（环境工程专业论文）高温厌氧流化床sbr工艺处理造纸废水工艺设计.pdf

西南交通大学硕士研究生毕业论文第j j 页 a b s t r a c t p a p e r m a k i n gw a s t e w a t e rp o s s e s sg r e a tp r o p o r t i o ni nt h ei n d u s t r i a l w a s t e w a t e r i ti sd i f n c u l tt ob et r e a tb e c a u s eo fi t s c o m p l i c a t e d c o m p o n e n t ，h i g hc o n c e n t r a t i o na n dd i f n c u l tc a p a b i l i t yo fd e g r a d a t i o n i t h a s i m p o r t a n tm e a n i n ga n d w i d e rp r o s p e c t s t ot h ed e v e l o p m e n to f e n v i r o n m e n tp r o t e c t i o na n dp a p e r m a k i n gi n d u s t r ya n dt h e c o r r e l a t e i n d u s t r yt os t u d yt h em e t h o do fp a p e r m a k i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n t a n dp u tf o r w o r da n de f f e c t i v ep r o je c t t h em a i nc o n t e n to ft h i sa r t i c l ei sa b o u tt h ei n d u s t r yp r o c es s i n g f o rw a s t e w a t e rw h i c hd is c h a r g e sf r o map a p e rm i i ns i c h u a np r o v i n c e b yt h ec a r e f u li n v e s t i g a t i o no fc o r r e l a t e dd a t a ，t h ep a r t i c u l a ra n a l y s i s a b o u tt h eo r i g i n a t e so ft h ew a s t ew a t e rf o rp a p e r m a k i n g ，t h ev o l u m eo f t h ew a s t ew a t e r ，t h eq u a l i t ya n dc h a r a c t e r i s t i co fi t ，a sw e l 王a st h e s y n t h e t i cc o n t r a s to fc o r r e l a t i o np r o c e s s i n gt e c h n o l o g yb e t w e e nt h e d o m e s t i cp a p e r m a k i n gw a s t ew a t e r sp r o c e s s i n gp r o j e c ta n do v e r s e a s w eu s et w os e c t i o n st o c a r r yo ni t t h ef i r s ts e c t i o n ：w eu s et h e “c o a g u l a t i o n a i rn o t a t i o n + h i g ht e n l p e r a t u r ea n a e r o b i cn u i d e db l a n k e t ” t op r o c e s st h eb l e n d e df l u i do ft h er o t a r yb o i l e r ss t a r c hw a s h i n gw a t e r a n dt h eb l e n d e dn u i dt h es e c o n ds e c t i o n ：w eu s e “c o a g u l a t i o n - a i r f l o t a t i o n 十s b r ”t op r o c e s st h ew a s t e w a t e ri nt h ec e n t e r s e c t i o no f p a p e r m a k i n ga n dt h er o t a r yb o i l e r s s t a r c hw a s h i n gw a t e r a n dt h e b l e n d e df l u i d t h e r ea r em a n yb e n e f i t sa