某再生紙廠廢水處理初步設計書

1、福州大學至誠學院水污染控制工程課程設計 設計題目：某再生紙廠廢水處理站初步設計 專 業(yè)： 環(huán)境工程 年 級： 組 長： 小組成員： 指導教師： 2012年 06月 20 日目 錄第1章：任務書 .1 1.1：設計范圍.1 1.2：設計要求.1 1.3：設計依據(jù)、規(guī)范和原則.2 1.4：廢水水質(zhì)水量.3第2章：概述.4第3章：工藝比選.4第4章：工藝計算.5 4.1粗細格柵設計計算.6 4.2調(diào)節(jié)池設計計算.9 4.3氣浮池設計計算.10 4.4水解酸化池設計計算.14 4.5接觸氧化池設計計算.16 4.6豎流式沉淀池設計計算.22 4.7重力濃縮池設計計算.25 4.8 污泥脫水設計計算.2

2、6 4.9溶藥池、儲藥罐設計計算.27 第1章 任務書某再生紙廠廢水處理站初步設計任務書，由甲方提供的要求和資料如下：1.1設計范圍 對某紙業(yè)的造紙廢水進行處理，主要是廢紙制漿廢水和白水，其中主要是白水，一部分白水回用于造紙系統(tǒng)的碎漿、和漿、混合等工段，剩余的白水經(jīng)廢水處理設施處理后排入廠界之外的沙溪河。1.2設計要求（1）工藝技術(shù)方案比選和工藝流程設計：根據(jù)所收集的原始資料和文獻資料進行某紙業(yè)再生紙廢水處理工藝技術(shù)方案優(yōu)選，并在此基礎(chǔ)上完成工藝流程設計；（2）設計參數(shù)選擇與計算：根據(jù)上述方案比選和工藝流程設計，結(jié)合相關(guān)工程運行調(diào)試類比，或工藝條件試驗結(jié)果，或工程手冊資料，完成各單元操作或構(gòu)筑

3、物工藝參數(shù)優(yōu)化選擇并計算，并根據(jù)計算結(jié)果編制設計計算書；（3）主體構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設計：根據(jù)各單元操作或構(gòu)筑物工藝參數(shù)選擇結(jié)果和環(huán)境工程制圖格式規(guī)范要求，完成主體構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設計和圖紙清繪工作；（4）總平面圖設計：根據(jù)某紙業(yè)再生紙廢水處理站選址的地理位置、地形地貌條件和周圍構(gòu)筑物布局特點，合理進行某紙業(yè)再生紙廢水處理工程各構(gòu)筑物總平面設計，并完成圖紙清繪工作；（5）高程圖設計：根據(jù)某紙業(yè)再生紙廢水處理站地形地貌條件和項目運行環(huán)境條件，合理布置廢水處理工程各構(gòu)筑物高程，并設計完成高程圖及圖紙清繪工作1.3設計依據(jù)、規(guī)范和原則 1.3.1設計依據(jù) （1）中華人民共和國環(huán)境保護法和水污染防治法 （2）國務院

4、(1998)第253號令建設項目環(huán)境保護管理條例 （3）實地監(jiān)測得到水量水質(zhì)和處理系統(tǒng)情況資料 1.3.2設計規(guī)范 （1）制漿造紙工業(yè)水污染排放標準GB3544-2008 （2）室外排水設計規(guī)范GB50014-2006 （3）建筑給水排水設計規(guī)范GB50015-2003 （4）給水排水制圖標準GB/T 50106-2001 1.3.3設計原則 （1）本設計嚴格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護的各項規(guī)定，廢水經(jīng)處理后必須確保各項出水水質(zhì)指標均達到制漿造紙工業(yè)水污染排放標準。 （2）采用簡單、成熟、穩(wěn)定、經(jīng)濟合理的處理工藝，保證處理效果，節(jié)省投資和運行管理費用。 （3）設備選型兼顧通用性和先進性，運行穩(wěn)定可靠、效

