3000m3d造紙生產廢水處理工藝設計

《3000m3d造紙生產廢水處理工藝設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《3000m3d造紙生產廢水處理工藝設計（43頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

畢業(yè)設計 3000m 3 /d 造紙生產廢水處理工藝設計 學生姓名： 學號： 系 部： 專 業(yè)： 指導教師： 六月誠信聲明 本人鄭重聲明：本設計及其研究工作是本人在指導教師的指導下獨 立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。 本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設計任務書 設計題目： 3000m 3 /d 造紙生產廢水處理工藝設計 系部： 環(huán)境與安全工程系 專業(yè)： 學生： 指導教師（含職稱）： 1．課題意義及目標 學生應通過本次畢業(yè)設計，綜合運用所學過的基礎理論知識，深入了解造紙廢 水處理工藝比選、設計規(guī)范、計算方法及設計思路等內容，使理論與實際得到充分 的結合，鍛煉學生學以致用的能力，為學生畢業(yè)后工作打好基礎。 2．主要內容 (1)根據文獻資料，通過工藝比選,確定設計方案，設計一個造紙廠工業(yè)廢水處理 站； (2) 編制廢水處理站說明書； (3) 計算各主要構筑物和建筑物尺寸并編制計算書； (4) 繪制廢水處理站的平面圖、高程圖； (5) 繪制主要構筑物結構圖。 (6) 完成 2萬字左右的畢業(yè)論文，完成畢業(yè)答辯工作。 3．主要參考資料 [1] 武書彬，造紙工業(yè)水污染控制與治理技術[M].2001.9. [2] 張?zhí)m河，王旭明，邱曉春.序批式生物反應器脫氮除磷理論與工藝[M].2014.5. [3] 李亞峰，許秀紅等.廢水處理實用技術及運行管理[M].2012.10. [4] 張建豐，活性污泥法工藝控制[M].2011.3. [5] 武書彬，造紙工業(yè)水污染控制與治理技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2001. [6] 郭茂新，利用廢紙造紙行業(yè)廢水的處理技術[J].中國給水排水，2000，16（11）23-25 [7] 高玉杰，廢紙再生使用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003. [8] 楊學富，制漿造紙工業(yè)廢水處理[M].北京：化學工業(yè)出版社，2001. 23 (2): 37-41. 4．進度安排 設計各階段名稱 起止日期 1 查閱相關資料，并完成開題報告 2018年 12月 25日～2019年 1月 16日 2 污水處理廠工藝的設計及計算 2019年 3月 2日～2019年 3月 20日 3 污水處理廠工藝的平面計算 2019年 3月 21日～2019年 4月 1日 4 污水處理廠工藝的高程計算 2019年 4月 2日～2019年 4月 12日 5 繪制總平面圖和工藝流程圖 2019年 4月 13日～2019年 4月 22日 6 繪制總平面圖和工藝流程圖 2019年 4月 23日～2019年 5月 20日 7 編寫設計說明書和計算書 2019年 5月 21日～2019年 6月 1日 8 完成畢業(yè)論文及答辯工作 2019年 6月 2日～2019年 6月 22日 審核人： 年 月 日I 造紙生產廢水處理工藝設計 摘要：本次設計是某造紙生產廢水處理工藝設計。本設計介紹了國內外方法現狀、 發(fā)展趨勢以及此在過程中存在的問題。設計中造紙生產廢水的處理規(guī)模為 3000m3/d，造紙廢水經工藝處理后可以達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準的一級B 類標準。BOD 5 =80mg/L，COD=20mg/L，SS=60mg/L，色度=50倍。根據已給定的進 水水質要求進行設計，本次工藝設計采用UASB+SBR的組合工藝，適用于處理濃度 較高的廢水，處理效果好，可以處理造紙廢水。 根據造紙廢水的進水水質要求選擇合理的工藝流程設計。