某造紙生產(chǎn)企業(yè)中段廢水處理工藝設(shè)計(jì)

南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）PAGE8PAGE8成績(jī)南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）題目某造紙生產(chǎn)企業(yè)中段廢水處理工藝設(shè)計(jì)課程名稱(chēng)：水污染控制工程院（系、部）：環(huán)境工程系專(zhuān)業(yè)：環(huán)境工程班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：起止日期：指導(dǎo)教師：南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）16-南京工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）目錄TOC\o"1-3"\h\u一．引言 -2-二．設(shè)計(jì)概述 -3-2.1設(shè)計(jì)目的 -3-2.2設(shè)計(jì)任務(wù) -3-2.3設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 -3-三．工藝流程的選擇 -4-3.1廢水來(lái)源特征 -4-3.2常見(jiàn)基本處理方式 -4-3.21氣浮或沉淀法 -4-3.22物化與生化處理相結(jié)合 -4-3.3出水要求 -5-3.4最終工藝確定及流程簡(jiǎn)圖 -5-四．工藝方案選擇概述 -6-4.1格柵 -6-4.2篩網(wǎng) -6-4.3調(diào)節(jié)池 -6-4.4氣浮池 -7-4.5中間沉淀池 -7-4.6水解酸化池 -8-4.7SBR池 -8-4.8出水水質(zhì)預(yù)期 -9-4.9污泥處理裝置 -9-五．水解酸化池工藝具體設(shè)計(jì)計(jì)算 -10-5.1設(shè)計(jì)說(shuō)明 -10-5.2設(shè)計(jì)參數(shù) -10-5.3有效容積計(jì)算 -10-5.4有效水深計(jì)算 -11-5.5水解酸化池面積計(jì)算 -11-5.6貯泥斗尺寸計(jì)算 -11-5.7填料高度 -11-5.8水解酸化池總高H -11-5.9排泥設(shè)施 -12-5.10配水方式 -12-5.11出水設(shè)計(jì) -13-六．設(shè)計(jì)總結(jié) -15-參考文獻(xiàn) -16-一．引言隨著工業(yè)的發(fā)展，20世紀(jì)后期，我國(guó)許多城市出現(xiàn)了供水不足和水質(zhì)污染的雙重問(wèn)題。任意種類(lèi)的工業(yè)都會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，每一種工業(yè)廢水都各具特性，如果不對(duì)工業(yè)產(chǎn)生的污水加以處理處置，我們的環(huán)境將不堪重負(fù)。造紙業(yè)是傳統(tǒng)的用水大戶，也是造成水污染的重要污染源之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，企業(yè)日益面臨水資源短缺、原料匱乏的問(wèn)題，而另一方面，水污染也越來(lái)越嚴(yán)重。目前，我國(guó)造紙工業(yè)廢水排放量及COD排放量均居各類(lèi)工業(yè)排放量的首位，造紙工業(yè)對(duì)水環(huán)境的污染為嚴(yán)重，它不但是我國(guó)造紙工業(yè)污染防治的首要問(wèn)題，也是我國(guó)工業(yè)廢水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理的首要問(wèn)題。從國(guó)家造紙工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)看，國(guó)家預(yù)計(jì)到2005年全國(guó)紙及紙板產(chǎn)量為5000萬(wàn)～530萬(wàn)噸，到2020年全國(guó)紙及紙板產(chǎn)量為7000萬(wàn)～7500萬(wàn)噸，因此國(guó)內(nèi)外紙業(yè)人士普便認(rèn)為，中國(guó)是全世界紙類(lèi)消費(fèi)最具活力和潛力的市場(chǎng)，制漿造紙前景十分廣闊。