造纸废水毕业设计.docx
- 文档编号:13822763
- 上传时间:2023-06-17
- 格式:DOCX
- 页数:40
- 大小:176.10KB
造纸废水毕业设计.docx
《造纸废水毕业设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《造纸废水毕业设计.docx(40页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
造纸废水毕业设计
毕业设计
学生姓名:
学号:
*********
专业:
环境工程
题目:
造纸废水处理工程设计
指导教师:
评阅教师:
2012年6月
河北科技大学毕业设计成绩评定表
姓名
学号
成绩
专业
环境工程
题目
造纸废水处理工程设计
指导教师评语及成绩
指导教师:
年月日
评阅教师评语及成绩
评阅教师:
年月日
答辩小组评语及成绩
答辩小组组长:
年月日
答辩委员会意见
答辩委员会主任:
年月日
注:
该表一式两份,一份归档,一份装入学生毕业设计说明书中。
毕业设计中文摘要
摘要:
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。
本文分析了造纸废水的产生环节,污染物的主要来源。
从厌氧、好氧生物处理考虑废水的治理工艺,从而提出了UASB+AOAO(Bardenpho)工艺即UASB+水解酸化+接触氧化+水解酸化+接触氧化+絮凝沉淀+臭氧氧化的工艺流程。
废水处理后,出水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)标准值:
pH6.0~9.0;COD£100mg/L;BOD5£30mg/L;NH4+£10mg/L;SS£50mg/L。
关键词:
污水处理、造纸废水、UASB、AOAO。
毕业设计外文摘要
TitlePapermakingwastewatertreatmentengineering
Abstract:
Forpapermillwastewaterqualityandquantitycharacteristics,referencetovariousdomesticandinternationalpapermillsprocessingwastewatertreatmentmethodsandtechniques.ThefinalchoiceoftheUASB+AOAO(Bardenpho)process.Thismethodismorethoroughsewagetreatment,thebetter.Dealingwithhighefficiency.Thismethodistheabilitytoadapttothewastewaterqualityandqualitychanges.Wastewatertreatmentcostsarerelativelylowandrelativelylowcostofconstructionandoperation.
Thispaperanalyzesthegenerationpartofthepulpandpapereffluent,themainsourceofpollutantsconsideredfromanaerobicandaerobicbiologicaltreatmentofthewastewatertreatmentprocessUASB+AOAO(Bardenpho)process,UASB+hydrolysisacidification+contactoxidation+hydrolyticacidification+contactoxidation+flocculationandsedimentation+ozoneoxidationprocess.
Afterwastewatertreatment,effluentqualityachieved《pulpandpaperindustry,waterpollutantdischargestandards》(GB3544-2008)standardvalues:
pH6.0~9.0;COD£100mg/L;BOD5£30mg/L;NH4+£10mg/L;SS£50mg/L.
Keywords:
wastewatertreatment、papermakingwastewater、UASB、AOAO.
附图:
1.工艺流程图;
2.平面布置图;
3.UASB工艺图;
4.池体剖面图;
