水控課程設(shè)計 某造紙生產(chǎn)企業(yè)中段廢水處理工藝設(shè)計

1、成 績南京工程學(xué)院課程設(shè)計說明書（論文）題 目某造紙生產(chǎn)企業(yè)中段廢水處理工藝設(shè)計課 程 名 稱： 水污染控制工程 院（系、部）： 環(huán)境工程系 專 業(yè)： 環(huán)境工程 班 級： 環(huán)境101 學(xué) 號： 216100127姓 名：宋鵬偉起 止 日 期： 2013-5-27 2013-6-7指 導(dǎo) 教 師：李紅藝 目 錄一引 言- 2 -二設(shè)計概述- 3 -2.1 設(shè)計目的- 3 -2.2設(shè)計任務(wù)- 3 -2.3設(shè)計內(nèi)容與要求- 3 -三工藝流程的選擇- 4 -3.1廢水來源特征- 4 -3.2常見基本處理方式- 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-

2、5 -3.4最終工藝確定及流程簡圖- 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 -4.7 SBR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)計計算- 10 -5.1設(shè)計說明- 10 -5.2設(shè)計參數(shù)- 10 -5.3有效容積計算- 10 -5.4有效水深計算- 11 -5.5水解酸化池面積計算- 11 -5.6貯泥斗尺寸計算- 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-

3、12 -5.10配水方式- 12 -5.11出水設(shè)計- 13 -六設(shè)計總結(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，我國許多城市出現(xiàn)了供水不足和水質(zhì)污染的雙重問題。任意種類的工業(yè)都會對環(huán)境造成污染，每一種工業(yè)廢水都各具特性，如果不對工業(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、原料匱乏的問題，而另一方面，水污染也越來越嚴(yán)重。目前，我國造紙工業(yè)廢水排放量及COD排放量均居各類工業(yè)排放量的首位，造紙工業(yè)對水環(huán)境的污染為嚴(yán)重，它不但是我國造紙工業(yè)污染防治的首要問題，也是我國

4、工業(yè)廢水進(jìn)行達(dá)標(biāo)處理的首要問題。從國家造紙工業(yè)發(fā)展趨勢看，國家預(yù)計到2005年全國紙及紙板產(chǎn)量為5000萬530萬噸，到2020年全國紙及紙板產(chǎn)量為7000萬7500萬噸，因此國內(nèi)外紙業(yè)人士普便認(rèn)為，中國是全世界紙類消費最具活力和潛力的市場，制漿造紙前景十分廣闊。制漿造紙對國民經(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)保部門統(tǒng)計：2002年制漿造紙工業(yè)廢水排放總量為31.9億噸，占整個工業(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163.9萬噸，占全國工業(yè)廢水COD排放量的35.5%。從廢水排放量來看，制漿

5、造紙業(yè)排全國工業(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，所以造紙廢水對環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重，直接影響國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文即針對制漿工藝不同產(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)計概述2.1 設(shè)計目的通過本課程設(shè)計進(jìn)一步鞏固課程所學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容，掌握設(shè)計的內(nèi)容以及相關(guān)參數(shù)的選擇和計算，并使所學(xué)知識系統(tǒng)化，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識進(jìn)行水處理工藝的設(shè)計。本次課程設(shè)計，是讓學(xué)生針對給定的處理工藝，選擇相應(yīng)的參數(shù)計算，繪制工藝圖，使學(xué)生具有初步的水處理單元的設(shè)計能力。2.2設(shè)計任務(wù)某造紙生產(chǎn)企業(yè)廢水處理工藝設(shè)計：該廠中段廢水水質(zhì)情況如下：廢水流量：Q = 20000進(jìn)水

6、水質(zhì)：COD = 3300; = 380;SS =6000=69出水要求：處理后廢水排放達(dá)到GB3544-92綜合排放二級標(biāo)準(zhǔn): COD = 450; = 150;SS = 2002.3設(shè)計內(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，同時又經(jīng)濟(jì)可行；（2）根據(jù)設(shè)計手冊，計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)計計算數(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廢水來源特征造紙工業(yè)是能耗、物耗高，對環(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（

7、SS）含量高，色度嚴(yán)重。一個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，通稱造紙黑液；二是分離黑液后紙漿的洗、選、漂水，也稱中段水；三是抄紙機上的白水。本例中就是中段水。3.2常見基本處理方式3.21氣浮或沉淀法 采用氣浮或沉淀方法，通過投加混凝劑，可去除絕大部分SS，同時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%。對噸紙廢水排放量150m3、濃度較低的中小型廢紙造紙企業(yè)，通

8、過氣浮或沉淀處理，出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到或接近國家排放標(biāo)準(zhǔn)。3.22物化與生化處理相結(jié)合 對于噸紙廢水排放量較低、廢水含COD較高的大中型廢紙造紙企業(yè)，期望通過單級氣浮或沉淀的物化方法達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)有較大的難度，因為可溶性COD、BOD 主要需通過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，通過缺氧段的微生物選擇作用，只是對有機物進(jìn)行吸附，吸附在微生物體的有機物則在好氧段被氧化分解。因此A段停留時間短，約在4060min。我國對中段廢水的處理技術(shù)經(jīng)過研究和實際應(yīng)用日趨完善，例如：混凝氣浮生