5、率高、管理方便、維修維護工作量少、價格適中。 （4）系統(tǒng)運行靈活、管理方便、維修簡單。 （5）工程建設完成后，力爭達到社會效益、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益的最佳統(tǒng)一。1.4廢水水質(zhì)水量 1.4.1設計水量 根據(jù)有關(guān)部門提供的資料，結(jié)合實際生產(chǎn)情況和廠家要求，某紙業(yè)廢水處理工程設計水質(zhì)水量情況具體如表1-1。 表1-1進水水質(zhì)水量水量(m3/d)COD( mg/L)BOD( mg/L)SS (mg/L)pH廢水水質(zhì)1000800-1500350-450500-130069設計取值10001350400110069 1.4.2設計出水水質(zhì) 本設計1000m3/d的污水經(jīng)處理后，去除一定量的SS，其中500

6、 m3/d回用至造紙系統(tǒng)的碎漿、和漿、混合等工段，其余500 m3/d進入生化系統(tǒng)，處理后的出水需達到國家標準制漿造紙工業(yè)水污染排放標準GB3544-2008現(xiàn)有制漿造紙企業(yè)中廢紙制漿造紙業(yè)水污染物排放限值，設計的處理出水水質(zhì)水量排放參數(shù)如下表1-2所示：表1-2處理后排放水質(zhì)水量情況一覽表排放量（m3/d）CODCr (mg/L)BOD5（mg/L）SS(mg/L)pH50090203069處理率%93.39597.2第2章 概述 某紙業(yè)是一家以廢紙作為原料的生產(chǎn)企業(yè)，以生產(chǎn)書寫紙、防近視紙、毛邊紙、包裝紙、高強度瓦楞紙為主，適量生產(chǎn)一些掛面箱板紙的新項目。其生產(chǎn)流程為：廢紙浸泡-蒸煮-粉碎

7、-漂洗-成紙。廢水污染源主要是再生紙造紙廢水、鍋爐除塵廢水。造紙廢水主要是廢紙制漿廢水和白水，其中主要是白水，一部分白水回用于造紙系統(tǒng)的碎漿、和漿、混合等工段，剩余的白水經(jīng)廢水處理設施處理后排入廠界之外的沙溪河。第3章 工藝比選 工藝方案的選擇對于污水處理設施的建設、確保處理設施的處理效果和降低運行費用發(fā)揮著最為重要的作用，因此需要結(jié)合設計規(guī)模、污水水質(zhì)特性及該廠的實際條件和要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的處理工藝。在選擇過程因遵循以下原則：（1） 所選的工藝必須技術(shù)先進、成熟，對水質(zhì)變化適應能力強，運行穩(wěn)定，能保證出水水質(zhì)達到工廠使用標準及國家污水排放標準的要求；（2） 所選工藝應減少基建投資

8、和運行費，節(jié)省占地面積和降低能耗；（3） 所選工藝應易于操作、運行靈活且便于管理。根據(jù)進水水質(zhì)水量，應能對工藝運行參數(shù)和操作進行適當調(diào)整；（4） 所選工藝應易于實現(xiàn)自動控制，提高操作管理水平；（5） 所選工藝應最大程度減少對周圍環(huán)境的不良影響（氣味、噪聲等）。 本設計中采取物化加生化處理的典型工藝流程如下：生物接觸氧化法具有掛膜快、無污泥回流系統(tǒng)、無污泥膨脹危害適用于中小型污水處理，所以本設計中采用此方法。第4章 工藝計算 4.1粗細格柵設計計算 由于造紙廢水中懸浮物多，設置格柵能夠有效攔截較大的懸浮物，處理能力高，不易堵塞，針對造紙廢水的特點在工程實踐中一般設置粗細格柵，粗格柵間隙常采用16

9、到40mm，細格柵1.5到10mm一方面為了使泥沙不至于沉積在溝渠底部，另一方面為了使截留的懸浮物不至于沖過格柵，通常柵前水流速度采用0.40.9m/s本設計中取柵前水流速度 =0.5m/s4.1.1 設計參數(shù) 1粗柵條間隙 b1=19mm；2柵前水深 h=0.2m；3柵前渠道內(nèi)水流速度 0.5m/s；4過柵流速 v=0.8m/s；5格柵的傾角 =45°，便于人工清除柵渣；6進水渠寬 B=0.4m；7柵條寬度 s=0.01m，采用矩形；8柵前渠道超高h2=0.3m。 4.1.3粗格柵計算 1最大設計流量設計流量Q=1000m3/d=0.0116m3/h取廢水流量時變化系數(shù)Kz=1.4

