【《某造纸污水处理厂的总体设计计算案例》7700字】

毕业论文某造纸污水处理厂的总体设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u14068某造纸污水处理厂的总体设计计算案例 1451.1.污水水量及处理程度计算 1276191.1.1处理水量 1191531.1.2处理率计算 180091.2污水处理工艺流程的选择 219931.1.1几种常用工艺介绍 2121611.1.2工艺分析 571361.1.3工艺选择 6221711.1.4污泥处理工艺 7265151.3主要构置物选型 7284551.3.1格栅 762391.3.2提升泵房 863291.3.3纤维回收间 10318941.3.4混凝沉淀池 11223821.3.5水解酸化池 12215191.3.6生物处理单元 1254751.3.7二沉池 13204001.3.8消毒 13312671.3.9浓缩池、消化池与脱水设备 131.1.污水水量及处理程度计算1.1.1处理水量Q=10000m3/d，最大处理能力12000m3/d。1.1.2处理率计算各项污染物的处理率具体计算结果如表所示。表2-1各污染指标处理率计算表名称原水水质出水水质处理率PH8~106~9CODcr（mg/L）17009094.7%BOD5（mg/L）3802094.7%SS（mg/L）16003098.1%色度（倍）5505090.9%1.2污水处理工艺流程的选择1.1.1几种常用工艺介绍（1）A2/O工艺A2/O的脱氮和脱磷过程（即厌氧-缺氧-好氧活性污泥过程），它在Ap/O的脱磷过程中增加了一个缺氧池，并从有氧池中回流部分混合物到缺氧池，具有同时反硝化和脱磷的功能。废水经过预处理和初次沉淀池处理后，废水再流进厌氧池，在厌氧池中的反应是跟在Ap/O生物除磷的过程中的基本相同。缺氧池里面的缺氧反应与An/O生物脱氮反应基本一致。而在好氧池中的反应同时有生物除磷过程和生物除氮的的功能。因此从原理上分析，此工艺可以同时具有有机物的去除，脱氮除磷的作用。A2/O工艺较多应用于对氮，磷排放要求严格的城市污水处理厂，它的一些优点有：1）其总占地面积和总的水力停留时间都很少。2）在交替运行条件下，没有污泥膨胀的危险。SVI值通常不超过100。3）污泥中磷的浓度高，肥料利用率高。4）无需在运行中放药，并且操作成本低。5））此工艺是最简单能够实现同步脱硝脱磷的工艺，缺点：1）除磷的效果难以得到提高，污泥的生长会受到一定的限制，当P/BOD值较高的时候就很难以再提高。2）反硝化效果很难再提高。（2）氧化沟工艺氧化沟，它是对活性污泥法进行变形，然后变化出来的一种工艺，又被叫做循环曝气池，。氧化沟是对传统的活性污泥工艺进行改进再发展出来的。污水和污泥的混合在一起在环形通道中循环，这就是活性污泥过程的一种变化后的形式。有机负荷非常低，基本上跟延迟曝气活化污泥系统差不多。由于它的运行成本低，结构也十分简单，容易维护和进行管理，具有良好的出水水质，而且耐冲击负荷能力很强，稳定的操作以及氮和磷的去除，可应用在大中型水厂。其优点如下：1）活性污泥的絮凝效果好，富氧区和缺氧区是它的两个主要工作区域，可以进行硝化，也可以进行反硝化过程。2）在不使用初级沉淀池的情况下，有机悬浮物可以在氧化沟中实现好氧稳定性。3）功耗小，运行成本低。缺点：1)污泥膨胀问题。2)泡沫问题。3)污泥上浮问题。4)流速不均及污泥沉积问题。5)氧化沟占地面积很大。（3）CASS工艺循环活化污泥系统工艺简称CASS。