造纸废水处置工艺设计

200t/d造纸废水解决工艺生物工程xxx200xxxxxxxxxx概述造纸工业废水排放量大，水污染严重，生态破坏性大，是世界公认的“六大”公害之一；造纸工业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一，对环境的污染重要为废水、废气、废渣、噪声和恶臭，其中废水的污染最为严重和复杂。随着经济的发展，公司日益面临水资源短缺、原料匮乏的问题，而另首先，水污染液日益严重。据不完全统计，其废水排放量达20多亿吨，占全国工业废水排放量的11%以上，COD排放量更是多达300多万吨，占全国COD排放量的42%，居第一位。近年来，由于水资源的匮乏、经济的持续增加，造成水资源价格的不停提高以及面对严峻的环境污染形式，国家对环保执法力度的进一步加大，规定造纸公司谋求一种符合国家环保政策规定的新工艺、新技术，来实现造纸废水的循环运用。造纸工业所产生的废水含有种类繁多、水量大、有机污染物含量高特点，属难解决的工业废水之一，废水来源于制浆及造纸各个工艺环节中，其物理性质及有机污染物的浓度各不相似，针对废水的特性拟定有效的解决工艺，现在用于造纸工业废水解决的重要办法有沉淀、气浮、吸附、膜分离、好氧生物、厌氧生物等解决办法以及几个工艺结合的解决办法。本论文为200t/d造纸废水解决设计一种最合理的工艺流程。造纸废水来源造纸废水重要有3个来源：制浆废液，中段水，纸机白水。制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张。这2项工艺都排出大量废水

。制浆产生的废水，污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色，称为黑水，黑水中污染物浓度很高，BOD高达5～40

L，含有大量纤维、无机盐和色素。洗涤漂白过程中产生的中段水水量最多，污染物质有较高浓度的木质素、纤维素和树脂酸盐等较难生物降解的成分，且色度深。抄纸机排出的废水，称为白水，其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。造纸废水水质特点及水质构成从造纸废水来源中，能够懂得其废水水质特点：废水排放量大，含大量的纤维素、木质素、无机碱、以及丹宁、树脂、蛋白质等，造成废水色度深，碱性大，悬浮物含量大，且含有二价硫，并有硫醇类恶臭气味，有机物及难降解物质含量高，耗氧大，为组分复杂难解决有机废水。废水水质构成：①还原性物质，如木质素、无机盐等，以COD为指标；②可生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐败物质等，以BOD为指标；③悬浮物，如细小纤维、无机填料等，以SS为指标；④色素类，如油墨、染料和木质素等，以色度表达。废纸造纸污水的SS、COD浓度较高，COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分构成，普通非溶解性COD占COD构成总量的大部分，当污水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，废纸造纸污水解决要解决的重要问题是去除SS和COD。设计进出水质本设计污水解决规模为200t/d。根据近年来的进水水质统计资料，以及公司清洁生产水平逐步提高带来废水水质的变化，拟定本次设计进水水质以下表4-1所示。解决后的水排放原则：《制浆造纸工业水污染排放原则》(GB3544-)表4-1设计进出水质和排放原则水质指标CODcr/mg.L-1BOD5/mg.L-1NH3-N/mg.L-SS/mg.L-TN/mg.L-TP/mg.L-pH进水水质≤3200500≤35≤1000≤40≤5.06～9排放原则≤80≤20≤8≤30≤12≤0.86～9工艺选择的原则（选择根据）工艺方案的选择对于废水解决设施的建设、确保解决设施的解决效果和减少运行费用发挥着最为重要的作用，因此需要结合设计规模、废水水质特性以及本地的实际条件和规定，选择技术可行、经济合理的解决工艺技术，经全方面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在废水解决设施的总体工艺方案拟定中，遵照下列原则：(1)

所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定，能确保出水水质达成工厂使用原则及国家废水排放原则的规定。(2)

所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和减少能耗。(3)

所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量，应能对工艺运行参数和操作进行适宜调节。(4)

所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。(5)