制漿造紙對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了很大的作用，但從環(huán)保的角度看，據(jù)環(huán)保部門(mén)統(tǒng)計(jì)：2002年制漿造紙工業(yè)廢水排放總量為31.9億噸，占整個(gè)工業(yè)廢水排放量的17.4%。其中達(dá)標(biāo)排放占26.9億噸，達(dá)標(biāo)率為84.3%。從廢水中污染物的排放量看，化學(xué)需氧量COD排放量為163.9萬(wàn)噸，占全國(guó)工業(yè)廢水COD排放量的35.5%。從廢水排放量來(lái)看，制漿造紙業(yè)排全國(guó)工業(yè)廢水排放量的第二位，從行業(yè)化學(xué)需氧排放情況看，制漿造紙業(yè)排第一位，所以造紙廢水對(duì)環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重，直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文即針對(duì)制漿工藝不同產(chǎn)生的污染物不同應(yīng)用各種處理方法處理廢水進(jìn)行研究。二．設(shè)計(jì)概述2.1設(shè)計(jì)目的通過(guò)本課程設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固課程所學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容，掌握設(shè)計(jì)的內(nèi)容以及相關(guān)參數(shù)的選擇和計(jì)算，并使所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行水處理工藝的設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)，是讓學(xué)生針對(duì)給定的處理工藝，選擇相應(yīng)的參數(shù)計(jì)算，繪制工藝圖，使學(xué)生具有初步的水處理單元的設(shè)計(jì)能力。2.2設(shè)計(jì)任務(wù)某造紙生產(chǎn)企業(yè)廢水處理工藝設(shè)計(jì)：該廠中段廢水水質(zhì)情況如下：廢水流量：Q=20000進(jìn)水水質(zhì)：COD=3300;=380;SS=6000=6～9出水要求：處理后廢水排放達(dá)到GB3544-92綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn):COD=450;=150;SS=2002.3設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求（1）查閱相關(guān)資料，由給定的進(jìn)、出水的水質(zhì)參數(shù)，確定廢水處理的工藝路線，該工藝處理方案須能保證出水水質(zhì)達(dá)到要求，同時(shí)又經(jīng)濟(jì)可行；（2）根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)，計(jì)算出工藝流程中一套主要處理設(shè)施的尺寸以及相關(guān)數(shù)據(jù)；（3）根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)，繪制出設(shè)備詳圖；（4）圖紙要求：用A3紙打印。三．工藝流程的選擇3.1廢水來(lái)源特征造紙工業(yè)是能耗、物耗高，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的行業(yè)之一，其污染特性是廢水排放量大，其中COD、懸浮物（SS）含量高，色度嚴(yán)重。一個(gè)典型的堿法制漿造紙廠按工序排出三股水，一是制漿蒸煮廢液，通稱(chēng)造紙黑液；二是分離黑液后紙漿的洗、選、漂水，也稱(chēng)中段水；三是抄紙機(jī)上的白水。本例中就是中段水。3.2常見(jiàn)基本處理方式3.21氣浮或沉淀法采用氣浮或沉淀方法，通過(guò)投加混凝劑，可去除絕大部分SS，同時(shí)去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD。其典型的處理工藝流程如下：廢水→篩網(wǎng)→集水池→氣浮或沉淀→排放氣浮和沉淀均為物化處理方法，處理效果與選用的設(shè)備、工藝參數(shù)、混凝劑等有關(guān)，其COD去除率一般高于制漿中段水的COD去除率，通常能達(dá)到70%～85%。