造纸废水处理系统的初步设计毕业设计.doc

陕西理工学院毕业设计造纸废水处理系统的初步设计 摘要 本设计的内容为某造纸厂废水处理工艺设计。设计处理能力为5000m3/d，设计进水水质为：BOD5 1200mg/L，COD1800mg/L，SS2000mg/L。通过对多种造纸污水处理工艺比较及针对造纸废水的基本特点，最终选用的处理工艺:筛网过滤物化处理生化法处理。污水处理厂的出水水质要求达到造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2001）中一般机制纸、纸板造纸工艺的标准。本设计所采用的工艺主体为生物接触氧化池，该工艺不仅能够有效地去除水中的BOD5，还具有良好的脱氮除磷功能。 关键词 造纸工业废水；水解酸化；污泥浓缩；生物接触氧化池The Primary Design of Paper Making Wastewater Treatment SystemHuangYingGrade11,Class1,Major Environmental engineering,School of Chemical and Environmental Sciences,Shaanxi University of Technology,Hanzhong 723000,Shaanxi）Tutor: Liu Zhifeng Abstract： This is paper marking waste water treatment process design. The design capacity of 5000m3/d, the effluent quality is: BOD5 1200mg/L, COD 2800mg/L, SS 2000mg/L.Through looking up comparing with a variety of paper marking waste water treatment technology, according to the basic characteristics of the paper marking waste water, the specific programs I have chosen is like this: sieve net filter, physico-chemical treatment, biochemical treatment.Sewage treatment plant effluent quality meet the standards for paper industrial water pollutant discharge standard (GB3544-2001) general machine-made paper and paperboard paper making process requirements.The main technology used in this design is biological contact oxidation tank, which can not only remove the BOD5 effectively, but also have good function of nitrogen and phosphorus removal. Keywords:papermillwaste water; acid hydrolysis; sludgethickening; Biological contact oxidation第 38 页 共 38 页毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订目 录摘要1关键词1Abstract2Keywords2引言61造纸废水的来源及特点6 1.1 造纸废水的来源61.2造纸废水特点62设计说明书72.1设计依据72.2设计原则72.3设计内容72.4 造纸废水处理基本工艺72.4.1 物理处理方法72.4.2 生物处理方法72.5工艺流程的确定92.5.1 工程概况92.5.2工艺方案分析选择92.5.3工艺流程说明102.6出水水质效果预测113 污水处理各构筑物及其参数设计计算113.1格栅113.1.1 设计概述113.1.2设计参数123.1.3设计计算123.2斜筛143.2.1设计概述143.2.2设计计算143.3调节池设计143.3.1.