1、I沙县天成纸业生产废水处理工程工艺设计中文摘要再生纸废水排放主要来自制浆部分的洗涤废水，污染物主要包括半纤维素、木质素、细小纤维、无机填料、油墨、染料等，对环境的危害日益严重。目前，再生纸废水的处理方法主要有物理方法、物理化学法、生化法、化学处理法。其中，生物接触氧化在生化处理工艺中具有处理效率高，适用范围广，耐冲击，适应性强，没有活性污泥膨胀和污泥回流等优点，在污水处理中占有重要的地位。本设计对沙县天成纸业的生产废水进行处理。通过参考一些成功的类似废水处理工程实例，针对该厂再生纸废水的特点，采用气浮-水解酸化-接触氧化工艺。该套工艺拥有工艺简单、占地面积小、运行费用低、管理方便、出水稳定等优
2、点。气浮法将废水中的细小纤维、无机填料分离出，并作为原料回收，出水部分回用到造纸工艺中，实现了废物资源化。水解酸化和接触氧化去除污水中大部分 COD 及 BOD5，设计出水水质可达到制浆造纸工业水污染排放标准GB3544-2008 现有制浆造纸企业中废纸制浆造纸业水污染物排放限值。本设计对该处理站的各构筑物以及平面布置、高程布置进行设计和制图。关键词：再生纸废水，气浮，水解酸化，生物接触氧化IIWastewater treatment process design for Shaxian Tianchen paper industry company AbstractThe paper-rep
3、roducing wastewater, majorly generate from the washing wastewater in the process of pulping, which consisted of hemicellulose, lignin, fines, inorganic filler, ink and dyes, is becoming much more harmful to the environment .The physical process, coagulation-sedimentation process, biochemical process
4、 and chemical process have been used in the treatment of paper-reproducing waste water currently, from which, biological contact oxidation of biological process is wildly used with its high efficiency, impact resistance, kind adaptation, no activated sludge bulking and sludge recirculation .A wastew
5、ater treatment processing is designed for Tianchen paper industry in Shaxian by using gas floatation-hydrolytic acidification-biological contact oxidation process in consult of several successful similar wastewater treatment processings, and the characteristics of the paper-reproducing wastewater of
6、 the plant. The processing contains simple processes, which is of less land occupation, less investment, convenient management and effluent water stability. By the process of gas-floatation fiber fines and inorganic filler particles are separated recycled as material , and the effluent can be reused
