1、毕业论文 开题报告 环境工程 日处理 200 吨喷水织机废水的地埋式 AO 生物工艺设计 一、 选题的背景、意义 纺织行业作为耗水量极大、工业废水污染严重的产业，伴随着其快速发展，水环境所面临的形势也愈加严峻。 喷水织机是纺织机械中近年来发展最快的无梭织机，其优点是产量高、质量好、织造费用低，但是要消耗大量优质的自来水 。 由于在织造工序中使用浆料以及润滑脂的原因，排放的废水中 COD、 BOD、 SS 等指标超标，造成水质的污染，如不能很好地对废水资源进行处理，再循环利用，将会造成水资源的浪费和环境污染。随着环境保护意识的提高及水 资源的紧缺，喷水织机废水治理越来越受到关注，尤其是象我国水资
2、源短缺的国家，因水资源匮乏问题日益突出，已成为制约社会经济发展的主要因素之一，废水处理及循环回用工作的研究显得尤为重 要。 喷水织机废水是一种水质成分复杂的废水 ， 废水的主要污染物为废纱头、化学浆料 (丙烯酸脂类 )、润滑油等 。 每台喷水织机日排废水量约 4m3 左右，属中度污染水。喷水织机从喷头喷出的水，大约有 8%10%的水被织物带走， 3%5%蒸发到空气中，增加了车间的湿度，其余约 85%87%的废水通过地沟流入排放井。 改革开放以来，位于长三角腹地的浙 江和江苏是太湖流域经济最活跃的地区，但其经济飞速增长的背后却是对水资源的掠夺式利用。工业废水和城市生活污水大量增加，加上农业规模化
3、经营中农药化肥的大量使用，使太湖地区水污染问题一度变得十分突出。其中，无论是用水量还是废水排放量，纺织废水都占太湖流域工业废水总量相当大的比重。喷水织机是纺织机械中近年来发展最快的无梭织机 ,其运行中要消耗大量优质的自来水并且排放有机物等超标废水。因此 ,不论是对太湖、纺织业发达的长三角地区 ,还是整个长江流域 ,乃至全国的水资源保护 ,针对纺织废水、喷水织机废水的处理工艺研究都是必要和具 有很大的现实意义的。 水资源是不可再生资源，我们不仅要节约用水，保护自然生态环境，坚持可持续发展，并且要处理好废水，不能让废水污染了健康自然绿色的生态环境，把坚持科学发展观应用到实际环境保护中，给人类营造一
4、个健康绿色的生态圈 。 二、 相关研究的最新成果及动态 目前喷水织机废水研究最新成果有： 1. 混凝沉淀法处理喷水织机废水研究 在工业废水中，常含有不同数量的悬浮体和溶胶，如造纸、制糖、染料 ;生活污水中也存在大量的有机微粒。这些悬浮物、溶胶和有机污染物，大小在 10-310-9m 范围内。这些物质不是以分子状态分散到介 质水中，所形成的体系有很大的界面，属热力学不稳定体系，但这些颗粒表面大多带有电荷，颗粒间由于同性电荷相斥阻止了微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒，分散稳定，不互相聚集，自动凝聚成大颗粒并从分散介质中沉淀出来的速度很慢；同时，带电胶体与反粒子都与周围水分子发生水化作用，形成一层水
5、化壳，也阻止胶粒的聚合。对于这类废水的处理，一般向水体投加混凝剂，使水中的胶体体系在所投加混凝剂的作用下，相互接触、碰撞脱稳凝集成一定粒径的聚集体。脱稳的聚集体由于进一步的碰撞、化学黏结、网捕卷扫、共同沉淀等作用而聚集成絮凝体 (矾花 )， 最终借助重力的作用而沉淀，达到固液分离的目的 。 2. 火山岩滤料普通生物滤池处理喷水织机废水研究 废水通过粗格栅拦截粗大的杂物及漂浮物之后，进入火山岩滤料普通生物滤池，在生物滤池内一系列作用下得到净化，经沉淀后外排。在火山岩滤料普通生物滤池内，废水的处理具体如下 : 废水通过进水口，经固定布水器喷淋在滤池最上部的强化布水层上，强化布水层是 15cm 的马
6、尾绳，耐腐蚀和长期的水流侵蚀，对污水进行第二次分布。之后进水到达滤料层。滤料层中的滤料为火山岩生物滤料，比表面积大，挂膜速度快，反冲洗时微生物膜不易脱落，并且具 有多孔性和适当的机械强度及比重，适宜菌胶团附着生长，可以耐得住不同强度的水力剪切作用，反冲洗时容易悬浮且不跑料，可以节能降耗。 污水自上而下滤过时，不断与滤料层的滤料相接触，从而使微生物在滤料表面繁殖，形成生物膜。生物膜是由多种微生物和微型动物组成的生物群落结构，它利用污水中的有机污染物作为营养物质，进行分解代谢获得能量，并形成新的微生物机体，污水也在此过程中得以净化。在填料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，滤料及生物膜的吸附阻留作用