對(duì)噸紙廢水排放量＞150m3、濃度較低的中小型廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)，通過(guò)氣浮或沉淀處理，出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到或接近國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。3.22物化與生化處理相結(jié)合對(duì)于噸紙廢水排放量較低、廢水含COD較高的大中型廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)，期望通過(guò)單級(jí)氣浮或沉淀的物化方法達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)有較大的難度，因?yàn)榭扇苄訡OD、BOD主要需通過(guò)生化方法才能有效去除。一般，采用物化加生化的處理方法。典型工藝流程如下：廢水→篩網(wǎng)→調(diào)節(jié)→沉淀或氣浮→A/O或接觸氧化→二沉池→排放A/O(缺氧—好氧)處理工藝，通過(guò)缺氧段的微生物選擇作用，只是對(duì)有機(jī)物進(jìn)行吸附，吸附在微生物體的有機(jī)物則在好氧段被氧化分解。因此A段停留時(shí)間短，約在40～60min。我國(guó)對(duì)中段廢水的處理技術(shù)經(jīng)過(guò)研究和實(shí)際應(yīng)用日趨完善，例如：混凝氣浮——生化處理工藝、厭氧流化床-好氧處理工藝、穩(wěn)定塘處理工藝、水解酸化-SBR處理工藝都得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的處理效果。3.3出水要求根據(jù)GB-3544-92相關(guān)標(biāo)注及任務(wù)要求確定出水水質(zhì)指標(biāo)表1出水水質(zhì)要求項(xiàng)目值 4501502006～93.4最終工藝確定及流程簡(jiǎn)圖本設(shè)計(jì)任務(wù)是造紙中段廢水處理工藝設(shè)計(jì)。,BOD/COD比值低,難生化處理。本設(shè)計(jì)任務(wù)水質(zhì)參數(shù)如下：=3300;=380;SS=。根據(jù)其水質(zhì)狀況，綜合分析選用水解酸化-SBR處理工藝。水解酸化-SBR工藝具有以下特點(diǎn)：（1）工藝系統(tǒng)組成簡(jiǎn)單，省略二沉池，節(jié)省占地面積；（2）反應(yīng)推動(dòng)力大，易于得到優(yōu)良的出水水質(zhì)；（3）活性污泥在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，經(jīng)過(guò)不同的運(yùn)行環(huán)境條件，污泥沉降性能好，SVI值較低，能有效防止絲狀菌膨脹；（4）該工藝可通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，易于維護(hù)管理；（5）水解酸化池能有效提高污水的可生化比。四．工藝方案選擇概述4.1格柵格柵由一組或數(shù)組平行的金屬柵條、塑料齒鉤或金屬篩網(wǎng)、框架及相關(guān)裝置組成，傾斜安裝在污水渠道、泵房集水井的進(jìn)口處或污水處理的前端，用來(lái)截留污水中較粗大漂浮物和懸浮物，以減少后續(xù)處理產(chǎn)生的浮渣，保證后續(xù)污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行。由于該廠處理水量大，格柵采用機(jī)械清渣的方式清渣。4.2篩網(wǎng)一些工業(yè)廢水含有較細(xì)小的懸浮物，它們不能被格柵裁留，也難以用沉淀法去除。為了去除這類(lèi)污染物，工業(yè)上常用篩網(wǎng)。選擇不同尺寸的篩網(wǎng)，能去除和回收不同類(lèi)型和大小的懸浮物、如纖維、紙漿、藻類(lèi)等。篩網(wǎng)過(guò)濾裝置很多，有振動(dòng)篩網(wǎng)、水力篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)盤(pán)式篩網(wǎng)等。在本例中選擇水力篩網(wǎng)。水力篩網(wǎng)示意圖見(jiàn)圖4-2．它由水力旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)和固定篩網(wǎng)組成，具有低能耗易于管理等特點(diǎn)，以進(jìn)一步脫水。