10、,2柵條的間隙數(shù)個柵槽寬度 由于計算結(jié)果偏小，考慮到清渣及設備堵塞問題，故取B=0.4m，由，得n14個。3通過格柵的水頭損失h1格柵受柵渣堵塞時，水頭損失增大的倍數(shù)取為3，則阻力系數(shù)通過格柵的水頭損失4粗格柵前總高度H15柵后槽總高度H4.1.4細格柵計算設計參數(shù)1粗柵條間隙 b11=5mm；2格柵的傾角 =45°；3柵條寬度 s=0.005m，采用矩形。設計計算1柵條的間隙數(shù)n柵槽寬度 由于計算結(jié)果偏小，考慮到清渣及設備堵塞問題，故取B=0.4m，由，得n41個。2通過格柵的水頭損失h11格柵受柵渣堵塞時，水頭損失增大的倍數(shù)取為3，則阻力系數(shù)通過格柵的水頭損失3細格柵后槽總高度H

11、取格柵高度為0.8m。4槽總長度 5每日柵渣量取柵渣量W1=0.18m3/103m3污水。每日柵渣量W0.2m3/d。4.2調(diào)節(jié)池設計計算4.2.1 設計參數(shù)1停留時間 廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)的停留時間取為該廢水水質(zhì)水量一個變化周期的時間，根據(jù)造紙廠的污水排放規(guī)律，取調(diào)節(jié)池停留時間為6h；2超高 超高取1.25m；3出水方式 出水處設置吸水井，通過水泵抽送。4.2.2 設計計算1調(diào)節(jié)池池容的確定：調(diào)節(jié)池有效水深為3.75m，面積為80m2，池長10m，池寬8m，池子總高度為5m。尺寸為10×8×5m3。2調(diào)節(jié)池出水管管徑的確定出水部分為潛污泵提升，出水流量，取出水管流速為1m/s，

12、出水管設計為有壓管，取管徑d=125mm，流速為3附屬設備選用布魯克林環(huán)保設備有限公司的WQ潛水排污泵，其型號參數(shù)如表1-1所示：表1-1 潛水排污泵型號及參數(shù)型號流量(m3/h)揚程(m)功率(kw)備注WQ70-14-5.5 70145.5兩臺(一用一備)4.3 氣浮池設計計算設計參數(shù):待處理廢水量 X =1000m³懸浮固體濃度 Sa =1100mg/L氣固比 Aa/S=0.03溶氣壓力 P=4.2atm (324.3KP)空氣在水中飽和溶解度 Ca=Cs=1.206×22.8=27.5mg/L (10°C)溶氣罐內(nèi)停留時間 T1=3min氣浮池內(nèi)接觸時間

13、T2=5min分離區(qū)內(nèi)停留時間 Ts=30min浮選池上升流速 V=0.09m/min溶氣效率 f=0.81) 確定溶氣水量Qr Qr=QSa(A/S)/Ca(fP/P-1)=1000×1100×0.03÷27.5×(4.2×0.8-1)=508.47m³/d取回流水量Qr=510m³/d2) 氣浮池設計 接觸區(qū)容積Vc Vc=(QQr)T2÷(24×60)=（1000510）×5÷（24×60）=5.24m³ 分離區(qū)容積Vs Vs=（QQr）Ts÷（24

14、×60）=(1000510)×30÷（24×60）=31.46m³ 氣浮池有效水深H H=V×Ts=0.09×30=2.7m 分離區(qū)面積As和長度L2 （取池寬B=2m） As=Vs/H=31.46÷2.7=11.65m² 則分離區(qū)長度L2=As/B=11.65÷2=6m 接觸區(qū)面積Ac和長度L1 Ac=Vc/H=5.24÷2.7=2m² L1=Ac/B=1m 浮選池進水管 Dg=200mm, V=0.9947m/s 浮選池出水管 Dg=150mm 集水管小孔面積S 取小孔流