7、和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作 用综合净化功能作用下污水得到净化。 在滤料层中、上部添加有 25cm 的防堵塞层，防堵塞层材料是水处理设备中广泛采用的多面空心球填料。可使得水力流向发生改变，避免滤料层整体压实、孔隙率降低。有利于提高滤池通气透水性能、有益于微生物好氧生长、防止滤池堵塞，从而延长滤池运行时间，降低反复反冲洗的能量损耗。经过主要滤料层的出水通过承托层后排出，进入沉淀池。 在承托板下方沿柱状滤池池壁一周均匀分布有八个可打开可闭合的通风口。正常自然通风情况下可打开，以利于空气进入，补充滤池内生物代谢消耗的氧气，不需曝气，节省能耗。 3 粘土陶
8、粒滤料普通生物滤池处理喷水织机废水研究 废水通过粗格栅拦截粗大的杂物及漂浮物之后，进入粘土陶粒滤料普通生物滤池，经过生物滤池内一系列作用下得到净化，在沉淀池内悬浮物沉淀后，上清液待用或外排。在粘土陶粒滤料普通生物滤池内，废水的处理具体如下 : 废水通过进水口，经固定布水器喷淋在滤池最上部的强化布水层上，强化布水层是 15cm 的马尾绳，耐腐蚀和长期的水流侵蚀，对污水进行第二次分布。之后进水到达滤料层。滤料层中的滤料为粘土陶粒，是以煤粉和粘土加少量造孔剂经过高温烧结而成。 污水自上而下滤过时，不断与滤料 层的滤料相接触，从而使微生物在滤料表面繁殖，形成生物膜。生物膜是由多种微生物和微型动物组成的
9、生物群落结构，它利用污水中的有机污染物作为营养物质，进行分解代谢获得能量，并形成新的微生物机体，污水也在此过程中得以净化。在填料上所附生物膜中微生物氧化分解作用，滤料及生物膜的吸附阻留作用和沿水流方向形成的食物链分级捕食作用以及生物膜内部微环境和厌氧段的反硝化作用综合净化功能作用下污水得到净化。 经过主要滤料层的出水通过承托层后排出，进入沉淀池。 15 30cm 厚的承托层主要为粒径 16-32mm 的鹅卵石，起承托滤料 层并利于滤池内部通风的作用。 在承托板下方沿柱状滤池池壁一周均匀分布有八个可打开可闭合的通风口。正常运行情况下打开，自然通风，以利于空气进入，补充滤池内生物代谢消耗的氧气。
10、4 曝气生物滤池处理喷水织机废水研究 曝气生物滤池 (biological aerated filter)简称 BAF，是一种新型膜法污水生物处理技术，是与我国和日本的接触氧化工艺几乎同一时期出现的污水处理方法，是生物接触氧化技术与给水处理过滤技术有机结合的一种污水好氧处理工艺，即利用污水处理生物接触氧化与滤池过滤的原理，生物净化与物理过滤 相结合，无需设置二沉池，通过定期反冲洗实现生物膜的脱膜与截流悬浮固体的排除，可以保持生物接触氧化的高效性，同时又可以获得良好的出水水质。 曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形形式，也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式，即在生物反应器内装高比表面积的颗粒填
11、料，以提供微生物生长的载体，并根据进出水流向不同分为下向流或上向流，污水由上而下或由下而上流过滤料层，滤料层下部鼓风曝气提供生化反应所需的氧气，在填料表面附着生长的微生物的作用下，污水中的有机污染物得到净化，同时填料起到物理过滤作用。 四、 课题的研究内容及 拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标 处理难点 ： 由于染料生产品种多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化方向发展，从而使染料废水处理难度加大。染料废水处理难点：一是 COD 高，而 BOD/COD 值小，可生化性差；二是色度高，而成分复杂。三是水质水量不稳定，排放具有间歇性。印染废水的处理目标一般是 COD 的去除与脱色，但
12、脱色问题难度更大。 研究方法： 地埋式 AO 生物工艺 地埋式 AO 生物工艺： 1. 工作原理 一体化地埋式污水处理设备去除有机污染物 及氨氮主要依赖于设备中的 AO 生物处理工艺。 其中工作原理是在 A 级，由于 污水有机物浓度很高，微生物处于缺水状态，此时微生物为兼性微生物，它们将污水中的有机氮转化分解成 NH3-N，同时利用有机碳作为电子供体，将 N02 -N、 N03-N 转化成 N2，而且还利用部分有机碳源和 NH3-N 合成新的细胞物质。所以 A级池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续好氧池的有机负荷，以利于硝化作用的进行，而且依靠原水中存在的较高浓度有机物，完成反硝化作用，最