圖4-24.3調(diào)節(jié)池圖4-2用于均衡水量、水質(zhì)，解決進(jìn)水不均勻與處理構(gòu)筑物規(guī)模恒定之間的矛盾，使各處理單元構(gòu)筑物在最佳工況下運(yùn)行，減少后續(xù)處理設(shè)施的沖擊負(fù)荷。具體有以下功能：1、減少或防止沖擊負(fù)荷對(duì)處理設(shè)備的不良影響；2、性或堿性水得到中和，使處理中PH保持穩(wěn)定；3、調(diào)節(jié)溫；圖4-3差流式調(diào)節(jié)池4圖4-3差流式調(diào)節(jié)池本例中采用差流式調(diào)節(jié)池如圖4-34.4氣浮池經(jīng)調(diào)節(jié)池后采用氣浮池一步處理，氣浮池加藥，在本例造紙中段廢水中含大量纖維狀的小懸浮物，因此氣浮池對(duì)SS去除有比較好的去除效果，去除率可達(dá)90％。本設(shè)計(jì)任務(wù)處理水量大，廢水中懸浮固體濃度高，故氣浮池采用豎流式氣浮池。氣浮法類(lèi)型有電解氣浮法，分散空氣氣浮法和溶解空氣氣浮法。其中電解氣浮法存在點(diǎn)好高、操作運(yùn)行管理復(fù)雜及電極結(jié)構(gòu)等問(wèn)題，分散空氣氣浮法雖簡(jiǎn)單易行，但其產(chǎn)生的氣泡較大，氣浮效果不高，因此，本任務(wù)選用溶解空氣氣浮法。在溶解空氣氣浮法中，真空氣浮法處理設(shè)備需密閉，其運(yùn)行和維護(hù)都比較困難。綜上，氣浮法類(lèi)型選擇加壓溶氣氣浮法。加壓溶氣氣浮法的三個(gè)基本流程：全加壓溶氣流程、部分加壓溶氣流程、部分回流加壓溶氣流程中，部分回流加壓溶氣流程與前兩種流程相比，該流程加壓容器水為經(jīng)過(guò)氣浮處理的澄清水，對(duì)溶氣及減壓釋放過(guò)程較為有利，故部分回流加壓流程是目前最常用的氣浮處理流程，本設(shè)計(jì)任務(wù)中也選用部分回流加壓溶氣流程。4.5中間沉淀池經(jīng)氣浮池處理后的廢水，DO含量比較高，因此為了后續(xù)水解酸化池中的順利運(yùn)行，可采取在氣浮池后加中間沉淀池的方法使DO釋放到空氣中，本次設(shè)計(jì)采用平流式沉淀池，其沉淀時(shí)間為取1.5h。如圖4-5圖4-5中間沉淀池4.6水解酸化池水解（酸化）處理方法是一種介于好氧和厭氧處理法之間的方法，和其它工藝組合可以降低處理成本提高處理效率。水解酸化工藝根據(jù)產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長(zhǎng)速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時(shí)間較短的厭氧處理第一和第二階段，即在大量水解細(xì)菌、酸化菌作用下將不溶性有機(jī)物水解為溶解性有機(jī)物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)的過(guò)程，從而改善廢水的可生化性，為后續(xù)處理奠定良好基礎(chǔ)。在本例中，由于COD濃度高，BOD濃度低，B/C小，污水可生化性太差，因此本例中采用水解酸化，可大大降低難降解有機(jī)物含量，使其分解為宜降解的小分子有機(jī)物，提高污水的可生化性，為后續(xù)處理奠定基礎(chǔ)。4.7SBR池SBR是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱(chēng)序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SBR所有反應(yīng)都是在一個(gè)SBR反應(yīng)器中進(jìn)行，通過(guò)時(shí)間控制來(lái)使SBR反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)各階段的操作目的，在流態(tài)上屬于完全混合式，卻實(shí)現(xiàn)了時(shí)間上的推流，有機(jī)污染物隨著時(shí)間的推移而降解。SBR（序批示反應(yīng)池）由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，所有處理過(guò)程都是在同一個(gè)設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。