1、毕业论文 开题报告 环境工程 某印染厂废水处理工艺 一、 选题的背景、意义 印染废水是指印染加工过程中各工序所排放的废水混合而成的混合废水。主要包括：预处理阶段 (如烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光 )排放的退浆、煮练、漂白、丝光废水；染色阶段排放的染色废水；印花阶段排放的印花废水和皂洗废水；整理阶段排放的整理废水 1。 印染废水水质随原材料、生产品种、生产工艺、管理水平的不同而有所差异，导致各个印染工序排放后汇总的废水组分非常复杂。随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步，新型助剂、染料、整理剂等在印染行业 中被大量使用，难降解有毒有机成分的含量也越来越多，有些甚至是致癌、致突变 、 致畸变的有
2、机物，对环境尤其是水环境的威胁和危害越来越大。总体而言，印染废水的特点是成分复杂、有机物含量高、色度深化学需氧量 (COD)高，而生化需氧量 (BOD5)相对较低，可生化性差，排放量大 2。 印染废水处理的目的就是为了除去废水中的各种有害物质，防止环境污染，使水能够重新利用！所以说印染废水处理大意义：水是一种易受污染而可以再生的自然资源。随着人口的不断增长和经济发展，加之水污染的日益严重，可利用的水资源数量日益短缺，造成水危 机。根据水工业的观点，给水和排水分别是人类向自然界取用和归还可再生资源 “水 ”的两个程序，为了使这个循环能够持续地为人类服务，水在使用后回归自然界前，必须进行废水的再生
3、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。对可持续发展战略的实施有着极为现实的意义。 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，给人类营造一个健康绿色的生态圈。 二、 相关研究的最新成果及动 态 目前印染废水研究最新成果有： 1. 光化学氧化法： 光化学氧化法具有反应条件温和（常温、常压）、氧化能力强和速度快等优点。光化学氧化可分为光分解、光敏化氧化、光激发氧化和光催化氧化 4 种。光分解原理是污染物分子吸收光子（主要是波长 300nm 紫
4、外光）获得能量后分子化学键断裂，使有机污染物分解。光敏化氧化是通过加入敏化剂，利用光（可以是可见光）诱发产生单线态氧或超氧负离子，从而可将许多难降解物去除，该法在利用太阳能方面的前景广阔。光激发氧化是在紫外光的激发下使 O3、 H2O2、O2等氧化剂分解产生氧化能力极强的 自由基 HO、 H和 O等氧化分解污染物。催化氧化则是利用一种氧化物半导体发光激发产生电子 / 空穴对，空穴与水相作用形成 HO，从而氧化有色污染物。在上述 4种方法中目前研究和应用较多的是光催化氧化法。如美国佛罗里达大学的 Tang教授用 UV/TiO2光催化氧化法对水溶液中的染料进行 了 脱色实验，取得了很好的脱色效果
5、3。岳林海等研究了半导体复合体 体系的 ZnO-CuO-H2O2-avi对水溶性染料活性艳红 X-3B等 6种有机物的光催化降解 处 理，得到了较高的脱色效果与 COD去除率 4。由于光催化氧化效率较高，无二 次污染，是一种很有发展前途的脱色方法。 其中，目前研究和应用较多的是光催化氧化法。该技术能有效地破坏许多结构稳定、生物难降解的有机污染物，与传统的水处理技术中的以污染物的分离、浓缩以及相转移为主的物理方法相比，具有明显的节能高效、污染物降解彻底等优点，几乎所有的有机物在光催化作用下都可以完全氧化为 CO2,H2O等简单无机物。但是光催化氧化方法对高浓度废水处理效果不太理想。关于光催化氧化