5.竖流沉淀池。
1.前言
造纸工业是对环境污染较重的行业之一。
其主要污染来自制浆造纸过程中产生的各种废水。
造纸废水不仅使人类赖以生存的环境和生态平衡遭到破坏,同时也直接威胁造纸工业自身的发展问题。
因此,开发造纸废水的处理新技术,降低处理成本,提高处理效果,改善生态环境,解决造纸水污染问题就显得十分迫切了。
目前,造纸废水处理方法按其原理分为物理法、物理化学法、化学法和生物法等。
以木材为原料的制浆厂,备料污水主要是洗涤水以及湿法剥皮机排出水,含有树皮、泥砂、木屑以及木材中的水溶性物质,包括果胶、多糖、胶质和单宁等。
植物纤维原料经化学蒸煮后,一般可得到50%~80%的纸浆,其余的20%~50%的物质溶于蒸煮液中。
蒸煮结束后提取蒸煮液。
在碱法制浆中,此液呈黑色,故称“黑液”;在酸法制浆中,此液呈红色,故称“红液”。
常用的氧化性漂白剂大多含氯,使造纸产生的废水污染严重。
过氧化物漂白剂多用于高回收率浆或废纸回收纸浆的漂白,污染较轻。
化学法制浆过程中,蒸煮锅和放锅排出的蒸汽冷凝水,以及接触冷凝器或表面冷凝器冷却产生的冷凝水也含有污染物;黑液与红液的化学品与热能回收之前,蒸发浓缩过程中产生的冷凝水。
洗浆过程中,设备的跑、冒、滴、漏和洗浆机相关的贮槽清洗水是洗浆污水的主要来源。
浆料经洗涤提取蒸煮液后,再经筛选,去除其中杂质。
在造纸工业污水中,除了含有有害的化学无机物,还含有挥发酚、沉淀固形物、悬浮物、木质素等有机物。
这类物质随污水进入水体后,在微生物对它们的分解过程中,需要消耗水体中的溶解氧,使水体含氧减少,从而影响鱼类和其它生物的生长繁殖。
废水处理后,出水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)标准。
2设计说明书
2.1设计概述
2.1.1设计任务
设计题目:
造纸废水处理工程设计
设计规模:
废水处理站的设计规模为2000m3/d。
设计进水水质:
pH8.5~9.5;COD3000mg/L;BOD51000mg/L;NH4+200mg/L;SS1000mg/L。
设计出水水质:
废水处理后,出水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2标准值:
pH6.0~9.0;COD£100mg/L;BOD5£30mg/L;NH4+£10mg/L;SS£50mg/L。
2.1.2设计依据:
《中华人民共和国环境保护法》;
《建设项目环境保护设计规定》;
《给水排水标准规范实施手册》;
《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008);
《室外给水设计规范》(GB50013-2006);
《室外给水设计规范》(GB50014-2006);
《三废处理工程技术手册》;
2.2处理工艺方案论证
2.2.1处理工艺方案确定
废水处理工艺决定着污水处理站的面积及投资。
不同的处理方法有不同的进水要求以及出水效果,因此根据本厂实际选择合理的处理工艺十分重要。
在具体选择中应该依据以下原则:
(1)采用的技术应成熟,处理效果稳定,保证出水水质达到要求的排放标准。
(2)投资低,运行费用省,尽可能的采用生化处理技术,避免产生二次污染。
(3)尽量减少占地面积,一方面可以节省投资,同时也可以产生较好的社会效益。
(4)要综合考虑到地形,气候等自然条件,要保证低温期和高温期的出水达到排放标准。
2.2.2处理工艺方案介绍
通过粗格栅过滤掉废水当中粒径较大的树皮、纤维、木屑等,细格栅进一步过滤去除污水当中的纤维颗粒,经调节池通过提升泵换热器进入升流式厌氧污泥床反应器(UASB)进行厌氧处理,使进水COD从3000mg/L的降至1000mg/L左右,再经过AOAO(Bardenpho工艺)法,即水解接触氧化再水解接触氧化,使COD降到100mg/L以下,BOD降到80mg/L以下,氨氮降到20mg/L以下。
再通过加药使废水中的一些小分子有机物絮凝沉淀,进入二沉池进行沉淀,沉淀污泥全部排出。
最后污水经过臭氧氧化处理,使色度降低,使废水达到标准,进入清水池出水。
工艺流程如图2-1。
图2-1工艺流程图
2.2.3水解酸化工艺
水解酸化工艺的探讨其实是从污水厌氧生物处理开始的,经过反复试验和理论分析,逐步发展为水解酸化生物处理工艺。
物料的厌氧生物降解过程可以分为四个阶段。
一是水解阶段,微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化氧化反应主要指大分子物质分解为小分子及其水溶物。