所选工艺应最大程度减少对周边环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）。主体工艺比较造纸废水浓度高，COD、BOD含量多其解决办法较普通工业废水有所不同。现在，国内重要采用的造纸废水解决工艺有：SBA工艺、CAR工艺、生物接触氧化法以及UASB工艺等。SBR工艺（序批式活性污泥法）SBR工艺是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水解决技术。与传统污水解决工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反映替代稳态生化反映，静置抱负沉淀替代传统的动态沉淀。它的重要特性是在运行上的有序和间歇操作，SBR工艺的核心是反映池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功效于一池，无污泥回流系统。污水在反映池中按序列、间歇进入每个反映工序，即流入、反映、沉淀、排放和闲置五个工序。污水流入反映池中达成预定容积后，同时可微量曝气，以确保顺利排泥。停止曝气和搅拌后充足沉淀，反映池起二沉池的作用，沉淀后上层清液经解决后排放，下层污泥作为种泥回流。排水后进入闲置工序，使污泥处在饥饿状态，使其在下个周期的反映中，充足发挥活性。工艺特点：①反映与沉淀在同一种池内完毕，不需要设立二沉池和污泥回流装置。占地少，投资省，基建和运行费低；②SBR中微生物因周期性处在高浓度及低浓度交替的环境中，丝状菌极少成为优势菌种，不易发生污泥膨胀；③操作过程中交替出现厌氧、好氧和缺氧状态，有机物降解效率高，含有良好的脱氮除磷效果。④耐冲击负荷，池内有滞留的解决水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。⑤运行效果稳定，污水在抱负的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。⑥可实现自动化控制，根据水质水量变化随时控制SBR工艺运行程序。⑦SBR法系统本身也适合于组合式构造办法，利于废水解决厂的扩建和改造。存在问题：沉淀和排水所需时间较长，此期间污泥呈缺氧或厌氧状态，易使污泥中磷提前释放到出水中。同时，排水速度、水位和排泥量难于控制而造成出水中悬浮固体含量过高或污泥泥龄不适宜。CAR工艺（传统活性污泥法）CAR工艺由曝气池、二沉池、曝气系统（含空气或氧气的加压设备、管道系统和空气扩散装置）以及污泥回流系统等构成。曝气池和二沉池是活性污泥系统的基本解决构建物。由初沉池流出的废水与从二沉池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，其混合体称为混合液。在曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充足接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解，使废水得到净化。在二沉池内，活性污泥与已被净化的废水（称解决水）分离，解决水排放，活性污泥在污泥区内进行浓缩，并以较高的浓度回流曝气池。由于活性污泥不停地增加，部分污泥作为剩余污泥从系统中排出，也能够送往初沉池。存在问题：由于采用重力式沉淀方式作为固液分离手段，其固液分离效率不高，解决装置容积负荷低，占地面积大，出水水质不稳定，传氧效率低，能耗高以及剩余污泥产量大。接触氧化法接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化解决法。这种办法的重要设备是生物接触氧化滤池。在不透气的曝气池中装有焦炭、砾石、塑料蜂窝等填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧,这种方式称为鼓风曝气；空气能自下而上，夹带待解决的废水，自由通过滤料部分达成地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不停更新，从而提高了净化效果。生物接触氧化法含有解决时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点。缺点：填料上的生物膜储量视BOD负荷而异；生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引发水质恶化，影响解决效果；当采用蜂窝填料时，如果负荷过高，则生物膜较厚，易堵塞填料；大量产生后生动物（如轮虫类）；组合状的接触填料有时会影响曝气与搅拌。UASB工艺UASB反映器解决工艺是现在研究较多、应用日趋广泛的新型污水厌氧解决工艺，由荷兰Lettinga专家于1977年发明。UASB由污泥反映区、气液固三相分离器（涉及沉淀区）和气室三部分构成。污水自下而上通过UASB。反映器底部有一种高浓度、高活性的污泥床，污水中的大部分有机污染物在此间通过厌氧发酵降解为甲烷和二氧化碳。因水流和气泡的搅动，污泥床之上有一种污泥悬浮层。