反應(yīng)池通過(guò)微孔曝氣器進(jìn)行曝氣，出水進(jìn)水反應(yīng)沉淀出水待機(jī)（閑置）圖4-1SBR基本過(guò)程4.8出水水質(zhì)預(yù)期表2出水水質(zhì)預(yù)期項(xiàng)目（mg/L）（mg/L）（mg/L）進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水去除率進(jìn)水出水格柵330032003％3803702.6％6000540010％6～96～9篩網(wǎng)320029009.4％3703602.7％540050007％6～96～9調(diào)節(jié)池290028003.4％3603551.4％500049002％6～96～9氣浮池280026007.1％3553501.4％4900120076％6～96～9沉淀池260024007.7％3503500120050058％6～96～9水解池2400100058％350600-71％50040020％6～96～7SBR池100030070％60010083％40010075％6～76～94.9污泥處理裝置污泥作為污水處理的副產(chǎn)物通常含有大量的有毒、有害或?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響的物質(zhì)，必須妥善處置，否則將形成二次污染。污泥處理的主要目的是減少污泥量并使其穩(wěn)定，便于污泥的運(yùn)輸和最終處置。污泥處理工藝主要由污泥的性質(zhì)以及污泥最終處置的要求所決定。污泥首先經(jīng)濃縮處理，減少污泥體積，采用離心濃縮，因?yàn)樵摲椒ㄕ嫉孛娣e小，經(jīng)濟(jì)適用，并且時(shí)間短衛(wèi)生條件好。然后污泥經(jīng)過(guò)石灰穩(wěn)定，將PH提高到11～11.5,并且在15℃下接觸4h，殺死全部大腸桿菌及沙門(mén)氏傷寒菌；接下來(lái)進(jìn)行脫水后最終處置，脫水裝置采用板框壓濾機(jī)，污泥最終壓成泥餅外運(yùn)。五．水解酸化池工藝具體設(shè)計(jì)計(jì)算5.1設(shè)計(jì)說(shuō)明在本例中，由于水解酸化的后續(xù)處理時(shí)SBR，因此，沒(méi)有污泥回流，水解酸化池中的微生物采取附著生長(zhǎng)，這樣就不需要污泥回流來(lái)補(bǔ)充污泥。采用上升流進(jìn)水。5.2設(shè)計(jì)參數(shù)=1\*Arabic1.設(shè)計(jì)流量，2.進(jìn)水;=3\*Arabic3.進(jìn)水;=4\*Arabic4.停留時(shí)間：一般為4～5h，本例中由于COD含量高，故取5h;=5\*Arabic5.表面水力負(fù)荷0.8～1.5，取1.2；6.排泥時(shí)間大于10min；7.排泥管直徑150～200mm。5.3有效容積計(jì)算其中是指設(shè)計(jì)流量（），t是停留時(shí)間。5.4有效水深計(jì)算5×1.2=6mq是表面水力負(fù)荷，一般在0.8～1.5，取1.2。5.5水解酸化池面積計(jì)算833/h/1.2=694池5個(gè)每個(gè)池子2格數(shù)，則每個(gè)酸化池面積為，S==138.8140,又因L：B在1:2到1：1之間，故可取L=B=12，S=144140滿足要求。5.6貯泥斗尺寸計(jì)算泥斗高度每格酸化池設(shè)兩個(gè)貯泥斗，則可設(shè)梯形的上邊長(zhǎng)為6m,排泥管道為，故下邊長(zhǎng)可取0.5m,因?yàn)槲勰嗖捎酶街L(zhǎng)，污泥量少故泥斗高度取0.5米即可。5.7填料高度本例中選用立體塑性填料，在酸化池中填料高可取1.5m～5m,由于進(jìn)水COD濃度比較高，故填料高取4m。5.8水解酸化池總高H0.5+6+0.5+0.5+4=11.5m其中為超高取0.5m為緩沖高度取0.5m5.9排泥設(shè)施采用機(jī)械排泥方式進(jìn)行排泥，排泥管采用的管道。5.10配水方式采用列管式布水設(shè)施。適當(dāng)設(shè)計(jì)的進(jìn)水分配系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)良好的水解系統(tǒng)是至關(guān)重要的。水解池進(jìn)水系統(tǒng)有多種形式，進(jìn)水系統(tǒng)兼有配水和水力攪拌的功能，為了保證這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)，需要滿足如下原則：（1）確保各單位面積的進(jìn)水量基本相同，以防止短路等現(xiàn)象發(fā)生；（2）盡可能滿足水力