2022年造纸污染废水处理 .pdf

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1、成都电子机械高等专科学校课 程 设 计（水污染控制技术课程设计专周）系别：机电工程系专业：环境监测与治理技术学 生 姓 名 :李志学号: 30 号设计题目：造纸污染废水处理设计起迄日期: 2011年 5 月 26 日 5 月 30 日指导教师:吴菊珍老师名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - 造纸污染废水处理课程设计制浆造纸工业所用的纤维原料, 不论木材或草类 , 其纤维素含量一般都不超过50%,其他组分主要是木素、半

2、纤维素、矿物填料、可抽提物、多糖类等。生产化学浆可利用的原料组分 , 仅仅是其纤维素和部分半纤维素(聚戊糖 ) 。制浆过程溶出至废液中的有机组分是随制浆得率的降低而增加的。因此废液中所含大量有机物质要造成污染, 而其污染程度是随浆得率的降低而增加, 并随废液的回收利用率的增高而减少的。 但在制浆造纸过程中 , 即使经过充分的废液回收利用, 总还会或多或少地将纤维物质和非纤维物质排入水体, 从而造成不同程度的污染。如果废液不进行回收, 则会造成严重污染。此外, 在制浆造纸过程中还要加入必要的化学药剂和化学助剂, 这些物质既不能完全回收或循环 , 也不能完全保留在产品中, 排入水体将加重污染。1

3、废水来源、特点1.1 来源1.备料废水2.蒸煮废液3.筛选净化废水4.漂白废水5.抄纸废水6.污冷凝水7.机械磨浆废水8.废纸制浆过程的废水1.2 特点造纸废水的 SS、COD 浓度较高， COD 则由非溶解性 COD 和溶解性 COD 两部分组成，通常非溶解性 COD 占 COD 组成总量的大部分，当废水中SS被去除时，绝大部分非溶解性 COD 同时被去除。 因此，废纸造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS和 COD。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 14

4、 页 - - - - - - - - - 2 进水水质和要求达到的排放标准项目CODCr mg/L BOD5 mg/L SS mg/L pH mg/L 色度倍温度处理水质1800 550 500 510 200 4065 出水水质100 20 50 69 50 注释：出水水质要求达到GB3544-2008 制浆造纸工业水污染排放标准3 处理工艺、设备设计3.1 工艺流程图3.2 流量设计Q=25000m3/d 1041.67m3/h 0.289m3/s 3.3 沉砂池污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除 , 则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损

5、机泵、堵塞管网, 干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm,密度 2.65t/m的砂名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - 粒, 以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础, 故应将沉砂池的进水流速控制在只能使比重大的无机颗粒下沉, 而有机悬浮颗粒则随水流带出。参数设计1. 最大设计流量时的水平流速取v1=0.08m/s, 流行时间取 t=2.2min 2. 设计

6、有效水深取 h2=2m,池子格数 n=1 3. 每立方米污水所需空气量取d=0.2m3/m34. 清除沉砂的间隔时间T=48h,沉沙量取 x=30m3/m3污水5. 沉砂槽槽口宽取 b1=0.32m,底宽取 b2=0.2m,斜壁与水平面的夹角取=606. 池底坡度取 i=0.06, 超高 h1=0.30m 设计计算1. 水流断面面积21max34.408. 0347. 0mvQA2. 池子总宽度mhAB17.2234. 423. 每格池子宽度mnBb17.2117.24. 池子总有效容积3max8 .45132*347. 0mtQV5. 池子长度mAVL55.1034.48.456. 沉砂槽槽

7、口宽0.32mbcot2hb231沉砂槽高度mh1.037. 池底斜坡部分的高度mbbih06.0232.017.2*06.02148. 池总高度mhhhhH46.206.01. 023 .04321名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - 9. 沉砂槽所需总容积366max2. 110*5 .13600*48*30*347. 010*3600mKxTQVz10. 每个沉砂槽容积3321127.055.10*1.0*22

8、 .032.02mLhbbv11. 每小时所需空气量hmdQq/2503600*347. 0*2 .03600*3max名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - 3.4 格栅参数设计1.过栅流速取 v=0.