设计概述143.3.2.设计参数153.3.3.设计计算153.4提升泵153.4.1设计概述153.4.2 设计计算153.5气浮池设计163.5.1设计概述163.5.2 设计参数163.5.3 设计计算173.6水解酸化池183.6.1设计概述183.6.2设计参数193.6.3设计计算193.7生物接触氧化池的设计203.7.1设计概述203.7.2 设计参数203.7.3.设计计算213.8二沉池223.8.1设计概述223.8.2设计计算233.9污泥处理系统253.9.1设计概述253.9.2设计参数263.9.3设计计算264 平面布置284.1 主要的构筑物284.2 废水处理站平面布置的特点294.3 平面布置原则295工程概预算30致谢33参考文献34引言造纸工业一直是传统的用水大户，也是导致水污染的重要污染源之一。伴随着经济的发展，造纸业日益面临着水资源短缺、原料匮乏等问题，而另一方面，水污染也越来越严重。目前，中国的造纸工业废水排放量占各类首位，工业排放对水环境的影响，造纸行业尤为严重。它不仅是中国的造纸工业污染防治的最重要的问题，也是中国工业废水需要达标处理是一个重要的问题。数据显示，中国纸和纸用品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%，其中处理达标排放量占造纸工业废水排放量的49.3%，废水COD排放量约占全国工业COD排放总量的44%。1。从这可以看出，造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。但目前造纸业约有50%的废水尚未进行达标排放处理，对废水进行污染防治任务还相当繁重。造纸废水是我国主要的工业污染源之一，我国造纸业多采用草杆，木浆等做为在职原料。造纸工业废水成分十分复杂，可生化性差，属于比较难处理的工业废水。如果只有一个良好的固化工艺难以达到理想的处理效果，因此，在支持预处理过程中使用的厌氧处理废水难降解有机物和小分子物质转化为易降解，废水的可生化性提高，达到脱氮除磷的影响。1造纸废水的来源及特点1.1 造纸废水的来源 造纸工业废水是一种色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、组分十分复杂的难处理有机废水。主要有3个来源：蒸煮工段废液，中段水，纸机白水。制浆是把纤维从植物原料中分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸是把浆料进行稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张。 （1）蒸煮工段废液就是碱法制浆时产生的黑液和酸法制浆所产生的红液。污染物中含有的黑白酒类占造纸工业污染排放总量的90%，并有高浓度、难降解等特性。在黑色的白酒类主要成分有3种，即木质素，戊聚糖和总生物碱。木质素是一种无毒的天然高分子聚合物，作为化工原料被广泛使用，可用于牲畜饲料的戊聚糖。 （2）中段水指黑白酒类萃取烹饪在筛选后，在污水排放和漂白洗涤，颜色为深黄色，8%至9%的造纸工业污染排放总量核算，一吨纸浆COD负荷约310kg。在中间的水浓度高于污水，COD和BOD之间的比例是0.4和0.20之间，因此，生物降解性差，与有机材料很难降解，很难处理。在中间水的有机物主要是木质素，纤维素，有机酸，可溶性COD等，主要。其中，对环境污染最严重的是制浆漂白过程中产生的含氯废水，比如氯化漂白、次氯酸盐漂白废水等。 （3）白水造纸废水主要来源于车间的白水，纸的生产工艺。