7、 in the paper making process. Most of the COD and BOD5 can be removed form the process of hydrolytic acidification-biological membrane contact oxidation processing, and the effluent can meet the requirement of “Discharge standard of water pollutants for pulp paper industry”(GB3544-2008). This deign
8、consist drawings of every construction units, plane layout and elevation arrangement.Key words: paper-reproducing wastewater, gas floatation,hydrolytic acidification, biological contact oxidation目 录中文摘要 .IABSTRACT.II第一章 概 述 .11.2.1 设计水量 .11.2.2 设计进出水水质 .11.3.1 设计依据 .21.3.2 设计规范 .21.3.3 设计原则 .2第二章 处理
9、技术综述 .32.2.1 物化法 .32.2.2 生化法 .42.2.3 生物法 .52.2.4 化学法 .62.2.5 造纸废水治理的最新进展 .62.3.1 化学絮凝-气浮-生物接触氧化 .72.3.2 气浮-水解酸化-接触氧化 .82.3.3 气浮-水解酸化-SBR .9第三章 工艺流程 .103.2.1 格栅池 .113.2.2 调节池 .113.2.3 气浮池 .113.2.4 水解酸化接触氧化 .113.2.5 竖流沉淀池 .12第四章 工艺设计 .144.1.1 格栅池 .144.1.2 调节池 .141.1 厂家概况 .11.2 废水水质水量 .11.3 设计依据、规范和原则
10、.22.1 再生纸废水的来源及主要特点 .32.2 再生纸废水处理技术 .32.3 再生纸废水处理工艺应用实况 .73.1 处理工艺流程 .103.2 设计工艺中各处理单元的特点 .113.3 各处理单元预期处理效果 .124.1 预处理 .144.1.3 气浮池 .144.1.4 中间水池 .154.2.1 水解酸化池 .154.2.2 接触氧化池 .154.2.3 竖流式沉淀池 .164.2.4 鼓风机选型 .164.3.1 储泥池 .174.3.2 污泥脱水设备 .174.4.1 鼓风机房 .174.4.2 设备间 .174.5.1 主要处理构筑物一览表 .184.5.2 主要设备一览表
11、 .194.5.3 高程设计 .204.5.4 总平面设计 .20致谢 .21参考文献 .22附录 1 计算说明书 .23附录 2 图纸目录 .424.2 生化处理部分 .154.3 污泥处理部分 .174.4 设备间 .174.5 总体构筑物和设备汇总 .18沙县天成纸业生产废水处理工程工艺设计1第一章 概 述1.1 厂家概况沙县天成纸业是一家以废纸作为原料的生产企业，主要生产书写纸、防近视纸、毛边纸、包装纸、高强度瓦楞纸为主，适量生产一些挂面箱板纸的新项目。其生产流程为：废纸浸泡-蒸煮-粉碎-漂洗- 成纸。废水污染源主要是再生纸造纸废水、锅炉除尘废水。造纸废水主要是废纸制浆废水和白水，其中
12、主要是白水，一部分白水回用于造纸系统的碎浆、和浆、混合等工段，剩余的白水经废水处理设施处理后排入厂界之外的沙溪河。1.2 废水水质水量1.2.1 设计水量根据有关部门提供的资料，结合实际生产情况和厂家要求，沙县天成纸业废水处理工程设计水质水量情况具体如表 1-1。表 1-1 进水水质水量水量(m 3/d) COD( mg/L) BOD( mg/L) SS (mg/L) pH废水水质 1000 800-1500 350-450 500-1300 69设计取值 1000 1350 400 1100 691.2.2 设计出水水质本设计 1000m3/d 的污水经气浮处理后，去除一定量的 SS，其中
