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造紙廢水處理系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽

2024-10-28 19:24本頁(yè)面
  

【正文】 工業(yè)廢水。 1 造紙廢水的來(lái)源及特點(diǎn) 造紙廢水的來(lái)源 造紙工業(yè)廢水是一種色度高、懸浮物含量大、有機(jī)物濃度高、組分 十分 復(fù)雜的難處理有機(jī)廢水。制漿是把纖維 從 植物原料中分離出來(lái),制成漿料,再經(jīng)漂白;抄紙是把漿料 進(jìn)行 稀釋、成型、壓榨、烘干,制成紙張。 污染物中含有的黑白酒類(lèi)占造紙工業(yè)污染排放總量的 90%,并有高濃度、難降解等特性。 木質(zhì)素是一種無(wú)毒的天然高分子聚合物,作為化工原料被廣泛使用,可用于牲畜飼料的戊聚糖。在中間的水濃度高于污水, COD 和 BOD 之間的比例是 和 之間,因此,生物降解性差,與有機(jī)材料很難降解,很難處理。 其中,對(duì)環(huán)境污染最嚴(yán)重的是制漿漂白過(guò)程中產(chǎn)生的含氯廢水,比如氯化漂白、次氯酸鹽 漂白廢水等。白水主要由細(xì)小纖維,填料,涂料和溶解木材成分,并添加多種塑料材料,濕強(qiáng)劑和防腐劑,其中不溶性的化學(xué)需氧量,生化低,添加防腐劑有一定的毒性。中間部分現(xiàn)在幾乎所有的造紙廠造紙車(chē)間使用部分或完全封閉,減少紙張消耗,節(jié)省電力消耗,提高白水回用率,減少多余白水排放。 (2) 懸浮物含量大。 (4) 處理難度較大,可生化性差 , 含難生物降解的有機(jī)物。在除渣過(guò)程中, 會(huì)產(chǎn)生 洗漿,漂洗等很多廢水。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 37 頁(yè) 2 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)依據(jù) ( 1) 《水處理設(shè)備制造技術(shù)條件》( JB293286); ( 2) 《水污染控制工程》 上下冊(cè) (高等教育出版社); ( 3) 《水處理工程設(shè)計(jì)計(jì)算》(中國(guó)建筑工業(yè)出版社); ( 4) 《環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊(cè) — 水處理設(shè)備》 (化學(xué)設(shè)備出版社); ( 5) 《污水處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)與計(jì)算》 (哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社); ( 6) 《制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB35442020); ( 7) 當(dāng)?shù)赝?lèi)廢水治理工程經(jīng)驗(yàn)和技術(shù); ( 8) 《制漿造紙廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》 (HJ20202020)。 根據(jù)設(shè)計(jì),結(jié)合設(shè)計(jì)的尺度要求,廢水的特點(diǎn)和當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和需求,選擇最合適的技術(shù),經(jīng)濟(jì)合理的處理工藝,通過(guò)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)指標(biāo),選擇最佳的工藝方案及實(shí)施分析。 ( 2) 選擇的過(guò)程中應(yīng)降低建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用,降低能耗和節(jié)約土地的面積。并且能對(duì)工藝運(yùn)行參數(shù)和操作進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 ( 5) 所選工藝應(yīng)該在最大程度上 可以 減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響,如氣味、噪聲等影響。 造紙廢水處理基本工藝 物理處理方法 采用氣浮 法 或沉淀方法,通過(guò)投加混凝劑,可 以 去除絕大部分 SS,同時(shí)去除大部分非溶解性COD 以 及部分溶解性 COD 和 BOD5。 