白水主要由细小纤维，填料，涂料和溶解木材成分，并添加多种塑料材料，湿强剂和防腐剂，其中不溶性的化学需氧量，生化低，添加防腐剂有一定的毒性。虽然白水的量大，有机污染含有远低于黑白酒类和浪费水。中间部分现在几乎所有的造纸厂造纸车间使用部分或完全封闭，减少纸张消耗，节省电力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。1.2造纸废水特点 (1) 污染物浓度高，COD 较高，色泽深。 (2) 悬浮物含量大。 (3) 主要是有机物污染，是组分复杂的难处理有机废水。 (4) 处理难度较大，可生化性差，含难生物降解的有机物。 (5) 废纸回收过程可分为两个部分，制浆和抄纸。在除渣过程中，会产生洗浆，漂洗等很多废水。 (6) BOD5 与CODcr的比值一般在 0.4 以下，直接可生化性能不太好。2设计说明书2.1设计依据（1） 水处理设备制造技术条件（JB2932-86）；（2） 水污染控制工程上下册（高等教育出版社）；（3） 水处理工程设计计算（中国建筑工业出版社）；（4） 环境保护设备选用手册水处理设备（化学设备出版社）；（5） 污水处理构筑物设计与计算（哈尔滨工业大学出版社）；（6） 制浆造纸工业水污染排放标准（GB3544-2008）；（7） 当地同类废水治理工程经验和技术；（8） 制浆造纸废水治理工程技术规范(HJ2011-2012)。2.2设计原则 工艺方案的选择对于废水的设施建设、设处理效果和降低运行费有着极为重要的作用。根据设计，结合设计的尺度要求，废水的特点和当地的实际情况和需求，选择最合适的技术，经济合理的处理工艺，通过经济和技术指标，选择最佳的工艺方案及实施分析。在造纸厂废水处理设施的总体工艺方案确定中，应遵循以下原则： （1）技术必须是成熟的，在水质选择工艺先进，可保证出水水质达到污水排放标准要求的。 （2）选择的过程中应降低建设投资和运行费用，降低能耗和节约土地的面积。 （3）所选工艺应该操作简单、便于管理和运行灵活。并且能对工艺运行参数和操作进行适当调整。 （4）所选工艺应该易于控制，最好实现自动化控制，提高操作管理水平。 （5）所选工艺应该在最大程度上可以减少对周围环境的影响，如气味、噪声等影响。2.3设计内容 （1）造纸污水处理工艺设计说明及污染物去除的基本原理；（2）污水处理系统中构筑物的设计参数； （3）工艺流程图、平面布置图、以及主要构筑物剖视图。2.4 造纸废水处理基本工艺2.4.1 物理处理方法采用气浮法或沉淀方法，通过投加混凝剂，可以去除绝大部分SS，同时去除大部分非溶解性COD以及部分溶解性COD和BOD5。气浮和沉淀是物理和化学处理方法，以及设备的选择，工艺参数的影响，COD去除率通常高于制浆中段废水的COD，去除率达到85%70%。对每吨纸废水排放量150m3、浓度较低的中小型废纸造纸企业，通过气浮或沉淀处理，出水水质指标可达到或接近国家制定的排放标准。2.4.2 生物处理方法（1）酸化SBR法处理造纸废水：主要处理设备是酸化柱和SBR反应器。在造纸废水处理过程中，甲烷发酵阶段的控制条件，和反应控制在酸阶段，需要处理造纸废水。厌氧反应具有以下优点：由于反应控制在水解酸化阶段，池的大小是小的；不需要收集沼气，简化结构；污泥的降解和消化池是相同的，产生的污泥少，同时，通过水解可溶性COD的比例大幅度增加，有利于基质微生物摄取，在微生物代谢过程中降低的一个重要环节，为后续生物处理创造更有利的条件；酸化SBR法处理造纸废水效果比较理想，去除率均在94%以上，最高达99%以上2。（2）UASB接触氧化工艺处理造纸废水：在这个过程中的主要设备是上式厌氧污泥床与好氧接触氧化池。对高能源消耗型厌氧污泥床是好的，与上式厌氧污泥可以降低水的质量，并对好氧生化单元能耗可有效降低。好氧处理对废水中SS和COD均有较高的去除率，这是因为废水经过厌氧处理后仍然含有许多易生物降解的有机物。只要1 / 3的厌氧污泥生物厌氧池容积，可以保证污泥种类的稳定增长，经过几个月的调试，UASB反应器可以实现满负荷运行。整个工艺对COD的去除率达96.6%，对悬浮物的去除率达97.3%98%，此工艺非常适合在造纸废水处理中推广应用。