二是发酵或酸化阶段,酸化菌将上述小分子转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外,主要产物有挥发性脂肪酸、醇类、乳酸等。
三是产乙酸阶段,指上一阶段产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸及新的细胞物质。
四是产甲烷阶段,指上一阶段产物被转化为甲烷、二氧化碳及新的细胞物质。
水解酸化工艺就是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同,将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第一和第二阶段,即在大量水解细菌、酸化菌作用下将不溶性有机物水解为溶性有机物,将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程。
采用水解酸化池较之全过程的厌氧池或曝气池具有以下特点:
(1)不需要曝气系统,也不需要密闭池体,不需要搅拌器,也不需要三相分离器,大大降低了造价和运行、维护费用。
(2)由于水解、酸化反应迅速,故有效水力停留时间短,水解反应池体积小,节省了土建投资。
(3)由于反应控制在第二阶段完成前,出水无厌氧发酵的难闻气味,改善了污水厂站的环境。
(4)能有效降解有机物,具有污泥消化池的功能,减少了污泥量,能实现污水、污泥一次处理。
(5)水解、酸化阶段的产物是小分子有机物,可生化性较好,若结合后续好氧工艺使用,实践证明具有很好的处理效果。
2.2.4生物接触氧化处理技术概述
生物接触氧化法是一种浸没型生物膜法,污水与填料上的生物膜相接触,在生物膜上的微生物作用下,污水得以净化。
生物接触氧化处理技术的另一项技术实质是采用与曝气池相同的曝气方法,向微生物提供其所需要的氧,并起到搅拌与混合作用,这样,这种技术又相当于在曝气池内填充供微生物栖息的填料,因此,又称为“接触曝气法”。
生物接触氧化处理装置运行时填料全部浸没在污水中,利用曝气装置向水体充氧。
生物膜绝大部分附着在固体填料上,少量悬浮于水中,其浓度小于300mg/L。
由于吸附作用,生物膜表面上附着一层滞流薄水层,空气中氧通过滞流层进入生物膜,有氧条件下,污水层内有机物不断被膜中微生物吸附、氧化分解。
滞流水层内有机物浓度远低于流动层,在传质推动力作用下,流动层内有机物不断向滞流水层转移,使流动水层在整体流动中逐步得到净化,达到污水处理目的。
在此期间,生物膜的增长、新陈代谢过程与溶解氧值关系密切,生物膜厚度随着微生物浓度增加而不断加厚,当滞流层中溶解氧被膜表层微生物耗尽时,膜内层就会滋生出大量厌氧微生物,造成内层微生物群不断死亡、解体,降低了生物膜与填料表面的粘附力,同时厌氧微生物发酵产生的、气体及膜内大量噬膜微型动物,也会影响生物膜在填料表面的附着,使过厚的生物膜在本身重力及污水流动力作用下脱落。
据上所述,生物接触氧化是一种介于活性污泥法与生物滤池两者之间的生物处理技术,也可以说是具有活性污泥法特点的生物膜法,其在工艺、功能以及运行等方面具有下列主要特征:
在工艺方面的特征。
本工艺使用多种形式的填料,由于曝气,在池内形成液、固、气三相共存体系,有利于氧的转移,溶解氧充沛,适于微生物存活增值。
在生物膜上微生物是丰富的,除细菌和多种种属原生动物和后生动物外,还能够生长氧化能力较强的球衣菌属的丝状菌,而无活性污泥膨胀之虑。
在生物膜上能够形成稳定的生态系统与食物链。
填料表面全为生物膜所布满,形成了生物膜的主体结构,由于丝状菌的大量滋生,有可能形成一个呈立体结构的密集的生物网,污水在其中通过,起到类似“过滤”的作用,能够有效地提高净化效果。
由于进行曝气,生物膜表面不断地接受曝气吹脱,这样有利于保持生物膜的活性,抑制厌氧菌的增值,也宜于提高氧的利用率,因此,能够保持较高浓度的活性生物量。
正因为如此,生物接触氧化处理技术能够接受较高的有机负荷率,处理效果较好,有利于缩小池容,减少占地面积。
在运行方面的特征。
对冲击负荷有较强的适应能力,在间歇运行条件下,仍能够保持良好的处理效果。
操作简单、运行方便、易于维护管理,无需污泥回流,不产生污泥膨胀现象,也不产生滤池蝇。
污泥生成量少,污泥颗粒较大,易于沉淀。
在功能方面的特征。
生物接触氧化处理技术具有多重净化功能,除有效地去除有机污染物外,还能够用以脱氮,因此,可以作为三级处理技术。
3废水处理工程构筑物计算书