6、降解染料的研究主要集中在对光催化剂的研究上。 TiO2化学性质稳定、难溶、无毒、成本低，是理想的光催化剂。近年来， TiO2光催化 剂的掺杂化、改性化成为研究的热点。孙柳 5等研究了镧掺杂 TiO2光催化降解酸性红 B的性能，降解率可达 92.9。 与纯 TiO2相比，光催化剂显示出良好的太阳光催化活性。吴树新等 6研究了在复合半导体基础上，采用超声浸渍法对催化剂表面作进一步的铜改性，制备了铜锡改性的纳米二氧化钛光催 化CuOx SnO2 /TiO2，考察了表面铜改性、二氧化锡复合对催化剂光催化氧化还原性能的影响，研究结果表明，表面铜改性和复合都有利于提高催化剂光催化氧化还原能力，二者间表现出
7、相互增强的作用。孙剑辉等 7研究了掺杂纳米 TiO2对难降解废水处的应用，并进一步分析了该研究领域所存在的问题，为今后光催化技术的发展方向提出展望，如寻求新的掺杂离子、研制掺杂负载型纳米光催化剂和加强降解机理研究等。 2. 超声波技术 利用超声波可降解水中的化学污染物，尤其是难降解的有机污染物。它集高级氧化技术、焚烧、超临界水氧化等多种水处理技术的特点于一身，降解条件温和，降解速度快，适用范围广，可以单独或与其他水处理技术联合使用。该方法的原理是废水经调节池加入选定的絮凝剂后进入气波振室，在额定振荡频率的激烈振荡下，废水中的一部分有机物被开键成为小分子 ，在加速水分子的热运动下，絮凝剂迅速絮凝
8、，废水中色度、 COD,胺浓度等随之下降，起到降低废水中有机物浓度的作用。目前，超声波技术在水处理上的研究已取得了较大的成果，但绝大部分的研究都还局限于实验室水平上。 Ge. J 等 8研究认为，超声波的引人能够有效加快染料的脱色和矿化速率， Okitsu K 等 9研究了超声波对偶氮染料的降解。 3 高能物理法 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 HO自由基和 H原子，与有机物质发生作用而使其分解。高能物理法处理印染废水具有设备占地小，有机物的去除率高
9、，操作简单。但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，还需进行大量的研究工作。 4 超效离子浅层气浮技术 该技术具有独特的溶气装置，能在短短几秒钟内将 20%以上的空气溶入动力水中，加上独特的 “均衡消能装置 ”所释放的直径约 5m 左右的微气泡，它比常规气浮的气泡小了近 10 倍，因而它所得到的气泡数也是常规气浮的数千倍，气泡表面积也多了数百 倍 10。通过微气泡的占容，粘附，碰撞，并聚增大，使颗粒比重大大降低而升浮到液体表面，轻易地实现固液分离，使污水中大量的悬浮无机物、有机物、半溶性的胶体、准胶体、纤维、半纤维的为微生物难以分解的粒子在
10、此得到很好的去除，同时使污水中的 BOD 与 COD 比值提高两倍左右，可生化性大大提高。目前无锡沪东麦斯特就生产了这种 CQJ 超效离子浅层气浮机，并开始实施此技术。 三、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 课题研究内容： 某印染废水厂日排放生产、生活污水 1500 吨，根据大中型印染 污水治理实践经验，设计适合该厂印染废水处理工艺 （ 1）日处理水量： 2000 吨 （ 2） 进水水质： 印染废水排放情况 废水排放种类 排放量 (m3/d) pH SS (mg/l) CODCr (mg/l) 水温 备 注 高浓度碱减量废水 25 30 13.5 12 60
11、45 单独处理 高温印染废水 307 / / / 75 经热交换后到废水处 理站 碱减量水洗废水 60 80 12.8 480 29.6 / 经水膜除尘后到废水处理站 印花废水 100 7.5 290 560 / 进入废水 处理站 染色一般废水 1470 11.3 100 546 / 进入废水处理站 生活废水 215 / / / / 进入废水处理站 合 计 2170 11.4 89 790 35 （ 3）处理后出水必须达到 GB8978-96污水综合排放的一级标准： CODcr(mg/l) BOD(mg/l) 色度（倍） SS(mg/l) NH3-N(mg/l) PH 100 40 40 70