對(duì) 每 噸紙廢水排放量> 150m濃度較低的中小型廢紙?jiān)旒埰髽I(yè),通過(guò)氣浮或沉淀處理,出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到或接近國(guó)家 制定的 排放標(biāo)準(zhǔn)。在造紙廢水處理過(guò)程中,甲烷發(fā)酵階段的控制條件,和反應(yīng)控制在酸階段,需要處理造紙廢水。 ( 2) UASB— 接觸氧化工藝處理造紙廢水: 在這個(gè)過(guò)程中的主要設(shè)備是上式厭氧污泥床與好氧接觸氧化池 。 好氧處理對(duì)廢水中 SS和 COD均有較高的去除率,這是因?yàn)閺U水經(jīng)過(guò)厭氧處理后仍 然 含有許多易生物降解的有機(jī)物。 整個(gè)工藝對(duì)陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 37 頁(yè) COD的去除率達(dá) %,對(duì)懸浮物的去除率達(dá) %~ 98%, 此 工藝非常適合在造紙廢水處理中推廣應(yīng)用。水解酸化不僅能 夠 去除 廢水中 部分有機(jī)污染物,而且提高了廢水的可生化性,有益于后 面 好氧生物接觸氧化處理。然而,如果 出 于某些構(gòu)筑物的構(gòu)造設(shè)計(jì)考慮不周會(huì)影響運(yùn)行效果,致使出水水質(zhì)不 是 理想。 因此,在設(shè)計(jì)采用水解酸化處理懸浮物濃度高的污水時(shí),可增設(shè)污泥斗的數(shù)量以及時(shí)排除沉淀污泥。針對(duì)污泥淤積情況,在水解酸化池前可增設(shè)一級(jí)混凝氣浮以去除水中的懸浮物,經(jīng)此改進(jìn)后 的 水解酸化池能長(zhǎng)期、穩(wěn)定、有效地運(yùn)行,其出水能收到 比 較好的效果。 ③ 在調(diào)試運(yùn)行 時(shí) ,生物接觸氧化池中生物膜脫落、氣泡直徑變大、出水渾濁、處理效果惡化的現(xiàn)象 有時(shí)會(huì) 發(fā)生。溶解氧不足使生物膜由好氧狀態(tài)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài),附著力下降,在空氣氣泡的攪動(dòng)下生物膜大量脫落,導(dǎo)致水粘度增加、氧轉(zhuǎn)移效率下降,這又進(jìn)一步造成缺氧,如此 造成 惡性循環(huán)致使處理效果惡化。正確的處理措施應(yīng) 該 是減小曝氣量,待脫落的生物膜隨水流流出后再逐漸增加曝氣量 , 使溶解氧濃度恢復(fù)到原有 的 水平,若水溫適宜則 2~ 3d后生物膜 便 可恢復(fù)正常。本工藝的關(guān)鍵 運(yùn)行 設(shè)備是 UASB反應(yīng)器。厭氧微生物對(duì)水質(zhì)的要求不 似 好氧微生物那么寬,最佳 pH為- ,最佳溫度為 35℃ - 40℃ [3]。內(nèi)循環(huán) UASB技術(shù)是在普通 UASB技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一 個(gè) 內(nèi)循環(huán)系統(tǒng),包括回流水池及回流水泵。這樣一來(lái)能提高 UASB反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水水溫、 pH值和 COD濃度的 適應(yīng)能力,只需 要在 UASB反應(yīng)器進(jìn)水前對(duì)其 pH和溫度做一 大概 調(diào) 整 即可。安裝而成, 可以 在最大程度上截留三相分離出水中的顆粒污泥。 如果將 UASB 和 SBR 兩種處理單元進(jìn)行組合, 這樣 形成的工藝 不僅 突出了各自處理單元的優(yōu)點(diǎn),使處理流程簡(jiǎn)潔,節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用,而 且 把 UASB 作為整個(gè)廢水達(dá)標(biāo)排放的一個(gè)預(yù)處理單元,在降低廢水濃度 的同時(shí),可 以 回收所產(chǎn)沼氣作為能源利用。 UASB+SBR 法處理工藝 和 水解酸化 — SBR 處理工藝相比有以下優(yōu)點(diǎn): ① 節(jié)約廢水處理費(fèi)用: UASB 取代 了 原水解酸化池作為整個(gè)廢水達(dá)標(biāo)排放的一個(gè)預(yù)處陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 共 37 頁(yè) 理單元,削減了進(jìn)水 COD 的 75%,從而降低后續(xù) SBR 池的處理負(fù)荷,使 SBR 池在廢水處理量增加的情況下,運(yùn)行周期同樣 是 10 h,廢水也能達(dá)標(biāo)排放。 工藝流程的確定 工程概況 造紙廢水主要來(lái) 源于 廢紙的碎漿、篩選凈化及制造等過(guò)程中產(chǎn)生的廢水。 