b o u tt h eh i g ht e m p e r a t u r en u i db e d w h i c ht i r e so ft h eo x y g e n ：t h ep e r f e c tp r o c e s s i n ge f f 色c t ，t h es t a b l e m o v e m e n t s ，t a k i n g f e wp l a c e s ，f e w s l u d g ew h i c hr e m a i n s i nt h e p r o c e s s i n ga n ds o o n t h e r ea r em a n yb e n e t i t si nt h es b rc r a f t ，t o o 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 ii 页 s u c ha s ：t h es m a l li n v e s t m e n t s ，t h el o wc o s ti no p e r a t i n g ，t h en i m b l e m o v e m e n tw a y ，t h eh i 曲e f n c i e n c yf o rp r o c e s s i n g ，t h eg o o de f f e c ti n d e n i t r o g e n a t i o na n dt h ee l i m i n a t i o no fp h o s p h o r u s a f t e r2 m o n t h s p r o je c ta d j u s t m e n t s ，w ec a nk n o wf r o mt h ea p p r o v a lm o n i t o rd a t at h a t t h ea v e r a g ee l i m i n a t i o nr a t ea b o u tt h ec o d c r ，b o d 5 ，s sa c h i e v et o 5 9 8 5 9 5 a n d2 8 ，5 i nt h ec e n t e 卜s e c t i o nw a t e rt r e a t m e n tf a c 订i t i e s t h ea v e r a g ee l i m i n a t i o nr a t ea c h i e v et o9 0 1 ，8 9 5 a n d8 5 0 f o r t h ec o d cr ，b o d 5 ，s s i n t h er o t a r yb o i l e r ss t a r c hw a s h i n gw a t e r t r e a t m e n tf a c i l i t i e s ，t h ef a c i l i t yp r o c e s s i n ge f f e c ti ss t a b l e t h ew a t e r s q u a l i t yh a sm e tt h es t a n d a r dr e q u i r e m e n t s t h ep r a c t i c ep r o v e st h a tt h e m e t h o dw h i c hw eu s et h i sc o m b i n a t i o nc r a f tt op r o c e s sp a p e r m a k i n g w a s t ew a t e rh a se x t r e m e l ye c o n o m i ce f n c i e n c ya n dt h ee n v i r o n m e n t b e n e 6 t k e y w o r d s ： p a p e r m a k i n gw a s t e w a t e r ； a n a e r o b i cn u i d e db l a n k e t ( a f b ) ：s b r 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 页 1 3 研究的主要内容 ( 1 ) 总结前人的研究成果，对现有造纸处理方法进行整理、综合分析，确 定本研究的主要方法。 ( 2 ) 通过分析现有造纸废水的水质、水量、排放特征等找出适合的处理方 法。 ( 3 ) 设计造纸废水的处理工艺，并通过试验观察其运行情况； ( 4 ) 根据实验数据对造纸废水处理的方法、工艺进行分析。 ( 5 ) 结合本论文的试验成果，为造纸废水的治理提供可借鉴的参数和一定 的理论依据。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 页 1 4 研究的技术路线 本论文研究的技术路线如图卜1 所示。 图卜1 本论文研究的技术路线 西南交通大学硕士研究生毕业论文第4 页 第2 章造纸废水特性及现有处理工艺分析 2 1 废水的来源 造纸废水主要来源于制桨所用的术材或其他植物纤维和生产过程中添加的 化学品，从各个生产环节来看，包括”。