造纸厂废水处理设计工艺 14页

科技学院课程设计报告(2011--2012年度第2学期)名称：水污染控制工程课程设计题目：造纸厂废水处理设计工艺院系：动力系班级：环工09K1学号：091905010122学生姓名：徐悦心指导教师：苏金坡设计周数：1周成绩：设计时间：2012年7月14n目录一、课程设计(综合实验)的目的与要求··············3二、设计（实验）正文···················31.设计题目：某造纸厂废水处理工艺设计·················32.新建企业水污染物排放限值······························33.污水处理设计工艺流程···································43.1流程图················································44.造纸厂废水处理各部件的工艺尺寸设计和总结········54.1格栅的设计······················54.1.1格栅槽总宽度B····················54.1.2过栅水头损失h2······································54.1.3栅后槽的总高度H································514n4.1.4格栅的总长度L······································64.2处理池工艺尺寸的设计··································64.2.1初沉池的设计（平流式沉淀池）·························64.2.2厌氧生物滤池的设计（上流式厌氧污泥床反应器）（UASB反应器）······················································94.2.3接触氧化池的设计（生物接触氧化法）····················104.2.4调节池的设计（水解酸化池）···························114.2.5二沉池的设计（辐流式沉淀池）························114.2.6污泥浓缩池··········································134.3脱氮脱磷工艺的设计··································134.4色度调节的工艺设计··································1314n4.5总结·················································14四、参考文献··············································14一、课程设计(综合实验)的目的与要求水污染控制工程课程设计是环境工程专业本科生的专业必修课，通过《水污染控制工程》的理论及工程学方法，学习污水处理厂工艺设计的一般步骤和方法，学会使用设计工具书和参考资料，培养学生分析、解决实际工程问题的能力；独立进行设计计算，绘制工艺流程图的技能，初步树立正确的设计思想，并通过设计进一步系统地掌握课程内容。二、设计（实验）正文1.设计题目：某造纸厂废水处理工艺设计某造纸厂Q=60000m3/d,主要污染物COD=1153mg/L,BOD5=308mg/L,SS=125mg/L，pH=11。要求出水达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－2008），新建企业水污染物排放限值。2.新建企业水污染物排放限值14n结合处理要求及上表的排放限值，可以看出，本次设计的具体要求为：污染物排放前排放后去除率CODCrmg/L11538093.06%BOD5mg/L3082093.51%SSmg/L1253076%PH116—93.污水处理设计工艺流程3.1流程图设计中的主要构筑物有格栅、初沉池、生物滤池、调节池、二沉池、以及污泥浓缩池等。污水提升泵14n平流式沉淀池污泥浓缩池辐流式沉淀池混合后污水格栅集水井筛网接触氧化池水解酸化池达标排水上流式厌氧污泥床反应器具体工艺流程图4.造纸厂废水处理各部件的工艺尺寸设计和总结4.1格栅的设计第一道格栅设于提升泵前，间隙较粗（16—40mm）。第二道格栅间隙设于污水处理构筑物前，间隙较细（1.5—10mm）。4.1.1格栅槽总宽度B(1)最大设计流量Qmax=60000m3/d=0.694m3/s(2)栅条间隙宽度b取25mm(3)设过栅流速：=0.8m/s(取0.6--1.0m/s)(4)通过格栅的水头损失(取0.08--0.25)(5)栅前水深：h=0.5m(取0.3--0.5m)(6)格栅安装倾角：(取30°—60°)格栅的间隙数量取整n=49则格内栅条数为n-1=48条栅条采用正方形断面的，栅条宽S=20mm所以格栅槽总宽度=0.02×48+0.025×49=2.185m4.1.2过栅水头损失h214n阻力因素为计算水头损失h2=k·h0=3×0.059=0.177m一般k=34.1.3栅后槽的总高度HH=h+h1+h2h1为格栅前渠道超高，一般取h1=0.3m所以H=0.5+0.3+0.177=0.977m4.1.4格栅的总长度L2其中，L1为进水渠道渐宽部位的长度B1取1m所以L1=H1=h+h1=0.8mL2=0.5L1=0.53mL=1.05+0.53+0.5+1+=3.54m格栅水力计算简图4.2处理池工艺尺寸的设计4.2.1初沉池的设计（平流式沉淀池）（1）沉淀区的表面积A14nA=Qma/q其中q为表面水力负荷m3/（m2·h）在初沉池中一般1.5—2.5取q=2Qmax=60000/24=2500m3/h（2）沉淀区有效水深h2h2=q·tt为沉淀时间，初沉池取0.5—2.0h取t=2h所以h2=2×2=4m（3）沉淀区有效容积VV=A×h2=5000m3（4）沉淀池长度LL=3.6v·tv是最大设计流量是的水平流速，一般不大于5mm/s，取v=4L=3.6×4×2=28.8m（5）沉淀区的总宽度BB=A/L=1250/28.8≈43.4m（6）沉淀池的数量n因为池长与池宽比不宜小于4，所以n=B/b=43.4/10.85=4L/h2=43.4/4=10.85＞8（符合要求）(7)污泥区的容积VWC0、C1--------沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度mg/L--------污泥容重，Kg/m3,取1000P0-----------污泥含水率96，%T-----------两次排泥的时间间隔。