9、85m/s 2.粗格栅栅条净间隙取e0.04m 3.格栅倾角取 1=704.栅前水深 h=0.5m,h2=0.3m 5.栅条宽 S=0.01m 6.阻力系数 =2 .42,水头损失增大系数K=3 7.进水渠道宽取 B1=0.65m,展开角 2=208.标准栅渣量取 W1=0.02m3栅渣/103m3污水设计计算1.格栅间隙数个205 .0*85.0*04.070sin*347. 0sinmaxehvQn2.栅槽宽度mennSB99.020*04.0)120(*01.0)1(3.前渠道超高mKgveSh04.03*94.0*8.9*285.0*04.001.0*42.2sin2234123414

10、.栅槽总高度mhhhH84.03 . 004.05 .0215.进水渠道渐扩部分长度mBBl47.073. 065. 099.0tan22116.栅槽总长度mHllL43.436.03.05.05.01247.047.0tan5 .011217.栅渣量dmkWQW/37.06 .1*100002.0*347.0*8640010008640031max总每日栅渣量W0.2m3/d,故采用机械清渣格栅名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 14 页 - - - - -

11、 - - - - 3.5 设计图3.6 初沉池参数设计1.表面负荷取q=1.5m3/(m2h),沉淀时间取t=2h 2.最大设计流量时的水平流速取v=1mm/s 3.每座沉淀池宽度取b=6m 4.污泥含水率取0=96%, 污泥容积密度 =1000kg/m3,两次排泥时间间隔T=48h 5.沉淀池超高h1=0.3m,缓冲区高度h3=0.5m 6.沉淀区有效水深mqth32*5 .127.沉淀区总面积2max33.8335.1/1250/mqQA8.沉淀区有效容积32125003*33.833mAhV9.沉淀区长度mvtL92.253600*2*001.0*6. 36.310.沉淀区总宽度名师资料

12、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - mLAB15.3292.25/33.833/11.沉淀池座数座635.56/15.32/ bBn, L:b=26:64:1,L:h2=26:3=8。6:1,合格12.每日污泥量3145096100*1000*1048*50500*33.83310010mTccQWoo13.沉淀池的池边高度mhhhH8.35 .033. 03213.7 生物接触氧化池参数设计1.BOD5容积负荷取 Nv=

13、1.5kgBOD5/(m3d) 2. 进水 BOD5=550mg/L,出水 BOD5=20mg/L 3. 填料池高度取 h0=3m 4. 每座氧化池面积 f 25m25. 氧化池超高取 h1=0.5m 6. 填料层上部的稳定层水深取h2=0.5m 7. 填料至池底的高度取h3=1m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - 设计计算1 生物接触氧化池的有效容积2 氧化池总面积A=V/h0=9/3=33 采用两座氧化池 ,

14、 则每座氧化池的面积A=A/2=3/2=1.54 氧化池深mhhhhh515. 05. 0332105 有效停留时间T=V/Q=9/25000=30s 3.8 二沉池1. 表面负荷取 q=1m3/(m2h), 沉淀时间取 t=2.5h 2. 最大设计流量时的水平流速取v=1mm/s 3. 每座沉淀池宽度取 b=6m 4. 污泥含水率取 0=97%,污泥容积密度 =1000kg/m3, 两次排泥时间间隔T=2h 5. 沉淀池超高 h1=0.3m,缓冲区高度 h3=0.5m 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整

15、理 - - - - - - - 第 10 页，共 14 页 - - - - - - - - - 1. 沉淀区有效水深mqth5 .25 . 2*122. 沉淀区总面积A=Qmax/q=1041.67m 3. 沉淀区有效容积4.V1=Ah2=1041.67*2.5=2604.185. 沉淀区长度mvtL4.323600*5.2*001.0*6.36.36. 沉淀区总宽度B=A/L=1041.67/32.4=32.13m 7. 沉淀池座数N=B/b=32.4/66 座, L:b=32:64:1,L:h2=32:2.5=13:1,合格8. 每日污泥量W=Q(C0-C1)T/(10 (100-)=10