它是一种新发展起来的的污水处理工艺，系统组成比较简单，CASS工艺目前已经在很多污水处理厂都得到广泛应用，特别在欧美国家。从实际运行效果上看，处理效果十分显著，而且还具有一定的除磷脱氮效果。CASS工艺特别适用于处理工业污水和需要除磷除氮的污水。其优点如下：1）管理方便，工艺简单，建设成本低。CASS整个工艺只有一个反应器，二级沉淀池不需要设置，调节池通常也是不需要设置的，连污泥浓缩设备都可以省略。综合来看，与活性污泥工艺相比，CASS工艺可减少超过25％的资金投入，而且布局会更加紧凑，其占地面积也会更小，最多可减少35％。2）处理效果十分显著。3没有污泥膨胀。这个工艺的特殊的运行环境可以让污泥中丝状细菌的生长受到限制，这就可以大大减少污泥膨胀问题。4）对于氮和磷，也有也非常好的去除效果。5）CASS工艺的独特运行条件决定了它能够很好地适应水量和水质的波动。缺点：进水情况因为运行机制的问题受到一定程度的限制，所以水力停留时间会很长。（4）SBR工艺它是一种活性污泥工艺，名字叫做序列间歇式反应器，同时它也是被称为序批式活性污泥工艺。SBR反应池是此工艺最核心的地方，它在一个池中就集成了均化，一级沉降，降解以及二级沉降这几个功能为一体，还一个很大的优点，它不需要污泥回流。SBR具有以下优点：1）净化效果显著，池中的厌氧与好氧运行能够交替变化。2）抵抗负荷冲击能力强，由于水池中具有残留的处理水，对再进入的污水可以进行稀释和缓冲作用，这能够一定程度上减轻水中有机污染物的影响。3）出水水质好，运行十分稳定。4）过程中的每个程序都可以根据水质和水量进行调整，操作灵活。5）无论是操作还是维护管理都很方便，所需要的设备也少，结构比较简单，。6）污泥膨胀问题少，由于反应池中具有浓度梯度的，污泥膨胀问题就能够得到很好的解决。7）有利于污水处理厂的扩建和改造。8）进行适当的运行方法来实现有氧，厌氧，缺氧的环境交替运行，会使脱氮除磷效果十分显著。9）SBR工艺相对来说比较简单而且成本低。不需要设置二级沉淀池，调节池和一沉池也都可以省去，也不需要污泥回流，布局十分紧凑，占地省。SBR系统的适用范围：中小城镇的污水处理以及工业废水的处理，间歇排放的地方。3）要求出水水质比较高的地方，比如一些自然风景区，需要保护的湖泊等，这些地方不仅要去除有机物，还要去除废水中的氮磷污染物，因为河流湖泊富营养化问题本身就难以解决。4）水资源匮乏的地方。生物处理后可以进行物理和化学处理，从而无需额外的处理设施，节省成本，还能很好的促进水资源的循环利用。5）土地稀缺的地方。6）少量水的处理以及工业废水的间歇性排放的处理。1.1.2工艺分析随着造纸工业的发展，新型的有机类助剂和染料等辅料也得到了使用，这就导致一个很大的问题，此类造纸废水的处理如果继续采用传统的混凝沉淀或者气浮工艺，处理结果就很难达到相应的废水排放水质标准的要求。混凝工艺只对废水中的大部分悬浮物和一些失稳的胶体具有一定的去除能力，而对于溶解性或者是胶体分散状态的有机污染物，则降解几乎没有什么降解效果。所以针对这类造纸废水的污染物必须采用生化法处理，才能让处理后的废水COD达标。以麦草为原料的X纸业公司的生产废水中含有大量的植物纤维，很多不可生化物质和生产过程中添加的高分子添加剂等，特点是B/C值低，可生化性差较低,进行生物处理就会变得很困难，而且此污水SS浓度特别高，参考国内外目前在造纸废水处理方面，结合一些污水处理站工程实例的实际运行情况，综合来看，物化处理+生化处理理论上是非常稳妥可行的方案,其实就是在生化处理前面，利用物理化学的方法进行前处理，这样进行预处理之后可以很大程度降低污水中悬浮物的浓度，还有很关键的就是需要要提高废水的可生化性，这可给之后的生物处理提供了非常良好的运行效果。