造纸厂污水处理设计专业方案优质毕业设计.doc
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1、目录第1章 绪论11.1 造纸废水概况11.2 造纸工业废水起源及特点11.3 造纸废水危害21.4 造纸工业废水处理常见方法21.4.1 吸附法21.4.2 絮凝法21.4.3 高级化学氧化法31.4.4 厌氧-好氧组合处理法31.4.5 物化方法和生化方法结合技术31.5 造纸废水研究现实状况及发展3第2章 设计说明书42.1 项目背景42.1.1 概况42.1.2 造纸厂废水特点42.1.3 造纸厂废水处理水量、水质及排放标准42.2 设计内容52.3设计依据和设计标准52.3.1设计依据52.3.2 设计标准62.4 处理工艺选择及确定62.4.1 处理工艺选择62.4.2 处理工艺确
2、实定8第3章 污水处理方案93.1 工艺步骤93.2出水水质效果估计103.3 污水处理构筑物、设备参数103.3.1筛网103.3.2 调整池113.3.3 混凝沉淀池113.3.4 二沉池143.3.5水解酸化池163.3.6接触氧化池163.3.7浅层气浮系统183.3.8 污泥浓缩池21第4章 关键设施及设备234.1关键构筑物设施234.2 关键设备24第5章 高程计算245.1水头损失245.2 处理构筑物水头损失24第6章 运行成本及效益分析256.1 基础依据256.2 污水处理部分技术经济分析256.3 效益分析266.3.1 社会效益266.3.2 环境效益266.3.3
3、经济效益26第7章 结论和提议267.1 结论267.2提议26参考文件27英文摘要27致谢282 设计说明书2.1 项目背景2.1.3 造纸厂废水处理水量、水质及排放标准因为生产关键采取废旧书刊为原料,废水中关键含有细小悬浮性纤维、造纸填料、油墨及生产过程中添加有机和无机物。造纸车间废水经过管网进入污水处理站调整池混合,均质均量。同时依据同类行业废水指标,混合后废水水质指标以下表:表1 废水水质指标污染物名称pHCOD (mg/L)BOD5 (mg/L)SS ( mg/L)进水浓度7.08.08001600处理能力为:Q= m3/d废水排放满足制浆造纸工业水污染排放标准(GB3544-)中废
4、纸制浆和造纸企业标准。具体指标以下:表2 出水水质指标项目pHCOD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)数值6.0-9.09020302.2 设计内容1、 污水处理工艺设计说明及污染物去除基础原理2、 污水处理系统中构筑物设计参数3、 设备选型4、 平面部署图和工艺步骤图2.3设计依据和设计标准2.3.1设计依据(1)厂方提供相关技术、经济资料;(2)室外排水设计规范(GBJ14-1996);(3)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);(5)水处理设备制造技术条件(JB2932-86);(6)混凝土结构设计规范(GB50010
5、-)(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);(9)环境工程专业毕业设计指南(化学工业出版社);(10)环境保护设备选择手册水处理设备(化学工业出版社);(11)污水处理构筑物设计和计算(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-);(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 设计标准2.4 处理工艺
6、选择及确定2.4.1 处理工艺选择 2.4.2 处理工艺确实定依据该造纸厂废水水质特点及排放要求,查阅大量相关资料,参考了部分其它成功经验,提出了该废水处理工艺路线。对于废水中部分悬浮物等可采取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取“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,废水可生化性提升,使难降解有机物得到较大部分处理。生物接触氧化法兼有生物滤池和活性污泥法特点,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。所以,采取“混凝气浮水解酸化生物接触氧化”工艺路线处理造纸废水。3 污