16、41*(500-50)*2/(10*1000*(100-97)=319. 沉淀池的池边高度mhhhH3 .35.05.23. 0321名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 14 页 - - - - - - - - - 3.9 污泥处理初沉池产生的污泥 , 由泥浆泵送入污泥脱水间脱水; 二沉池污泥由泥浆泵送入污泥浓缩池, 浓缩后由浓缩泵房内的泥浆泵送入脱水间脱水。污泥浓缩污泥浓缩的目的是使污泥初步脱水、 缩小污泥体积 , 为后续处理创造条件并降低处理费用。浓缩法

17、是目前污泥减容的主要方法。浓缩脱水方法有重力沉降浓缩、气浮浓缩以及离心浓缩等方法。本设计因采用生物膜法中的生物接触氧化法工艺处理废水, 因此选择气浮浓缩法处理二沉池排出的污泥。污泥脱水污水经过沉淀处理后会产生大量污泥, 即使经过浓缩及消化处理, 含水率仍高达96%,体积很大 , 难以消纳处置 , 必须经过脱水处理 , 提高泥饼的含固率 , 以减少污泥堆置的占地面积。一般大中型污水处理厂均采用机械脱水。脱水机的种类很多, 按脱水原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水及离心脱水三大类。国内污水处理厂经常选用压滤机和离心式脱水机等。4 设备与设施污水厂的设备设施需要参考处理程度和经济分析确定。通常区分为三

18、级。一级处理的主要处设备设施是沉淀池。二级处理的主要设备设施为生物接触氧化池和沉淀池。前后沉淀池有作用差别 , 故常称前者为初次沉淀池 , 后者为二次沉淀池。 除此之外还有辅助性的设备设施和处理沉淀池污泥的设施。辅助性设施一般为格栅和沉砂池(也称杂粒池)。格栅去除块状物和布片等。沉砂池去除易沉物以免在后继深池中积累, 影响运行。处理污泥的设施一般是污泥浓缩池和污泥脱水设备（干化床或脱水机）。污水厂的建筑物通常有泵房 ( 污水泵、泥浆泵等 ) 、化验室、污泥脱水机房、修理工厂等。生物接触氧化法污水处理厂往往还有鼓风机或空气压缩机房。5 国内外造纸废水处理方式比较5.1 化学氧化法化学氧化法是指利

19、用强氧化剂的氧化性, 在一定条件下与中段水中的有机污染物发生反应 , 从而达到消除污染的目的。常见的强氧化剂有氯、二氧化氯、臭氧、双氧水、高氯酸和次氯酸盐等。臭氧因具有很高的氧化电位 （E0=2.07V）而对中段水有很好的脱色效果。臭氧浓度为20mg/L时, 只要 90min 就可以去除中段水色度的90%,而且其中 85% 是在 15min内完成的。有大量自由基参加的化学氧化处理工艺称为高级化学氧化法, 此处理工艺可使废水中有机污染物彻底分解 , 是近年来备受重视的水污染治理新技术。如臭氧和紫外线（UV ） 、超声波、催化剂等联合使用, 大大提高了氧化脱色性能。这些辅助手段所提供的能量不仅催化

20、臭氧产生具有极强氧化性的氢氧自由基, 而且能激发水中的物质 , 使其成为激发态 ,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 14 页 - - - - - - - - - 加速氧化反应的速率。5.2 物化法物化法包括吸附法、混凝法、膜分离法等。吸附法是采用多孔的固体吸附剂, 利用固液相界面上的物质传递, 使废水中的有机污染物转移到固体吸附剂上, 从而使之从废水中分离除去的方法。目前用于水处理的吸附剂主要有 : 活性炭、硅藻土、氧化硅、活性氧化铝、沸石及离子交换树脂等

21、。活性炭是最早应用的脱色吸附剂, 虽能有效脱除废水中的颜色, 但价格较高 , 再生困难且损失率高, 因此一般只用于浓度较低的废水处理或深度处理。膨润土主要成分为硅铝酸盐, 其层状结构间具有可交换的钙、镁、钠等离子, 膨润土颗粒表面往往带有电荷, 因而具有良好的吸附性。在20,pH=7 时, 粉煤灰对有机物有明显的去除效果。该吸附材料的制作以及其用于处理工业废水的成本低, 并且达到了废物综合利用的目的。5.3 生物法生物法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。通过人为的创造适于微生物生存和繁殖的环境 , 使之大量繁殖 , 以提高其氧化分解有机物的效率。根据使用微生物的种类 , 可分为好氧

