污染治理工艺流程的设计

污染治理工艺流程设计在环境工程设计中，环境污染治理工艺流程的设计是最重要的一个环节，贯穿设计过程的始终。在整个设计中，设备的选型、工艺的计算、设备的布置等工作都与工艺流程有直接的关系，只有处理工艺流程确定后，才能开展其他工作，工艺流程设计涉及各个方面，而各个方面的变化又反过来影响处理工艺流程的设计。环境污染治理工艺流程设计是否合理，可直接影响到污染治理效果的好坏、操作管理的方便与否、初投资的大小和运行费用的高低以及处理后得到的物料能否回收利用，甚至会影响到生产工艺的正常运行。第一节工艺路线的选择在实际操作中，需要处理的污染物千差万别，处理的方式和方法也是有差异的。选择工艺路线是决定设计质量的关键，必须认真对待。如果某一种污染物仅有一种处理方法，也就无须选择；若有几种不同的处理方法，就应该逐个进行分析研究，通过各方面的比较，从中筛选出一种最佳的处理方法，作为下一步处理工艺流程设计的依据。一、工艺路线的选择原则在选择处理的工艺路线时，应注意考虑如下基本原则。1．合法性环境保护设计必须遵循国家有关环境保护法律、法规，合理开发和利用各种自然资源，严格控制环境污染，保护和改善生态环境。2．先进性先进性主要是指技术上的先进性和经济上的合理可行，具体包括处理项目的总投资、处理系统的运行费用和管理等方面的内容，应该选择处理能耗小、效率高、管理方便和处理后得到的产物能直接利用的处理工艺路线。随着经济的发展和环境意识的提高，对于各种污染物的排放要求会越来越高，因此还要考虑处理的工艺路线要有一定前瞻性。3．可靠性可靠性是指所选择的处理工艺路线是否成熟可靠。工程设计中可能采用的技术有：成熟技术、成熟技术基础上延伸的技术、不成熟技术和新技术。如果采用了不成熟技术，就会影响处理的效果和环境的质量，甚至造成极大的浪费。对于尚在试验阶段的新处理技术、新处理工艺和新处理设备，应该慎重对待，防止只考虑和追求新的一面，而忽略可靠性和不稳妥的一面。必须坚持一切经过试验的原则。在实际中，要处理的污染物种类很多，有的是新的从来没有处理过的污染物，这就需要慎重考虑处理的工艺路线，一种是进行类比选择，另一种是进行试验确定。设计中考虑可靠性设计是提高工程项目质量的重要途径。4．安全性无论是大气污染物、水污染物，还是固体废弃物，它们中有一些是具有毒性的，选择对这些污染物的处理工艺路线时要特别注意，要防止污染物作为毒物散发，要有较合理的补救措施。同时还要考虑劳动保护和消防的要求。5．结合实际情况我们国家正在处于一个初级的发展阶段，经济能力、制造能力、自动化水平、环境保护意识和管理水平等各个方面都有一定缺陷，因此在选择处理工艺路线时，就要考虑企业的承受能力、管理水平和操作水平等各个具体问题，也就是说具体问题要具体分析。6．简洁和简单性选择处理工艺路线时，要选择简洁和简单的处理工艺路线，往往简洁和简单的处理工艺路线是比较可靠的工艺路线。同时要考虑系统中某一个设备出问题时，不至于对整个系统有较大的影响。上述六项原则必须在选择处理工艺路线时全面衡量，综合考虑。对于需要处理的污染物，任何一种处理技术既有优点，也有短处。设计人员必须从实际出发，采取全面对比的方法，并根据处理工程的具体要求选择其中不仅对现在有利而且对将来有利的处理工艺路线，尽量发挥有利的一面，设法减少不利的因素，以保证对污染物处理的效果好、能耗低、费用小、运行管理以及维修方便。在比较时要仔细领会设计任务书提出的各项原则和要求，要对所收集到的资料进行加工整理，提炼出能够反映本质的、突出主要优缺点的数据材料作为比较的依据。要经过全面分析、反复对比后选出优点多、符合国情、切实可行的处理工艺路线。二、工艺路线选择的基本步骤选择处理工艺路线时一般要经过四个阶段。1．收集资料，调查研究这是选择处理工艺路线的准备阶段。在此阶段，根据要处理的污染物种类、数量和规模，有计划、有目的地收集国内外同类污染物处理的有关资料，包括处理技术路线的特点、工艺参数、运行费用、消耗材料、处理效果以及各种技术路线的发展情况与动向等经济和技术资料。