7、水处理方案3.1 工艺步骤图1 工艺步骤图厂区生产一部生产废水经过污水管网搜集后,首优异入集水调整池中,再经过筛网拦除大颗粒悬浮物,废水进入斜筛后深入分离废水中造纸纤维,分离后纤维进入浆池,斜筛滤液直流进入混凝反应池,在混凝反应池中加入混凝剂聚合氯化铝(PAC)进行混凝反应沉淀,出水由泵提升至高效浅层气浮中,在气浮进水管道中加入絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM+)方便深入分离废水中细小较轻悬浮物,和有效沉淀泥砂,气浮出水部分进入溶气回流水,部分进入后续厌氧水解池,气浮浮渣进入浆池,池内设潜水搅拌机,在此将难生物降解有机物转变为易生物降解有机物,提升废水可生化性,以利于后续好氧处理 ,废水进入接触氧化池
8、经过生物曝气后,泥水混合物进入二沉池进行泥水分离,上清液达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。筛网分离出造纸纤维和气浮浮渣进入浆池中,用浆泵回用于生产;气浮底部污泥、二沉池部分剩下活性污泥分别排入污泥浓缩池中,经混合均匀、浓缩,浓缩后污泥用螺杆泵送入带式压滤机进行脱水,脱水后污泥外运处理,浓缩池上清液及带式压滤机滤液排至集水池中。关键步骤见附图一。3.2出水水质效果估计表5 出水水质效果估计构筑物COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)进水出水去除率进水出水去除率进水出水去除率原水-800-1600-初沉调整池-160020%-68015%-136015%筛网
9、-1360108820%气浮池160084847%68037445%108832670%水解酸化池84838255%37416955%32626718%接触氧化池+二沉池3825885%1682088%2672790%3.3 污水处理构筑物、设备参数3.3.1筛网造纸废水中含有部分细小纤维,不能被格栅截留也难于经过沉淀去除,它们会缠住水泵叶轮,堵塞填料。这种呈悬浮状细纤维可用筛网进行去除。筛网能够有效去除和回收废水中羊毛,棉及化学纤维等杂质,含有简单,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。本设计采取水力筛网。水力筛网结构见图.转动筛网呈截顶圆锥形,中心轴呈水平状态,锥体则呈
10、倾斜状态。污水从圆锥体小端进入,水流在从小端到大端流动过程中,纤维状污染物被筛网截留,水则从筛网细小孔中流入集水装置。因为整个筛网呈圆锥体,被截留污染物沿筛网倾斜面卸到固定筛上,以深入滤去水滴。这种筛网利用水冲击力和重力作用产生旋转运动。具体设计:污水处理污水量Q=m3/d,污水pH值为78。1、选定网眼尺寸筛网中网眼尺寸选择小于um,本设计选择60目。2、筛网种类筛网材料选择不锈钢,水力负荷为0.62.4m3/(minm2)3、筛网面积取水力负荷为q=1.2m3/(min.m2)Q=m3/d=1.39m3/minA =Q/q=1.39/1.2= 1.16m23.3.2 调整池废水水量和水质均
11、衡调整。由生产装置排出工业废水,其水量和水质随生产过程而改变,有连续均匀,有不均匀,也有间歇。水质、水量调查,就是确定废水水量和水质随时间改变规律。通常对于连续稳定生产过程,其排放废水水量和水质也较均匀稳定,可进行24h调查,而对于非连续稳定生产过程,调查时间不得少于1个完整操作周期。均衡调整目标,就是处理进水水量、水质改变和废水处理装置稳定处理能力、出水达成稳定水质间矛盾。均衡调整包含水量均衡和水质均衡。关键设备:配3台混凝搅拌机。混凝反应池出水由潜污泵提升至浅层气浮,潜污泵型号:WQS85-13-7.5,流量Q=85m3/h,扬程H=13m,功率N=7.5kw,设2台,1用1备。设计计算:
12、 (1)调整池容积计算采取连续运行方法,取流量50%计算,调整池停留时间为8h,则所需调整池容积V=QT=1000824=333.3m3(2)取池子水深H=5.0 m,则调整池平面面积S=VH= 66.7m2取宽B=6m 则长L=SB=12m调整池尺寸为LBH=1265 m (3)示意图 单位:mm图2 调整池3.3.3 混凝沉淀池1、混凝剂投加方法选择湿法投加,适适用于多种形式混凝剂,易于调整。采取重力投配装置,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。关键设备:混凝反应池出水由提升泵提升至浅层气浮,提升泵型号:CHD519-250(I)A,流量Q=350 m3/h,扬程H=1
13、0m,功率N=18.5kw,设2台,1用1备。2、折板絮凝池在絮凝池内,放置一定数量折板,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,又能节省絮凝药剂而得到应用。(1)设计水量Q=80001.05/(242)=175m3/h(2)单组絮凝池有效容积 V=QT=175/(460) 12=8.75 m3T为絮凝时间,通常采取1015min,这里取12min。折板絮凝池每个系列设计成4组。(3)絮凝池长度H-有效水深(m),取2m;B-单组池宽(m),取2m。絮凝池长度方向用隔墙分成三段,首段和中段格宽均为1.0m,末段格宽为2.0m,隔
14、墙厚为0.15,则絮凝池总长度为:L=2.2+50.15=2.95m ,取3m。尺寸为:3.0m2.0m2m(4)折板部署折板部署首段采取峰对峰,中段采取两峰相齐,末段采取平行直板。折板间距采取0.4m。折板长度和宽度各段分别采取2.00.6m、1.50.6m和1.50.6m。 3、沉淀池选择斜板沉淀池。斜板沉淀池含有停留时间短、沉淀效率高、节省占地等优点。具体计算:k-用水量占日用水量百分比,通常采取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-表面负荷m3/(m2h),通常采取9.011.0 m3/(m2h)。设计中取
15、q=9 m3/(m2h)。(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=19.4/5=3.9m ,取4m。(3)沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+1.0+0.87+1.5+0.83=4.5m式中h1-保护高度(m),通常采取0.30.5m,这里取0.3m; h2-清水区高度(m),通常采取1.01.5m,这里取1.0m; h3-斜管区高度(m),斜管长度为1.0m,安装倾角600,则h3=sin600 =0.87m; h4-配水区高度(m),通常大于1.01.5m,取1.5m; h5-排泥槽高度(m)。(4)沉淀池进水设计沉淀池进水采取穿孔花墙,孔口
16、总面积A2=Q/v=0.049/0.2=0.245 m2v-孔口流速(m/s),通常取值小于0.150.20m/s,设计中取0.2m/s。每个孔口尺寸定为15cm8cm,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)沉淀池出水设计沉淀池出水采取穿孔集水槽,出水孔流速v1=0.6m/s,则穿孔总面积A3=Q/v1=0.049/0.6=0.08m2设每个孔口直径为4cm,则孔口个数N=A3/F=64 个。F-每个孔口面积(m2),F=3.14/40.042=0.001256m2(6)沉淀池斜管选择斜管长度通常为0.81.0m,设计中取1.0m;斜管管径通常为2535mm,设计中取
17、30mm;斜管为聚丙烯材料,厚度为0.40.5mm。(7)沉淀池排泥系统设计采取穿孔管进行重力排泥,天天排泥一次。穿孔管管径为200mm,管上开孔孔径为5mm,孔间距15mm。沉淀池底部为排泥槽,共12条。排泥槽顶宽2.0m,底宽0.5m,斜面和水平夹角约为450,排泥槽斗高为0.83。(8)示意图 单位:mm图3 斜管沉淀池3.3.4 二沉池 本设计选择竖流沉淀池。竖流沉淀池是利用污水从沉淀池中心管流入,沿着中心管向下流动,经中心管下部反射板折向上方流动,污水以流速v自下向上流动,污水中颗粒以沉速u沉降,当uv时颗粒开始下沉,u=v时颗粒悬浮污水中,uv时颗粒随污水流出。上升至沉淀池顶部污水
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