15、速V1=2m/s S=(QQr)÷(24×3600V1)=1510÷24÷3600÷2=0.00875m² 取小孔直徑D1=0.015m 則孔數(shù)=4×0.00875÷3.14÷（0.015）²=50個 孔2向下，與水平成45°角，分兩排交錯排列 浮渣槽寬度L3，取L3=0.8m 浮渣槽深度h'=1m，槽底坡度=0.5，坡向排泥管，采 用Dg=200mm3）溶氣罐設計 （部分回流加壓溶氣）溶氣罐容積V1 V1=Qr×T1÷（24×60）=510

16、15;3÷24÷60=1.1m³ 選用C-1/0.7型進出水管管徑 均采用100mm管徑,流速1.24m/s4） 容壓機Qg=510÷24×53×1.2=1351.5(L/h)選用Z-0.036/7型容壓機一臺4.4 水解酸化池設計計算水解酸化主要用于有機物濃度、SS較高的污水處理工藝，是一個比較重要的工藝。，主要是為了提高后級接入的接觸氧化工藝的去除效率。4.4.1 設計參數(shù)1進出水水質(zhì)進水水質(zhì)見表1-2。表1-2水解酸化池水質(zhì)表污染因子進水出水去除率COD(mg/L)675480292容積負荷（Nv）進水容積負荷取Nv=4 kgC

17、OD/m3d。4.4.2 設計計算1水質(zhì)水量與要求水質(zhì)設計平均流量Q=500m3/d=20.8m3/h；進水COD=675mg/L；出水COD=480 mg/L；2有效容積V的確定按進口負荷求有效容積：V=Q×So/Nv=500×675/(4×1000)=84.37（m3/填料）3水解酸化池總面積A取填料總高度為H=3m，則：A=V/H=84.37/3=28.12（m2）4水解酸化池分格設濾池分格數(shù)n=2，則每格濾池面積為A0為：A0=A/n=28.12/2=14.06（m2）設濾池為正方形，取池尺寸為4×4m2。 5水解酸化池總高度H0取超高h1=0.

18、5m（一般為0.50.6m），填料以上水深取h2=0.5m（一般為0.40.5m），池底配水高0.5m。H0=H+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+0.5=4.5m6所需填料總體積V´V´=nA0H=2×4×4×3.0=96(m3)選用湖南清之源環(huán)?？萍加邢薰綫ZY組合纖維填料。具體參數(shù)：支架間距200-250mm；外型尺寸200mm；骨架尺寸200mm；纖維長度180mm。運行狀態(tài)：正常運行狀態(tài)下細菌附著生長，有骨架支撐細菌不易流失，耐沖擊負荷。 4.5 接觸氧化池設計計算設計參數(shù)1進出水水質(zhì)接觸氧化池設計平均流量Q=500 m3/d=

19、20.83m3/h，進水水質(zhì)見表1-3；表1-3接觸氧化池水質(zhì)表污染因子進水出水去除率COD(mg/L)4809081BOD5(mg/L)30020932容積負荷（Nv） 進水容積負荷取M=1.4kgCOD/ m3d。3接觸時間（t）接觸時間取10h。4氣水比（D0）氣水比取181。設計計算1接觸氧化池的有效容積V 2接觸氧化池總面積濾料層總高度 一般 H=3m；則接觸氧化池總面積 F=將接觸氧化池分為3格，則每格氧化池面積f=F/3=46.43/3=15.47m2取每格氧化池的尺寸為3校核接觸時間接觸氧化池有效接觸時間4池總高度濾料高度 H = 3 m；超高 h1 = 0.5 m；填料上水深

20、 h2 = 0.5 m；配水區(qū)高度 h3 = 0.6 m；池總高度 H0 =H+h1+h2+h3=3+0.5+0.5+0.5=4.5m5´污水在池內(nèi)的實際停留時間6所需填料總體積V´V´= nA0H=37需氣量每立方米污水需氣量 D0 = 18 m3 /m3；每天所需空氣量為三格氣量分配為522則三格氣量分別為5000m3/d2000m3/d2000 m3/d設總管氣速為 ；則總管管徑為 取空氣管直徑為100mm的鍍鋅管，則氣速為接觸氧化池1取干管流速為12m/s，管徑取干管管徑為80mm，則氣速采用BOE膜片式微孔曝氣器，服務面積為0.45m2。共需要曝氣器數(shù)量

