造纸厂污水处理设计方案毕业设计部分

1、2设计说明书项目背景2.1.3造纸厂废水处理水量、水质及排放标准由于生产主要采用废旧书刊为原料，废水中主要含有细小悬浮性纤维、造纸填料、油墨及生产过程 中添加的有机和无机物。造纸车间废水经过管网进入污水处理站调节池混合，均质均量。同时根据同类行业废水指标，混合后废水水质指标如下表:废水排放满足制浆造纸工业水污染排放标准（GB3544-2008 ）中废纸制浆和造纸企业的标准。表1废水水质指标污染物名称pHCOD (mg/L)BOD 5( mg/L)SS ( mg/L)进水浓度25006001800处理能力为：Q=8000 m3/d具体指标如下:表2出水水质指标项目pHCOD(mg/L)B0D5(

2、mg/L)SS(mg/L)数值设计内容1、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、设备的选型4、平面布置图和工艺流程图设计依据和设计原则2.3.1设计依据1)厂方提供的有关技术、经济资料；室外排水设计规范( GBJ14-1996 )；给水排水工程结构设计规范(GBJ69-84 )；4)建筑给水排水设计规范( GBJ15-88 )；水处理设备制造技术条件( JB2932-86 )；6)混凝土结构设计规范( GB50010-2002 )7)水污染控制工程上下册高等教育出版社)；8)水处理工程设计计算(中国建筑工业出版社)；环境工程专业毕业设计指南(化学工业出

3、版社)；10)环境保护设备选用手册 水处理设备(化学工业出版社)；11)污水处理构筑物设计与计算(哈尔滨工业大学出版社)；12)给水排水设计手册(中国建筑工业出版社)；13)实用水处理设备手册(化学工业出版社)；14)制浆造纸工业水污染物排放标准( GB3544-2008 )；15)城市污水处理厂污水、污泥排放标准(CJ3025-93 )；16)制浆造纸废水治理工程技术规范试行；17)当地同类废水治理工程经验和技术。2.3.2 设计原则处理工艺的选择及确定2.4.1 处理工艺的选择2.4.2 处理工艺的确定根据该造纸厂废水水质特点及排放的要求，查阅大量的相关资料，参考了一些其他成功经验，提出

4、了该废水处理的工艺路线。对于废水中的部分悬浮物等可采用混凝气浮法进行处理。其中混凝气浮法操作简单、固液分离效果好、运行稳定可靠。对于废水中溶解态有机物可采用“水解酸化-接触氧化”法进行处理。废水经水解酸化后，B/C升高，废水的可生化性提高，使难降解有机物得到较大部分的处理。生物接触氧化法兼有生物滤池和活性污泥法的特点，容积负荷高，水力停留时间短，运行效果稳定 可靠，污泥产生量小，运行管理比较方便。因此，采用“混凝气浮-水解酸化-生物接触氧化”的工艺 路线处理造纸废水。3污水处理方案工艺流程卩冉图1工艺流程图厂区生产的一部生产废水通过污水管网收集后，首先进入集水调节池中，再通过筛网拦除大颗粒悬浮

5、物，废水进入斜筛后进一步分离废水中造纸纤维，一化邮 田C) X进行混凝两筛滤極流进入混凝反应 池，在混凝反应池戒入混凝 在气浮进水管道中加入絮凝剂聚I沉淀泥砂，气浮岀水部分进入水搅拌机，在此将难生物降解的好氧处理，废水进入接I広屢0用 和有效 内设潜 于后续物曝气后，泥水混合物进入二沉池进行泥水分离，上清液达出水 I熾轻的悬浮物，和有效 浮渣进入浆1以便进一的厌氧水解的有机物转变为易生物降解的有机物提高废水的可生化性，以利(PAIM+)后续部分进入触氧化池经过生:标外派或再送回厂区回用，底部污泥部分回流至厌氧水解酸化池。筛网分离岀的造纸纤维和气浮浮渣进 /入浆池余活性污泥分别排入污泥浓缩池中，

6、经水，脱水后污泥外运处置，浓池,废水中细小气浮池，韦带部污泥匀、浓缩，浓缩后污泥用螺杆泵送入带式捱滤机, 见附图一9中，用浆泵回用于生产；气浮底分剩，进行己、一沉佟缩池上清液及带式压滤机滤液排至集水池中。主要回用出水水质效果预测表5出水水质效果预测构筑物进水COD(mg/L)出水去除率进水BOD(mg/L)SS(mg/L)出水去除率进水出水去除率原水2500-600-1800-初沉调节池-200020%-51015%-153015%筛网-1530122420%气浮池2000105247%51029842%122436770%水解酸化池105247355%29814950%36730018%接触