（3）生物接触氧化法处理造纸废水：该工艺采用水解酸化作为生物接触氧化的预处理，水解酸化菌通过新陈代谢将废水中的固体物质分解为溶解性物质，将大分子有机物降解为小分子有机物。水解酸化不仅能够去除废水中部分有机污染物，而且提高了废水的可生化性，有益于后面好氧生物接触氧化处理。该工艺在处理方法、工艺组合和参数选择上是比较合理的，充分利用各工序的优势将污染物转化、去除。然而，如果出于某些构筑物的构造设计考虑不周会影响运行效果，致使出水水质不是理想。但是此方法在设计和运行中会出现以下问题：沉淀污泥不能及时排除。因此，在设计采用水解酸化处理悬浮物浓度高的污水时，可增设污泥斗的数量以及时排除沉淀污泥。另外，随着微生物量的增加在软性生物填料的中间部位形成了污泥团，使得传质面积减小。针对污泥淤积情况，在水解酸化池前可增设一级混凝气浮以去除水中的悬浮物，经此改进后的水解酸化池能长期、稳定、有效地运行，其出水能收到比较好的效果。如果废水中污染物浓度较高或者前期处理效果不够理想，生物接触氧化池前端的有机物负荷较高，使得供氧不足，此时该处的生物膜呈灰白色，处于严重的缺氧状态，而池末端成熟的好氧生物膜会呈黄色。在调试运行时，生物接触氧化池中生物膜脱落、气泡直径变大、出水浑浊、处理效果恶化的现象有时会发生。经研究、分析、验证发现是由于负荷波动或操作不当造成溶解氧不足而引起。溶解氧不足使生物膜由好氧状态变为厌氧状态，附着力下降，在空气气泡的搅动下生物膜大量脱落，导致水粘度增加、氧转移效率下降，这又进一步造成缺氧，如此造成恶性循环致使处理效果恶化。在调试运行初期，发生这种现象时一般是增大供气量以提高供氧能力来消除缺氧，结果因为气泡搅动强度增大，造成了更大范围的生物膜脱落、水粘度更大、氧转移效率降低，非但没能提高供氧能力，反而使情况更糟。正确的处理措施应该是减小曝气量，待脱落的生物膜随水流流出后再逐渐增加曝气量，使溶解氧浓度恢复到原有的水平，若水温适宜则23d后生物膜便可恢复正常。（4）内循环UASB反应器氧化沟工艺处理造纸废水：此工艺采用厌氧和好氧相串联的形式，厌氧采用内循环UASB工艺，好氧处理用地需要有一处狭长形池塘，为了降低土建费用，因地制宜，采用氧化沟工艺。本工艺的关键运行设备是UASB反应器。该反应器是利用厌氧微生物降解废水中的有机物，主体分为配水系统，反应区，气、液、固三相分离系统和沼气收集系统四个部分。厌氧微生物对水质的要求不似好氧微生物那么宽，最佳pH为6.57.8，最佳温度为35403。就要求废水进入UASB反应器之前必需进行酸度和温度的调节。内循环UASB技术是在普通UASB技术的基础上增加一个内循环系统，包括回流水池及回流水泵。UASB反应器的出水水质一般都比较稳定，回流系统的作用下重新回到配水系统。这样一来能提高UASB反应器对进水水温、pH值和COD浓度的适应能力，只需要在UASB反应器进水前对其pH和温度做一大概调整即可。UASB反应器采用环状穿孔管配水，通过三相分离器出水，并在三相分离器的上增加侧向流絮凝反应沉淀器，由玻璃钢板成60安装而成，可以在最大程度上截留三相分离出水中的颗粒污泥。（5）UASBSBR法处理造纸废水：本工艺主要包括UASB反应器和SBR反应器。如果将UASB和SBR两种处理单元进行组合，这样形成的工艺不仅突出了各自处理单元的优点，使处理流程简洁，节省了运行费用，而且把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元，在降低废水浓度的同时，可以回收所产沼气作为能源利用。UASB池正常运行后，每天产生大量的沼气，将其回收作为热风炉的燃料，可以供饲料烘干使用。UASB+SBR法处理工艺和水解酸化SBR处理工艺相比有以下优点：节约废水处理费用：UASB取代了原水解酸化池作为整个废水达标排放的一个预处理单元，削减了进水COD的75%，从而降低后续SBR池的处理负荷，使SBR池在废水处理量增加的情况下，运行周期同样是10 h，废水也能达标排放。