某造纸厂废水处理设计.docx
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某造纸厂废水处理设计
某造纸厂废水处理设计
摘要
本设计内容为造纸废水处理设计。
根据国家提出的排放标准进行处理废水,总设计的进水为5000t/d。
进水中COD6000-8000mg/L,SS2000-3000mg/L,氨氮30-50mg/L,出水要求COD浓度小于300mg/L,SS小于70mg/L,氨氮小于15mg/L,pH在6-9范围内。
在某个构筑物单独处理中,主要需要完成其平面图剖面图加上一部分详图。
污水的处理按照各构筑物的布置进行处理:
污水通过格栅,调节池,UASB,中沉池,A/O工艺,絮凝沉淀池。
污泥的主要的处理流程为:
从中沉池UASB等构筑物中排出的污泥进入浓缩池,然后进入脱水机房,UASB和A/O中的污泥储存在浓缩池内,达到一定
容量到脱水机房,最后外运处置。
UASB工艺具有良好的降低COD负荷的功能,A/O工艺能去除污水中的氨氮。
关键词:
造纸废水,UASB工艺,A/O工艺
ABSTRACT
Thedesigncontentforthepapermakingwastewatertreatmentdesign.WastewatertreatmentiscarriedoutaccordingtotheemissionstandardsproposedbytheState.Thetotalwaterintakeis5000t/d.TheCODconcentrationislessthan300mg/L,theSSislessthan70mg/L,theammonianitrogenislessthan15mg/L,thepHisintherangeof6-9Withinrange.
Inaseparatestructureofthebuilding,themainneedtocompletetheplansectionwithapartialview.Sewagetreatmentinaccordancewiththelayoutofthestructuretodealwith:
sewagethroughthegrille,regulatingpool,UASB,inthepool,A/Oprocess,flocculationsedimentationtank.Themainsludgetreatmentprocessis:
fromthesinkpoolUASBandotherstructuresinthesludgedischargedintothecondensatepool,andthenintothedehydrationroom,UASBandA/Ointhesludgestoragetank,toacertaincapacitytothedehydrationroom,Thefinalhandlingofdisposal.
UASBprocesshasagoodfunctiontoreducetheCODload,A/Oprocesscanremoveammoniainthesewage.
Keywords:
papermakingwastewater,UASBprocess,A/Oprocess
第一部分设计说明书
第一章概述
1.1设计概况
1.1.1设计名称
造纸厂5000t/d废水治理工程设计。
1.1.2设计内容
(1)造纸污水处理工艺流程的说明及计算;
(2)造纸污水处理系统中各构筑物及设备的选型及参数设计;
(3)造纸污水处理站的总平面图、高程图及主要构筑物的三视图。
1.1.3设计原则本设计在确定方案时,选择工艺和构筑物时遵守以下原则:
(1)严格遵照国家相关的环境保护标准以及当地环保部门的要求,合理合法的确定各个污染物的排放标准。
(2)优先采用技术成熟,运行稳定的工艺及设备。
(3)充分考虑不同处理构筑物和设备,合理布置平面以及高程,。
(4)基础建设以及运行费用要求合理,保证效果的同时,越低越好。
1.1.4设计依据
(1)给水排水设计手册第一册常用资料