下面介绍两种处理工艺。（1）方案一：氧化沟法此造纸公司排放的废水先经过格栅，废水流入均衡调节池，大的固体物质被拦截，再经泵房提升后流入絮凝反应池，再进入初沉池完成沉淀,上面的清澈水体进入氧化沟，氧化沟出水后流入二沉池，沉淀后就可以达标排放。二沉池里面累积的污泥一部分需要进行污泥回流，另一部分污泥流入污泥浓缩池浓缩，经脱水后外运。图2-1污水处理工艺流程图（2）方案2：生物接触氧化法此造纸公司排放的废水先经过格栅，废水流入集水调节池，大的固体物质被拦截，污水在调节池调节水量、均匀水质后由污水泵提升至高位斜筛，在此回收细小短纤维，废水流入混凝沉淀池，通过与投加的絮凝剂混合，能很好地去除废水中悬浮物。混凝沉淀池的上面较清澈的水体再流入水解酸化池。污水经水解反应后，可生化性特别差的废水的可生化性就得到大大提高，之后再流入生物接触氧化池。最后在二沉池进行沉淀后再消毒达标排放。图2-2污水处理工艺流程图1.1.3工艺选择表2-2-两种方案对比表比较项目氧化沟方案水解酸化+生物接触氧化方案技术先进性先进先进处理工艺成熟性成熟成熟占地面积大小操作、管理及维护简单简单构筑物数量较少中等污泥膨胀严重无处理效率高一般高运转可靠性和灵活性高高能耗中等低采用生物接触氧化法处理造纸废水，其占地面积小，效率高，而且没有氧化沟出现的污泥膨胀和污泥回流的问题，管理起来更加简单方便，耐冲击和适应性较强，池内采用填料挂膜简单，节能效果明显，启动速度也很快，污泥产量少等。而对于氧化沟法，占地面积大，这对于企业来说，本身用地都紧张，增加了用地成本。还具有比较普遍的污泥膨胀问题，在氧化沟工艺中污泥负荷一旦过高，溶解氧的浓度就会降的比较低，排泥不通畅也会非常容易导致污泥膨胀问题的发生；X市在冬季的平均气温也是达到了0℃，在这个时候的水温较低，而且污泥负荷比较高的时侯，污泥膨胀问题发生的概率就大大提高，而且还具有泡沫问题。综合考虑选择了水解酸化+生物接触氧化法的处理工艺1.1.4污泥处理工艺污水厂每天在运行的时候，都要产生大量的污泥，未经过处理的污泥也会对环境造成很大的污染，所以本污水处理站也要进行污泥处理。此污水处理站的污泥处理决定采用污泥浓缩，然后进行污泥脱水，然后外运处理。1.3主要构置物选型1.3.1格栅格栅是一种比较简单的构筑物，由一些相互平行的金属条就可构成，通常情况下安装在污水处理厂进水的地方，也可以设计在泵房跟集水调节池合建的进口处，用来拦截污水中比较大的固体物，比如各种纤维果皮等，主要是为了降低后面构筑物的处理压力，提供良好的运行条件。拦截下来的固体杂质需要进行清除，具有两个不同的清除方法，一个是人工清除，另外一个是机械清除。对于每天需要处理水量比较大的污水处理厂，由于截留量较大，如过采取人工清除劳动强度就会非常大，所以这种情况需要采用机械清除。一般情况来说，阶梯格栅、螺旋式格栅以及弧形格栅是经常在设计中所采用的格栅。整个工艺的运行稳定性跟格栅选型是有很大的关联。回转式细格栅的价格便宜低，但是不方便清理，它的拦截污染物的能力也差强人意，经常由于清渣没有清除干净，剩下还未清理干净的残渣就会被废水冲到调节池。而阶梯格栅的拦截能力相对来说也较弱，螺旋细格栅的缺点就没有那么明显，确实是具有一定的优势，值得选择。