即廢水先經過格柵、 調節(jié)池、提升泵等處理構筑物，然后經過UASB反應器，接著通過SBR反應池，最終 達到出水排放要求，對處理的構筑物進行設計計算以及設備的選型，造紙廢水處理 站的平面布置和高程布置及計算，并完成設計費用和成本估算。 關鍵詞：造紙廢水，工藝設計，UASB，SBRII Paper production wastewater treatment process design Abstract:This design is a paper production wastewater treatment process design.this design introduces the domestic and foreign method present situation，the development tendency as well as in this process existence question.the treatment scale of papermaking wastewater in the design is 3000m 3 /d，the papermaking wastewater can reach the class B standard of urban sewage treatment plant after treatment.bod 5 =80mg/L，cod=20mg/L，ss=60mg/L，design according to the given inlet water quality requirement，this process design adopts UASB+SBR combined process，it is suitable for treating high concentration wastewater with good treatment effect and can treat papermaking wastewater. According to the requirement of water quality of papermaking wastewater，select reasonable process design.this is the waste water first through the grid，regulating tank，lifting pump and other treatment structures，and then after uasb reactor，then through the sbr reaction pool，finally meet the effluent discharge requirements，design and calculation of treated structures and selection of equipment，paper wastewater treatment station layout and calculation，complete design cost and cost estimation. Key words:Papermaking wastewater,Process design,UASB SBRIII 目錄 造紙生產廢水處理工藝設計 .I Paper production wastewater treatment process design II 1 前言 1 1.1 造紙廢水產生及危害 1 1.1.1 造紙生產廢水的來源 1 1.1.2 造紙廢水特征及危害 1 1.2 國內外造紙廢水的處理現狀2 1.2.1 國內研究現狀.2 1.2.2 國外研究現狀.2 1.3 設計基礎資料.3 1.3.1 城市氣象資料.3 1.3.2 工藝設計參數.4 1.4 設計原則4 2 工藝選擇 .5 2.1 污水和污泥處理工藝選擇 .5 2.1.1 污水處理工藝.5 2.1.2 污泥處理工藝.5 2.2 工藝流程5 2.3 UASB+SBR 組合工藝處理污水6 2.3.1 一級污水處理.6 2.3.2 二級污水處理.6 2.3.3 三級污水處理.6 2.4 UASB+SBR 工藝處理污泥工藝設計.7 2.4.1 污泥濃縮7 2.4.4 污泥脫水7 3 計算部分 .8 3.1 一級處理工藝設計8IV 3.1.1 格柵.8 3.1.2 調節(jié)池 .9 3.1.3 初沉池。