： ( 1 ) 备料阶段产生的备料废水，其中翕有泥砂、草屑( 木屑) 、微小悬浮物以 及植物中的水溶性物质，包括果胶、多糖、胶质及单宁等，是废水的毒性来源 之一： ( 2 ) 蒸煮阶段产生的制浆废液( 对碱法来说为黑液；对酸法来说为红液) ，其 主要战分是木素、糖类及蒸煮所用的化学药剂； ( 3 ) 冷凝蒸煮锅或多效蒸发器排放出的冷凝水，碱法蒸煮过程中的无冷凝水 含有有萜烯类化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物；硫酸盐法中， 还有硫化氢及有机硫化物；酸法中，含有醋酸，甲醇及糠醛等： ( 4 ) 洗浆阶段的洗浆废水，其成分与赫煮废液组分桐同，只是浓度小于蒸煮 废液i ( 5 ) 漂白阶段产生的漂白废水，其中含有有机物、恳浮物、剩余漂白剂，并 有颜色； ( 6 ) 抄造阶段产生的白水，其中主要含有纤维碎屑、小纤维、颜料、淀粉及 染料等。 2 2 水质特征 造纸 业废水污染严重，我国造纸工业废水的水质特点主要有“： ( 1 ) 废水排放量大。据统计，我国每生产n 化学法纸浆要产生废水1 0 0 2 0 0 寸水，2 0 0 4 年各工业行业环境统计，我国造纸工业废水排放总量3 1 8 7 0 5 万t ，约占工业废水排放量的1 6 ； ( 2 ) 废水成分复杂，浓度大。废水中含有术素、蒸煮化学药剂、多种糖类果 胶脂肪酸、挥发酚等有机物、有机氯化物等物质； ( 3 ) 有机物含量高，s s 高。废水中含有的泥沙、草( 木) 屑、微小悬浮物 咀及植物巾的水溶性物质等造成s s ，b o n ，c o d 含量大； ( 4 ) 含有一定量的有毒物质。备料阶段的植物水溶陛物质、蒸煮阶段的废液、 漂白阶段的剩余漂白剂等都是毒性物质的来源： 漂白阶段的剩余漂白剂等都是毒性物质的来源； 西南交通大学硕士研究生毕慕i 取 窆磐： i ；姜囊萋| 日j 嚣，碧甏积狮；溜五孀螋疆型鍪托f j | i i 驯埘啦删j = l 羁搿勰型珲制套! ；睦t 酵州拍j 蜴捌追嘈濮晰峥凌二彳 国啦泌! l i 的均化卮怫坍，曲筑弹； # j 丞皤硐缘壕! ；薹- i e 霉蝴磊j 覆濡曜霜强捌涔雾獭蠹： 凝囊爨弼箝终箍靳型缔笈i 一静委錾收理翟妻；跫黪箩耍型崭型慰。 i i ：；? i 渴爨援嚆 崤孺蕊羟基、羧基等多个反应活性基团和活性部位，使其可以发生多种 化学 反应。植物多酚天然的分子结构和性质，决定了该絮凝剂的性能和效果优于 聚丙烯酰胺等其他有机高分子絮凝剂，w s t 双机絮凝剂产品中还含有无机絮 凝剂，克服了植物多酚的分散性，使其同时具有无机絮凝剂的特点，从而实 现了强烈的吸附、架桥、粘附、卷扫、强电中和力和极强的络合能力。由于 分子结构中既有疏水基团，又有亲水基团，使之具有优异的水溶性，从而实 现脱色、除浊、除臭、除味、分离污秽、沉淀蛋白质、纤维杂质、木质素、 部分金属离子、去除油脂及悬浮物等絮凝功效。”。 f 2 ) 加压溶气气浮 气浮法是以微小气泡为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其视密度小于水， 然后颗粒被气泡挟带浮升至水面与水分分离去除的方法。与重力沉淀法比较， 气浮法表面负荷大，占地面积小，浮渣含水率低等优点，尤其对于木质素等 比重较小，极难重力沉降的悬浮物有较强的去除率。”“。 气浮法主要有溶气气浮、充气气浮、电解气浮等类型。其中加压溶气气 浮工艺过程及设备比较简单，管理维修方便，特别是处理出水部分回流，处 理效果明显且稳定，并能较大的节省能量。 加压溶气气浮系统主要由三部分组成：加压溶气系统、溶气释放系统、 气浮分离系统。 加压溶气气浮系统( 部分回流式) 流程图3 2 所示： x 西南交通大学硕士研究生毕业论文第8 页 好。”“3 。 ( 4 ) 渗透法 反渗透法适用于处理溶解性废液。醋酸纤维( 以膜) 是已研制成功的最好 的半渗透膜，处理后废水的污染物量下降到处理前的l 以下，其水质很好。 ( 5 ) 酶处理技术 酶处理相对于其它方法具有以下特点，催化效能高、反应条件温和；对 设各条件要求不那么苛刻；对废水中有机物等的浓度没有要求。”。 以上介绍了造纸中段废水处理的两大类方法。物理法的处理对象主要是 废水中的固体悬浮物，而生物化学法的处理对象是废水中的溶解性有机物。 造纸厂排放的中段废水中污染物质分为两大类：悬浮物和溶解性有机物。为 了发挥不同处理工艺的优势，针对不同性质的污染物采用适宜的处理方法是 合理的做法，所以造纸中段废水的处理流程应是以上两种方法的综合。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第9 页 3 1 工程概况 第3 章处理方案的确定 该厂以竹子为主要原料，经切竹、蒸煮( 亚铵、氨水) 、制浆等工艺生产 黄笺纸。现生产规模设计能力为年产纸四万吨，但受市场因素及资金因素的 影响，实际生产能力仅为二万吨年。目前，该厂通过了当地环保部门组织进 行的全厂外排综合废水达标验收，该工程目前运行正常，处理效果稳定。 3 2 水质水量分析 该厂造纸黑液经浓缩后外卖给有关公司回收生产木质素，不外排。因此， 该厂废水的来源主要是蒸球洗水和中段水。