收集和掌握国内外污染处理的经济和技术资料，仅仅靠设计人员自己是不够的，还要得到信息技术部门的帮助，甚至还可以向咨询部门提出咨询。具体收集的内容主要有以下几方面：①要处理的污染物的种类、数量、规模、物理性质、化学性质和其他特性；②国内外处理该污染物的工艺路线；③试验研究报告；④处理技术先进与否、自动化的高低以及污染物的测试方法；⑤所需要的设备的制造、运输和安装情况；⑥处理项目建设的投资、运行费用、占地面积；⑦水、汽、电和燃料的用量及供应，主要基建材料的用量及供应；⑧厂址、水文、地质、气象等资料；⑨车间的位置、环境和周围的情况。2．设备、设施及仪器的落实设备、设施及仪器是保证完成处理污染物的重要条件，是确定处理工艺路线时必然要涉及到的因素。因此在收集资料时，设备、设施及仪器应予以足够的重视。对各种处理方法中所涉及到的设备、设施及仪器，须分清国内已有的定型产品、需要进口的及国内需要重新设计的三种类型，并对设计和设计制造单位的技术能力加以了解。3．全面比较全面分析对比的内容很多，主要比较以下几项：①要处理污染物的各种处理工艺路线在国内外应用的状况及发展趋势；②处理效果的状况；③处理数量和规模的状况；④处理时材料和能源消耗的状况；⑤工程项目的总投资和处理运行费用状况；⑥其他特殊情况。4．处理工艺路线最终的确定在以上三项的基础上，综合各种处理方法的优点，减少缺陷，最终确定出最佳的处理工艺路线，使该处理工艺路线无论在技术上，还是在经济上都可行。第二节污水处理工艺及其选择一、城市污水处理工艺及其选择1.城市污水处理工艺的典型流程1）水中杂质与处理工艺2）城市污水处理工艺典型流程3）各级处理方法与处理效果级别去除主要污染物处理方法处理效果一级悬浮物沉砂、沉淀SS50%.BOD530%二级胶体、溶解性有机物、悬浮物耗氧生物处理SS80%.BOD585%TN30%.TP10%三级悬浮物、溶解性有机物、无机盐氮磷混凝、过滤、吸附、电渗析、A/O法SS40%.BOD560%TN80%.TP65%3.城市污水处理构筑物的选型一级处理1）格栅：按清渣方式：机械格栅、人工格栅按去除的对象：粗格栅、中格栅、细格栅2）沉砂池：池型优点缺点适用条件平流式沉砂池构造简单、沉砂效果好、运行费用低、重力排砂施工困难、沉砂中夹杂有机物、不易脱水小型、中型污水厂曝气沉砂池构造简单、沉砂效果好、易于脱水、机械排砂、起预曝气作用占地面积大、投资高、运行费用大中型、大型水厂钟式称砂池沉砂效果好且可调节、适应性强、占地少、投资省构造复杂、运行费用高大、中、小型污水厂3）沉淀池池型优点缺点适用条件平流式沉淀效果好、耐冲击负荷、平底单斗排泥施工容易、造价低配水不易均匀、多斗排泥不方便、造价高、刮泥机维护困难地下水位高、大中小型污水厂竖流式净压排泥方便、占地面积小施工困难、耐冲击负荷能力差、池径大时布水不易均匀地下水位低、小型水厂辐流式沉淀效果好、周边配水容积利用率高、排泥设备成套化中心进水配水不易均匀、机械排泥复杂、配水设施施工困难地下水位高、地质条件好、大中型水厂斜板式沉淀效率高、停留时间短、占地面积小构造复杂、造价较高地下水位低、小型污水厂二级处理1）活性污泥法方法优点缺点适用对象传统活性污泥法BOD去除率高达90-95%，工作稳定，构造简单，维护方便占地大投资高，污泥多且稳定性差，抗冲击能力差，运行费用较高出水水质要求较高的大中型污水厂吸附再生活性污泥法构造简单维护方便，具有抗冲击能力，运行费用较低，占地少投资省BOD去除率80-90%，剩余污泥量大，稳定性较差悬浮性有机物含量高的大中型污水厂完全混合活性污泥法抗冲击能力强，运行费用较低，占地少投资省BOD去除率80-90%，构造复杂，污泥易膨胀，设备维修工作量大，污水浓度高的中小型污水厂氧化沟法BOD去除率高达95%以上，有较高的脱氮效果，系统简单管理方便，产泥量少且稳定性好曝气池占地多投资高，运行费用较高有脱氮要求的污水厂2）