节约污泥处理费用：废水经过UASB处理后，75%的有机物会被去除，使得SBR处理负荷大大降低，产泥量相应减少，污泥处理量减少，节约污泥处理费用。2.5工艺流程的确定2.5.1 工程概况 造纸废水主要来源于废纸的碎浆、筛选净化及制造等过程中产生的废水。造纸废水排放量大，废水成分复杂，造纸原材料具有多样性，并采用种类繁多的化学添加剂，致使造纸车间排出的废水成分十分复杂，其中含有细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖类，及各类有机及无机添加物4。SS、COD均较高，其污染物含量大致为：COD：20003600 mg/L， BOD5 ：10001300 mg/L，SS：2000 mg/L。造纸使用的原材料均为木质素、纤维素类等难以生化降解的，其溶出物进入废水，使造纸废水的BOD/COD值约为0.4，可生化性一般。项目设计进出水水质:该项目处理目标要达到国家造纸工业水污染排放标准（GB35442001），设计水量为5000m3/d。该工程设计进水水质和排放标准见表2.1。表2.1 设计进出水水质表项目CODBODSSpH进水水质/(mg/L)28001200200079出水水质/(mg/L)10060100692.5.2工艺方案分析选择 造纸废水处理主要污染物是COD、BOD、SS，这些主要是由于纤维在生产过程中分解而引起的，在废纸制浆造纸工艺更突出。废水中的悬浮物主要是由长纤维、短纤维及少量的杂细胞组成。根据造纸废水这一特点，以及污水的排放标准，因此本设计处理方案确定为筛网过滤物化处理生化法处理。 本设计工艺流程图如图2.1所示：泥饼外运粗渣外运废水格栅斜网二沉池出水污泥脱水污泥浓缩提升泵调节池气浮池水解酸化池接触氧化池鼓风机房图2.1 工艺流程图2.5.3工艺流程说明 （1）废水处理部分处理工艺采用物化与生化处理相结合的方法，即筛网过滤物化处理生化处理，经过微孔水力筛过滤废水回收可利用的纸纤维，通过气浮去除大块悬浮物和漂浮物，以减轻后续处理设施的处理负荷，气浮分离主要特点是分离速度快、污泥含水率低、占地面积小，处理效果比较稳定。废水进入水解酸化池后，能将难降解的有机物分解成易降解有机物、将大分子有机物降解成小分子有机物。因此，水解酸化的产物为微生物摄取有机物提供了有利条件，水解酸化可大大提高废水可生化性，改善后续生化处理的条件5。之后废水流向生物接触氧化池，在生物接触氧化池里去除废水中部分的有机物、氨氮、色度等，生物接触氧化池的出水最终流入二次沉淀池，在二沉池进行分离，出水水质要保证达到国家污水排放一级标准要求。 （2）污泥处理部分根据本废水处理工程实际情况，此处选择浓缩加脱水工艺处理污泥，经稳定、脱水的污泥外运处置。系统产生的污泥进入污泥浓缩池后进行污泥脱水，干泥定期外运。2.6出水水质效果预测 各阶段主要污染物处理效率（CODcr为主要设计指标说明）见表2.2：表2.2 各阶段主要污染物处理效率 项目处理单元pHCODCr/(mg/L)BOD5/(mg/L)SS/(mg/L)原水6.09.0280012002000格栅及筛网进水69280012002000出水252010801000去除率10%10%50%气浮池进水692268976.5800出水1020.6439.425240去除率55%55%70%水化酸解池进水691020.6439.425240出水561.33263.655144去除率45%40%40%接触氧化池及二沉池进水69561.33263.655144出水84.226.4664.8去除率85%90%55%排放标准6910060式中，每日栅渣量，； 栅渣量（污水），取0.10.01，粗格栅用小值，细格栅用大值，本处取0.08；生活污水流量总变化系数，本处取1.75所以本设计选择机械除渣。3.2斜筛3.2.1设计概述造纸废水中含大量的细小纸浆纤维，不能被格栅截留也难于通过沉淀去除，它们会缠住水泵叶轮，堵塞填料。如果不对纸浆纤维进行回收，将会有大量的纸浆进入废水处理系统中，严重影响废水处理系统的处理效果，同时也会造成纸浆浪费。这种呈悬浮状的细纤维可通过筛网或捞毛机去除，筛网的去除效果，可相当于初次沉淀池的作用7。