该厂废水水质特性见表3 一l ： 表3 1 废水水质特性 根据清洁生产的原则，本设计对厂方提出了改进生产工艺的建议，通过 加快了纸机的转速( 由每分钟1 2 转提高到2 0 转) 、加大了中段废水回用的比 例，由原来的3 0 提高到6 0 左右等措施。减少了生产用水量，节约了生产 成本。同时，中段水排放量由原来的1 6 0 0 0 m 3 减少到目前的9 0 0 0 m 3 。因此，本 设计最终确定的设计水量为：中段水4 8 0 m 3 h 、蒸球洗水6 0 m 3 h ，该厂总设 计水量取5 4 0 吨h 。 3 ，2 1 出水水质 根据当地环保部门的要求，该厂出水水质要达到国家造纸工业水污染排 放标准g w p b 2 1 9 9 9 表1 中非木浆漂白制浆类排放标准之要求，具体指标如下： c o d c ，3 5 0 埘g 工，b o d 5 9 0 m g 上，i s s 9 0 加g 上，尸圩：6 9 其严于国家标准g b 3 5 4 4 2 0 0 1 c d 噬，4 5 0 m g 上，b 1 5 忆l 1 0 0 埘g 三，- s s 1 0 0 m g ，p h ：6 9 西南交通大学硕士研究生毕业论文第12 页 图3 2 气浮池工艺流程图 1 一吸水井；2 一加压泵；3 一空压机；4 一压力溶气罐；5 一减压释放器； 6 一浮上分液池；7 一原水进水管；8 一刮渣机；9 一集水系统；l o 一填料层： 1 1 一隔板 3 3 2 3 高温厌氧流化床工艺 厌氧流化床系统主要依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌 氧污泥，液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成 流态化来实现。压氧流化床技术已广泛应用于高中浓度的有机污水治理，是 目前国内造纸废水较普遍的成熟工艺之一。 高温厌氧工艺有如下优点： ( 1 ) 相对高的细菌生长率意味着高温下厌氧微生物有更高的活性，中温与高 温的比较研究也表明高温下厌氧消化或废水处理到一定程度所需的时间减 少。 ( 2 ) 高温下废水中的病源微生物可以更好地除去，这是因为高温下嗜温的病 源微生物更容易死亡裂解。 ( 3 ) 嗜热菌尽管生长率高，但由于其相对高的死亡率，高温过程污泥的净增 长率较低，因此剩余污泥量少。 ( 4 ) 高温下溶液粘度低，因此废水与污泥易于混合，形成的颗粒污泥沉淀 性能更好。 综上所述，采用厌氧流化床工艺处理蒸球洗水停留时间短，处理效果好，并 可回收大量沼气，沼气经脱硫后用作锅炉燃料，减少了用煤量，变废为宝。 本设计在保持流化床工艺的基本原理与结构的基础上，为进一步提高容 积负荷并强化生化效果，做了如下改良： f 1 1 采用高温厌氧设计，利用工厂现成的蒸汽加温，充分发挥高温菌对有 西南交通大学硕士研究生毕业论文第13 页 机物的降解效率高，对木质素等难生化溶解物的解链效果明显等优势。 ( 2 ) 置入美国阿科曼生物膜载体，更加强了生物的增长、繁殖、维持、停 留等条件，并进一步根治菌泥随进出水流失的问题； ( 3 ) 对布水系统做了进一步改进，使废水与细菌的混合化增强，并使固、 气、水三相分离效果更佳。 3 3 2 4 沉淀池 厌氧池出水流入一沉池进行泥水分离，污泥部分回流至调节池均化后流 入厌氧池进行消化，减少污泥产量，部分流入集泥池处理，出水进入中段水 平衡池，此时，经上述处理的蒸球洗水各项污染指标已和中段水接近，详见 表3 一l 各单元污染分担率，在中段水平衡池与中段水混合均化后和中段水一 并处理。 3 3 2 5s b r 池 序批式活性污泥法一般简称为s b r ( s e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r ) ，它是早 期的充排式反应器( f i l ld r a wr e a c t o r ) 的一种改进，比c f s ( c o n t i n u o u s f l o w ss y s t e ma c t i v a t e ds l u d g ep r o c e s s ) 早，但由于运行管理繁琐而逐渐 被后者所代替。2 0 世纪7 0 年代初，美国n o t r e d 锄e 大学的i r v i n e 教授和他 的同事对s b r 法重新进行了实验研究。随着s b r 工艺的进一步完善，水处理 设施的小规模化发展以及氮磷去除标准的提高，s b r 工艺在当代成为一种各国 竟相开发的热门工艺。 ( 1 ) s b r 原理 棠置鎏 图3 3s b r 原理示意图 s b r 原理见图3 3 ，s b r 活性污泥法是在单一反应器内，按时间顺序完成 进水、曝气、沉淀、出水、待机等基本操作，在池内交替形成厌氧、缺氧、 西南交通大学硕士研究生毕业论文第14 页 好氧、厌氧的环境，在不同阶段，相应的微生物分解有机物，进行硝化、反 硝化反应以及释磷、吸磷过程，达到去除有机物，脱氮除磷的目的。 ( 2 ) s 职的工艺特点 s b r 工艺适合当前好氧生化处理工艺的发展趋势，属简易、高效、低耗 的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较，s b r 工艺具有以下特点： a ) 结构简单，运转灵活，操作管理方便。