(2)给水排水设计手册第五册城市排水
(3)给水排水设计手册第十一册常用设备
(4)排水工程下册
1.2基本设计参数
1.2.1设计流量
d
Q=5000m3/d=208m3/h=0.058m3/s
污水流量总变化系数Kz=1.5
污水设计流量为0.087立方米每秒
1.2.2设计进水水质
经查询,BOD浓度约是COD的0.15-0.25倍。
所以,BOD浓度约为1200-2000mg/L。
设计进水水质,如表1-1。
表1-1设计进水水质
指标
水质(mg/L)
化学需氧量(CODCr)
6000-8000
BOD
1200-2000
SS
2000-3000
氨氮
30-50
钙离子
2000-4000
水温
30-50ºC
1.2.3出水水质目标根据设计要求,出水水质要达到污水综合排放标准一级标准(GB8978-1996)中
规定的排放限值。
污水综合排放标准一级标准(GB8978-1996)中规定的出水水质如表1-2。
表1-2一级排放标准主要指标(GB8978-1996)
指标排放限值指标排放限值
氨氮15mg/L化学需氧量(CODCr)300mg/L
SS70mg/LBOD30mg/L
1.2.4处理程度的计算
(1)COD处理程度计算:
E1
=C-Cs
C
=8000-300=96.25%
8000
式中:
E1—COD的处理程度,%;
C—进水的COD浓度,mg/L;
Cs—处理后污水排放的COD浓度,mg/L。
(2)BOD处理程度计算:
E=C-Cs
2C
=2000-30=98.5%
2000
式中:
E2—BOD的处理程度,%;
C—进水的BOD浓度,mg/L;
Cs—处理后污水排放的BOD浓度,mg/L。
(3)SS处理程度计算:
E=C-Cs
3C
=3000-70=97.7%
3000
式中:
E3—SS的处理程度,%;
C—进水的SS浓度,mg/L;
Cs—处理后污水排放的SS浓度,mg/L。
(4)氨氮处理程度计算:
E=C-Cs
4C
=50-15=70%
50
式中:
E4—氨氮的处理程度,%;C—进水的氨氮浓度,mg/L;Cs—处理后污水排放的氨氮浓度,mg/L。
1.3废水水质特点
制浆造纸废水中有很多成分较为复杂,纸浆的方法不仅取决了成分,也与产品原料和种类有关。
该废水主要含有COD、BOD、SS和色度等处理项目。
(1)备料废水:
主要有水封废水和含泥沙的废水,澄清后这两种废水可以循环
使用。
(2)黑液、红液:
用烧碱法和硫酸盐法处理产生的废水黑液,其中含有大量的有机物和各种钠盐。
用亚硫酸盐法直接蒸煮处理产生的废水是红液。
这两种废水都含有高浓度的CODCr和BOD5,只有回收原料才能减少对环境的污染。
1.4地理位置
该厂位于南方的长三角地区。
其地质条件良好,出水直接排入厂边的河流中。
污水厂的地面相对标高±0.00m,下水道来水标高-0.5m,出水接纳水体标高-1.5m。
第二章工艺流程的确定
2.1厌氧法的比较
目前主要厌氧处理方法:
厌氧接触法、ABR工艺及UASB工艺等。
厌氧接触法:
其在沉淀池中用泥水分离且回流,消化池中适当的搅拌,使池中污
水处于混合状态。
该方法能适应高浓度COD和SS的废水,运行稳定,SS的去除率高。
但该方法厌氧污泥的沉降性能较差,池中的污泥浓度不可能大负荷,而造成反应器体积庞大,停留时间过长,操作也相应复杂。
ABR工艺:
工艺执行简单,产生的沙泥量少,能处理高有机负荷,并且不需要三相分离器,水力条件好,能截留大量的微生物,具有良好的处理能力。
但该工艺尚无工程实例,处于研究阶段。
在国内,技术不成熟,但具有良好的应用前景。
UASB工艺:
即上流式厌氧污泥床。
在一个池中同时进行厌氧消化和固液分离,高的微生物浓度使其具有较高的容积负荷,容积效率高,运行费用低,由于采用了三相分离器,能使气、固、液得到良好的分离使池中厌氧污泥浓度很高,使活性污泥颗粒具有良好的沉降性能。
去除效率高,目前国内外许多酿造工业企业都采用这样的技
术处理废水,运行相对稳定,技术较为成熟。
2.2厌氧处理工艺确定
本设计中,厌氧工艺选用运行相对稳定,技术较为成熟的UASB反应器。