13、终消除氮的富营养化污染。在O 级，由于有机物浓度已大幅度降低，但仍有一定量的有机物及较高 NH3-N 存在。为了使有机物得到进一步氧化分解，同时在碳化作 用处于完成情况下硝化作用能顺利进行，在 O 级设置有机负荷较低的好氧生物接触氧化池。在 O 池中主要存在好氧微生物及自养型细菌 (硝化菌 )。其中好氧微生物将有机物分解成 C02和 H20；自养型细菌 (硝化菌 )利用有机物分解产生的无机碳或空气中的 C02作为营养源，将污水中的 NH3N 转化成 NO2N， N03-N， O 级池的出水部分剧流到 A 级池，为 A 级池提供电子接受体，通过反硝化作用最终消除氮污染。 2. 主要特点 AO 生
14、物工艺的特点： (1) 去除效率高。 (2) 节约水处理药剂。 (3) 污泥沉降性能好，无膨胀。 (4) 节约动力消耗。 (5) 运行成本低。 (6) 易于将原有活性污泥系统改造成 A2O 系统。 3. 工艺流程 4. 流程说明 废水首先通过格栅渠将废水中的大块固体污染物及毛屑纤维隔除。去除大的漂浮物后废水进入调节池，在水力搅拌和机械搅拌的共同作用下使废水充分混合，起到了均化水质和预曝气的作用，减少了对后续处理单元的冲击负荷。使废水的 pH 值达到 6-9， 废水温度降至35以下。 AO 工艺是使污水和污泥顺次厌氧和好氧交替循环流动的过程。典型的 AO 系统包括活性污泥反应池和标准的二层池，反
15、映池划分为厌氧区和好氧区，其中厌氧区约占 80%池容，两个反应区进一步分为体积相同的格产生推流式流态，一般情况下，厌氧区和好氧区都被分隔成 2-4 个格。源污水经格栅、沉砂等预处理后，直接进入厌氧池。在厌氧池中，由沉淀池回流的活性污泥一旦处于厌氧状态，其中的磷即以正磷酸盐的形式释放到混合液中，随后进入好氧池，处于好氧状态时，又将混合液中的正磷酸盐大量吸收到活性污泥中，使污水的含磷量达到 很低，最后进入二层池，通过固液分离，污泥从二层池回流到厌氧区，部分富磷污泥以剩余污泥的形式从系统中排出，达到除磷和去除 BOD 的目的。 5. 设计标准 处理后 ,水质应达到国家纺织染整工业水污染物排放标准（
16、GB4287-92)中的一级标准，即 : CODCR 100mg/L BOD5 25mg/L SS 70mg/L PH=6-9 色度 40 倍 五 、论文详细工作进度和安排 2010.11.15-2010.11.20 完成毕业论文管理系统网上选题、确认； 2010.11.21-2010.12.20 完成文献 综述、开题报告，并准备进行开题答辩材料； 2010.12.21-2011.1.15 编写毕业设计方案，做好设计所需前期准备工作； 2011.2.20-2011.4.30 完成工艺、设备设计计算，编写设计说明书；用 Auto CAD 画出废水处理工艺流程图、主要设备图、平面布置图及高程布置图
17、； 2011.5.3-2011.5.25 毕业设计初稿整理和撰写、修改及定稿； 2011.5.25-2011.5.30 设计 ppt 制作、参加毕业答辩，提交与毕业设计相关的全套材料。六 、主要参考文献 1俞亦政， 奚旦立，朱嘉敬，龚进礼 .中国纺织工业水污染环境治理对策 J.纺 织学报 . 2005，12： 141 144 2白晓慧 .印染废水处理技术及其进展 J.印染 .2000， 12:39-43 3夏昌建 .纺织行业废水污染控制技术梗概与进展 J.环境污染治理技术与设备 .2003，4(7):1-7 4吕迎智，孙正，支振山 .喷水织机废水经处理后再循环利用实践 J.山东纺织 科技 .2
18、005，6:52 53 5宋巧立，于荣谦 .喷水织机水处理工程设计探讨 J.棉纺织技术 .1992， 20(11):644-647 6王小红 .喷水织机用水的处理工艺 J.给水排水 .1996， 22(8):30-32 7姜言杰，刘建军 .喷水织机用水的处理工艺及影响 J.山东纺织科技 .1999， 4:31-32 8钱汉卿，左宝昌 .化工水污染纺织技术 M.北京 :中国石化出版社 .2004， 4:151-152 9Sedlak， R.I. Phosphorus and Nitrogen Removal from Municipal Wastewater， The Soap and Detergent Association， Lewis Publisher， New York.1991 10 S.Wijeyekoon， T.Mino， H.Satoh， et al.Fixed bed biological aerated filtration for secondary effluent polishing effect of filtration rate on nitrifying biological activity distributionJ. Wat.Sci.Tech. 2000, 41(45):187195.