它具有与众不同的过栅水力流态，效果十分显著，它对纤维物质的拦截能力非常强，根据有关数据统计，螺旋细格栅机可以稳靠运行8年以的时间，八年间基本不会出现问题，不需要进行维修，可行性非常高，产品价格也非常合适，质量可靠，价铬适中，所以被大量业主所采用，并且在逐步替代了传统细格栅。所以此废水处理采用螺旋细格栅是非常合适的，并用机械清渣。1.3.2提升泵房提升泵房对于污水处理是非常关键的一个步骤。泵房具有多种多样的形式，如何选择一个合适的泵房有非常多的考虑因素，如泵房的大小、成本、施工难度、地质条件、采用哪种水泵等。（1）泵房形式泵房可以分为两种，一是分建式污水泵房，二是合建式污水泵房，具体怎么选择应该根据地面条件，地质地形，水文资料，泵的型号进行合理选择。合建式污水泵房：机房和集水池建在一起，在同一个构筑物里面。基本上很多都是采用自灌式启动水泵。机器、格栅、集水调节池这些所有设备及构筑物都可以建设在一起,，占地面积大大减少，整个污水厂布置显然就会变得更加紧凑分建式泵房：相比于合建式污水泵房，分建式污水泵房的主要优点就是设计建造处理会更加简单，由于机器跟集水池分开，机器之间就基本没有被集水池中污水渗入的风险，安全性比较高，施工难度也会更低。由以上可知，由于是对造纸厂的污水处理站设计，水量较小，用地面积，并考虑到造价成本以及其他因素，此污水处理站的污水提升泵房决定采用合建式自灌式泵房。（2）泵站的布置本次设计的污水泵站与污水厂内其他处理构筑物一起布置，还要考虑泵带来的噪音污染，需要建设绿化带进行隔离。污水提升泵房进口应比地面高出20厘米以上。每一台污水泵都设置了一个的吸水管，水泵堵塞的可能性就得以大大降低。（3）泵房的通风设施机械通风：有一种是部分机械通风，部分机械通风是依靠机器完成对里面热空气的抽出，然后再通过自然空气流动吹入冷空气。还有一种是全部机械通风。自然通风：泵房要具有自然通风的基本条件，自然通风适合地面泵房还有半地下式泵房。本污水处理站采用自然通风。（4）泵型选择水泵的选择十分关键，需要根据计算后续水头损失来确定的所需扬程以及设计流量来进行选择，选择应达到下面的几条要求:污水泵最好是选择同一种型号,总共的台数控制在2~8台之间比较合适。当水量变化特别大的情况,也可以选择不同规格的水泵进行搭配,不过也不适合超过两种,也可以选用具有通过变频的方式进行调速的装置,污水泵房还应该准备一个备用泵,当所需泵台数小于4台的时候,准备备用泵1台即可。排水泵站泵的型号特别多。下面例举了几种型号的泵进行选择。①ZLB型立式轴流泵:适用于扬程比较低和水流量大的泵站,其主要特点是效率较高，与一般同口径泵(混流泵外)相比,流量约大1/3左右,但轴流泵安装要求稳定性高。②TL型卧式混流泵和HLB型立式,多用于中流量之雨水及合流泵站。③PW型卧式和PWL型立式离心污水泵，专供吸送污水、污泥用。防腐蚀性能较好，构造简单可靠,对于污水使用维修方便,但效率较低④MN型污水泵(立、卧式),特点就是能够输送含有固体杂质和纤维的污水,是单级单吸蜗壳式泵。但是在运转过程中,领要另用高压清水在水封环中进行冷却和防止污水串流。⑤MF型污水泵(立、卧式),特点是能够输送含有固体杂质和含有纤维的污水,泵体和进水管上有检修孔，叶轮检修方便。⑥WL型立式无堵塞排污泵,特点是能有输送含有固体杂质和具有长纤维的污水,有不易发生堵塞的效果。中小型污水泵站比较合适。由于此公司以麦草为原料造纸，废水中含有大量植物纤维，故综合考虑选择能有效地输送含有固体杂质和纤维的污水而且不易发生堵塞的效果WL型立式污水泵，此泵采用了大流道形式设计，所以具有能够有效减少各种纤维的缠绕的优势，还能够有效通过比较大的物料。