UASB反应器处理工艺是目前研究较多、应用日趋广泛的新型污水厌氧生物处理技术,能同时完成固液分离和生物处理两项任务,减少了占地面积、与投资费用,并可通过厌氧反应产生沼气能源,从而增加利润。
该工艺是目前最具前景的工艺之一。
与其它厌氧处理工艺(如厌氧流化床、厌氧滤池等)相比,UASB具有以下优点:
(1)可实现污泥的颗粒化。
(2)生物固体的停留时间可长达100天。
因此,UASB产生的剩余污泥极少,而且污泥稳定,容易处理和处置,从而极大地减少了开支。
(3)气、液、固的分离实现了一体化,在处理水的同时,也完成了对大部分污泥的减容处理,使得污水、污泥处理一体化,简化了传统处理工艺流程。
(4)通常情况下不易发生堵塞。
基于以上原因,本设计选取UASB作为厌氧工艺。
2.3好氧工艺的确定
生物膜法和活性污泥法主要进行好氧生物处理。
生物膜法的单位体积内具有较大生物量,对污染物变化具有较强的适应能
力,没有污泥膨胀,无需污泥回流等优点。
但是,其出水水质高处理能力低,具有较差的生物吸附能力,同时污泥沉降性能也比较差。
活性污泥法是现在世界范围内应用最广的好氧处理工艺,其对水的处理精度很高,池中难以降解的物质会被污泥絮体所吸附,并随剩余污泥排出,因此出水水质在一定程度上可以达到比较高的标准,是一种处理污染物比较彻底的处理工艺。
但是,传统的活性污泥法也存在较大的缺点,其缺点是处理池容积比较大,适应不同污染物种类突然改变的能力比较小,极易发生污泥膨胀现象。
为了更加好的处理污染水以期达到处理排放的标准,选择处理效率比较高的活性污泥法,但是,考虑到脱氮的要求,可以选择A/O和CASS来处理。
相应的,整体的处理流程也就有两种。
2.4方案比选
方案一:
格栅、调节池、UASB、中沉池、A/O、二沉池、污泥浓缩池。
图2-1方案一流程图
方案二:
格栅、调节池、UASB、中沉池、CASS、污泥浓缩池。
图2-2方案二流程图
表2-1
工程造价及运转费用比较
序号
比较类别
A/O
CASS
1
装机容量(KW)
210
250
2
常用功(KW)
168
200
工程造价
3
(万元)
土建103.3499.53
设备136.6200.42
总投资
239.94
621.05
4
运转费用(万元/年)
95.75
120
表2-2两个工艺的主要优缺点
方案一:
A/O工艺方案二:
CASS工艺
1.出水水质高
主要2.运行管理方便,抗冲击负荷能力强,运优点行稳定。
3.操作简单,设备的要求不高。
1.工艺流程相对比较简单,没有沉淀池。
2.对于进水水质发生变化时可缓冲。
3.控制系统简单,运行安全可靠。
主要由于有沉淀池,所用到的一些机械比较缺点贵,在曝气段操作的灵活性不高。
脱氮的效率不够高,设备的闲置率较高,因用降堰排水所以水头损失较大。
所以选择方案一。
2.5流程说明
工艺流程包括污水处理和污泥处理两个部分,污水处理部分流程为造纸废水经过格栅去除各种大杂物后进入调节池调节水质水量,经泵提升进入UASB,然后自流入后续个构筑物:
中沉池,A/O池,二沉池然后出水。
污泥采用静压排泥,流入污泥浓缩池进行浓缩,浓缩后的污泥用泵抽入压滤机房
压滤,最后外运,浓缩池和压滤机房所产生的上清液回到调节池继续处理。
2.6去除率
表2-3
各工艺去除率
COD(mg/L)
BOD(mg/L)
SS(mg/L)
TN(mg/L)
进水
6000-8000
1200-2000
2000-3000
30-50
格栅去除率(%)
0
0
8
0
出水
6000-8000
1200-2000
1840-2760
30-50
进水
6000-8000
1200-2000
1840-2760
30-50
调节池去除率(%)
0
0
0
0
出水
6000-8000
1200-2000
1840-2760
30-50
进水
6000-8000
1200-2000
1840-2760
30-50
UASB去除率(%)
80
80
60
0
出水
1200-1600
240-400
736-1105
30-50
进水
1200-1600
240-400