10 3.1.4 污水提升泵 12 3.1.5 UASB 反應器 12 3.1.6 SBR 反應池： .18 3.1.7 污泥濃縮池：.22 3.1.8 集泥井：22 3.1.9 接觸消毒池：.23 4 污水處理廠總體布置24 4.1 污水處理廠平面布置 24 4.1.1 布置原則24 4.1.2 平面布置24 4.2 污水處理廠高程布置 25 4.2.1 設計說明25 4.2.2 設計計算 25 5 結論 32 參考文獻.33 致謝341 1 前言 想必大家都知道世界上的水資源極其匱乏，尤其是中國的人均占有水資源量更 是少之又少，而且水資源的空間地域分布也極其不平衡。目前，隨著經濟社會的飛 速發(fā)展，水資源的需求也日益增大。而且水是人們生存以及生活中不可缺少的資源， 水資源供不應求的矛盾也越來越突出，主要原因在于人口日漸增長，人們的用水量 也在逐漸增加以及城市的飛速發(fā)展。就現在的水資源現狀來看，排入水體的大多數 是工廠中生產排出的廢水，造紙行業(yè)所排放的廢水以及日常生活中人們所排出的廢 水，這些廢水的排放直接導致了水環(huán)境的日漸惡化。因此，造紙污水已經成為水污 染的一個重要污染源之一。而水環(huán)境與人類生活，生產等息息相關，對于水環(huán)境所 經歷的這些污染，我們責無旁貸，我們必須盡自己最大的力量去保護環(huán)境，保護水 資源。 造紙廢水屬于較高濃度有機污水，如果不加處理就排放，勢必對下游農田河流 造成嚴重污染，并且又是對水資源的極大浪費。為了實現可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，貫徹國 家有關環(huán)境保護的基本國策，促進社會、經濟、環(huán)境效益的同步和諧發(fā)展，增進民 族團結，促進生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，創(chuàng)造健康和諧的生活環(huán)境及投資環(huán)境，實現社 會經濟發(fā)展和人口、資源、環(huán)境相協調的可持續(xù)發(fā)展目標，造紙廢水處理站技術改 造廢水處理項目的建設已迫在眉睫，刻不容緩。 1.1 造紙廢水產生及危害 1.1.1 造紙生產廢水的來源 造紙生產廢水的來源有脫皮廢水，這類廢水中包含有許多影響水健康的懸浮物。 制漿廢水，里面包含有影響人體健康的污染物，此外還有一些生活中常見的污染物 就好比樹脂、灰分等成分。制漿廢水，里面包含有各種雜質，以及大量無機和有機 污染物。還有打漿廢水，它的化學成分和制漿廢水差不多相近，但只是他的濃度略 低一點僅此而已，但是它的廢水量相對要多點，而且水里的懸浮物和 BOD 5 都相對 較高。還有造紙廢水，它里面有著高濃度的有機和無機懸浮污染物。 1.1.2 造紙廢水特征及危害 造紙廢水呈現多種多樣的組成成分，并且是那種令人頭痛的粘稠廢水，濃度自 然不用說了，就是一個字高。造紙廢水的種類有燒開的家用臟水呈現黑色又叫黑液， 洗滌廢水、紙機白水等。造紙廢水如果不加緊處理就大量排入水體會嚴重造成水體2 污染，會導致水中魚蝦等水中動物大量死亡，嚴重使得水環(huán)境受到污染而且還會嚴 重消耗水中溶解氧，使得大量生物生理生化，群落結果以及體內組織發(fā)生嚴重變化。 而且不加處理的廢水大量流入農田會造成大量農作物的死亡，對人們的健康造成嚴 重威脅，所以保護水資源我們責無旁貸，勢在必行。 1.2 國內外造紙廢水的處理現狀 1.2.1 國內研究現狀 造紙廢水中的有機污染物多，尤其是化學污染物，因此里面的濃度很高。所以 考慮到其危害性要研究處理方法進行處理，但是縱觀之前設計的處理工藝，無論是 從處理效果還是其他方面，似乎都比不上這項處理工藝，它就是 SBR 法，目前，國 內主要采用的造紙廢水處理工藝就是 SBR 工藝。 （1）SBR 工藝（序批式活性污泥法）： SBR 工藝是一種按時間間歇運行的處理污水技術。