某再生紙廠廢水處理初步設(shè)計(jì)書

1、PAGE 6PAGE 23福州大學(xué)至誠學(xué)院水污染控制工程課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目：某再生紙廠廢水處理站初步設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 環(huán)境工程 年 級：組 長：小組成員：指導(dǎo)教師：2012年 06月 20 日目錄第1章：任務(wù)書 11.1：設(shè)計(jì)范圍11.2：設(shè)計(jì)要求1 1.3：設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范和原則21.4：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(jì)算54.1粗細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算64.2調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)計(jì)算94.3氣浮池設(shè)計(jì)計(jì)算104.4水解酸化池設(shè)計(jì)計(jì)算144.5接觸氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算16 4.6豎流式沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算224.7重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算25 4.8 污泥脫水設(shè)計(jì)計(jì)算26 4.9溶藥池、儲(chǔ)藥罐設(shè)計(jì)計(jì)算2

2、7第1章 任務(wù)書某再生紙廠廢水處理站初步設(shè)計(jì)任務(wù)書，由甲方提供的要求和資料如下：1.1設(shè)計(jì)范圍對某紙業(yè)的造紙廢水進(jìn)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(shè)施處理后排入廠界之外的沙溪河。1.2設(shè)計(jì)要求（1）工藝技術(shù)方案比選和工藝流程設(shè)計(jì)：根據(jù)所收集的原始資料和文獻(xiàn)資料進(jìn)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(shè)計(jì)；（2）設(shè)計(jì)參數(shù)選擇與計(jì)算：根據(jù)上述方案比選和工藝流程設(shè)計(jì)，結(jié)合相關(guān)工程運(yùn)行調(diào)試類比，或工藝條件試驗(yàn)結(jié)果，或工程手冊資料，完成各單元操作或構(gòu)筑物工藝參數(shù)優(yōu)化選擇并計(jì)算，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果

3、編制設(shè)計(jì)計(jì)算書；（3）主體構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：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(shè)計(jì)和圖紙清繪工作；（4）總平面圖設(shè)計(jì)：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(diǎn)，合理進(jìn)行某紙業(yè)再生紙廢水處理工程各構(gòu)筑物總平面設(shè)計(jì)，并完成圖紙清繪工作；（5）高程圖設(shè)計(jì)：根據(jù)某紙業(yè)再生紙廢水處理站地形地貌條件和項(xiàng)目運(yùn)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(shè)計(jì)完成高程圖及圖紙清繪工作1.3設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)范和原則 1.3.1設(shè)計(jì)依據(jù) （1）中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法和水污染防治法 （2）國務(wù)院(1998)第253號(hào)令建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)

4、管理?xiàng)l例 （3）實(shí)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(shè)計(jì)規(guī)范 （1）制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2008 （2）室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50014-2006 （3）建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50015-2003 （4）給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50106-2001 1.3.3設(shè)計(jì)原則 （1）本設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，廢水經(jīng)處理后必須確保各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)。 （2）采用簡單、成熟、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝，保證處理效果，節(jié)省投資和運(yùn)行管理費(fèi)用。 （3）設(shè)備選型兼顧通用性和先進(jìn)性，運(yùn)行穩(wěn)定可靠、效率高、管理方便、維修維護(hù)工作量少、價(jià)格適

5、中。 （4）系統(tǒng)運(yùn)行靈活、管理方便、維修簡單。 （5）工程建設(shè)完成后，力爭達(dá)到社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)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(shè)計(jì)水量根據(jù)有關(guān)部門提供的資料，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況和廠家要求，某紙業(yè)廢水處理工程設(shè)計(jì)水質(zhì)水量情況具體如表1-1。 表1-1進(jìn)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(shè)計(jì)取值10001350400110069 1.4.2設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 本設(shè)計(jì)1000m3/d的污水經(jīng)處理后，去除一定量的SS，其中500 m3/d回用至造紙系統(tǒng)的碎漿、和漿、混合

6、等工段，其余500 m3/d進(jìn)入生化系統(tǒng)，處理后的出水需達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(qiáng)度瓦楞紙為主，適量生產(chǎn)一些掛面箱板紙的新項(xiàng)目。其生產(chǎn)流程為：廢紙浸泡-蒸煮-粉碎-漂洗-成紙。廢水污染源主要是再生紙?jiān)旒垙U水、鍋爐除

7、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(shè)施處理后排入廠界之外的沙溪河。工藝比選工藝方案的選擇對于污水處理設(shè)施的建設(shè)、確保處理設(shè)施的處理效果和降低運(yùn)行費(fèi)用發(fā)揮著最為重要的作用，因此需要結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)模、污水水質(zhì)特性及該廠的實(shí)際條件和要求，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝。在選擇過程因遵循以下原則：所選的工藝必須技術(shù)先進(jìn)、成熟，對水質(zhì)變化適應(yīng)能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，能保證出水水質(zhì)達(dá)到工廠使用標(biāo)準(zhǔn)及國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；所選工藝應(yīng)減少基建投資和運(yùn)行費(fèi)，節(jié)省占地面積和降低能耗；所選工藝應(yīng)易于操作、運(yùn)行靈活且便于管理。根據(jù)