7、氧化池+二沉池4737185%1491888%3003090%污水处理构筑物、设备参数3.3.1筛网造纸废水中含有一些细小的纤维，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。这种呈悬浮状的细纤维可用筛网进行去除。筛网可以有效的去除和回收废水中的羊毛，棉及化 学纤维等杂质，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。本设计采用水力筛网。水力筛网的构造见图 .转动筛网呈截顶圆锥形，中心轴呈水平状态，锥体则呈倾斜状态。污水从圆锥体的小端进入，水流在从小端到大端的流动过程中，纤维状污染物被筛网截 留，水则从筛网的细小孔中流入集水装置。由于整个筛网呈圆锥体，

8、被截留的污染物沿筛网的倾斜面卸 到固定筛上，以进一步滤去水滴。这种筛网利用水的冲击力和重力作用产生旋转运动。具体设计：污水处理的污水量 Q=8000m3/d，污水的pH值为69。1 、选定网眼尺寸筛网中网眼尺寸选择小于 2000um ，本设计选用 60 目。2、筛网的种类筛网材料选择不锈钢，水力负荷为2.4m3/(min?m 2)3、筛网的面积取水力负荷为 q=1.5m3/Q=8000m 3/d=5.56m 3/sA =Q/q=3.7 m 23.3.2 调节池废水水量和水质的均衡调节。由生产装置排出的工业废水，其水量和水质随生产过程而变化，有连24h 的调查，而对于非连续均匀的，有不均匀的，也

9、有间歇的。水质、水量调查，就是确定废水水量和水质随时间的变化规律。通常对于连续稳定生产过程，其排放废水的水量和水质也较均匀稳定，可进行 续稳定的生产过程，调查时间不得少于 1 个完整的操作周期。均衡调节的目的，就是解决进水水量、水质的变化和废水处理装置稳定的处理能力、出水达到稳定 水质间的矛盾。均衡调节包括水量均衡和水质均衡。主要设备：配 3 台混凝搅拌机。混凝反应池出水由提升泵提升至浅层气浮，提升泵型号：CHD519-250 ( I) A，流量 Q=350 m 3/h，扬程 H=10m，功率 N=，设 2 台，1 用 1 备。设计计算：1)调节池容积计算采用连续运行的方法，取流量的50%计算

10、，调节池停留时间为8h，则所需调节池的容积V=QT=4000 X 8/24=1333.3m 3(2) 取池子的水深 H=5.0 m，则调节池的平面面积S=V/H=266.7 m2取宽 B=15 m 则长 L=SB=18 m调节池的尺寸为 LXBXH=15X18X5 m3）示意图单位： mm图 2 调节池3.3.3 混凝沉淀池1 、混凝剂投加方法选用湿法投加，适用于各种形式的混凝剂，易于调节。采用重力投配装置，操作方法简单，混凝剂 在溶药箱内溶解后直接将溶液投入管中。主要设备：混凝反应池出水由提升泵提升至浅层气浮，提升泵型号：CHD519-250I）A ，流量Q=350 m3/h，扬程H=10m

11、，功率N=，设2台，1用1备。2、折板絮凝池在絮凝池内，放置一定数量的折板，水流沿折板上下流动，经过无数次折转，促进颗粒絮凝。这种絮凝池因对水质水量适应性强，停留时间短，絮凝效果好，又能节约絮凝药剂而得到应用。1 ）设计水量Q=8000 X(24 2)=175m3/h2)单组絮凝池有效容积V=QT=175/(4 60)1 0.6m和X）.6m。3、沉淀池选用斜板沉淀池。斜板沉淀池具有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。具体计算：k-用水量占日用水量的百分比，一般采用5%-10%，这里取5%。n-沉淀池个数，这里取 2个。 （ 1 ）沉淀池清水区面积A=Q/q=175/9=19.4 m2q-

12、表面负荷m3/（m2?h），般采用11.0 m3/（m2?h）。设计中取 q=9 m 3/（m 2?h）。（ 2）沉淀池长度及宽度设计中取沉淀池长度 5m，则沉淀池宽度B=A/L=5=3.9m ，取 4m。（3）沉淀池总高度H=h i+h2+h3+h4+h5=+=4.5m式中h1-保护高度（m），般采用0.5m，这里取0.3m ；h2-清水区高度（m），般采用1.5m，这里取1.0m;h3-斜管区高度（m），斜管长度为1.0m,安装倾角60，贝U h3=sin600 =0.87m ；h4-配水区高度（m），般不小于1.5m，取1.5m ；h5-排泥槽高度（m ）。（4）沉淀池进水设计沉淀池进水

