1、 毕业设计说明书 (论文 ) 作 者 ： 学 号 ： 0904150123 院 系： 专 业： 题 目： 印染废水深度处理与回用的关键技术研究 指导者： 评阅者： 2013 年 6 月 摘 要 I 摘 要 近年来，随着印染工业的迅速发展，日常生活中各种染料的不断使用，使含有复杂成分的印染废水排放到环境中，造成严重的污染。印染废水已经成为我国水域的重点污染源。 本课题以刚果红、溴酚蓝作为模拟印染废水，分别用粉煤灰和壳聚糖 以及不同 pH下改性后的粉煤灰对模拟印染废水进行处理，其中用盐酸改性的粉煤灰处理时最适 pH为 6，本实验采用传统脱氮反 应，各处理过程均在序批式 生物反应器 (SBR)中 完
2、成。在实验过程中对模拟印染废水的各项指标进行了测定， 实验结果表明 ，处理效果最佳时， NH4+-N浓度为 1.5mg/L，去除率最高可达 80%；总氮去除率可达 50%， DO值在 3.183.25之间 ， COD浓度可达 79mg/L。 关键词： 印染 废水 ； SBR； 壳聚糖；粉煤灰 Abstract II Abstract In recent years, with the rapid development of printing and dyeing industry, the growing use of various dyes, in everyday life that
3、contain complex elements of printing and dyeing wastewater discharge into the environment, cause serious pollution. Printing and dyeing wastewater has become a key pollution sources of waters in our country. This topic with Congo red, bromophenol blue as simulated printing and dyeing wastewater, res
4、pectively with fly ash under different pH and chitosan and modified fly ash was carried out on the simulated printing and dyeing wastewater treatment, including hydrochloric acid modified fly ash processing when the optimal pH of 6, this experiment adopts the conventional denitrification reaction, a
5、ll the process in a sequencing batch type bioreactor (SBR). During the experiment to simulate the indicators of printing and dyeing wastewater were determined, and the experimental results show that the best treatment effect, NH4+-N concentration is 1.5 mg/L, the removal rate up to 80%; Total nitrog
6、en removal rate can reach 50%, the DO value between 3.183.25, COD concentration of 79 mg/L. Key words: Printing and dyeing wastewater; SBR; Chitosan; The fly ash 目 录 III 目 录 摘 要 .I Abstract . II 目 录 . III 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 课题研究背景 . 1 1.1.1 水污染现状 . 1 1.1.2 印染废水来源、水 质及水量 . 1 1.2 课题研究目的和意义 . 3 1.2.1 研究
7、目的 . 3 1.2.2 研究意义 . 4 1.3 印染废水处理研究现状 . 5 1.3.1 国内外研究现状 . 5 1.3.3 常见的印染废水的处理方法 . 6 1.3.3 我国印染废水治理中存在的主要问题 . 10 1.4 主要研究内容 . 10 第 2 章 实验材料和方法 . 12 2.1 实验材料 . 12 2.1.1 水样来源及水质 . 12 2.1.2 实验装置和流程 . 12 2.1.3 仪器设备 . 13 目 录 IV 2.2 SBR 运行方式 . 14 2.3 主要分析项目及方法 . 15 2.3.1 COD 的测定 . 15 2.3.2 NH4+-N 的测定 . 18 2.