8、進(jìn)水水質(zhì)水量，應(yīng)能對工藝運(yùn)行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；所選工藝應(yīng)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高操作管理水平；所選工藝應(yīng)最大程度減少對周圍環(huán)境的不良影響（氣味、噪聲等）。 本設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中采用此方法。工藝計(jì)算4.1粗細(xì)格柵設(shè)計(jì)計(jì)算由于造紙廢水中懸浮物多，設(shè)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(diǎn)在工程實(shí)踐中一般設(shè)置粗細(xì)格柵，粗格柵間隙常采用16到40mm，細(xì)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，

9、通常柵前水流速度采用0.40.9m/s本設(shè)計(jì)中取柵前水流速度 =0.5m/s4.1.1 設(shè)計(jì)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(jìn)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h(yuǎn)2=0.3m。 4.1.3粗格柵計(jì)算1最大設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量Q=1000m3/d=0.0116m3/h取廢水流量時(shí)變化系數(shù)Kz=1.4,2柵條的間隙數(shù)個(gè)柵槽寬度 由于計(jì)算結(jié)果偏小，考慮到清渣及設(shè)備堵塞問題，故取B=0.4m，由，得n14個(gè)。3通過格柵的水頭損失h1

10、格柵受柵渣堵塞時(shí)，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(xì)格柵計(jì)算設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)算1柵條的間隙數(shù)n柵槽寬度 由于計(jì)算結(jié)果偏小，考慮到清渣及設(shè)備堵塞問題，故取B=0.4m，由，得n41個(gè)。2通過格柵的水頭損失h11格柵受柵渣堵塞時(shí)，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(xì)格柵后槽總高度H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(shè)計(jì)計(jì)算4.

11、2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)1停留時(shí)間 廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)的停留時(shí)間取為該廢水水質(zhì)水量一個(gè)變化周期的時(shí)間，根據(jù)造紙廠的污水排放規(guī)律，取調(diào)節(jié)池停留時(shí)間為6h；2超高 超高取1.25m；3出水方式 出水處設(shè)置吸水井，通過水泵抽送。4.2.2 設(shè)計(jì)計(jì)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1085m3。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，出水管設(shè)計(jì)為有壓管，取管徑d=125mm，流速為3附屬設(shè)備選用布魯克林環(huán)保設(shè)備有限公司的WQ潛水排污泵，其型號(hào)參數(shù)如表1-1所示：表1-1 潛水排污泵型號(hào)及參數(shù)型號(hào)流

12、量(m3/h)揚(yáng)程(m)功率(kw)備注WQ70-14-5.570145.5兩臺(tái)(一用一備)4.3 氣浮池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù):待處理廢水量 X =1000m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=1.20622.8=27.5mg/L (10C)溶氣罐內(nèi)停留時(shí)間 T1=3min氣浮池內(nèi)接觸時(shí)間 T2=5min分離區(qū)內(nèi)停留時(shí)間 Ts=30min浮選池上升流速 V=0.09m/min溶氣效率 f=0.8確定溶氣水量Qr Qr=QSa(A/S)/Ca(fP/P-1)=100011000.0327.5(

13、4.20.8-1)=508.47m/d取回流水量Qr=510m/d2) 氣浮池設(shè)計(jì)接觸區(qū)容積Vc Vc=(QQr)T2(2460)=（1000510）5（2460）=5.24m分離區(qū)容積Vs Vs=（QQr）Ts（2460）=(1000510)30（2460）=31.46m氣浮池有效水深H H=VTs=0.0930=2.7m分離區(qū)面積As和長度L2 （取池寬B=2m） As=Vs/H=31.462.7=11.65m 則分離區(qū)長度L2=As/B=11.652=6m接觸區(qū)面積Ac和長度L1Ac=Vc/H=5.242.7=2m L1=Ac/B=1m浮選池進(jìn)水管 Dg=200mm, V=0.9947m

14、/s浮選池出水管 Dg=150mm集水管小孔面積S 取小孔流速V1=2m/s S=(QQr)(243600V1)0.00875m 取小孔直徑D1=0.015m 則孔數(shù)=40.008753.14（0.015）=50個(gè) 孔2向下，與水平成45角，分兩排交錯(cuò)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(shè)計(jì) （部分回流加壓溶氣）溶氣罐容積V1V1=QrT1（2460）=51032460=1.1m 選用C-1/0.7型進(jìn)出水管管徑 均采用100mm管徑,流速1.24m/s容壓機(jī)Qg=51024531.2