初沉池按2d考虑因为在初沉池中，SS去除率只能达到40%--55%，所以取C1为70mg/L。去除率为44%。（8）沉淀池的总高度HH=h1+h2+h3+h4=h1+h2+h3+h4’+h4’’h1--------沉淀池超高，m取h1=0.3mh2--------缓冲层高度，m取h2=0.5mh4’------贮泥斗高度，mh4’’--------梯形部分的高度，m14n设污泥斗底1m×1m,上口4m×4m，斗壁倾角60°设i=0.01H=0.3+4+0.5+2.6+0.394=7.79m（9）贮泥斗的容积V1S1、S2-----------贮泥斗的上下口面积(10)贮泥斗以上梯形部分污泥容积V24.2.2厌氧生物滤池的设计（上流式厌氧污泥床反应器）（UASB反应器）（1）反应器容积VS0=1153mg/m3=1.153g/m3Q=60000m3/dL在10—20KgCOD/（m³·d）取L=15KgCOD/（m³·d）（2）UASB反应器的形状和尺寸经济的反应器高度一般为4—6m之间，并且在大多数情况下这也是系统优化的运行范围。升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形。圆形反应器具有结构较稳定的特点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多，因此本设计选用矩形池。从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适。。设计反应器的有效高度为h=2.5m，则：14n横截面积S=V有效/h=6918/2.5≈2767m2所以取L=75mB=37mS=2775m2一般应用时反应器装夜量为70%—90%，本工程设计反应器总高度H=3.5m，其中超高0.5m。反应器的总容积V=BLH=37×75×(3.5-0.5)=8325m3，有效容积为6918m3，则体积有效系数为83.10%，符合有机负荷要求。水力停留时间（HRT）及水力负荷率(Vr)tHRT=V有效/Q=(6918/60000)×24=2.8hVr=Q/Si=2500/2775=0.9[m3/(m2.h)]≤0.9符合设计要求。4.2.3接触氧化池的设计（生物接触氧化法）（1）生物接触氧化池的有效容积VLv＝2kgBOD5/m3·d（2）池总面积（A）和池数（N）N=125个h0—填料高度，h0=3m；A1—每池面积，m2，A1＜25m2(3)池深h14nh1＝0.5m；h2＝0.5m；h3＝0.5m.(4)有效停留时间（t）(5)供气量（D）D0取15—20m3/m3D0=18m3/m3接触氧化池4.2.4调节池的设计（水解酸化池）排出的废水PH=11CH+=10-11mol/L将水调至PH=7调节池的体积V=t×Qt一般在5—20mint=15min所以V=60000/24/6≈417m³在调节池中，加入适量的酸性调节剂，使得池中的水变为PH-74.2.5二沉池的设计（辐流式沉淀池）设计选用n=3的辐流式二沉池（1）每座二沉池的表面积A1和池径D：14n----------表面水力负荷，1.5m3/(m3·h)D取19m（2）二沉池的有效水深h2:沉淀时间：t=2h,污泥区贮泥时间：T=2h在二沉池中，t一般为1.5—4h，所以t=2h（3）沉淀部分水面积校核堰口负荷：(4)沉淀池总高度H：h1--------沉淀池超高，0.3mh3--------缓冲层高度，0.5mh4--------沉淀池低坡落差，mh5--------污泥斗高度，m二沉池底坡落差h4：池底坡度选择为：i=0.05；污泥斗下口直径选为D2=1m,上口直径为D1=5m，底坡落差污泥斗高度(7)污泥区的容积VW14nC0、C1--------沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度mg/L--------污泥容重，Kg/m3,取1000P0-----------污泥含水率97，%T-----------两次排泥的时间间隔。初沉池按4h考虑4.2.6污泥浓缩池钢筋混凝土结构,直径14m,有效水深4m,有效容积615m3,HRT16h,日处理湿污泥量390t4.3色度调节的工艺设计在污水池中，加入适量的活性炭，充分搅拌。带活性炭沉淀后，将其过滤，达到降低废液色度，浊度的效果。4.4总结（1）针对造纸厂废水的水质水量特点，参考国内外各种造纸厂处理相关废水的处理方法及技术，最后选择了以上工艺。该方法对污水的处理比较彻底，效果较好；处理效率高，该方法对废水的水质水量变化适应能力强；废水的处理成本比较低并且建设和运行费用比较低。（2）本设计是对某造纸厂废水处理工艺的设计，比较了几种工艺的优缺点，最终选择了，平流式沉淀池作为初沉池，上流式厌氧污泥床反应器作为厌氧处理滤池，采用生物接触法去除BOD5，水解酸化池作为调节池，辐流式沉淀池作为二沉池，采用A2/O进行脱氮脱磷，并且用活性炭作为吸附剂降低污水色度。（3）处理后的废水达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－2008）中的排放标准。该设计总体项目投资省，污水处理成本较低，具有较高的经济可行性。四、参考文献（1）高廷耀顾国伟周琪水污染控制工程第三版高等教育出版社（2）室外排水设计规划[M]。北京：中国建筑工业出版社。（3）扬岳平徐新华刘传富废水处理工程及实力分析第一版北京：化学工业出版社，1996(4)尹士君水处理构筑物设计与计算[M]北京：化学工业出版社，2004年(5)谢水波余健现代给水排水工程设计第一版湖南：湖南大学出版社，2000(6)罗固源水污染物化控制原理与技术.第一版北京：化学工业出版社，2003（7）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）（8）14n崔玉川，刘振江，张绍怡，城市污水厂处理设施设计计算[M]。北京：化学工业出版社，2004年。（9）彭党聪。水污染控制工程实践教程[M]。北京:化学工业出版社，2004年。14