13、采用穿孔花墙，孔口总面积A2=Q/v=0.245 m 2V-孔口流速（m/s），般取值不大于 0.20m/s，设计中取 0.2m/s。每个孔口的尺寸定为15cmx 8cm，则孔口数为21个。进水孔位置应在斜管以下，沉泥区以上部位。（5）沉淀池岀水设计沉淀池的岀水采用穿孔集水槽，岀水孔流速V1=0.6m/s，则穿孔总面积 A3=Q/v 1=0.08m 2 设每个孔口的直径为4cm，则孔口的个数 N=A 3/F=64个。F-每个孔口的面积（ m2 ），F=4冷0.001256m 2（6）沉淀池斜管选择2535mm，设计中取30mm;斜管为聚丙烯斜管长度一般为1.0m,设计中取1.0m ;斜管管径一

14、般为材料，厚度为0.5mm。（7）沉淀池排泥系统设计采用穿孔管进行重力排泥，每天排泥一次。穿孔管管径为15mm。沉淀池底部为排泥槽，共12条。排泥槽顶宽 2.0m，槽斗高为。200mm，管上开孔孔径为底宽0.5m，斜面与水平夹角约为5mm，孔间距450，排泥（8）示意图3.3.4二沉池本设计选用竖流沉淀池。竖心管下部的反射板折向上方流动颗粒开始下沉，u=v时颗粒悬池四周的锯齿型三角堰溢流入集斗及排泥装置组成。图3斜管沉淀池池是利用污水从沉淀池中心管流入 污水以流V自下向上流动，中，uv时殳在沉淀、岀水装置、沉淀区、污/0=二31 m2 3 POP二沉池计算:fi=Q/1、中心进水管面积中心水管

15、流速（m/s），般采用 v3600= XX3600=4.48m校核沉淀池边长与水深之比，B/h 2= =0.6m/s;配水井直径V3配水井流速（m/s）设计中取V3=0.3m/s，一般采用 V3=0.4m/s7、岀水堰 沉淀池的四周设置岀水堰,岀水堰上安装三角堰板，均匀集水后自由跌水岀流。设三角堰板的堰上水深为0.025 m,则单齿流量为则总共需要的齿数为n=Q/q=取 8 个齿高0.05m岀水渠宽B取为200mm ,岀水槽下缘与岀水槽水面的距离设为0.1m。8、排泥管排泥管伸入污泥斗底部，为防止排泥管堵塞，排泥管径设为200mm。9、示意图图4竖流沉淀池单位：mm3.3.5水解酸化池水解酸化

16、反应是将难生物降解的有机物大分子水解成可生化可降解的有机物。利用回流污泥有效提 高水解段浓度梯度，废水有机物能够很好的降解。由于在不同的时间段内，水质极不均匀，为保证后续 设备的连续运行。池内设置潜水搅拌机，使废水充分混合，均质均量。设计计算：1、水解池的容积 VV=Kz T=XX5=1333.2 m3水解池取 LXBXH=12X 8X5 m 三座V 水解池发热容积，m3；Kz 总变化系数，； Q 设计流量， m3/h ；T 水力停留时间， h 取 4 小时2、水解池上升流速核算反应器的高度为： H=4m ，反应器的高度与上升流速之间的关系为：V=Q/A=V/TA=H/T=4/5=0.8m/h

17、水解反应器的上升流速v=-0.8mh，v 符合设计要求。200mm ，位于服务面积的中心，出3、配水方式采用穿孔管布水器（分支式配水方式），配水支管出水口距池底水管孔径为 20mm 。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 1-2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。3.3.6接触氧化池污水在接触氧化池中进行氧化反应，即利用鼓风机提供的空气，将污水中的有机物分解成二氧化碳和水并繁殖附着在填料上的微生物，从而达到处理的目的。1 、接触氧化池的有效容积V=Q(S