筛网或捞毛机可有效的去除和回收废水中的羊毛，棉以及化学纤维杂质，具有简单、高效、不加化学药剂、运行费低、占地面积小及维修方便等优点。3.2.2设计计算 筛网通常是用金属丝或化学纤维编制而成，有转鼓式，转盘式，振动式和固定式倾斜筛多种形式。筛孔尺寸可根据需要，一般为0.151.0mm。工程实践表明，筛网间隙一般为3060目，安装形式采用固定式安装，安装角度为4050，安装角度不易过大，否则造成过水负荷降低，使处理能力降低同时也增加了部分投资，过小则易造成筛网堵塞，加大了清渣难度，影响处理效果。 本设计使用60目尼龙网。取筛网的水力负荷为： 那么需要斜网的有效面积为：A=5000/（2416）=13.0m2算上装配斜网所需的面积，并且考虑到在生产过程中部分网面是被纸浆覆盖，所以总面积取15m2。3.3调节池设计3.3.1.设计概述 无论哪种废水在进入主体处理构筑物之前，通常需要先进行水质、水量的调解，为后续构筑物的运行创造条件。 工业废水的水质和水量是随时间不断变化的，流量和浓度的不均匀会给设备带来不少困难，或者使得设备无法保持在最优的工艺条件下运行。因此要调节污水水质和水量，以便使进入污水处理系统的污水尽量均匀8。调节的作用主要有以下几个方面：(1) 适当缓冲有机物的波动以避免生物处理系统中的冲击负荷；(2) 适当控制pH值或减小中和需要的化学药剂量；(3) 削减进入物理化学处理系统的高峰流量并使加药率能与进水相适应；(4) 当工厂不生产时还能保证水处理系统的连续供水；(5) 控制废水向城市管道系统的排放量，使废水负荷分配比较均匀；(6) 避免高浓度有毒废水进入生物处理厂； 图3.2 调节池示意图3.3.2.设计参数（1）设计进水量Q：（2）停留时间t：取t=2h（3）池宽 ：B=8 m；3.3.3.设计计算（1）有效容积V：=2208.3=416.6m3（2）调节池尺寸 该池设为矩形。 其有效水深采用3.0m，调节池面积为：池宽B取8.0m，则池长L为： 保护高，池总高.（3）曝气系统计算空气用量为q=2m3/(m2h)，则总供气量为 查得干管管径为DN100。 每个曝气头的服务面积按0.5 m2计算，则所需曝气头的个数为：138/0.49=212个，设4廊道，每廊道的曝气头的个数为 264/4=66 个； 每廊道各设一根空气支管，其管径为DN80；每根支管上设3根空气分配管，其管内径为DN=32mm。3.4提升泵3.4.1设计概述污水提升泵站是污水输送过程中，路途远，高差起伏较大，不适宜自流方式收集，输送的地段，而设置的中途泵站，可以视为中转站。3.4.2 设计计算(1) 集水间计算 选择水池与机器间合建式的方形泵房，用3台泵（1备2用），每台水泵的流量为Q=125m3/h； 集水间的容积采用相当于2 台泵10min 的容量：(250/60)10=41.7m3，取42m3； 有效水深采用2.5m； 则集水池面积为F=42/2.5=16.8 m2；集水间的设计面积为：。(2) 水泵总扬程计算 集水池最低工作水位与所需提升最高水位之间的高差为：6.1-(-5.0)=13.1 m 出水管线的水头损失，每台泵单用一根出水管，其流量为Q=125m3/h，选用的管径为250mm 的铸铁管，查表v=0.72m/s，2570i=7.7，设管总长为20m，局部损失占沿程的30%，则总损失为：20(1+0.3) 7.7/2750=0.075 m 泵房内的管线水头损失设为1.5m，考虑自由水头为1.0m。 水头总扬程为 H=13.1+0.075+1.5+1.0=14.67m，取15m；选用3台KWPF200-400 型无堵塞离心泵，流量125m3/h，扬程为16m，2用1备。3.5气浮池设计3.5.1设计概述 气浮是利用废水中的颗粒的疏水性，向废水中通入一定尺寸的气泡，使废水中的污染物吸附在气泡上，随气泡的上浮，污染物也随之浮到水面上而形成由气泡、水和污染物形成的三相泡沫层，收集泡沫层时就可以可把污染物与水分离。该方法比沉淀快，去除率高，一定程度上能减少后面的生化污泥。