3.1原始设计参数
原水水量Q=2000m³/d。
取该造纸厂废水水量变化系数为1.2。
则q=2400m³/d=100m3/h=0.028m3/s
各处理工序预处理效果如表3-1。
表3-1预期处理效果表
处理工序
COD(mg/L)
BOD(mg/L)
NH(mg/L)
SS(mg/L)
pH
浓度
去除率%
浓度
去除率%
浓度
去除率%
浓度
去除率%
浓度
废水
3000
0
1000
200
1000
8.5~9.5
格栅
2800
6.7
1000
200
500
50
调节池
2800
1000
200
500
UASB
1000
64.3
400
60
130
35
380
24
水解酸化池
500
50
390
2.5
80
38.5
300
21
一级接触氧化池
350
30
200
48.7
50
37.5
160
46.7
水解酸化池
170
51.4
195
2.5
35
30
122
23.75
二级接触氧化池
125
26.5
80
59
25
28.6
67
45.1
加药池
100
20
70
12.5
11
40
60
10
二沉池
90
10
50
28.6
9
18
56
6.7
臭氧氧化池
70
22
25
50
7
22
40
28.6
清水池
70
25
7
40
6.0~9.0
排放标准
100
30
10
50
6.0~9.0
3.2格栅井
3.2.1设计说明
格栅一般斜置在进水泵站之前,主要对水泵起保护作用,截去生活水中较大的悬浮物,它本身的水流阻力并不大,水头损失只有几厘米,阻力主要产生于筛余物堵塞栅条,一般当格栅的水头损失达到10~15厘米时就该清洗。
格栅按形状可分为平面格栅和曲面格栅两种,按格栅栅条间隙可分为粗格栅(50~100mm),中格栅(10~40mm),细格栅(3~10mm)三种。
根据清洗方法,格栅和筛网都可设计成人工清渣和机械清渣两类,当污染物量大时,一般应采用机械清渣,以减少人工劳动量。
本设计栅渣量大于0.2m3/d,
栅渣量与地区特点,格栅条的间隙大小,污水流量以及下水道系统的类型等因素有关,在无当地资料时,可采用:
粗格栅:
格栅间隙16~25mm(机械清除),格栅间隙30~50mm(人工清除)。
细格栅:
1.5~10mm。
栅渣的含水率一般为80%,容重约为960kg/m3。
栅条的断面形状有圆形、锐边矩形、迎水面为半圆形的矩形、迎水面背水面均为半圆的矩形几种。
而其中迎水面为半圆形的矩形的栅条具有强度高,阻力损失小的优点。
粗格栅栅渣宜采用带式输送机输送;细格栅栅渣宜采用螺旋输送机输送。
选用RAG回转耙齿式机械格栅,RAG回转耙齿式机械格栅是污水处理中的一种重要的前级拦污设备。
由尼龙或不锈钢制成的耙齿按一定的排列次序装配在链条轴上形成封闭式的环形耙齿链,整个耙齿链在传动链轮的驱动下自下而上作连续循环运动,将截留在耙齿上的固体悬浮物从污水中输送到地面或平台上方,并在耙齿旋转啮合的过程中将物料清除,以达到保护水泵和减轻后续工序的处理负荷的目的。
RAG回转耙齿式机械格栅同时也应用于工业上的固液分离。
3.1.2设计参数
设计流量Q=2000m³/d=83.33m3/h=0.023m3/s。
栅条宽度S(粗格栅20mm,细格栅10mm),栅条间隙d1=15mm,d2=5mm,栅前水深h=0.4m。
格栅安装角度α=60°,过栅流速0.7m/s,单位栅渣量W=0.07m3/m3废水。
3.1.3设计计算
3.1.3.1栅条间隙数:
式中:
Q——设计流量,m3/s
α——格栅倾角,度
b——栅条间隙,m
h——栅前水深,m
v——过栅流速,m/s
=5.43取n1=10
=16.3取n2=20
3.1.3.2栅槽宽度:
B1=S(n1-1)+bn1=0.02×(10-1)+0.015×10=0.33m
B2=S(n2-1)+bn2=0.01×(20-1)+0.005×20=0.29m
栅槽宽度一般比格栅宽0.2~0.3m,取0.3m。
即栅槽宽为0.33+0.3=0.63m(0.29+0.3=0.59m),粗格栅取0.8m,细格栅取0.6m。
3.1.3.3设备选型:
粗格栅机RAG-800-2000-15;
细格栅机RAG-600-2000-5。
3.2调节池
3.2.1设计说明
调节池是汇集准备输送到其他构筑物去的一种小型贮水设备,设置集水池作为水量调节之用,贮存盈余,补充短缺,使生物处理设施在一日内能得到均和的进水量,保证正常运行。
3.2.2设计参数
设计流量