15、=1351.5(L/h)選用Z-0.036/7型容壓機(jī)一臺(tái)4.4 水解酸化池設(shè)計(jì)計(jì)算水解酸化主要用于有機(jī)物濃度、SS較高的污水處理工藝，是一個(gè)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(shè)計(jì)參數(shù)1進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)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(jìn)水出水去除率COD(mg/L)675480292容積負(fù)荷（Nv）進(jìn)水容積負(fù)荷取Nv=4 kgCOD/m3d。4.4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算1水質(zhì)水量與要求水質(zhì)設(shè)計(jì)平均流量Q=500m3/d=20.8m3/h；進(jìn)水COD=675mg/L；出水COD=480 mg/L；2有效容積V的確定按進(jìn)口負(fù)荷求有效容積：V=QSo

16、/Nv=500675/(41000)=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(shè)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(shè)濾池為正方形，取池尺寸為44m2。 5水解酸化池總高度H0取超高h(yuǎn)1=0.5m（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VV=nA0H=2443.0=96(m3)選用湖南清之源環(huán)?？萍加邢薰綫Z

17、Y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(yùn)行狀態(tài)：正常運(yùn)行狀態(tài)下細(xì)菌附著生長，有骨架支撐細(xì)菌不易流失，耐沖擊負(fù)荷。4.5 接觸氧化池設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)1進(jìn)出水水質(zhì)接觸氧化池設(shè)計(jì)平均流量Q=500 m3/d=20.83m3/h，進(jìn)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(jìn)水出水去除率COD(mg/L)4809081BOD5(mg/L)30020932容積負(fù)荷（Nv） 進(jìn)水容積負(fù)荷取M=1.4kgCOD/m3d。3接觸時(shí)間（t）接觸時(shí)間取10h。4氣水比（D0）氣水比取181。設(shè)計(jì)計(jì)算1接觸氧化池的有效容積V2接觸氧

18、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(shí)間接觸氧化池有效接觸時(shí)間4池總高度濾料高度 H = 3 m；超高 h1 = 0.5 m；填料上水深 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(shí)際停留時(shí)間6所需填料總體積VV=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/d2000

19、m3/d2000 m3/d設(shè)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(wù)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)生氣量故需要曝氣器數(shù)量為個(gè)接觸氧化池1用72個(gè)曝氣器，采用89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(gè)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

20、務(wù)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(gè)曝氣頭，間距為0.6m。設(shè)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(wù)面積：0.25-0.55平方米/個(gè)；曝氣膜片運(yùn)行平均孔隙：80-100微米；空氣流量：1.5-3平方米/個(gè) ；氧總轉(zhuǎn)移系數(shù)：kla(20c)0.204-0.337min-1；氧利用率：(水深3.2m)18.4-27.7% ；充氧能力：0.112-0.185KgO/m3h ；充氧動(dòng)力效率：4.4

21、6-5.19KgO/kwh ；曝氣阻力：180-280mmH2O ；空氣管設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)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(shí)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?dāng)嗝婷娣eA1設(shè)中心管水流下降速度為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(dāng)量直徑為驗(yàn)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

22、度h3設(shè)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(jì)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h(yuǎn)1為0.6m。緩沖層高h(yuǎn)4=0（泥面低）。則沉淀池的總高度H為：4沉淀池出水部分的計(jì)算集水系統(tǒng)為收集處理水，沿池周邊向內(nèi)側(cè)設(shè)排水槽，槽寬為b=0.4m，排水槽外側(cè)邊長為。單池槽周長為 排水槽每米長的負(fù)荷為符合設(shè)計(jì)要求。5出水方式采用三角形鋸齒堰出水，設(shè)堰上水頭為，則每邊7個(gè)三角堰口。4.7重力濃縮池設(shè)計(jì)計(jì)算為了方便后續(xù)污泥的機(jī)械脫水處理，減小污泥脫水中污泥的混凝劑的用量以及機(jī)械脫水設(shè)備的容量，需對污泥進(jìn)行濃縮處理 ，降低其含水率。本

23、設(shè)計(jì)采用間歇式濃縮池，運(yùn)行時(shí)應(yīng)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(yīng)設(shè)上清液排水管。4.7.1 設(shè)計(jì)參數(shù)儲(chǔ)泥時(shí)間設(shè)計(jì)為24h 。4.7.2 設(shè)計(jì)計(jì)算為了方便后續(xù)污泥的機(jī)械脫水處理，減小污泥脫水中污泥的混凝劑的用量以及機(jī)械脫水設(shè)備的容量，需對污泥進(jìn)行濃縮處理 ，降低其含水率。本設(shè)計(jì)采用間歇式濃縮池，運(yùn)行時(shí)應(yīng)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(yīng)設(shè)上清液排水管。1污泥日排放量（以體積計(jì)）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(jì)算每天應(yīng)排除的污泥體積為：2重力濃縮池總有效體積取濃縮池高度為1.5m，超高0.5m。則濃縮池的尺寸為222。4.8