s b r 工艺的主体工艺设备只有一 个s b r 反应器，不需另设二沉池和污泥回流设备，多数情况下可省去初沉池； b ) 投资省，运行费用低。一般要比用普通活性污泥法节省基建投资3 0 ； c ) 污泥指数( s v i ) 较低，利于污泥浓缩和脱水，剩余污泥量小，且性质 稳定，降低了污泥处理费用； d ) s b r 反应池中存在较大的浓度梯度，而且处于厌氧一好氧交替变化之中， 这样的环境条件能抑制专性好氧丝状菌的过量繁殖，而对多数菌胶团的形成 均不会产生不良的影响，因此，可有效防止污泥膨胀。同时通过厌氧一缺氧一 好氧环境交替运行，能够在去除有机污染物的同时达到较好的脱氮除鳞效果； e ) 系统处理构筑物少、布置紧凑、节约占地； 曝气阶段生化反应推动力大，有利于减少曝气池容积，也降低了工程投资。 r 3 ) s b r 设计和应用中应注意的问题 a ) 水量平衡s b r 反应池的进水和出水均为间断的，而处理的污水无论是 间断还是连续进入污水处理厂，两者之间都存在水量的匹配问题，从而影响 s b r 反应池的设计参数，影响s b r 调节池的取舍及容积的大小。 b ) 控制方式的选择一般情况下，s b r 采用自动控制方式兼具手动操作功 能。前者在日常生活中使用，后者便于手动调试和自控系统故障时使用。但 当处理小水量、高浓度工业废水时，由于反应周期长，往往一天只排一次水， 采用手动工作量不大，只设计手动操作比较经济可靠。 c ) 曝气方式的选择间断曝气的运行方式，容易使水渗入曝气池内部，进 入供气支管中，再次曝气时增大了管道阻力，也会造成污泥堵塞微孔。所以， 在选择曝气头时要尽量采用不堵塞的曝气形式，如穿孔管、水下曝气机等。 当采用微孔曝气时采用强度高的橡胶曝气盘或管，停止曝气时微孑l 闭合，曝 气时开启，不会造成微孔堵塞。 d )排水方式的选择s b r 沉淀结束需及时将上清液排出，排水时应尽可 能均匀排出，不干扰沉淀在池底的污泥。同时，还应防止水面的漂浮物随水 流排出。 ( 4 ) 常规s b r 各项指标 西南交通大学硕士研究生毕业论文第15 页 常规s b r 的各项指标见下表3 2 表3 2 常规s b r 的各项指标 ( 5 ) s b r 设计参数 表3 3 常规s b r 的设计参数 3 3 2 6 沼气回收净化装置 厌氧流化床在厌氧消化过程中产生的沼气，沼气作为能源利用时，要求 h ：s 的浓度低于0 0 15 ( 合o 1 8 8 9 寸) ，否则对输气管道和如锅炉有腐蚀作 用。同时，燃烧产生的二氧化硫还会造成二次污染。本项目采用亚铵法( 亚 硫酸铵、氨水) 制浆，故产生的沼气中h 。s 含量较高，因此在利用前需作脱硫 处理，以保证输气管道及锅炉的安全远行，防止二次污染。 本设计采用的沼气净化装置主要由两部分组成，分别是过滤器和脱硫塔。 沼气通过过滤器去除悬浮物，然后进入脱硫塔进行脱硫。目前，沼气的脱硫 技术有干式脱硫和湿式脱硫两种以及用水喷淋洗脱等方法，考虑到本项目的 规模以及现场实际情况，本设计最终决定采用干式脱硫方案。脱硫塔内装填 脱硫剂一氧化铁，成条形布置，在常温常压下进行沼气的脱硫和再生，化学 反应如下： 脱硫过程：凡，0 ，h ，o + 3 峨sj 凡，墨弘0 + 3 风0 脱硫剂再生：2 凡，s 日，0 + 3d 辛2 凡，q 巩0 + 6 s 西南交通大学硕士研究生毕业论文第16 页 由于沼气含有一定的水分与氧量，因此脱硫与再生过程同时进行( 见反应 式) 。随着运行时间延长，脱硫剂表面沉积单体s 而影响脱硫效果时，可停止 进沼气而通人空气进行再生，故本设计拟设脱硫塔2 个，以便交替使用，当 脱硫剂脱硫效果降低时应倒床更换。 3 3 3 各单元污染设计分担率 各单元污染设计分担率见表3 4 。 表3 4 各单元污染设计分担率 蒸球洗水平衡池 蒸球洗水絮凝气浮 调节池 高温厌氧流化床 沉淀池 中段水平衡池 絮凝气浮 s b r 5 7 5 7 6 5 7 7 8 7 8 7 8 7 8 7 8 5 2 0 0 0 0 2 0 0 0 0 1 l o o o 1 1 0 0 0 1 6 5 0 1 5 0 0 1 5 0 0 8 5 0粼揪渤渤卿黜啪的眦妻；赋l鸯孙 亘塑窭堡查兰塑堑窒竺望些笙壅篁! ! 蔓 第4 章设计计算及经济分析 4 1 设计计算 4 1 1 蒸球洗水平衡池 蒸球洗水平衡池水力停留时间取6 小时，底部坡度取o 0 4 ，调节池有效 容积为3 6 0 m 3 ，超高取o 5 m ，则调节池尺寸为8 8 6 5 m ，采用半地埋，埋 深为3 m 。 4 1 2 一级气浮池 ( 1 )参数选择 c o d ：2 0 0 0 0 m g l 去除率：4 5 水量：6 0m 3 h 加药量( _ | ；5 s t 双机絮凝剂) ：1 0 0 m g l 接触室h r t ：4 m i n 回流比：5 0 ( 2 )反应池 b o d s ： 5 0 0 0 m g l 池数：1 座 水温：2 0 反应池h r t ：8 m i n 分离室h r t ：3 0 m i n s s ：2 5 0 0 】g l 设一座汽浮池，停留时间t = 8 分钟，则有效容积 w = q t 6 0 = 6 0 8 6 0 = 8 m 3 采用两级搅拌反应池，取有效水深为2 5 m ，每个池长和池宽分别为l 、b ， 做成方型池子，贝q 有： l ：b ：1 _ 妥：1 2 6 取1 3 m v2 5 2 。 