21、校核氣量：曝氣器空氣流量為3m3/h。一天共產(chǎn)生氣量故需要曝氣器數(shù)量為個接觸氧化池1用72個曝氣器，采用8×9布置。分為8根支管，支管間距為450mm，支管空氣流速為5m/s，則管徑取管徑為50mm的PVC管，則氣速為每根支管上布有9個曝氣頭，間距為0.4m。接觸氧化池2、3取干管流速為12m/s，管徑取管徑為20mm的鍍鋅管，則氣速為采用BOE膜片式微孔曝氣器，服務面積為0.45m2。共需要曝氣器數(shù)量校核氣量：曝氣器空氣流量為3m3/h。一天共產(chǎn)生氣量符合供氣要求分為6根支管，支管空氣流速為5m/s，則管徑取管徑為32mm的PVC管，則氣速為每根支管上布有6個曝氣頭，間距為0.6m

22、。設備采用BOE膜片式微孔曝氣器，其主要技術(shù)參數(shù)： 曝氣器尺寸： 260mm ；服務面積：0.25-0.55平方米/個；曝氣膜片運行平均孔隙：80-100微米； 空氣流量：1.5-3平方米/個 ；-1 ；氧利用率：(水深3.2m)18.4-27.7% ；充氧能力：3h ；充氧動力效率：；曝氣阻力：180-280mmH2O ；空氣管設計流速：干管為10-15m/秒,支管為5m/秒。8剩余污泥量剩余污泥量： =4.6豎流式沉淀池設計計算1沉淀池各部分尺寸的確定沉淀區(qū)的高度h2取沉淀時間為1h；沉淀部分上升流速為0.0007m/s。沉淀區(qū)的有效斷面面積f中心管有效過水斷面面積A1設中心管水流下降速度

23、為v0=0.03/s，則：沉淀池總面積A 中心管的直徑d 取中心管直徑為0.6m，中心管面積為沉淀池的直徑D 取邊長3.0m。沉淀池當量直徑為 驗算徑（D）深（h2）比（符合要求）2 喇叭口及反射板尺寸的確定喇叭口直徑d1 反射板直徑d2 中心管喇叭口與反射板之間縫隙的高度h3設縫隙中的水流速度v1=0.008m/s，則：3沉淀池的總高度H沉淀池污泥產(chǎn)量的計算略，取污泥斗的傾角為45o，邊長為0.5m。則貯泥斗的高度取沉淀池的超高h1為0.6m。緩沖層高h4=0（泥面低）。則沉淀池的總高度H為： 4沉淀池出水部分的計算集水系統(tǒng)為收集處理水，沿池周邊向內(nèi)側(cè)設排水槽，槽寬為b=0.4m，排水槽外側(cè)

24、邊長為。單池槽周長為 排水槽每米長的負荷為 符合設計要求。5出水方式采用三角形鋸齒堰出水，設堰上水頭為，則每邊7個三角堰口。4.7重力濃縮池設計計算 為了方便后續(xù)污泥的機械脫水處理，減小污泥脫水中污泥的混凝劑的用量以及機械脫水設備的容量，需對污泥進行濃縮處理 ，降低其含水率。本設計采用間歇式濃縮池，運行時應先排除濃縮池的上清液，騰出池容，在投入待濃縮的污泥，為此濃縮池的深度方向上的不同高度應設上清液排水管。4.7.1 設計參數(shù)儲泥時間設計為24h 。 4.7.2 設計計算 為了方便后續(xù)污泥的機械脫水處理，減小污泥脫水中污泥的混凝劑的用量以及機械脫水設備的容量，需對污泥進行濃縮處理 ，降低其含水率。本設計采用間歇式濃縮池，運行時應先排除濃縮池的上清液，騰出池容，在投入待濃縮的污泥，為此濃縮池的深度方向上的不同高度應設上清液排水管。1污泥日排放量（以體積計）氣浮系統(tǒng)浮渣均回流，生化處理剩余污泥量為X=45Kg/d，按污泥平均含水率為99 %，污泥容重=1t/m3計算每天應排除的污泥體積為：2重力濃縮池總有效體積取濃縮池高