736-1105
30-50
中沉池去除率(%)
20
30
70
0
出水
960-1280
168-280
220-332
30-50
进水
960-1280
168-280
220-332
30-50
A/O去除率(%)
70
80
60
70
出水
288-384
33-56
88-133
9-15
进水
288-384
33-56
88-133
9-15
二沉池去除率(%)
40
50
70
0
出水
172-230
18-28
26-40
9-15
排放标准
≤300
≤30
≤70
≤15
第三章主要构筑物介绍
3.1格栅
(1)中格栅最大日流量:
0.087m3/s
栅条宽度S=0.01m栅条间隙b=0.02m
栅前流速v1=0.4m/s过栅流速v=0.6m/s
格栅倾角α=60°单位体积污水栅渣量W1=0.03m3/(103m3污水)栅前水深h=0.27m栅槽宽度B=0.74m
(2)细格栅最大日流量:
Qmax=0.087m3/s
栅条宽度S=0.01m栅条间隙b=0.01m
栅前流速v1=0.4m/s过栅流速v=0.6m/s
格栅倾角α=60°单位体积污水栅渣量W1=0.03m3/(103m3污水)栅前水深h=0.27m栅槽宽度B=0.99m
3.2调节池
由于本工程污水的水量及水质具有时段不均匀性,为尽量减少冲击负荷,使处理设备能均衡的运行,需设调节池,用以进行水量的调节和水质的均和。
污水经泵提升至UASB。
水力停留时间T=6h
最大日流量:
0.087尺寸:
27×14×6.5
3.3UASB反应器
是厌氧生物反应器,主要去除废水中的COD,以及SS。
在反应过程中还会产生
沼气,替公司增加其他经济效益,具有广泛的应用,且工艺成熟。
设计参数:
Q=5000m³/d;进水COD=6800mg/l。
设计有效容积负荷率Nv=9.0kgCOD/m³.d;COD去除率为80%。
尺寸:
17×9×7.5
数量:
4座
3.4中沉池
选用是辐流式沉淀池,主要去除废水中的SS。
日平均流量:
Q1=5000m3/d=208.3m3/h=57.9L/s污水流量总变化系数:
KZ=1.5最大日流量:
Qmax=KZ·Q1=1.5×208.3m3/h=312.5m3/h=0.087m3/s水力表面负荷:
q=1.5m3/(m2·h)
水力停留时间:
t=1.5h池底坡度:
i=0.05尺寸:
直径18m,高5.1m
3.5A/O池
该工艺分为好氧和缺氧两部分。
主要去除废水中的COD和TN。
其中好氧池要曝气,缺氧要进行推流。
设计流量:
Q=5000m3/d
设计进水水质:
BOD5度S0=280mg/L;TSS浓度X0=300mg/L,VSS=210mg/L,(VSS/TSS=0.7);NH3-N浓度50mg/L;pH=7-8;最低水温:
25℃,最高水温:
30℃。
设计出水水质:
BOD5度Se=56mg/L;NH3-N浓度≤15mg/L;TSS浓度Xe=120mg/L。
好氧反应池尺寸:
24×4×4.5×3
缺氧反应池尺寸:
24×4.5×4.5
3.6二沉池
选用絮凝式沉淀池,后接平流式沉淀池。
设计流量:
Q=208m3/h
絮凝反应时间:
T=30min
表面负荷:
q=1.0m3/(m2⋅h)
停留时间:
HRT=2h
机械搅拌池:
L⨯B⨯H=3⨯3⨯3.2m3,4座平流式沉淀池:
L⨯B⨯H=25⨯4⨯6.6m3
3.7污泥浓缩池
①污泥含水率:
当污泥为混合污泥时,含水率一般为98~99.5,此处取p0=99%,浓缩后污泥含水率p=97%。
②污泥固体负荷:
当为混合污泥时,污泥固体负荷为25~80kgSS/(m2·d),本设计取qs=30kgSS/(m2·d)。
③污泥浓缩时间:
浓缩时间不宜小于12h,但也不要超过24h,以防止污泥厌氧腐化,本设计取浓缩时间T=24h。
④贮泥时间:
定期排泥时,贮泥时间t=6h。
⑤集泥设施:
辐流式污泥浓缩池作集泥装置,当采用吸泥机时,池底皮杜可采用0.003,当采用刮泥机时,不宜小于0.01,不设刮泥设备时,池底一般有污泥斗,其泥斗与水平面的倾角应不小于55°。