反映器上部有设有三相分离器，用以分离消化气、消化液和污泥颗粒。消化气自反映器顶部导出；污泥颗粒自动滑落沉降至反映器底部的污泥床；消化液从澄清区出水工艺特点：除含有厌氧解决的优点，如工艺构造紧凑、解决能力大、无机械搅拌装置、解决效果好、投资省等优点外，还含有其它厌氧解决工艺（厌氧流化床、厌氧滤池等）难以比拟的优点：可实现污泥的颗粒化；生物固体的停留时间可长达100d；气、固、液的分离实现了一体化；普通状况下不发生堵塞，因而它含有很高的解决能力和解决效率，特别合用于多个高浓度有机废水的解决。缺点：即使UASB反映器的负荷和解决效率高，但是UASB反映器解决制浆黑液是不可行的，由于黑液中的污染物是难于生物降解的。综合对比以上四种工艺，以及所需要解决的造纸废水状况，采用SBR工艺为本次废水解决的主体工艺。SBR工艺原理SBR工艺由按一定时间次序间歇操作运行的反映器构成。SBR工艺的一种完整的操作过程，亦即每个间歇反映器在解决废水时的操作过程涉及下列五个阶段：①进水期——加入基质；②反映期——基质降解；③沉淀期——泥水分离；④排放期——排水排泥；⑤闲置期——活性恢复。SBR的运行工况以间歇操作为特性。其中自进水、反映、沉淀、排水排泥至闲置期结束为一种运行周期。在一种运行周期中，各个阶段的运行时间、反映器内混合液体积的变化及运行状态等都能够根据具体污水的性质、出水水质及运行功效规定等灵活掌握。SBR工艺对有机物的去除机理为：在反映器内预先培养驯化一定量的活性污泥，当废水进入反映器与活性污泥混合接触并有氧存在时，微生物运用废水中的有机物进行新陈代谢，将有机污染物转化为CO2、H2O等无机物，同时，微生物细胞增殖，最后将微生物细胞物质（活性污泥）与水沉淀分离，从而使废水得到解决。废水解决具体工艺流程工艺流程阐明废水首先由集水池收集，然后通过粗格栅拦截水中的纸屑、泡沫纸、塑料及大颗粒杂质等悬浮物，之后经提高泵进入细格栅，进一步除去细小的颗粒杂质后进入沉砂池，除去水中密度较大的无机颗粒。沉砂池出水进入SBR池，在这一阶段里去除营养物质以及脱氮除磷，清液通过鼓风机房进入絮凝反映池，化学絮凝沉降除去水中细小悬浮物、漂浮物及胶体物质，其出水后进入滤池做临时贮存，最后经紫外消毒池消毒，检测其达标后即可回用或排放；另首先，从SBR池出来的剩余污泥和絮凝池反映后的沉渣先由集泥井收集，然后进入污泥浓缩车间进行浓缩，接着输送到污泥脱水车间进行脱水，得到泥饼，定时外运解决。重要构建物、设备及其功效介绍（1）重要构建物1）集水池：收集废水，设立在筛网之后，为方便污水的提高一级缓冲污水的流量变化。2）沉砂池：采用曝气式沉砂池，除去污水中粒径较大的无机颗粒，以确保后续解决流程的正常运行，减少后续解决构建物发生沉积。3）SBR池：去除污水中大部分的污染物，去除可生物降解的营养物质以及脱氮除磷。4）絮凝反映池：去除水中细小悬浮物、漂浮物、胶体物质、溶解性有机物、氮磷等污染物，以满足水环境原则，避免封闭式水域富营养化和污水再运用的水质规定。属深度解决工艺。絮凝是以机械或水力等方式造成颗粒碰撞形成易于沉淀或上浮的絮体从而达成与水分离的目的。5）滤池：使用快滤池。应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对自来水进行快速过滤而达成截留水中悬浮固体和部分细菌、\o"微生物"微生物等目的。6）紫外消毒池：消毒杀菌，使出水达成排放原则。7）集泥井：贮存剩余污泥和沉渣，方便下一步进行污泥解决浓缩。8）污泥浓缩车间：采用重力式污泥浓缩。进行污泥浓缩，重要是减缩污泥的间隙水，减少污泥含水率，减少污泥体积。9）污泥脱水车间：对前一工序浓缩的污泥进行进一步浓缩压滤脱水，使污泥含水率减少到尽量低的程度，以减少污泥体积并便于装卸作业。10）鼓风机房：给曝气沉砂池和SBR池供气。（2）重要设备1）格栅：回收废水中的纤维并减少废水中SS含量。重要有粗格栅机和细格栅机。①粗格栅机：功效是去除污水中的较大漂浮杂物以确保污水提高泵的正常运行，采用机械格栅，设立2台，一用一备。②细格栅机：功效为去除污水中较为细小的漂浮杂物，以确保后续解决流程的正常运行。采用机械细格栅2台，互为备用。2）污水提高泵：功效为提高污水以满足后续污水解决流程竖向衔接的规定，实现重力流动次序解决污水，采用提高式无堵塞潜水泵3台，2用一备。3）滗水器：滗水器是一种能随水位变化而调节的出水堰，排水口沉没在水面下一定深度，可避免浮渣进入。为SBR工艺采用的定时排除澄清水的设备，它含有能从静止的池表面将澄清水滗出，而不搅动沉淀，确保出水水质的作用。采用旋转式滗水器。4）水下曝气器（设备参数：循环水量、供气量、供氧量）：是给排水曝气充氧的必备设备。5）罗茨鼓风机：重要功效是提供空气。6）电控柜：是按电气接线规定将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上，其布置应满足电力系统正常运行的规定，便于检修，不危及人身及周边设备的安全的控制柜（箱）。涉及配电柜、配电箱、电器控制柜等，正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电