8、3.3 NO2-N 的测定 . 18 2.3.4 NO3-N 的测定 . 19 第 3 章 实验结果与讨论 . 20 3.1 SBR 运行启动阶段 . 20 3.1.1 活性污泥驯化阶段的氨氮浓度及去除率 . 20 3.1.2 活性污泥驯化阶段的 DO 浓度的变化 . 21 3.1.3 活性污泥驯化阶段的 COD 浓度的变化 . 22 3.3 壳聚糖处理过程 . 22 3.2 粉煤灰处理过程 . 23 3.3 粉煤灰投入 SBR 处理过程 . 24 3.3.1 COD 浓度的变化 . 24 3.3.2 氨氮的变化 . 25 3.4 用盐酸改性的粉煤灰对废水处理的研究 . 26 结 论 . 28
9、 参考文献 . 29 致 谢 . 31 东北电力大学本科毕业论文 - 1 - 第 1 章 绪 论 1.1 课题研究背景 1.1.1 水污染现状 印染行业是工业废水排放大户 ,印染废水具有水量大、 有机污染物含量高、 色度深、碱性大、 水质变化大等特点 ,属难处理的工业废水。据统计 , 中国具有一定生产规模的、 有统计资料的印染织物总量 2003 年为 2.9 1010m, 加上未能统计的小型印染厂 , 估计总印染量为 3.2 1010m 。全国每年产生印染废水约为 1.6 109t1； 新型染料、 助剂的不断开发和应用 , 使处理印染废水的难度在不断增大 2。传统的生物处理工艺已受到严重挑战
10、, 因此开发经济有效的印染废水处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。 纺织印染行业是我国用水量大 ,排放量大的工业部门之一。据资料统计 ,2002 年我国纺织废水总排放量为 70 亿吨 3 ,其中 80 %是印染废水。随着 化学纤维织物 ,染料工业的飞速发展以及后整理技术的进步 ,新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用 ,难降解的有毒有机成分含量越来越多 ,COD 浓度由数百mg/ L 上升到 2000 3000 mg/ L ,对环境尤其是水环境的危害越来越大 ,因此开发经济有效的印染废水处理技术成为当今环保行业关注的课题。 1.1.2 印染废水来源、水质及水量 印染加工的四个工序都
11、要排出废水 ,预处理阶段 (包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序 ) 要排出退浆废水、煮炼废水、漂白废水和丝光废水 ,染色工东北电力大学本科毕业论文 - 2 - 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。印染废水是以上各类废水的混合废水 ,或除漂白废水以外的综合废水 4。 印染废水的水质随采用的纤维种类和加工工艺的不同而异 ,污染物组分差异很大。一般印染废水 pH 值为 6 10 ,CODCr 为 400 1000mg/ L ,BOD 为 100400mg/ L ,SS 为 100 200mg/ L ,色度为 100 400 倍 5。但当印染工艺及采用的纤
12、维种类和加工工艺变化后 ,废水水质将有较大变化。如 ,当废水中含有涤纶仿真丝印染工序中产生的碱减量废水时 ,废水的 CODCr 将增大到 2000 3 000 mg/ L 以上 ,BOD 增大到 800mg/ L 以上 ,pH 值达 11.5 12 ,并且废水水质随涤纶仿真丝印染碱减量废水的加入量增大而恶化。当加入的碱减量废水中 CODCr 的量超过废水中 CODCr 的量 20 %时 ,生化处理将很难适应 6。印染各工序的排水情况一般是 : (1) 退浆废水 :水量较小 ,但污染物浓度高 ,其中含有各种浆料、浆料分解物、纤维屑、淀粉碱和各种助剂。废水呈碱性 ,pH 值 12 左右。上浆以淀粉
13、为主的 (如棉布 ) 退浆废水 ,其 COD、 BOD 值都很高 ,可生化性较好 ;上浆以聚乙烯醇 (PVA) 为主的 (如涤棉经纱 ) 退浆废水 ,COD 高而 BOD 低 ,废水可生化性较差。 (2) 煮炼废水 :水量大 ,污染物浓度高 ,其中含有纤维素、果酸、蜡质、油脂、碱、表面活性剂、含氮化合物等 ,废水呈强碱性 ,水温高 ,呈褐色。 (3) 漂白废水 :水量大 ,但污染较轻 ,其中含有残余的漂白剂、少量醋酸、草酸、硫代硫酸钠等。 (4) 丝光废水 :含碱量高 ,NaOH 含量在 3% 5% ,多数印染厂通过蒸发浓缩回收 NaOH ,所以丝光废水一般很少排出 ,经过工艺多次重复使用最终