反算水深为：h = l = 2 3 6 7 m 1 3 1 3 2 取过孔流速o 1 m s ，孔面积a ：q v - j 塑l ：o 1 6 7 。z o 1 3 6 0 0 取孔高0 5 m ，孔宽o 5 m 西南交通大学硕士研究生毕业论文第1 9 页 污泥体积 v ：坠竖二刍! 丝：! ! ! ! ! k ：，( 1 0 0 一只咖 鲤塑! ! ! 二! ! ! ! ! ! ! ：! 塾! ! ! ! ! ! 垒! ：2 4m 3 1 5 l ( 1 0 0 8 5 ) l 做2 个斗，每个斗容积2 4 2 = 1 2m 3 ，泥斗上部尺寸：1 7 1 7 ，下部 尺寸为：0 5 o 5 m ，则泥斗高h = 1 0 4m 。池底边坡6 06 ，所以泥斗体积 v 名h ( s 上+ s 下+ 属耳) = ；1 0 4 ( 1 7 2 + o - 5 2 + o 5 1 7 ) - 1 3 8 m ， 1 3 8 2 = 2 7 6 2 4 ，泥斗体积合适。分离室池底坡度为o 0 2 。 分离室集水管采用穿孑l 管，每个池子用2 根，每根管集水量：q = 皇旦j 竺= 4 5 m 3 h 选用d n 2 0 0 的管子，则管中流速：v ：堡一：o 4 。m s l l j 6 u u u 1 取集水孔口流速v o = 1 2 m s 每根集水管的孔口总面积 4 5 s d o 0 6 4 1 2 x 3 6 0 0 o 0 1 6 m 2 ( 其中占为孔口收缩系数为o 6 4 ) 设孔口直径为2 0 l l i l ，则每孔面积a 。= n 0 0 12 = o o 0 0 3 1 4 m 2 孔口数n _ 蒜赫瑚个 则每个管上开孔数取为5 1 个。分离室长为5 m ，穿孔管有效长度取3 m ， 每个管上有5 1 个孔，分别在管两端交错布置，单边相邻两孔间距为o 儿m 。 投药量的计算 ( 1 ) 每小时投药量 g = m q 1 0 = 1 0 0 m g l 6 0 m 3 h 1 0 = 6 k g h ( 2 ) 溶药池 浓度为l o ，每小时投加药液量为：g 产g c = 6 o 1 = 6 0 k g h 按每天配一次，则溶药池容积为： w ，= 2 4 k g l 1 0 3 = 2 4 1 1 6 0 1 0 3 = 1 5 8 4m 3 取有效水深1 5 ，作成一个正方形池子，尺寸为l 1 2 m 。 ( 3 ) 溶液池 按5 比例计算 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 0 页 每小时投加溶液量为：g 。= g c = 6 0 0 5 = 1 2 0 k g h 按每班配一次，两池交替使用，则容积： w 2 = 8 k g 2 1 0 一= 1 1 1 2 0 8 1 0 = 1 0 5 6m 3 取有效水深1 m ，做成两个正方形池子，超高o 5 皿，尺寸为1 1 1 5 m w s t 双机絮凝剂年耗量= 6 2 4 3 6 5 = 3 1 5 3 6 t a 。 ( 4 ) 加药池及溶液池的搅拌机 溶药池搅拌机选用z j 一7 0 0 型折浆式搅拌机 浆叶底距池底 型号功率( k w )池型尺寸( m )转速( r m i n ) 高( 姗) lz j 一7 0 0 3 1 8 1 8 2 2 5 08 5 溶液池搅拌机选用z j 一7 0 0 型折浆式搅拌机 浆叶底距池底 型号功率( k w )池型尺寸( m )转速( r m i n ) 高( 1 1 1 l n ) iz j _ 7 0 0 3 1 8 1 8 22 5 0 8 5 ( 5 ) 加药设备选用 加药量7 2 0k g h ，取药液的密度为1 om 3 蛔，则q = 7 2 0 l h ，排出压力 约为4 k p a 。 所以加药泵选用j - z 型柱塞计量泵 l型号 流量排出压力泵速电机功率进出口直径 ( 1 h )( k p a )( 次m i n )( k w )( m ) ij z 7 2 0 4 o 7 2 02 o 一4 o1 2 61 52 0 溶气罐计算 ( 1 ) 每间气浮池配置一个溶气罐 废水在溶气罐内停留时间取3 m i n 溶气罐进水量q = o 5 6 0 = 3 0m 3 h 溶气罐容积为：w = q t 6 0 = 3 0 x3 6 0 = 1 ，5m 3 ( 2 ) 溶气罐直径 设容器罐高h = 2 5 m d ：，竺：，里堕：o 9 m v 兀口v n 2 5 h d = 2 8 ，在2 4 的范围内，合适 ( 3 ) 溶气量 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 1 页 已知温度为2 0 ，查表得：7 3 6 k t = 1 7 8 8 溶气罐工作压力取o 5 m p a ( 表压) ，即相当于5 个大气压 故溶气量c ，= 7 3 6 k t p = 1 7 8 8 5 = 1 7 8 8 5 = 8 9 4 空气l 水 f 4 ) 溶气罐所需空气量 q ，= j 兰! 