13、500 m3/d回用至造纸系统的碎浆、和浆、混合等工段，其余 500 m3/d 进入生化系统，处理后的出水需达到国家标准制浆造纸工业水污染排放标准GB3544-2008 现有制浆造纸企业中废纸制浆造纸业水污染物排放限值，设计的处理出水水质水量排放参数如下表 1-2 所示：福州大学本科课程设计2表 1-2 处理后排放水质水量情况一览表排放量（m 3/d）CODCr (mg/L) BOD5（mg/L ） SS(mg/L) pH500 120 30 50 69处理率% 91.1 92.5 95.51.3 设计依据、规范和原则1.3.1 设计依据（1） 中华人民共和国环境保护法和水污染防治法（2）国务
14、院(1998) 第 253 号令建设项目环境保护管理条例（3）实地监测得到水量水质和处理系统情况资料1.3.2 设计规范（1） 制浆造纸工业水污染排放标准GB3544-2008（2） 室外排水设计规范GB50014-2006（3） 建筑给水排水设计规范GB50015-2003（4） 给水排水制图标准GB/T 50106-20011.3.3 设计原则（1）本设计严格执行有关环境保护的各项规定，废水经处理后必须确保各项出水水质指标均达到制浆造纸工业水污染排放标准。（2）采用简单、成熟、稳定、经济合理的处理工艺，保证处理效果，节省投资和运行管理费用。（3）设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效
15、率高、管理方便、维修维护工作量少、价格适中。（4）系统运行灵活、管理方便、维修简单。（5）工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。沙县天成纸业生产废水处理工程工艺设计3第二章 处理技术综述2.1 再生纸废水的来源及主要特点国内废纸再生造纸主要生产板纸和再生新闻纸或生活用纸。主要工艺流程为碎浆、净化、筛选、浓缩、贮浆、打浆、上网、压榨、烘干、卷取等，再生新闻纸的生产增加了脱墨工艺。生产废水主要来自制浆车间的打浆、冲渣、筛浆、浓缩以及抄造车间的净化筛选和纸机的湿部脱水等工序以及再生新闻纸的脱墨工序。再生纸废水中的污染物主要包括半纤维素、木质素、细小纤维、无机填料、油墨、染料
16、等污染物。木质素、半纤维素、油墨、染料等是形成废水 COD 及BOD 的主要成分；细小纤维、无机填料等主要形成 SS；而色度主要来自于废纸的油墨和染料等 1。2.2 再生纸废水处理技术根据再生造纸废水的不同水质特点，形成了不同的废水处理方法，国内外己对再生造纸废水的深度处理进行了研究。目前处理方法主要有物理方法、混凝沉淀法、生化法、化学处理法等方法，下面对这些处理技术分别进行介绍 2。2.2.1 物化法物理法处理废水可分为：沉淀法、过滤法和气浮法以及离心法四种，以沉淀法应用最为普遍。处理对象是废水中的固体悬浮物，如纤维、胶料、涂料和化学药剂残渣等。（1）过滤法过滤法是利用过滤设施截留废水中固体
17、悬浮物的方法。废水排入处理系统时，一般先要通过格栅和筛网过滤器，以去除废水中较大悬浮物。如要回收纤维，可用压力过滤机、连续排渣离心机或回转式细格栅进行回收。可回收纤维8090，大大减少了废水中的 SS 的排放，是一种简单易行的一级处理。常用的过滤设备和设施包括格栅、沉砂池、滤网、压滤机、真空过滤机等。工厂应用最多的是格栅和沉砂池 3。（2）沉淀法福州大学本科课程设计4沉淀法是利用废水中不溶解的污染物与水的密度不同使固体和液体分离的原理。沉淀分为自然沉淀和混凝沉淀两种。自然沉淀靠水中固体颗粒的自重进行沉降，此法仅适用于较大颗粒，混凝沉淀是在废水中投入电解质作为混凝剂，使废水中的细小颗粒与混凝剂结
18、成较大的胶团，在水中加速沉降。混凝沉淀法的处理工艺流程如图 2-1。废水 筛网 集水池 混凝池 沉淀池混凝剂污泥处理出水图 2-1 混凝沉淀法处理废纸造纸废水工艺流程该工艺具有工艺过程简单、投资省、管理方便等特点，且运行费用较低。但该工艺只适用于 BOD 与 COD 值较小，原废水水质浓度较低或出水水质要求不高的工程，有研究表明：用该工艺处理废水，其 SS 去处率可达 8598%，色度去处率可达 90%以上，COD 去处率可达 6080，难以达到排放标准 4。（3）气浮法气浮法适用于废水中存在大量相对密度接近于水的微小颗粒状物的情况。气浮法处理废水是利用空气在一定的压力下溶解于水中产生高度分散