气浮原理：（1）向水中通入空气，产生微细的气泡，使水中的细小悬浮物黏附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面，形成浮渣，达到去除水中悬浮物，改善水质的目的9。（2）提高气浮效果的措施。气泡直径越小，数量越多，气浮的效果越好；水中的无机盐类会加速气泡的破裂和合并，降低气浮效果；投加混凝剂会促进悬浮物凝聚，使其黏附在气泡而上浮。气浮池结构见图3.3：图3.3 气浮池结构示意图3.5.2 设计参数（1）进入气浮池废水流量：Q=5000m3/d=208.3m3/h；（2）进水悬浮固体的浓度：SS=2000 mg/L；（3）气浮池运转的温度：t=20 o C； （4）气浮池出水悬浮固体浓度：SS=100mg/L；（5）气固比：选涉及原水水质、出水要求、设备、动力因素，无试验资料时一般取0.0050.006，废水中悬浮固体的浓度不高时取下限，较高时选上限，本设计由于悬浮固体浓度较高，故取上限值0.06；（6）接触室上升的流速：v2=20 mm/s=72 m/h；（7）分离室表明负荷率：q=6.0 m3/(m2h)；（8）分离室水力停留的时间：T=25min；3.5.3 设计计算 （1）气浮池分离段容积及基本尺寸气浮池分离段有效容积 则 式中：t1分离段水力停留时间，一般为30-60min，取30min。分离室的表面积：分离室水深:分离室的长度：气浮池采用平流式，且为一组两格。为与刮泥机配套，取每格宽度B=3.0m，则废水在分离室的实际停2留时间：分离室的总高度：取超高H2=0.3m，则(2) 接触室的主要尺寸接触室表面积接触室长度，则 因该尺寸无法施工，故取L2=0.8m；接触室的水深与气浮池相同，即H2=2.5m；接触室实际表面积A2=(3) 气浮池的最终主要尺寸气浮池的总长度 气浮池的总宽度 (4) 溶气释放器的计算 取溶气罐的工作压力为198.64kPa（表压）；查得TS-78-V型释放器的出流量为3.47m3/h，则所需释放器的个数：由于溶气罐的实际工作压力为198.64 kPa，故这种选择较为安全。(5) 气浮集水池的计算取穿孔集水管孔眼的水头损失为，集水孔眼的流量系数，则每根集水管的流量Q全池采用集水管共4根，则：集水孔眼流速集水孔眼总面积 式中 0.64孔收缩系数。集水孔眼的总数 式中单孔面积取孔口直径15mm，则 集水管管径无回流时选Dg150钢管，管中最大流速为0.52m/s。 3.6水解酸化池3.6.1设计概述水解酸化法是较为成熟的厌氧方法，是在两相厌氧理论基础之上发展起来的一种介于好氧和厌氧间的方法，可对大多数废水中的复杂有机物进行水解，使BOD5/COD明显提高，有利于废水进一步好氧或厌氧处理。水解酸化法的机理是在大量水解细菌、酸化菌的作用之下，将废水中不溶性有机物水解成溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化成易生物降解的小分子物质的过程。水解酸化是利用兼性厌氧菌，它具有繁殖速度快、代谢强度高、对外界环境适应性强的特点，适用范围较广10。水解酸化池全称是水解酸化升流式污泥床反应池，在水解酸化池中，利用水解及产酸菌的反应，将不溶性有机物水解成为溶解性有机物、大分子物质分解为小分子物质，可大大提高污水的可生化性（能使污水BOD/COD值有所提高）。微生物对有机物的摄取时只有溶解性的小分子物质可以直接进入细胞内，但不溶性大分子物质，首先要通过胞外酶的分解才能进入微生物体内的代谢过程。经过水解酸化处理，有机物在微生物的代谢途径上便减少了一个重要环节，无疑是将加速有机物的降解，缩短后续好氧曝气时间。水解酸化工艺的作用原理是：产甲烷菌和水解产酸菌生长速度是不同的，将厌氧处理控制在反应时间段内的厌氧处理第1阶段，即在大量水解细菌、产酸菌作用下，将不溶性有机物水分解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化成为易生物降解的小分子物质。水解酸化工艺可以改进废水的可生化性，为废水的有效处理创造更好的条件。