22、法、厌氧法和生物酶法等。好氧法是利用好氧微生物在有氧条件下降解代谢处理废水的方法, 常用的好氧处理方法有活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化、生物流化床等方法。厌氧法是在无氧的条件下 , 通过厌氧微生物降解代谢来处理废水的方法。厌氧法的操作条件要比好氧法苛刻, 但具有更好的经济效益 , 因此也具有重要的地位。目前开发出的有厌氧塘法、厌氧滤床法、厌氧流动床法、厌氧膨胀床法、厌氧旋转圆盘法、厌氧池法、升流式厌氧污泥床(UASB)法等。通常为了取得更好的处理效果, 将好氧法和厌氧法联合使用。5.4 综合法以上介绍了造纸中段水处理的一些方法, 实际上 , 这些方法大都是综合应用的。 每种方法都有自身的优

23、点和不足, 单一使用某种方法进行废水处理, 不仅成本高 , 处理后的废水也难达到排放标准。 因此, 常将它们结合起来使用 , 寻找适合不同水质的最佳搭配方式,使流程简化。5.5 工艺介绍 (选择原因 ) 生物接触氧化法处理废水通常在所需BOD5去除率为 60% 左右时较为经济 , 在废水流量较小、有机负荷较低时更为如此。与活性污泥法相比, 该法通常具有运行简便、抗冲击能力强的优点。随着填料等工艺材料的不断改良和革新, 这种方法将更广泛地应用在制浆造纸废水的处理中。优点: 处理能力大 , 占地省 ; 对冲击负荷有较强的适应性, 污泥生长量少 ; 不发生污泥膨胀危害 ; 能保证出水水质 ; 不需污

24、泥回流。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 14 页 - - - - - - - - - 缺点: 布气、布水不易均匀 ; 填料价格昂贵 , 影响基础投资 ; 使用不当时 , 硬性填料较易堵塞。结论造纸中段废水是一种高浓度的有机废水, 处理该类废水常采用生物膜处理工艺, 才可达到国家对制浆造纸工业废水的排放标准。选择适当的处理工艺对该废水处理影响效果也非常明显 , 如原废水水质、废水水量及其变化动态以及处理废水程度对工艺流程的选择也相当重要。当然 , 选择工艺

25、流程也要考虑到工程造价、运行费用、运行管理施工和当地自然环境条件等因素。针对此次设计的造纸中段废水需要处理的各项指标, 通过采用生物接触氧化法处理工艺可达到制浆造纸工业水污染物排放标准。在流程运行与管理方面也有很多的问题与技术要求需注意 , 如生物接触氧化池的微生物增殖缓慢, 设备启动时间长 ,BOD 容积负荷等问题。生物接触氧化池也容易出现污泥膨胀、污泥解体、污泥脱氮、污泥腐化、产生泡沫等问题 , 因此在转入正常运行后, 为了保持良好的处理效果, 及时发现问题 , 需对处理情况定期进行检测 , 防止以上等问题的发生。 由于缺乏经验 , 在流程设计过程中或多或少也有些不足之处 , 如需将最后出

26、水进行消毒处理、污水处理厂的平面布置等参考文献1. 王燕飞主编 . 水污染控制技术 . 北京: 化学工业出版社 ,2008 2. 杨淑惠刘秋娟主编 . 造纸工业清洁生产环境保护循环利用 . 北京. 化学工业出版社.2007 3. 武书彬主编 . 造纸工业水污染控制与治理技术 . 北京 . 化学工业出版社4 赵庆良 , 李伟光主编 . 特种废水处理 . 哈尔滨 : 哈尔滨工业大学出版社 ,2008 5 刘一山主编 . 造纸工业环境污染与控制. 北京: 化学工业出版社 ,2008 6 柳荣展 , 石宝龙主编 . 轻化工水污染控制 . 北京: 中国纺织出版社 ,2008 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 14 页 - - - - - - - - -