19、的微小气泡来吸附水中的细小悬浮物，使其随气泡一起上浮到水面而加以分离的一种处理方法。气浮法具有分离时间短，浮渣含水率低，除渣方便及操作简单等优点。常用的浮选方法有加压浮选、曝气浮选、真空浮选、电解浮选和生物浮选等，国内企业开发生产的气浮设备主要有超效浅层气浮、涡凹气浮系统，主要用来处理造纸机网部白水以回收纤维 5。（4）离心法离心分离法是指含有悬浮物的废水在受到高速旋转作用时，由于水和悬浮物的质量不同，在离心力的作用下得以分离的方法。高速旋转的离心力使造纸工业废水中质量大的悬浮固体颗粒被甩到外圈，沿离心装置的四壁向下排出，废水则由内圈向上运动而达到分离的目的。离心分离的方式有水力旋转和机械旋转
20、 6。2.2.2 生化法沙县天成纸业生产废水处理工程工艺设计5对再生造纸废水不经过预处理不能直接进行生化处理，因为其废水中高COD 物质可生化性差。生化处理去除 COD 的效果随废水 BOD5/COD 比值的变化而变化。生化法中生物接触氧化法具有挂膜快、无污泥回流系统、无污泥膨胀危害、日常运行管理容易等优点，在中小型有机废水处理中应用较多。图 2-2 为生化法废纸造纸废水工艺流程。初级处理 初沉池 好氧池 二沉池污泥处理 部分污泥回流 剩余污泥处理出水空气图 2-2 生物化学法处理废纸造纸废水工艺流程由于生化法处理能去除较低分子量的有机物，弥补了混凝沉淀法的不足，所以实际工程中这两种方法通常组
21、合使用。混凝沉淀法作为一级处理，除去悬浮物以及胶体等大分子物质，生化法作为二级处理，主要降低废水中的有机物含量 7。2.2.3 生物法生物法处理废水主要分为好氧法和厌氧法两大类。（1）好氧生物法处理废水好氧污水处理有两种传统方法：一种是活性污泥法，另一种是生物膜法。从废水生化处理基本原理用微生物吃掉废水中的有机物并转化成无机污泥这一功能来看，两种传统方法的区别首先在于微生物存在的状态不同，在活性污泥法中，微生物以絮状结构悬浮于所需净化的污水中，经充分混合而成为混合液; 在生物膜法中，微生物以生物膜的形态附着在固体填料表面上与所需净化的污水相接触。其次从吸氧方式来看，活性污泥法中微生物从所需净化
22、的污水中吸收溶解氧，而生物膜法直接从大气中吸氧 8。（2）厌氧生物法处理废水厌氧生物处理法是在没有氧参与的条件下，通过对厌氧生物对有机物进行酸性发酵和碱性发酵两个阶段的厌氧分解，完成代谢过程，也即在产酸微生物的作用下，有机物转化为低级脂肪酸、醇、氮和 CO：等中间产物，而后在甲福州大学本科课程设计6烷菌作用下再转化为甲烷和二氧化碳。2.2.4 化学法化学方法是利用化学药品的作用，以调节废液、pH 值、降低和消除色度为主，同时也有去除部分生化需氧量和固体悬浮物的作用。废水中的某些溶解性的污染物，可通过化学氧化还原过程将其转化为容易从水中分离的形态，然后再用常规的处理工艺(如混凝沉淀、吸附等)将其
23、从水中除去；或将其转化为无害的新物质(如 CO2)，以达到去除 COD、BOD 5 的目的 9。化学方法主要包括氧化法、中和法以及絮凝沉淀法。(1)氧化法化学氧化法是降解废水中污染物的有效方法。废水中呈溶解状态的无机物和有机物，通过化学反应被氧化为微毒或无毒的物质，或转化为容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。常见的化学氧化方法由于氧化剂的不同可分为臭氧、过氧化氢、二氧化氯、次氯酸钠、Fonton 试剂及高锰酸钾等 7。(2)中和法中和法是为了使废纸造纸工业废水达到后序处理对水质的要求而使用的方法。此法只能使污染物质的浓度下降而其总含量不变。现在用这种方法主要是进行废水的预处理，为以后的各级
24、处理提供方便。通常在废水处理装置之前设置调节池，用来调节废水的水质、水温和水量，使之均匀地注入废水处理装置，有时也可将酸性废水和碱性废水在调节池内进行混合，使废水得以中和，以便达到调节的目的 10。(3)混凝沉淀法化学混凝法是处理废水中较为常用的方法，这种方法可以有效地降低废水的浊度和色度，在工业废水的处理中应用十分广泛，即可以作为独立的处理工艺，也可以与其他处理方法配合使用，用于预处理段、中间处理段和最终处理段，它可以作为初级处理的手段，也可以作为二级处理或深度处理的一种工艺11。2.2.5 造纸废水治理的最新进展近年来，造纸废水治理技术又有一些新的进展，高效化、无害化、资源化是其总的发展趋势。（1）人工湿地处理技术人工湿地处理技术属于土地处理技术的一种，是指通过模拟天然湿地的结构与功能，根据需要人为设计与建造的湿地。人工湿地处理造纸废水的工作机