9、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)要求項目值450150200693.4最終工藝確定及流程簡圖本設(shè)計任務(wù)是造紙中段廢水處理工藝設(shè)計。,BOD/ COD 比值低,難生化處理。本設(shè)計任務(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：（1）工藝系統(tǒng)組成簡單，省略二沉池，節(jié)省占地面積；（2）反應(yīng)推動力大，易于得到優(yōu)良的出水水質(zhì)；（3）活

10、性污泥在一個運行周期內(nèi)，經(jīng)過不同的運行環(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）該工藝可通過計算機進(jìn)行自動控制，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)施的正常運行。由于該廠處理水量大，格柵采用機械清渣的方式清渣。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。為了去除這類污染物，工業(yè)

11、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型和大小的懸浮物、如纖維、紙漿、藻類等。篩網(wǎng)過濾裝置很多，有振動篩網(wǎng)、水力篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)盤式篩網(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，以進(jìn)一步脫水。圖4-24.3調(diào)節(jié)池用于均衡水量、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、理設(shè)備發(fā)生故障，起到臨時事故儲水

12、池作用。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SS去除有比較好的去除效果，去除率可達(dá)90。本設(shè)計任務(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好高、操作運行管理復(fù)雜及電極結(jié)構(gòu)等問題，分散空氣氣浮法雖簡單易行，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，其運行和維護(hù)都比較困難。綜上，氣浮法類型選擇加壓溶氣氣浮法。加壓溶氣氣浮法的三個基

13、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)過氣浮處理的澄清水，對溶氣及減壓釋放過程較為有利，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)計采用平流式沉淀池，其沉淀時間為取1.5 h。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

14、理效率。水解酸化工藝根據(jù)產(chǎn)甲烷菌與水解產(chǎn)酸菌生長速度不同，將厭氧處理控制在反應(yīng)時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物水解為溶解性有機物，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物含量，使其分解為宜降解的小分子有機物，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運行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。與傳統(tǒng)污水處理工藝不同，SB

15、R所有反應(yīng)都是在一個SBR反應(yīng)器中進(jìn)行，通過時間控制來使SBR反應(yīng)器實現(xiàn)各階段的操作目的，在流態(tài)上屬于完全混合式，卻實現(xiàn)了時間上的推流，有機污染物隨著時間的推移而降解。SBR（序批示反應(yīng)池）由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個周期，所有處理過程都是在同一個設(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)池通過微孔曝氣器進(jìn)行曝氣，出水 進(jìn)水 反應(yīng) 沉淀 出水 待機（閑置）圖4-1 SBR基本過程4.8出水水質(zhì)預(yù)期表2 出水水質(zhì)預(yù)期項目（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

16、格柵3300320033803702.660005400106969篩網(wǎng)320029009.43703602.75400500076969調(diào)節(jié)池290028003.43603551.45000490026969氣浮池280026007.13553501.449001200766969沉淀池260024007.735035001200500586969水解池2400100058350600-71500400206967SBR池100030070600100834001007567694.9 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

17、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，因為該方法占地面積小，經(jīng)濟(jì)適用，并且時間短衛(wèi)生條件好。然后污泥經(jīng)過石灰穩(wěn)定，將PH提高到1111.5,并且在15下接觸4h，殺死全部大腸桿菌及沙門氏傷寒菌；接下來進(jìn)行脫水后最終處置，脫水裝置采用板框壓濾機，污泥最終壓成泥餅外運。五水解酸化池工藝具體設(shè)計計算5.1設(shè)計說明在本例中，由于水解酸化的后續(xù)處理時SBR，因此，沒有污泥回流，水解酸化池中的微生物采取附著生長，這樣就不需要污泥回流來補充污泥。采用上升流進(jìn)

18、水。5.2設(shè)計參數(shù)1. 設(shè)計流量 ，2.進(jìn)水;3.進(jìn)水;4.停留時間：一般為45h，本例中由于COD含量高，故取5h;5.表面水力負(fù)荷0.81.5 ，取1.2； 6.排泥時間大于10min； 7.排泥管直徑150200mm 。5.3有效容積計算 其中是指設(shè)計流量（） ，t是停留時間。5.4有效水深計算5×1.2=6mq 是表面水力負(fù)荷，一般在0.81.5，取1.2。5.5水解酸化池面積計算833/h/1.2=694池5個每個池子2格數(shù)，則每個酸化池面積為，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貯泥斗尺寸計算泥斗高度每

19、格酸化池設(shè)兩個貯泥斗，則可設(shè)梯形的上邊長為6m,排泥管道為，故下邊長可取0.5m,因為污泥采用附著生長，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1.5m5m,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)計的進(jìn)水分配系統(tǒng)對于一個運轉(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，為了保證這兩個功能的實現(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）盡可能滿足水力攪拌的需要，保證進(jìn)水有機物與污泥迅速混合； （3）很容易觀察到進(jìn)水管的堵塞狀況；分枝式配水方式：在分枝式配水系統(tǒng)中配水均勻性與水頭損失是一對矛盾。考察一組采用大阻力配水系統(tǒng)，即孔口直徑較小，孔口流速較大，這時配水均勻程度很