它和一般污水處理工藝不大 相同，它這項工藝是在時間間隔上做手腳，可以說是一種方式吧，它用的是一種穩(wěn) 定點的生化反應，所用的沉降方式就是靜置，不是那種運動中的沉降，它是在運行 中按部就班的操作和在時間上進行間歇性操作的，SBR 工藝不能離開反應池而進行 處理工作，可以說反應池是這項工藝運行的必要條件，這個反應池功能比較齊全， 像什么初沉、均化、生物降解、二沉等的功能都包含在這個池里，并且不需要污泥 回流，進而也就不需要其相關設備，污水在反應池中依次按部就班地按照時間上的 間隔進入每一道反應工序，就是流入、反應、沉淀、排放和靜置五道工序。污泥可 以在反應池進行適當曝氣，同時反應池還能夠起二沉池的作用，沉淀后上層清液經 處理后排放，下層污泥作污泥回流。排水后進入靜置工序，使污泥處于靜置儲存在 里面，保持它的活性，為下次使用做準備。 1.2.2 國外研究現狀 隨著人們節(jié)約用水保護水資源的意識日趨加強，接著就是研究的處理廢水的工 藝方法，隨著各種工藝方法逐漸走向完善和成熟，比較成熟的工藝方法就是 UASB 工藝了，它是當前來說比較令人滿意處理的工藝，由國外研究而被各國所熟知。它 的構造是由污泥反應區(qū)、三相分離器和沉淀氣室三部分組成。由污水從下面流入并 由于力上升并通過裝置。在反應器底部有一個污泥床，有著較高的活性和濃度，經 過這個污泥床時，會被里面的活性污泥降解，因水和氣泡之間相運動形成攪動，于3 是在污泥床的上方會形成一個懸浮層。反應器上部設有三相分離器，用來分離消化 氣、液和污泥顆粒。消化氣從反應器頂部飛出；污泥顆?；涞竭_反應器底部的污 泥床進行；為下次使用做了良好的鋪墊，然后消化液從澄清區(qū)流出來。 （1）好氧法： 好氧法顧名思義就是氧參加的必要條件下運行處理污泥方法，比較如雷貫耳的 SBR 工藝方法，它是相對值得采用的方法。它的運行操作和其他工藝相比差不太多。 它主要運行是在時間間隔上進行安排，并且反應池是它唯一的也是它能夠運行的必 要條件。污泥在反應池中依次完成反應、沉淀、排水及排泥的工序。它和一般的處 理工藝相比，有諸多優(yōu)點，比如它的設備更加簡單，而且占地面積又少，成本又低 ，運行費用也低，最重要是處理效率高，處理效果非常可觀。 （2）厭氧法： 厭氧法，就是在氧氣不存在下進行，它是通過厭氧生物的降解代謝來處理廢水 的一種方法，它的操作運行處理比好氧要復雜，但是相比之下會更加便宜，所以也 是積極推廣的一種好方法。目前應用較多的是 UASB 法。也就是升流式厭氧污泥床 反應器法，這種方法可使沒有形狀的污泥形成細小的顆粒狀污泥，并且污泥的濃度 和污泥活性度都很高，可有很高的處理效率以及可以達到很好的處理效果。并且對 于工藝設計的處理廢水也能夠起到很好的預期處理效果。 1.3 設計基礎資料 1.3.1 城市氣象資料 （1）該城市氣象資料見表 1.1 表 1.1 城市氣象資料表 平均溫度 23.7℃ 多年平均降水量 102.1mm 極端最高溫度 39.4℃ 海拔高度 779.3m 極端最低溫度 -25.5 ℃ （2）該城市主導風向為西南風偏西。 （3）工程地質條件：地貌呈西北高東南低地勢，最大凍土層度為 1.05m，廠區(qū)地形 平坦。4 1.3.2 工藝設計參數 本設計主要是采用 UASB+SBR 的組合工藝處理造紙廢水，設計處理規(guī)模為 3000m3/d，出水水質接近達城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準。該污水進出水水質情 況如表 1.2。 表 1.2 進出水水質表 項目 BOD 5 （mg/L） COD （mg/L） SS （mg/L） 色度 （倍數） 進水 出水 800 ≤50 1000 ≤80 300 ≤60 500 5 1.4 設計原則 設計原則： ①適用原則：在設計的過程中，必須保證經過污水處理廠處理后的出水水質要 求要達到排放標準，同時還要考慮現實生活中的經濟條件、現在所能做到的技術條 件以及污水處理廠所在地的施工條件。如此選出最可行的處理工藝。 ②可靠原則：在設計時，要充分考慮到自然條件等各種狀況的影響，綜合分析 這些因素，選擇可靠的技術參數。并且嚴格按照現行的設計規(guī)范進行設計，要用積 極慎重的態(tài)度對新工藝、新方法。 ③經濟原則：設計完成后，在進行污水處理廠的平面布置、高程布置以及選擇 設備和藥劑時，要盡可能降低所需要的花費。 ④合理原則：在設計時要選出既先進又安全可靠的工藝，并且要求技術合理。