Q=2000m³/d=83.33m3/h=0.023m3/s
结构为:
半地下式砼结构
3.2.3设计计算
m3
调节池有效容积为2400m3,水力停留时间为24h,
设计尺寸为20000mm×24000mm×5000mm,超高0.5m。
选取提升泵:
65JYWQ30-40-7.5,Q=30m3/h,H=40m,N=7.5KW,三用一备。
3.3UASB
3.3.1设计说明
UASB反应池由进水分配系统、反应区、三相分离器、出水系统、排泥系统及沼气收集系统组成。
UASB反应池有以下优点:
沉降性能良好,不设沉淀池,无需污泥回流;不填载体,构造简单节省造价;由于消化产气作用,污泥上浮造成一定的搅拌,因而不设搅拌设备;污泥浓度和有机负荷高,停留时间短。
3.3.2设计参数
设计流量
Q=2000m³/d=83.33m3/h=0.023m3/s
有机负荷为q=4.5kgCOD/(m3·d),
水力停留时间HRT=6h,
上升流速为1.3m/h,
反应器高度H=35m,
反应器容积V=800m3,
容积利用率为0.85,
反应器直径φ=10m,
反应器温度T=30℃,
产气率取0.4m3/kgCOD,
高径比3:
1。
材质:
碳钢,内部刷防腐树脂,外部刷防腐漆贴保温材料。
3.3.3设计计算
3.3.3.1反应器容积计算
UASB积为:
V有效=QS0/NV
式中:
V有效——反应器有效容积,m3
Q——设计流量,m3/d
S0——进水有机物浓量,kgCOD/m3
Nv——容积负荷,kgCOD/(m3·d)
代入数值的V=1333.3m3
3.3.3.2USAB尺寸计算
根据经验,UASB的高径比一般在10:
1~3:
1之间,并且大多数情况下,这也是系统最优的运行范围。
取高径比为3:
1则:
φ=2R=10m,H=30m+5m。
3.3.3.3布水系统设计计算
=78.5m2
配水系统采用穿孔配管,开孔朝下,进水管总管径取100mm,流速约为2.96m/s。
反应器设置4根分别为DN25、DN40、DN50、DN80,直径分别对应2m、4m、6m、8m的同心圆形管,每根管开孔距离1.4m,均匀分布在反应器底部配水孔径采用16mm,孔数61,每孔服务面积为78.5/61=1.3m2,穿孔管距离反应器底0.2m,采用连续进水。
3.3.3.4UASB反应器中污泥总量计算
一般UASB污泥床主要由沉降性能良好的厌氧污泥组成,平均浓度为15gVSS/L,UASB反应器中污泥总量:
G=VGSS=784.3×15=117645kgss/d
厌氧生物处理污泥产量取:
0.07kgMLSS/kgCOD
UASB反应器总产泥量:
△X=rQC0E=0.07×2400×3×0.667=336.2kgVSS/d
式中:
△X——UASB反应器产泥量,kgVSS/d
r——厌氧生物处理污泥产量,kgVSS/kgCOD
Co——进水COD浓度kg/m3
E——去除率,本设计中取66.7%
3.3.3.5排泥系统设计
对一管多孔式配水系统反应器,进水管可以兼做排泥管和放空管。
故将配水系统设计为排泥管和放空管。
3.3.3.6出水系统设计
采用锯齿形出水渠,放射状圆形,渠宽0.2m,高0.2m,出水管DN200。
出水堰内侧设挡渣板,与出水堰间距0.1m,高0.5m。
设计900三角堰,堰高50mm,堰口宽为100mm,则堰口水面宽b=50mm。
UASB反应器处理水量23L/s,查知溢流负荷为1-2L/(m·s),设计溢流负荷
f=1.156L/(m·s)
则堰上水面总长为:
m
反应器可提供出水堰有效长度约为31m>20m。
三角堰数量:
个。
3.3.3.7产气量计算
G=rQC0E=0.4×2000×3×0.667=1601m3/h
式中:
G——总产气量,m3/h
r——设计产气率取0.4m3/kgCOD
Co——进水COD浓度kg/m3
E——去除率,本设计中取66.7%
产沼气接沼气柜。
3.3.3.8三相分离器设计
对于颗粒污泥,表面水力负荷q=0.1-0.9m3/(m2·h),故符合设计要求。
(1)设计说明:
三相分离器要具有气、液、固三相分离、污泥回流的功能。
三相分离器的设计主要包括沉淀区、回流缝、气液分离器的设计。
本工程设计中,三相分离器直径10m,高度5m。
(2)沉淀区的设计:
三相分离器的沉淀区的设计同二次沉淀池的设计相同,主要是考虑沉淀区的面积和水深,面积根据废水量和表
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 造纸 废水 毕业设计