此外，存在于水解酸化池内的膨胀污泥层对悬浮于水中的污泥颗粒或者絮体具有很强的截留作用。所以，水解酸化池对于悬浮物的去除率比沉淀池高，达70%以上。并且可以将水中部分悬浮物水解成溶解性物质，显著明显高于消化池。所以水解酸化池排出的污泥是稳定污泥，并且泥量比传统工艺低30%以上，同时污水中的脱水性能与卫生学指标均不低于消化污泥的指标，从而可以取消污泥消化系统，简单了设计工艺流程，实现了污水、污泥的一次处理。3.6.2设计参数（1）池子个数为n=1，分为2格；（2）停留时间4h。3.6.3设计计算（1）水解酸化池容积式中： ； KZ总变化系数，取1.2； Q设计流量，m3/h； 则 分为两格，每个容积为374.94m3造纸废水设备的水解池，分为2格，每格长15m ，宽为7m ，设备中有效水深高度为4m ，则每格水解池容积为420m3，2格的水解池体积为840m3，满足要求。取超高0.5m ， H=4+0.5=4.5m单格的设计规格为：LBH = 15m7m4.5m此时 （2）水解池上升流速校核已知反应器高度为：4.5m；式中：v上升流速，m/h； Q设计流量，m3/h； V水解池容积，m3； A反映其表面积，； HRT水力停留时间，h，取6h；则 v=4.5/6=0.75m/h水解反应器的上升流速， 符合设计要求。（3）配水方式 采用总进水管进水，管径DN300mm，池底分支配水，支管径DN60mm，支管上均匀排布小孔为出水口，支管距离池底100mm，均匀布置在池底上。（4）出水收集出水采用钢板矩形堰。（5）排泥系统设计 采用静压排泥装置，沿矩形池纵向多点排泥，排泥点设在污泥区中上部。污泥排放采用定时排泥，每日12次。另外，由于反应器底部可能会积累颗粒物质和小砂砾，需在水解池底部设排泥管。3.7生物接触氧化池的设计3.7.1设计概述生物接触氧化法属于好氧生物处理方法，是生物膜法的一种，和生物膜法、活性污泥法一样。但活性污泥法是依靠曝气池中悬浮流动着的活性污泥来净化有机物的，而生物膜法是依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物的11。生物膜净化废水的原理：生物膜成蓬松的絮状结构，微孔多表面积大，具有很强的吸附能力。生物膜上的微生物以吸附膜上的有机物为营养料。生物膜脱落后进入废水，在二次沉淀池中截流下来，成为污泥。生物接触氧化法是一种浸没型生物膜法，事实上是生物滤池和曝气池的结合体。生物接触氧化法又被称为浸没曝气式生物滤池。在池中装满各种挂膜介质，全部滤料浸没在废水中。在滤料下部设置曝气管，用压缩空气鼓泡充氧，废水中的有机物被吸附于滤料表面的生物膜上，被微生物分解氧化。和其他生物膜一样，该法的生物膜也经历挂膜、生长、增厚、脱落等更替过程。一部分生物膜脱落后变成活性污泥，在循环流动过程中，吸附和分解废水中的有机物，多余的脱落生物膜在二沉池中出去。 生物接触氧化池目前主要采用的填料是聚氯乙烯塑料，环氧玻璃钢等做成的蜂窝状或者波纹板状填料。此填料的特点是：在局部平滑面上的生物膜附着较慢，稍有冲击即可剥离，调料之间不具备通道，可以使水流单调。把接触填料做成网状塑料组件，采用正向排列，既可以防止堵塞，又可提高接触效率。生物接触氧化池的优点是：（1）由于填料的比表面积较大，池内的充氧条件比较好。接触氧化池内的生物固体量高于活性污泥法曝气池及生物滤池。（2）生物接触氧化法不需要污泥回流，不存在污泥膨胀的问题。（3）生物固体量多，水流属于完全混合型，因此生物接触氧化池对水质水量的骤变有较强适应能力。（4）生物接触氧化池有机容积负荷较高时，其F/M保持在较低水平，污泥产率较低。缺点是：滤料件水流缓慢，水力冲刷较小，生物膜能自行脱落；动力费用较高。综上所述，本设计在水解酸化处理后采用生物接触氧化法，它具有耐冲击负荷强，污泥生成量少而且不宜产生污泥膨胀，运行比较稳定，且不需污泥回流，易于维护管理等特点。3.7.2 设计参数 （1）生物接触氧化池设为1座； （2）采用的BOD5负荷2.0kgBOD5/( m3d)； （3）污水在池中的停留时间大于2h； （4）进水BOD5浓度过高时，应考虑设出水