14、排出的废水仍呈强碱性 ,BOD、 COD、 SS 均较高。 东北电力大学本科毕业论文 - 3 - (5) 染色废 水 :水量较大 ,水质随所用染料的不同而不同 ,其中含浆料、染料、助剂、表面活性剂等 ,一般呈强碱性 ,色度很高 ,COD 较 BOD 高得多 ,可生化性较差。 (6) 印花废水 :水量较大 ,除印花过程的废水外 ,还包括印花后的皂洗、水洗废水 ,污染物浓度较高 ,其中含有浆料、染料、助剂等 ,BOD、 COD 均较高。 (7) 整理废水 :水量较小 ,其中含有纤维屑、树脂、油剂、浆料等。 (8) 碱减量废水 :是涤纶仿真丝碱减量工序产生的 ,主要含涤纶水解物对苯二甲酸、乙二醇等
15、,其中对苯二甲酸含量高达 75 %。碱减量废水不仅 pH 值高 (一般 12) ,而且有机物浓度高 ,碱减量工序排放的废水中 CODCr 可高达 9 万 mg/ L ,高分子有机物及部分染料很难被生物降解 ,此种废水属高浓度难降解有机废水7。 1.2 课题研究目的和意义 1.2.1 研究目的 水是人类赖以生存的特殊资源，随着世界人口的增加，城市化进程的加快和社会经济的快速发展，全球范围内持续加剧的水资源短缺问题和水污染问题，已经成为人类所面临的最紧迫的问题而我国水资源短缺问题极为严峻，期大奖和水系均受到不同程度的污染。目前在 640 多个城市中，缺水城市已经达到 300多个其中严重缺水城市已经
16、有 100 多个 8。另一方面，企业又面临严峻缺水的问题，如果通过对印染废水进行深度处理，使其出水达到印染工艺的要求，则对企业而言可以省去新鲜用水的水费，对社会而言可以大幅度减少环境污染问题，因此印染废水深度处理及回用技术继续进一步提高。本课题的研究目的是通过东北电力大学本科毕业论文 - 4 - 分析印染废水的水质，寻找在工业上可行的印染废水处理及回用技术。 1.2.2 研究意义 随着纺织企业的不断扩大，印染废水的排放量逐年增加，废水中含有的大量难降解有机污染物，排入水体严重破坏了水的生态平衡。同时，生产中外加的无机盐转入废水中，导致废水含盐量高、电 导率大、处理困难。纺织行业用水需求量也不断
17、增大，采用印染废水回用新技术成为减轻污染、节约水资源、实现行业健康发展的关键途径之一。因此提出可靠、经济可行的废水深度处理及回用技术，通过回用减少排污、节约用水，解决印染企业水资源短缺问题，对印染行业的可持续发展具有重要意义。 作为我国具有优势的传统支柱行业之一，纺织印染工业自 20 世纪 90 年代以来获得了迅猛发展，其需水量和排水量也大幅度增长 10。据统计，中国具有一定生产规模的、有统计资料的印染织物总量 2003 年为 290 亿 t，全国每年产生印染废水约为 16 亿 t，为我 国整个工业废水排放第六位 11。随着加工工艺的发展和新型染料、助剂的不断开发应用，印染废水的处理难度也在增
18、加 ； 而且，随着水费的不断上涨和排放标准的日趋严格，印染行业的用水和排水问题日益突出，水的循环使用成为解决环境污染及缓解用水困难的措施之一。但由于高色度、难降解等特点，印染废水回用率为所有工业用水回用率中最低，仅 7%，大部分的回用水仅回用为冲洗水或绿化灌溉，而且大多为冷却水循环使用 14。因此以回用于生产为目的的深度处理技术研究具有现实意义 。 因此，本研究采用壳聚糖、高效曝气生物滤池与两级反渗透除盐组 合工艺，提出了一种印染废水深度处理与回用的关键技术，根据不同企业的用水要求，东北电力大学本科毕业论文 - 5 - 将不同处理阶段的出水分质回用，即保证了回用水质又避免了过度处理，实现废水处
19、理优化控制。 1.3 印染废水处理研究现状 1.3.1 国内外研究现状 目前 ,国内的印染废水处理工艺以生化法为主 . 随着化纤织物的发展和印染后整理技术的进步 ,PVA15浆料、 新型助剂等难生化降解有机物大量进入印染废水 ,给处理增加了难度 ,使原有的生化处理系统对 CODCr 的去除率大都由原来的 70 %下降到 50 %左右 ,有的甚至更低 16。 近 年来 ,国内外专家开始研究高级氧化法处理印染废水。高级氧化法是由 Glaze 17等首次提出 ,泛指氧化过程中有大量羟基自由基参与的深度化学氧化过程 ,包括湿式空气氧化法、 超声波氧化法、 光催化氧化法、 超临界水氧化法、 电化学氧化法
20、等 ,其最大特点是 :使用范围广 ,处理效率高 ,反应迅速 ,二次污染小 ,可回收能量及有用物质。它的这些优点使其在难处理的印染废水的深度处理中有比较好的应用前景。 随着技术的进步 , 膜分离技术的不断开发是未来废水深度处理的重要方向。但目前膜技术投资和运行费用高 , 易发生堵 塞 , 需要高水平的预处理和定期的化学清洗 , 而浓缩物的处理问题 , 仍是制约其广泛应用的主要原因。 根据国内印染废水处理技术的现状 , 大多数印染行业废水常用的 A/O 工艺 , 即水解酸化 + 好氧生化 + 物化处理工艺一般难以达到综合污水排放(GB89781996) 一级排放标准 , 多数企业出水 COD 在二级排放标准左右 , 即出水 COD 在 150 mg/L 左右 18。为此 , 当务之急是在现有常规工艺 ( 水解酸化 好氧 混凝沉淀 ) 基础上 , 不改变已有设施 , 增加一套投资低、运行成本少、