里一= ! 竺：! 兰! ! = 4 4 7 用s h = o 0 7 4 5m a m i n 1 0 0 0 行l o o o o 6 ( 5 ) 供气量 q 产1 5 q 产1 5 x 0 ，0 7 4 5 = o 1 1 一m i “ f 6 1 空压机的工作压力为o 5 m p a ( 表压) ，空气管道的沿程阻力和局部阻力 可逐相计算，一般空气管道总阻力不会超过o 1 m p a ，故空压机所需压力 为：p 2 = p 阻力p = o 6 m p a ( 7 ) 设备选型 a )空压机型号压力约为o 6 m p a ，排气量0 1 1 一m i n 选用z o 2 5 7 型空压机 排气量排气压力转速轴功率 贮气罐 型号容积重量 m 3 m i nm p ar m l nk w 3 m z o 2 5 7o 2 5o 79 0 04 6o 。0 8 1 0 5 b )刮渣机选用g m z 型中心驱动行车式刮渣机 功率行车速度 l型号轨距a ( 咖)池宽b ( m m ) ( k w )( m m i n ) ig m z 3 0 0 0 一6 0 0 0 b + 3 0 0 3 0 0 0 6 0 0 0 0 7 55 0 4 c )释放器根据选定的溶气压力o 5 m p a ，水流量3 0 选用t v 一i 型释放器 工作压力下流 型号规格溶气支管接口作用直径 里 t v i i i击2 54 0 r “6 6 4m 3 h8 0 c m 则所需释放器个数n 2 害去2 4 5 ，取为5 个。 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 2 页 4 3 调节池 调节池水力停留时间取6 小时，底部坡度取o 0 4 ，调节池有效容积为3 6 0 j 1 1 3 ，超高取o ，5 m ，则调节池尺寸为1 0 7 6 5 】，采用半地埋式，埋深4 m 。 4 1 4 高温厌氧硫化床 ( 1 ) 参数选择 c o d ：i1 0 0 0 i g l b o d 5 ：3 5 0 0m g l 去除率：8 5 容积负荷：2 0 k g c o d m 3 d 温度：5 3 水量：6 0m 3 h 载体采用石英砂，粒径0 2 5 1 2 m ，平均d p = 1 o 咖比重2 6 5 ( 密度 2 6 5 0 k g m 3 ) ，比表面积4 0 0 m 2 m 3 ，孑l 隙率0 3 6 0 4 。膨胀率控制在n v = 1 2 0 。 由于利用工厂现成的蒸汽加温，采用高温消化( 5 5 ) 。 ( 2 ) 反应器容积 v ：坠：竺：! ! 兰丝：7 9 2m 3 s 。 2 0 分成2 座，每个容积为v 产堡：3 9 6m 3 ( 3 ) 空床流速的计算 石英砂d p = 1 o m m ，密度为2 6 5 0 k g m 3 ，孔隙率0 3 6 o 4 ，平均以0 3 6 计，膨胀率n v = 二= 1 2 0 等3 篙= 篙鹪- o n ，( 1 一s r ) ( 1 一s ，) 。 d p 2 1 0 m ， d s 2 虬d p 2 0 7 5 1 = o 7 5 唧= 0 0 0 0 7 5 m 消化温度5 5 ，芦= o 0 0 5 k g ( m s ) ，废水密度p = l 0 0 2 k g m 3 ， v f 等c 等，篙= 警c 等半，喾鬻刁t s 叭1 8 0 、“( 1 s ，)1 8 0 、o 0 0 5 7 f l 一0 4 7 、 极限空床流速 。： 兰! ! ：；：! ! ! ：! ： ；d ，： 兰! ；旦；二! ! ! 里! ：! ! 尘】；。o o 0 0 7 5 ：2 6 2 8 m h 。2 2 5 俐。5 。2 2 5 1 0 0 2 o 0 0 5 。7 1 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 3 页 v r ( 0 0 3 o 0 5 ) v 。= ( o 0 3 0 0 5 ) 2 6 2 8 = 7 8 8 4 m h 1 3 1 4m h ，满足。 ( 4 ) 每个反应器截面面积 t ：旦：旦：1 3 2 h q6 0 o 。5 a = 等= 黑_ 5 5 5 4 m 2 ，用矩形反应器，边长b b _ 7 5 7 5 = 5 6 2 5 m 2 ， 满足。 ( 5 ) 反应器高度 膨胀床高为h 产旦：翌生：7 0 4 m 爿5 6 _ 2 5 反应器高度等于膨胀床高度加载体分离高，即缓冲高度： h = h f + 1 5 = 7 0 4 十1 5 = 8 5 4 m 旦：些：1 1 4 67 5 ( 6 ) 回流量的计算 每个反应器q l = 婴= 3 0 m s h ，a = 5 6 2 5 酽，v f = 7 1 3 m h 。 4 1 5 沉淀池 盟：7 1 3 5 6 2 5 ( 1 ) 沉淀池的表面积a r = 嬖：翟兰= 1 2 3 7 倍 d3 0 a ：生唑：旦：4 0 m z g 1 5 n书 ， q 学 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 4 页 ( 2 ) 沉淀区有效水深h f q t = 1 5 2 = 3 m ( 3 ) 沉淀区有效容积v 。 