对于造纸污水来说十分合适。结合设计水量和预计的水泵数量单台水泵的设计水量,水泵的设计扬程,最高和最低的扬程，最终选择了型号为150WLⅠ320-26污水泵三台，两用一备。表2-3污水泵性能参数表型号流量/m3/h扬程转速r/min功率/kw效率150WⅠ320-263202614504573%1.3.3纤维回收间设置纤维回收间的目的主要是让资源回收利用，变废为宝，一般情况下采用斜网，回收后的浆料还能用于再造纸，除此之外还可以卖给其他公司用作低端纸的生产原料，最重要的是能有效降低后续生物处理负荷，SS去除率为25%~45%，COD去除率为15%~25%，减少混凝沉淀池药剂消耗。采用尼龙斜网的建设成本比较低，而且操作简单，拦截纤维效果也是最显著的，根据一些实际例子可知，此步骤具有很大的经济效益和环境效益。本污水处理站设计的纤维回收间经过综合考虑，最终选择平面尼龙斜网，放置于框架结构形式的固定架之上。斜网的网目大小为65目，与水平面形成60°倾斜放置，每张斜网面积25m2，设两张斜网，总面积50m2，并列分两排布置。1.3.4混凝沉淀池混凝沉淀池作为在本次设计中的初沉池，在此设计中在池中会投加絮凝剂。混凝沉淀池对悬浮物的处理效果非常好，根据现有实例来看，SS去除率大概高于45%，还可以同时去除部分BOD5，这样降低了污水中的污染物浓度，这对极大改善了后续生物处理构筑物的运行条件，具有有很大的缓解作用。此造纸公司的排放废水中SS浓度非常高，而且废水中含有非常多的植物纤维，如果用气浮处理的话，处理成本就会需要更多，让一般企业都难以承担这个经济成本。沉淀池大概可以分为四种。具体可分为斜板、平流式、竖流式、辐流式这几种。优劣分析如表所示。表1.4沉淀池选型分析方案适用范围优点缺点平流沉淀池各规模污水处理厂；土壤条件不好的地区。地下水位较高地区。施工难度低，成本低；效果好；适应温度变化；耐负荷冲击；配水很难均匀；部件易锈蚀，操作量大。辐流沉淀池中大型的污水处理；地下水位较高的地区。采用机械排泥，运行较好，容易管理；排泥设备成熟。池内流速不稳定，排泥复杂，施工难度大。竖流沉淀池小规模污水处理厂。占地小；排泥方便管理简单；施工难度大，成本高；不耐冲击负荷，不适应温度变化。斜板沉淀池各类工业废水处理。效果好，节省投资，占地小。斜板容易堵塞此造纸企业所处的X市地下水位是比较高的，在丰水期的时候地下水位能达到最高，大概能达到自然地坪以下0.60~0.70m。而且在夏秋两季的时候会变得闷热多雨，冷暖和早涝会变换的非常之快。X市每年的最高温度可以达到40℃以上，最低气温甚至可以达到零下15℃。平流沉淀池具有耐冲击负荷和温度的变化以及适和下水位较高的特点，故本设计初沉池采用平流沉淀池1.3.5水解酸化池水解酸化池作为预处理，可以让废水的可生化性提高。此造纸公司排放的废水的BOD/COD小于0.3，需要让出水BOD/COD值提高到0.3以上。在污水处理设计中，水解酸化池的水力停留时间为5h左右就能达到要求，不宜过大。排泥系统也是需要设计的，一般设在池子的中间位置，按时进行排泥。进水采用穿孔布水，位置与池底部相距200mm左右，每一个出水孔都有自己的服务面积。其出水系统采用矩形出水堰,池中流出的水中有浮渣，在出水堰一般还可以设置挡渣板去解决这个问题。1.3.6生物处理单元生物接触氧化法属于生物膜法，已经在工业废水和城市污水处理中得到大量应用。同时具有活性污泥法和生物滤池两种工艺的的特点。生物接触氧化是工业废水处理采用比较多的一种方法，具有很多优点，前面工艺部分已经做过详细介绍，这里就不重复阐