SS、 COD 均較高 , 其污染物含量大致為: COD: 2020~ 3600 mg/L, BOD5 :1000~ 1300 mg/L, SS: 2020 mg/L。 項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì) : 該項(xiàng)目處理目標(biāo)要達(dá)到國(guó)家《造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB3544— 2020),設(shè)計(jì)水量為 5000m3/d。 表 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)表 項(xiàng)目 COD BOD SS pH 進(jìn)水水質(zhì) /(mg/L) 2800 1200 2020 7~9 出水水質(zhì) /(mg/L) ≤100 ≤60 ≤100 6~9 工藝方案分析選擇 造 紙廢水處理主要污染物是 COD、 BOD、 SS, 這些 主要是由于纖維在生產(chǎn)過(guò)程中分解而引起的,在廢紙制漿造紙工藝更突出。根據(jù)造紙廢水這一特點(diǎn),以及污水的排放標(biāo)準(zhǔn),因此本設(shè)計(jì)處理方案確定為篩網(wǎng)過(guò)濾 — 物化處理 —生化法處理。廢水進(jìn)入水解酸化池 后 ,能將難降解 的 有機(jī)物分解成易降解有機(jī)物、將大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物 。 之后 廢水流向生物接觸氧化池, 在生物接觸氧化池里去除廢水中部分的有機(jī)物、氨氮、色度等,生物接觸氧化池的出水 最終 流入二次沉淀池,在二沉池進(jìn)行分離,出水水質(zhì) 要 保證達(dá)到國(guó)家污水排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進(jìn)入污泥濃縮池后 進(jìn)行 污泥脫水,干泥定期外運(yùn)。 (2) 分類(lèi): ① 按柵條浄間隙, 可 分為: 粗格柵 (50100mm); 中格柵 (1040mm); 細(xì)格柵 (410mm); ② 按格柵 的 形狀,可分為:平面格柵和曲面格柵。本項(xiàng)目采用的型式 是 :鏈?zhǔn)綑C(jī)械格柵除污機(jī),采用 機(jī)械清渣。 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)柵槽寬度 柵條間隙數(shù) n: ??? bhvQn ?sinmax 411 3 . 30 . 7 )0 . 3/( 0 . 0 260s ????? 則格內(nèi)柵條數(shù)為 n1=13 mbnnsB )114()1( ????????? 式中 , B—— 柵槽寬度, m; S—— 格條寬度, m; b—— 柵條凈間距, 其中 粗格柵 b=50~ 100mm, 中格柵 b=10~ 40mm, 細(xì)格柵 b=~ 10mm; 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁(yè) 共 37 頁(yè) n—— 格柵間隙數(shù); maxQ —— 最大設(shè) 計(jì)流量, 3/ms; ? —— 格柵傾角,度; h—— 柵前水深, m; v —— 過(guò)柵流速, /ms,一般取 ~ sin? —— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 則 mB 1 ??? mtgtg BBL 2 8 0111 ?? ???? ? mLL ?? mtgtgHLLL 4 8 0121 ??????????? ? 式中, L —— 柵槽總長(zhǎng)度, m; 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 37 頁(yè) L1—— 進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度, m; B1—— 進(jìn)水渠寬, m; a1—— 進(jìn)水渠道漸寬部分展開(kāi)角度,一般可采用 200; L2—— 柵槽與出 水渠道連接處漸窄部分長(zhǎng)度, m; H1—— 柵前渠道深, m (5) 每日柵渣量計(jì)算: m a x 1 864001000QWW K??? ? dmW / 0 0 0 8 6 4 0 7 3?? ??? dm/ 3 式中, W—— 每日柵渣量, 3/md; 1W—— 柵渣量( 3 3 3/10mm污水),取 ~ ,粗格柵用小值,細(xì)格柵用大值,本處取 ; K—— 生活污水流量總變化系數(shù),本處取 所以 本設(shè)計(jì) 選擇機(jī)械除渣 。如果不對(duì)紙漿纖維進(jìn)行回收,將 會(huì) 有大量的 紙漿進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)中,嚴(yán)重影響廢水處理系統(tǒng)的處理效果,同時(shí) 也會(huì) 造成紙漿浪費(fèi)。