18、0- Se)/L v=8000 X(600-20)1 X0-3/5=928m 32、接触氧化池的总面积A 和池数 N2A=V/h 0=928/3=309.3 m 2N=A/A 1=(32 X 12) 23、池深h=h0+h1+h2+h3=3+=4.5m ，取 5m。4、有效停留时间：t=V/Q=928/=5、供气量D和空气管道系统计算:D=D 0Q=20X8000=160000m 3/d=111.11m 3/minD0 1m3污水需气量，m3/m3，根据水质特性、试验资料或参考类似工程运行经验数据确定,这里取20 m3/m3。6、填料选择计算YCDT 立本设计采用YCDT立体弹性填料。该种填料

19、比其他填料有着使用寿命长，充氧性能好，耗电小，启 动挂膜快、脱膜更新容易、，耐高负荷冲击，处理简便、不堵塞、不结团和价格低廉等优点。体弹性填料和硬性类蜂窝填料相比，孔隙可变性大、不堵塞；与软性类填料相比，材质寿命长，不粘连接团；与半软性填料相比，表面积大、挂膜迅速、造价低廉。而且生物膜不仅能在运行过程中获得越来越大的比表面积，还能进行良好的新陈代谢。根据环境保护设备选用手册,YCDT立体弹性填料技术参数如下:结构部件材质相对密度拉断力 /kgf拉伸强度连续耐热温度/C脆化温度/C耐酸碱稳定性丝条聚烯烃类120=3080100-50稳定中心绳(聚酰胺)=1580100-50稳定填料单元直径:15

20、0mm丝条直径：0.35mm表6填料技术参数安装距离：150mm 成膜后重量：50 100kg/m 3比表面积：50-300m 2/m3 空隙率：99%7、接触氧化池需要量计算Q 需=DoXQ=18X8000=144000m 3/d=100m 3/min式中Do 1m3污水需气量，m3/m3,般为Q污水日平均流量，m3/d一氧池需气量：1520m3/m3Q1 =需=60 m 3/min二氧池需气量：Q2=需=40 m 3/min&填料容积负荷Nv= kgBOD 5/(m 3?d)污水与填料总接触时间t=24S0/(1000 Mv)=24 為00心000 戶 h设计一氧池接触氧化时间占总接触时间

21、的60% :t1= x= h设计二氧池接触氧化时间占总接触时间的t2= X = h9、示意图40% :3.3.7浅层气浮系统高效浅层气浮系统是一个先进的快速气浮系统，改传统气浮的静态进水、动态岀水为动态进水、静 态岀水，即把含有附有微气泡悬浮颗粒的混合污水进入气浮池内的时候，使岀流装置移动，混合废水的 水平流速相对岀流装置为零，从而抑制了槽内的紊流，因而能进行平稳的气浮分离（即所谓的“零速度 原理”），浮选体上升速度达到或接近理论升速，极大地提高了处理效率，使废水在浅层气浮槽中的停 留时间由传统的3060 min减至3 min，并且集凝聚、撇渣、排水、排泥为一体，是一种高效的废水处理装置。T=

22、3min。设计处理水量 Q=8000m 3/d=333.3m 3/h=5.56m 3/min，水力停留时间根据处理水量确定浅层气浮池的型号QF-400 （查环境保护设备选用手册一一水处理设备）主要参数如下:表7浅层气浮池参数技术参数参数值技术参数参数值处理量333.3m3/h配溶气系统功45kw率池径11000mm反应罐尺寸/m2X主机总功率反应罐搅动功率2X加药搅拌功率反应罐工作质2X率（2台）量/t注:表中处理水量依据，回流比R=30%，水里表面负荷：q=68m3/m2 . h1、浅层气浮装置结构浅层气浮装置集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥为一体，整体成圆柱形，结构紧凑，池子较浅。装 置主体

23、由五大部分组成：池体、旋转布水机构、溶气释放机构、框架机构、集水机构等。进水口，岀水 口与浮渣排岀口全部集中在池体中央区域内，布水机构、集水机构、溶气释放机构与框架紧密连接在一 起，围绕池体转动。2、反应罐的有效停留时间反应罐的容积 V=nDPAM 每天需用量 m2=5 X8000 X10-3=40kg每天加药三次，则每次加药量为m2 =m2/3=13.3kg根据实际经验，应将PAM配制成浓度为时，处理效果较好。每次加水量:H/4= XX4/4=18.1m 3反应罐的有效停留时间t=V/Q= X2/=3、加药情况调整好的污水的 pH值一般取，在两个反应罐中分别加入混凝剂PAC和絮凝剂PAM。所