5 2 工藝選擇 2.1 污水和污泥處理工藝選擇 2.1.1 污水處理工藝 由于本設計要求處理的廢水屬于高濃度有機廢水，于是考慮采用 UASB+SBR 的 組合工藝，廢水經工藝處理后出水水質要達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放一級 B 類 標準 2.1.2 污泥處理工藝 根據污泥處理處置原則考慮到相關經濟效益，對污泥濃縮、消化、脫水后外運 出廠填埋處置即可。本設計污泥處理流程為: 集泥井→污泥濃縮池→污泥脫水車間→泥餅外運處置 2.2 工藝流程 經過工藝比選，UASB+SBR 組合工藝是目前較為純熟的處理廢水的工藝，適用 于處理高濃度有機廢水并且能有效確保污水達標排放?，F設計工藝流程如圖 2.2所示 泥線水線 圖 2.2 造紙生產廢水工藝流程圖 造紙廢水 格柵 調節(jié)池 初沉池 提升泵 UAS B 反 應器 SBR 反應池 鼓風機房 接觸消毒池 污泥濃縮池 集泥井 污泥脫水車間 回用或排放泥餅外運6 2.3 UASB+SBR 組合工藝處理污水 2.3.1 一級污水處理 一級造紙污水處理是污水廠處理污水時的第一道處理工序，在二級生化處理之 前要先進行一定的預處理，一級處理的作用主要是可以去除水中懸浮的固體顆粒物。 通過一系列的預處理后的污水，BOD 5 一般可去除 25% -35%，SS 一般可去除 40% - 70%。本工程設計的一級處理工藝流程包括格柵、調節(jié)池、污水提升泵。 （1）格柵 它是對污水中的大快顆粒物質和大顆粒雜質進行去除，它的目的為的是保證后 續(xù)處理裝置的連續(xù)運行。對于一些處理量大的污水處理廠，由于柵渣量較大，處理 程度比較困難，我們一般會選用機械清渣方式進行處理。本設計采用的是機械清渣， 以此來達到污水處理水質達標的目的。 （2）污水提升泵房 污水提升泵房是將排放的污水通過提升泵將水質提升到下一構筑物，從而可以 滿足污水處理廠水質豎向流程的需要。 （3）調節(jié)池 調節(jié)池的作用是對水量調節(jié)，對水質進行優(yōu)化和控制。 2.3.2 二級污水處理 污水通過一系列生物方法進行處理后，通過一級污水處理后的水質大部分多是 呈一種溶解狀態(tài)、膠體狀態(tài)，經過二級污水處理后，這類狀態(tài)的污染物質會被溶解、 被去除，成為穩(wěn)定的物質。 2.3.3 三級污水處理 污水的三級處理也叫做深度處理，這一級處理主要是在分析了出水水質指標之 后，為了達到更為嚴格的標準，對二級污水處理過后的污水進一步進行深度處理， 通過一些化學方法，去除一些難降解的有機物和懸浮物質等。 （1）二氧化氯消毒 接觸消毒池 采用消毒是由于水質標準需要達到較高的標準而進行的一項處理方法，水質通 過二級處理后得到改善，水體中含有的細菌明顯減少了，但是仍然存在有一些的病 原菌等細菌，只有通過消毒處理后，才可以有效防止此類污染物質對人類健康造成 危害，對環(huán)境造成污染。本設計采用二氧化氯消毒法，水質中的病原微生物可以被7 殺滅，處理效果比較穩(wěn)定，而且二氧化氯消毒的運行費用還比較可觀。 2.4 UASB+SBR 工藝處理污泥工藝設計 在污水處理的過程中，除了污水中含有的有機雜質、無機雜質外，污泥中也會 含有一定量的有毒有害物質，比如重金屬物質會帶來一定的危害等，當然污泥中除 了有害物質也會含有一部分的有用物質，比如植物生長所需要的植物營養(yǎng)元素以及 水分。本設計中的污泥主要來自于 UASB+SBR 組合工藝。 2.4.1 污泥濃縮 在污泥濃縮池中可以將污泥中含有的間隙水去除，通過脫掉污泥的水分來減少 污泥的體積，這樣有助于后面的污泥處理。 2.4.4 污泥脫水 脫水能用的方法也有好幾種。其中污水處理廠中經常使用的是機械脫水法，利 用一些脫水機械對污泥中的水分進行處理，使得污泥體積縮減，容易運輸。此外， 對于少量的污泥脫水，還可以采用自然干化的方法，使得污泥的含水率降低。8 3 計算部分 3.1 一級處理工藝設計 3.1.1 格柵 格柵主要用于截留廢水中密度較大的懸浮顆粒物。從而保證后面能夠正常順利 運行，也是起到一個鋪墊的效果。 設計參數： （1）生活污水變化系數：取 0 . 2 ? z K （2）水量處理規(guī)模： d m d m d m Q z / 035 . 0 / 125 / 3000 3 3 3 ? ? ? （3）最大日流量： s m h m Q K Q d z / 069 . 0 / 250 125 0 . 