v 。= a h 。= 4 0 3 = 1 2 0 m 3 ( 4 ) 沉淀池长度l l = v t 3 6 = 2 5 1 5 3 6 = 1 3 5 m ( 5 ) 沉淀池的总宽度b b ：a l ：兰生：2 9 6 m 1 3 5 排泥周期t = 2 4 h ， 污泥体积 v ：望! 坠坠二垦型! ! ! ! ! ! ：! ! 塑! ! 二! 塑! ! ! ：! 丝! ! ! 旦：1 0 2 4m 。 k ：r ( 1 0 0 一只) 日 1 5 x 1 ( 1 0 0 8 5 ) 1 做1 个斗，泥斗上部尺寸：1 6 1 6 ，下部尺寸为：o 5 0 5 m ，则泥斗 高h = o 9 5m 。池底边坡6 0 。，所以泥斗体积 v - ；h ( s 上+ s 下+ 瓜) = ；o 9 5 ( 1 6 2 + o 5 2 + o 5 1 6 ) = 1 1 4m 3 1 1 4 1 i0 2 4 ，泥斗体积合适。沉淀池底坡度为o 0 2 。 ( 6 ) 沉淀池的总高度h h = h 。+ h 2 + h 3 + h 4 = 0 3 十0 5 + 3 + o 9 5 = 4 7 5 m 4 1 6 中段水平衡池 中段水平衡池水力停留时间取6 小时，底部坡度取0 0 4 ，调节池有效容 积为3 2 4 0m 3 ，超高取0 5 m ，则调节池尺寸为2 5 2 2 6 5 m ，采用半地埋， 埋深4 m 。 4 1 7 二级气浮池 ( 1 )参数选择 c o d ：1 5 0 0 m g 几 去除率：4 5 水量：5 4 0m 。h 加药量( w s t 双机絮凝剂) ：1 0 0 f r i g i 。 b o d 5 ： 3 0 0 j i 】g l 池数：l 座 水温：2 0 反应池h r t ：8 m i n 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 5 页 接触室h r t ：4 m i n 回流比：5 。 ( 2 )反应池 分离室h r t ：3 0 m i n s s ：5 0 0m g l 设一座汽浮池，停留时间t = 8 分钟，则有效容积 w = q t 6 0 = 5 4 0 8 6 0 = 7 2 m 3 采用三级搅拌反应池，取有效水深为3 【f l ，每个池长和池宽分别为l 、b ， 做成方型池子，则有： 啪_ j 罴乏s s 取s m 反算水深为：h = 罴h 2 6 6 7 m 取过孔流速o 1 m s ，孔面积a ：q v ：兰坚：1 5 ： o 1 3 6 0 0 取孔高1 3 m ，孔宽1 3 m 。 阻力损失：h _ 丢- 3 o i - o 0 0 1 5 m 取o 2 m 故三格水深分别为2 6 6 7 m ，2 6 6 5 ，2 6 6 3 m 实际有效容积为3 3 ( 2 6 6 7 + 2 6 6 5 + 2 6 6 3 ) = 7 1 9 6 m 3 实际反应时间为：t = 7 1 9 6 6 0 5 4 0 = 8 o o m i n 反应池搅拌机选用j b l 型螺旋桨式搅拌机 型号浆直径( m m )转速( r m i n )功率( k w )浆叶数 j b l 8 0 0 一2 0 0 0 8 0 0 2 0 0 04 一1 3 44 5 2 23 ( 3 )整流墙 取集水区宽7 0 0 咖，过孔流速0 1 m s ，水深h = 2 6 6 3o 0 0 2 = 2 6 6 lt i 】， 长( 即气浮池的宽) 为1 0 m ，所以：墙面积a = l o 2 6 6 1 = 2 6 6 l m 2 开孔率为6 一2 0 ，取开孔面积a = 3 m 2 ，小孔尺寸3 0 0 5 0 0 m m ，则开孔数 西南交通大学硕士研究生毕业论文第2 9 页 ( 2 ) 溶气罐直径 设容器罐高h = 5 m ，竺坐：1 9 m 、f 5 “1 h d = 2 6 ，在2 4 的范围内，合适 ( 3 ) 溶气量 已知温度为2 0 ，查表得：7 3 6 k t = 1 7 8 8 溶气罐工作压力取o 5 m p a ( 表压) ，即相当 x 西南交通大学硕士研究生毕业论文第3 0 页 b )刮渣机选用g m z 型中心驱动行车式刮渣机 功率行车速度 型号轨距a ( m m )池宽b ( m ) ( k w ) ( 】i 】m i n ) g m z 3 0 0 0 一6 0 0 0b + 3 0 03 0 0 0 一6 0 0 0o 7 55 0 4 c )释放器根据选定的溶气压力o 5 m p a ，水流量2 7 0m 3 h 选用t v 一i 型 释放器 型号规格溶气支管接口工作压力下流量作用直径 t v i i id 2 54 0 m6 6 4m 3 h8 0 c 】 则所需释放器个数n 2 詈嚣2 4 。6 7 ，取为4 1 个。 4 1 8s b r 反应池 ( 1 ) 参数选择 c o d ：8 5 0m g l 去除率：7 0 污泥负荷：o 2 k g b o