12、 15 6-9 （ 4） 国家污水综合排放标准（ GB8978-1996） （ 5） 纺织染整工业污染物排放标准（ GB4287-92） （ 6） 室外排水设计规范（ GBJ14-1997） （ 7） 给排水工程结构设计规范（ GBJ69-84） 附图： （ 1）选用工艺流程流程图 （ 2）高程图 （ 3）反应池图纸 （ 4）平面图 技术选择及工艺流程： 工艺流程说明 车间排放的废水流经格栅，去除一些较大的纤维和颗粒物后，进入调节池。在调节池停留一定的时间，匀质匀量后，进人水解酸化池进行厌氧水解反应。其处理机理是通过控制水力停留时间，利用厌氧发酵的水解和酸化反应阶段 ,将不溶性有机物降解为溶解
13、性物质，同时在产酸菌的协同下，将大分子、 难生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质，为后续生化处理创造条件。此后，废水进入生物接触氧化塔 ,进行生化处理。生化处理后的废水直接进入气浮池，进行气浮处理。气浮采用加压全溶气浮法，通过在气浮池中添加高分子絮凝剂，使其与有害物质反应 ,凝聚成微小颗粒。同时，在废水中溶入充足空气，骤然降压释放，使其产生均匀的微细气泡，并与反应后的微小颗粒相粘附，形成密度小于 1 的固体而上浮，实现固液分离。气浮出水进入氧化池，进行脱色处理。经过生化和气浮工艺处理后 pH 值、 CODcr、 BOD、 SS 指标一般能达到排放标准，但是色度 有超标现象。向氧化池投加
14、 NaClO 等氧化剂，可确保废水色度达标。产生的污泥在污泥干化场脱水后合理处置。 本课题通过查阅相关技术资料，参数参考等完成课题设计目标。难点在于处理印染污水各种设施的设计与计算。 四、论文详细工作进度和安排 序号 各阶段工作内容 起止日期 备注 1 熟悉设计课题、查找资料 2010.112010.12 收集资料 2 撰写开题报告 2011.1 中旬 完成外文翻译 3 进行工艺分析，撰写工艺分析报告 ,学习并熟练掌握制图程序 2011.1 中旬2011.3 学习并掌握各工艺需求 4 2011.3 2011.4 接受学院的中期检查 5 撰写论文 2011.5 6 参加论文答辩 2011.6 五
15、、主要参考文献 1景晓辉，尤克非 .印染废水处理技术的研究与进展 J，东华大学化学化工学院2005 2单国华，贾丽霞，印染废水处理面临的问题以及技术方面的研究进展 J，工业水处理，贾丽霞， 2006,7.32(7)： 58-60 3W Z Tang,H An,Chemosphere,1995,31(9):4157-4170 4岳林海，樊邦棠 环境污染与防治， 1994， ,16（ 4）： 2-5 5孙柳，王鹏 . 镧掺杂 TiO2光催化降解酸性红 B 的研究 J， 染整技术， 2006， 28:27 30. 6吴树新，尹燕华，马智，等 . 铜锡改性纳米二氧化钛光催化氧化还原性能的研究 J .
16、感光科学与光化学， 2006， 24:366 376. 7 孙剑辉，王晓蕾 . 掺杂纳米 TiO2在难降解废水处理中的研究进展 J . 工业水处理， 2006， 26(5):1 4. 8 Ge J， Qu J. Ultrasonic Irradiation Enhanced Degradation ofAzodye on MnO2 J . Applied Catalysis B: Environmental， 2004， 47(2): 133 140. 9 Okitsu K， Lwasaki K， Yobiko Y， et a1. Sonochemical Degradationof Azo Dyes in Aqueous Solution:A New Heterogeneous KineticsModel Taking into Account the 10杨书铭 ,黄长盾等纺织印染工业废 水治理技术 J,化学工业出版社 2002