24、加药剂的用量为PAC : 80ppm，PAM :5ppm。（1）PAC 每天需用量 m1=80 X3000 X0-3/=1828.5kg 是 PAC 中 Al 2O3 的百分比）每天加药三次，则每次加药量为m1 =m1/3=609.5kg查资料得，将 PAC配制成浓度为8%时，处理效果较好。每次加水量:mi =8%=7618.75kg设其密度 P =1000kg/m2 m 2= %=13300kg 设其密度 P =1000kg/m3则所加水体积为 V= m 1 / P =13300/1000=13.3m3加药泵选型流量q=15/8=1.88m 3/h，根据给水排水设计手册第11册常用设备，所选

25、泵的型号为J-D2000/型柱塞计量泵，两台，一用一备。其性能参数如下：表9加药泵型号参数则所加水体积为 V= m 1 / P =7.6m加药泵选型流量q=8/8=1m3/h,根据给水排水设计手册第11册常用设备，所选泵的型号为 J-Z1000/型柱塞计量泵，其性能参数如下：表8加药泵型号参数性能规格参数值性能规格参数值流量1000L/h电动机功率泵速126 次 /min进出口直径32mm排出压力重量263kg性能规格参数值性能规格参数值流量2000L/h电动机功率泵速91 次 /min进出口直径40mm排出压力重量340kg4、溶药搅拌机的选型参照环境保护设备选用手册 一一水处理设备，选用型

26、溶药搅拌机，其主要技术参数如下:表10溶药搅拌机参数参数参数值参数参数值槽尺寸(mm) 2400X2500速比11:1转速/131槽材质玻璃钢叶轮直径/mm450功率/kw减速器摆线针轮加药桶容积为 V=n ( D/2) 2H=11.3 m f=Q/v 0=0.17 mV0-中心进泥管流速（m/s），般采用vov=O.O3m/s,这取0.03m/s。管内流速 进泥管采用DN150mm。所需数量：2只，X2=22.6m313.3m3，符合要求5、污泥产量气浮池进口处 SS的浓度为 Ci=i200mg/l，SS的去除率为90%，岀口处 SS 的浓度 C2=1200 X （） =120mg/l，污泥

27、的含水率 p=97%，排泥时间T=1d，W= XK=28X =432m3/d则由SS产生的污泥量为：考虑到投加混凝剂后，也会产生一定的污泥量，则总污泥量式中K-投加混凝剂后污泥的增加系数。污泥泵选型N型离心式泥浆泵主要技根据污泥量 W1=432m 3/d=18m 3/h，查给排水设计手册第六册工业排水， 术参数，确定选用的污泥泵型号为25ND离心式泥浆泵，数量：两台，一备一用主要技术参数如下:表11污泥泵技术参数技术参数参数值技术参数参数值流量（m3/h）18汽蚀余量（m）扬程H (m)叶轮名义直径D2 （ mm）215转速 n(r/min)1430过流断面最小尺寸（mm）15效率n (%)3

28、5泵重量（kg）140电动机功率（kw）43.3.8污泥浓缩池污泥浓缩的对象是颗粒间的孔隙水，浓缩的目的是在于缩小污泥的体积，便于后续污泥处理。常用污泥浓缩池分为竖流浓缩池和辐流浓缩池2种。二沉池排岀的剩余污泥含水率高，污泥数量较大，需要进行浓缩处理；初沉污泥含水量较低，可以不采用浓缩处理。设计中一般采用浓缩池处理剩余活性污 泥。浓缩前污泥含水率 99%，浓缩后污泥含水率 97%。具体计算：本设计采用竖流式浓缩池。进入浓缩池的剩余污泥量为Q=0.005m 3/s。(1)中心进泥管面积(2)中心进泥管喇叭口与反射板之间的缝隙高度V1-污泥从中心管喇叭口与反射板之间缝隙流岀速度（m/s), 般采用 0.03m/s,这里取 0.02m/s。di-喇叭口直径（m）, 般采用d1=0.63m（3）浓缩后分理岀的污水量P-浓缩前污泥含水率，一般采用99%；P0-浓缩后污泥含水率，一般采用4）浓缩池水流部分面积97%。2F=q/v=37.5m 2v-污水在浓缩池内上升流速（m/s），般采用 v=0.0001m/s。设计中取 v=0.00008m/s 。（5） 浓缩池的直径,取 7.0m 。6）有效水深h2=vt= X0 X3600=3.6m。t-浓缩时间（h），一般采用1016h，取t=10h7）浓缩池污泥斗容积污泥斗设在浓缩池的底部，采用重力排泥。h5=tg a （R）=tg5