生物脱氮除磷工艺（A/A/O）生物反应池分为：A1段：厌氧段，溶解氧小于0.2mg/lA2段：缺氧段，溶解氧小于0.5mg/lO段：好氧段，溶解氧为1.5-3.0mg/l处理效果：BOD、SS为90-95%，TN70%，TP90%3）生物膜法名称优点缺点适用场合生物滤池耐冲击负荷，占地省，运行费用低，操作管理简单卫生条件差，易堵塞，不适于低温运行低浓度、低悬浮物的小型污水厂生物转盘结构简单、动力消耗低、抗冲击负荷能力强、操作管理方便、不用回流转盘材料贵、占地大，基建投资大，卫生条件差气候温和地区的小型水厂生物接触氧化处理能力大，占地省，抗冲击负荷能力强，产泥量少布水布气不易均匀，填料昂贵，运行不当易堵塞悬浮性有机物浓度低的中小型污水厂三级处理1）常用三级处理方法比较方法净化对象处理效果%系统设施运行管理占地面积投资运行成本SSBODCOD混凝有机悬浮物704025混合反应沉淀简单大低中过滤有机悬浮物653520过滤复杂中中中吸附有机悬浮909090过滤吸附复杂大高高物2)常用消毒方法比较方法优点缺点适用对象液氯消毒效果可靠稳定，设备简单，投资运行费用低可能会产生有害的氯化物大中型污水厂漂白粉消毒投加设备简单，运行控制简单，费用低药剂用量多小型污水厂臭氧消毒能降解有机物、色度、味等，反应时间短，不受温度和酸碱度的影响，无二次污染设备复杂，投资和运行费用高水质要求高的大中小型污水厂紫外线消毒高效，无味，不改变水的性质投资和运行费用高小型污水厂二、工业污水处理工艺流程的选择⑴纺织印染工业废水处理工艺流程的选择1）纺织印染废水的来源及特性不同产品污染物的产生于排放来源特征棉印染产品1.天然纤维本身杂质2.制造过程中坯布上面的浆料3.染色过程中剩余的染料及相应的助剂1.天然有机物2.人工合成有机物及天然有机物3.人工合成的多环芳香有机化合物、直链有机物4.废水主要含人工合成及天然有机物，并含一定量的难生物降解物质毛纺印染产品1.洗毛过程2.毛纺织染色过程1.可生物降解的高浓度有机废水，羊毛脂可回收2.染色废水，含残留的染料和助剂3.色度较低，较易生物降解4.单位产品排污浓度：毛粗纺较高，绒线产品次之，毛精纺最低丝绸印染产品1.缫丝过程2.精炼过程3.染色过程4.印花过程1.缫丝废水中含有丝胶等有机污染物，可生物降解性良好2.精炼废水含有一定量的丝胶、浆料及其他有机污染物，呈碱性，Ph值为10-113.真丝绸染色废水成酸性，可生物降解性较好；涤纶碱减量过程的废水难生物降解4.印花废水污染物浓度不高麻纺印染产品1.脱胶过程2.印染过程1.脱胶废水交易生物降解2.印染废水同棉印染废水，但色度较低。各类纺织印染产品废水水质控制指标产品CODcr/mg/lBOD5/mg/lPh值色度SS/mg/l棉机制产品棉针织产品800-1200500-700150-350150-2009-119-10200-500200-400300-600300-500毛粗纺产品毛精纺产品绒线产品真丝绸产品化纤仿真丝产品400-600200-400300-550300-600800-1500150-200100-150100-150100-200200-3507-87-87-86-79-12150-300100-200150-250200-400200-300500-800300-500400-600200-400200-5002）棉印染废水治理技术3）毛纺染色产品废水治理技术4）丝绸产品生产工艺及废水治理1天然真丝绸印染产品废水治理真丝脱胶废水治理天然真丝绸印染产品废水治理典型流程化纤仿真丝绸产品废水治理4）麻纺印染产品废水治理技术麻纺脱胶废水治理典型流程麻纺产品印染废水治理典型流程当麻纺厂只有染色和印花工艺时，麻纺印染产品废水水质与棉纺产品印染废水水质基本相近，使用染料和助剂也基本相同，只是织物颜色较浅。可参照棉机织产品或棉针织产品废水治理流程，根据废水水质情况，对有关参数做适当修改或全部采用。⑵其他各类企业废水处理工艺流