本设计采用刮泥机,池底皮杜取i=0.06。
⑥进泥浓度取c=10g/L。
尺寸:
直径18m,高5.3m
第四章工程设计
4.1处理厂位置
地理位置该厂位于南方某地。
其地质条件良好,出水直接排入厂边的河流中。
污水厂地面相对标高±0.00m,接纳河流标高-2.00m,来水标高-1.00m。
其他要求
占地面积无要求,投资无要求
厂址确定是一个十分重要的问题,他对环境资金运行都有很大的要求。
选择酿酒废水处理厂址时,不仅考虑资金问题,同时考虑如下原则:
(1)处理废水站要与酒厂相差不远。
(2)充分考虑各种情况,寸土寸金,以节省资金为主。
(3)充分利用地形,尽量顺势建设,尽量节省能源。
(4)厂址选择考虑远期发展的可能,为以后的扩建留有余地。
4.2平面布置
污水厂的平面布置主要是为了节省用地,方便管理。
其主要包括处理构筑物、附属构筑物、管道、道路及绿化的布置。
本设计平面布置的原则:
1.布置紧凑,节约占地;
2.依次布置,减少管线使用,节约成本;
3.构筑物之间距离一般5-10米;
4.污泥处理设施布置在一起,便于管理;
4.3高程布置
污水厂进行高程布置,可以使污水在构筑物间的流动更通畅。
本设计高程布置的原则:
1.精确计算水头损失;
2.用最大设计流量,最大距离,最大水头损失流程,进行水力计算;
3.不受洪水影响,能自流流出。
第五章经济计算
5.1构筑物土建费用
表5-1土建费用
序号名称数量钢筋砼体单价
积(m3)(万
总价
(万元)
元)
1
中格栅
1座
1.6
0.12
0.192
2
细格栅
1座
2.1
0.12
0.252
3
调节池
1座
197.7
0.12
23.724
4
二沉池
2座
121
0.12
14.52
5
UASB
4座
315
0.12
37.8
6
中沉池
1座
169
0.12
20.28
7
A/O池
4座
584
0.12
70.08
8
污泥浓缩池
1座
173
0.12
20.76
9
污泥浓缩间
1座
37
0.12
4.44
10
鼓风机房
1座
24
0.12
2.88
小计:
195万
5.2设备材料
表5-2
材料费用
序号
名称
规格
数量
单价(万元)
总价(万元)
1
格栅
GL-400
2
2
4
2
搅拌机
DQT055
4
1.5
6
3
污水泵
200QW300-7-11
2
4
8
4
污泥泵
AP12.40.04.1
8
6
48
5
刮渣机
HJG-4
2
2.5
5
6
刮泥机
ZBG-18
1
1.5
1.5
7
曝气器
QMZM-300
288
0.02
5.76
8
鼓风机
DG
2
24.00
48
10
脱水机
CA206
2
20
40
小计:
168万
5.3工程总费用概算
直接费用:
土建费用A=195万元
设备材料费用B=168万元
A+B=363万元
间接费用:
方案费:
直接工程投资费用×1%=3.63万元设计费:
直接工程投资费用×8%=29.04万元运输安装施工费:
直接工程投资费用×15%=54.45万元调试技术服务费:
直接工程投资费用×2%=7.26万元竣工验收费:
直接工程投资费用×2%=7.26万元间接费用合计为:
102万元
管理费用:
(直接工程投资费用+间接费用)×5%=23.25万元税收费:
(直接工程投资费用+间接费用)×5%=23.25万元工程总投资:
512万元
5.4电耗
表5-3电费
序号
名称
功率
运行时间
总度数
单价
总价
(KW)
(h/d)
(°)
(元)
(元/天)
1
搅拌机
2.5×4
24
240
0.6
144
2
污水泵
15×4
24
1440
0.6
864
3
污泥泵
20×8
12
1920
0.6
1152
4
刮渣机
0.25×2
24
12
0.6
7.2
5
刮泥机
0.75×1
24
18
0.6
10.8
6
曝气器
5.5
24
132
0.6
79.2
7
鼓风机
5×2
24
240
0.6
144
8
脱水机
15×2
24
720
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