篩網(wǎng)或撈毛機(jī)可有效的去除和回收廢水中的羊毛,棉 以 及化學(xué)纖維雜質(zhì),具有簡(jiǎn)單 、 高效 、 不加化學(xué)藥劑 、 運(yùn)行費(fèi)低 、 占地面積小及維修方便等優(yōu)點(diǎn)。篩孔尺寸可根據(jù)需要,一般為 ~ 。安裝角度不易過(guò)大,否則造成過(guò)水負(fù)荷降低,使處理能力降低同時(shí)也增加了部分投資,過(guò)小則易造成篩網(wǎng)堵塞,加大了清渣難度,影響處理效果。取篩網(wǎng)的水力負(fù)荷為: )./(16 23 hmmq ? 那么需要斜網(wǎng)的有效面積為: A=5000/( 2416) = 算上裝配斜網(wǎng)所需的面積,并且考慮到在生產(chǎn)過(guò)程中部分網(wǎng)面是被紙漿覆蓋,所以總面積取15m2。 工業(yè)廢水的水質(zhì)和水量是隨時(shí)間不斷變化的,流量和濃度的不均勻 會(huì) 給設(shè)備帶來(lái)不少困難,或者 使得設(shè)備 無(wú)法保持在最優(yōu)的工藝條件下運(yùn)行。 調(diào)節(jié)的作用主要 有 以下幾個(gè)方面: (1) 適當(dāng)緩沖有機(jī)物的波動(dòng)以避免生物處理系統(tǒng)中的沖擊負(fù)荷; (2) 適當(dāng)控制 pH 值或減小中和需要的化學(xué)藥劑量; (3) 削減進(jìn)入物理化學(xué)處理系統(tǒng)的高峰流量并 使加藥率能與進(jìn)水相適應(yīng); (4) 當(dāng)工廠不生產(chǎn)時(shí)還能保證水處理系統(tǒng)的連續(xù)供水; (5) 控制廢水向城市管道系統(tǒng)的排放量,使廢水負(fù)荷分配比較均勻; (6) 避免高濃度有毒廢水進(jìn)入生物處理廠; 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 37 頁(yè) 圖 調(diào)節(jié)池示意圖 ( 1) 設(shè)計(jì)進(jìn)水量 Q: hmdmQ 33 0 85 0 0 0 ?? ( 2)停留時(shí)間 t:取 t=2h ( 3) 池寬 : B=8 m; ( 1)有效容積 V: QtV? =2= ( 2) 調(diào)節(jié)池尺寸 該池設(shè)為矩形。 每個(gè)曝氣頭的服務(wù)面積按 m2計(jì)算,則 所需曝氣頭的個(gè)數(shù)為: 138/=212個(gè) , 設(shè) 4廊道,每廊道的曝氣頭的個(gè)數(shù)為 264/4=66 個(gè); 每廊道各設(shè)一根空氣支管,其管徑為 DN80;每根支管上設(shè) 3根空氣分配管,其管內(nèi)徑為DN=32mm。 設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)集水間計(jì)算 ① 選擇水池與機(jī)器間合建式的方形泵房,用 3 臺(tái)泵( 1 備 2 用),每臺(tái)水泵的流量為 Q=125m3/h; ② 集水間的容積采用相當(dāng)于 2 臺(tái)泵 10min 的容量: (250/60)10=, 取 42m3; 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 37 頁(yè) ③ 有效水深采用 ; ④ 則集水池面積為 F=42/= m2;集水間的設(shè)計(jì)面積為: mm 45 ? 。 ④ 水頭總揚(yáng)程為 H=+++=,取 15m;選用 3 臺(tái) KWPF200400 型無(wú)堵塞離心泵,流量 125m3/h,揚(yáng)程為 16m, 2 用 1 備。 該方法比沉淀快,去除率高,一定程度上能減少后面的生化污泥。 ( 2)提高氣浮效果的措施。 氣浮池結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 : 圖 氣浮池結(jié)構(gòu)示意圖 設(shè)計(jì)參數(shù) ( 1) 進(jìn)入氣浮池廢水流量: Q=5000m3/d=; ( 2) 進(jìn)水懸浮固體 的 濃度: SS=2020 mg/L; ( 3) 氣浮池運(yùn)轉(zhuǎn) 的 溫度: t=20 o C; ( 4) 氣浮池出水懸浮固體濃度: SS=100mg/L; ( 5) 氣固比:選涉及原水水質(zhì)、出水要求、設(shè)備、動(dòng)力因素,無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)一般取 ~,廢水中懸浮固體 的 濃度不高時(shí)取下限,較
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