536m 1.1.2.4 柵后漸窄部分 L2 L2=0.5L1=0.268m 1.1.2.5 通過格柵的水頭損失h2 h2=h0·k=ζ kv2sinα/(2g) ζ=β(s/d)4/3 h2=β(s/d)4/3kv2sinα/(2g)=0.155m 式中：h0-水頭損失； k-格柵阻力增大系數(shù)，一般k=3； v-過柵速度，取0.6m/s； α-格柵傾角，取60o； β-格柵系數(shù)，取1.83。 1.1.2.6 柵后總高度H 已知，水頭損失h2=0.155m，假設，柵前渠道超高h1=0.3m，柵槽中水深h=0.3m，代入公式得： H=h+h1+h2 =0.3+0.3+0.155 =0.755m 式中：H—柵后槽的總高度，m； h1—格柵前渠道超高，m； h2—格柵水頭損失，m； h—柵前水深，m。 1.1.2.7 柵槽總長L L=L1+L2+1.0+0.5+H1/tgα =0.536+0.268+1.0+0.5+0.6/tg60=2.65m 1.1.2.8 每日柵渣量W 當柵條間距為20mm時，取0.07m3/103m3污水的柵渣量，則W=0.07m3/d 故格柵的清渣方法為人工清除。 1.1.2.7 排水管管徑 當v2=0.6m/s時，根據(jù)公式： 則格柵排水管管徑為d=0.137m，取管徑為DN150。 1.1.2.8 流至下個構筑物的水頭損失 該設計管道皆為水泥管。 故水頭損失為： 式中：λ—水力摩阻系數(shù)； L—管段長度（m）； di—管道內(nèi)徑（m）； v—平均流速（m/s）； g—重力加速度，9.81m/s2。 故hf=0.01m。 1.2 調(diào)節(jié)池 1.2.1 尺寸設計 根據(jù)該廠的印染廢水的特點，設置廢水在調(diào)節(jié)池的停留時間在8h,故池子的設計值為： V池=Q×t/k, =1000m/d×8h/0.8=420m3 故取池子長，寬，高為10.0m，10.0m，5.0m。 即池子的總高度為5.0m, 而實際有效水深為： h,=Qt/A =3.4m 其中水面超高為1.6m 式中，k,-調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水不均勻流動所致的容積利用系數(shù)，取0.8。 A-為池底面積，m2。 1.2.2 排水管管徑 當v2=0.6m/s時，根據(jù)公式，排水管管徑為d=0.137m，取管徑為DN150。 1.2.3 流至下個構筑物的水頭損失 故水頭損失為： 式中：λ—水力摩阻系數(shù)； L—管段長度（m）； di—管道內(nèi)徑（m）； v—平均流速（m/s）； g—重力加速度，9.81m/s2。 故hf=0.01m。 1.3 混凝沉淀池 1.3.1 混凝反應池 1.3.1.1 混凝劑的投加方法 采用重力投配裝置，混凝劑在溶藥箱內(nèi)溶解后直接令溶液流入管中。而根據(jù)研究表明，0.3mL/500mLl的PFS的投