2 3 3 max ? ? ? ? ? （4）設過柵流速： s m V / 8 . 0 ? ） （取 m/s 8 . 0 ~ 4 . 0 （5）通過格柵的水頭損失： ) 2 . 0 ~ 01 . 0 (取 （6）設柵前水深： m h 4 . 0 ? ） （取 m 5 . 0 ~ 3 . 0 （7）格柵的頃角設為： ? ? 60 ? ） 取 ? 75 ~ 60 ( （8） 格柵間隙數： ? ? bvh Q n ? sin max 4 . 0 8 . 0 03 . 0 60 sin 069 . 0 ? ? ? 7 ? 式中； ——max Q 最大廢水設計水量 —— ? ? ? 60 75 ~ 60 ，取 格柵安裝傾角 —— b mm 30 柵條間隙寬度取 —— v s m B / 1 流速 過柵 —— h m 柵前水深， —— S mm 20 柵條寬度，取 （9）柵渠尺寸： ? ? ? ? ? ? ? ) 1 7 ( 02 . 0 ) 1 ( 2 nb n S B m 33 . 0 03 . 0 7 ? ? —— 2 B m 柵條格寬度， m vh Q B 2 . 0 4 . 0 8 . 0 069 . 0 max 1 ? ? ? ? —— 1 B m 進水渠寬， 柵前擴大段： m B B L 18 . 0 20 tan 2 2 . 0 33 . 0 tan 2 1 2 1 ? ? ? ? ? ? —— ? ? 20 一般為 為漸寬部分的展開角， m L L 09 . 0 18 . 0 5 . 0 5 . 0 1 2 ? ? ? ? 柵后收縮段： ） 式 4 . 3 ( ） 式 3 . 3 ( ） 式 2 . 3 ( ） （式 1 . 3 ) 5 . 3 (式 ） 式 6 . 3 ( ） 式 7 . 3 ( ） （式 8 . 3 ） （式 9 . 39 柵條總長度： m L h h L L 06 . 2 09 . 0 0 . 1 60 tan 2 . 0 3 . 0 5 . 0 18 . 0 0 . 1 tan 5 . 0 2 2 1 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? —— （式 2 h m 2 . 0 柵前渠道較高，設為 3.10） （10）設通過格柵的水頭損失為 1 h 由 1 h 3 / 4 2 0 0 ) ( , sin 2 h , b S g v kh ? ? ? ? ? ? ? 又 式中； —— ； 1 h m 設計水頭損失， —— ； g 2 / 8 . 9 s m g ? 重力加速度，取 —— ； ? ? ? 60 ? 格柵傾角，取 —— ； k 3 ? k 數，取 塞時水頭損失的增大倍 系數，格柵受污染物堵 —— ； ? 42 . 2 取 面時， 阻力系數，當為矩形斷 ?（式 m k g v b S k h h o 018 . 0 3 60 sin 8 . 9 2 82 . 0 ) 03 . 0 02 . 0 ( 42 . 2 sin 2 ) ( 3 4 2 3 4 1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3.11） （11）每日總柵渣量： d m K W Q W Z / 149 . 0 0 . 2 1000 86400 05 . 0 069 . 0 1000 86400 3 1 max ? ? ? ? ? ? ? ? 式中： —— （式 1 W 12 . 0 ~ 01 . 0 為柵渣量，取 3.12） （12）格柵選型 根據計算結果，選擇 GSL-300 回轉 式機械格柵除污機。具體的性能參數如表 3.14所示。 表3.14 回轉式機械格柵除污機 GSLY-300 性能表 型號 格柵寬度 mm 格柵凈距 mm 安裝角 數量/(臺) 過柵流速 m/s 電動機功率 kw GSL-300 500 5 70 2 0.3 0.75 3.1.2 調節(jié)池 在格柵后設置調節(jié)池，其主要作用是調節(jié)控制水量，對水質進行適量優(yōu)化和控 制，以保證處理良好的處理效果，并且為后面的順利運行提供了必要的保證。 設計參數：水的佇立時間 ) 6 ~ 2 ( 4 h h T 一般為 ? 設計流量： h m d m Q / 125 / 3000 3 3 ? ? ） （式 13 . 3