1、河南城建学院毕业设计 草浆造纸中段废水综合处理初步设计I草浆造纸中段废水综合处理初步设计摘 要制浆造纸中段废水主要包括:蒸煮污冷凝水、纸浆洗筛净化废水、漂白废水、碱回收废水及部分泄漏黑液；中段废水具有排放量大,污染负荷高,成分复杂,毒性大等特点；草浆造纸中段废水中主要污染物为植物纤维,污染物浓度高,而N、P 含量偏低,可生化性很差,BOD 5/COD 值一般约为 0.150.25, 易产生泡沫, 处理难度大；因此,草制浆造纸中段废水的处理已普遍受到政府和企业部门的高度重视。本设计是 10 万吨/d 草浆造纸中段废水综合处理初步设计。进水水质为pH=49,COD3000mg/L,BOD 5300
2、50 mg/L 0,(SS)850mg/L, AOX20, 色度1000times。2009 年 5 月 1 日实行新标准造纸工业水污染物排放标准（GB35442008）规定 pH=69，COD80mg/L，BOD 520mg/L，(SS)30mg/L, AOX12，色度50times。这就使造纸废水“达标排放”迫在眉睫。采用物化预处理+生化处理+物化深度处理的方法处理该中段废水可使出水达标。通过分析原水水质水量，比较各处理工艺特点，本设计选用水解酸化+carrousel 氧化沟+混凝沉淀三级处理工艺处理草浆造纸中段废水，可是出水排放达标。关键词：草浆造纸，中段废水，carrousel 氧化沟
3、，综合处理河南城建学院毕业设计 AbstractIIAbstractPulp papermaking wastewater: steaming pollution condensate pulp wash sieve purification of wastewater, bleaching effluent, recovery waste water, and some leakage of black liquor; middle of wastewater emissions, the pollution load, complex composition, toxicity ; maj
4、or pollutants in the straw and paper in the middle of the wastewater plant fiber, high concentrations of pollutants, while the N-low P content, biodegradability is poor, the ratio of BOD5/COD value is generally about 0.15 to 0.25, easy to produce foam processing difficult; straw pulp papermaking was
5、tewater treatment has been generally well received by the government and corporate departments attach great importance.The design is the preliminary design of the integrated treatment of 100000 t / d straw of Paper Mill Wastewater. Water quality for pH = 49, the COD 3000mg/L, BOD5 300 500, (SS) 850
6、mg / L, AOX 20, the chroma 1000times. May 1, 2009 to implement the new standard for the paper industry standards for water pollutants (in GB3544-2008) provides pH = 69 of COD80mg/L and BOD5 20mg/L, (SS)30mg/L,of AOX12, the chromaticity50times. This makes papermaking wastewater discharge standards “i
7、mminent. Materialized pretreatment biochemical treatment materialized depth of processing approach to the middle of the wastewater, the effluent compliance. Through the analysis of the water quality capacity of raw water, compare the various deal with process characteristics, This design selects hyd
8、rolysis the the acidification carrousel oxidation ditch coagulation and sedimentation tertiary treatment craft to TREATMENT OF STRAW PULP midcourse wastewater, but the compliance of the effluent emissions.Key words: straw pulp papermaking, midcourse wastewater, carrousel oxidation ditch, the integra
9、ted treatment 河南城建学院毕业设计 目 录III目 录摘 要 .IAbstract.II1.绪 论 .11.1 设计题目 .11.2 设计目的和要求 .21.2.1 设计目的 .21.2.2 设计要求 .21.3 设计任务 .21.3.1 设计规模 .21.3.2 设计进出水水质及排放标准 .22.草浆造纸中段废水来源及特性 .32.1 草浆造纸工艺流程 .32.2 中段废水来源 .32.3 中段废水的特性 .43.废水处理工艺方案的选择 .53.1 工艺方案分析 .53.2 造纸中段废水处理常用的方法及对比 .53.3 污水处理流程方案的确定 .64.处理构筑物的设计计算 .7
10、4.1 格栅 .74.1.1 设计参数及尺寸 .84.2 集水池 .94.2.1 泵房形式及工艺布置 .104.2.2 泵房设计计算 .104.3 纤维回收间 .114.4 一沉池 .124.4.1 设计原则设计参数 .124.4.2 设计计算 .134.5 水解酸化池 .15河南城建学院毕业设计 目 录IV4.5.1 设计参数及要求 .154.5.2 设计计算 .164.6 卡鲁塞尔氧化沟 .174.6.1 设计参数 .174.6.2 设计计算 .184.7 二沉池 .224.7.1 设计原则设计参数 .234.7.2 设计计算 .234.8 絮凝沉淀池 .254.8.1 混凝反应池 .25
11、4.8.2 斜管沉淀池 .254.9 污泥处理 .284.9.1 集泥池 .284.9.2 污泥均质池 .294.9.3 污泥脱水车间 .305.污水处理厂平面布置 .326.污水处理厂高程布置 .346.1 主要任务 .346.2 高程布置原则 .346.3 污水处理厂构筑物高程布置计算 .356.4 污泥处理构筑物高程布置 .387.人员编制和经费概算 .407.1 污水厂人员编制 .407.2 经费概算 .407.2.1 直接投资费用 .407.2.2 运行费用计算 .41参考文献 .43致 谢 .45河南城建学院毕业设计 目 录V河南城建学院毕业设计 1.绪 论11.绪 论造纸工业污染
12、已成为世界范围内公害。在美国被列为六大公害，其排水量占全国排水量的 1/5；在日本被列为五大公害之一；在芬兰及瑞典造纸工业污水中的有机物污染排放量占全部工业排水中有机污染物的 80%。我国造纸工业污染更为严重，据统计，我国造纸工业排放的废水量占全国工业废水总排放量的20%30%。全世界造纸工业的废水排放量每年 274104t。目前我国造纸工业废水排放量及 COD 排放量均居我国各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是全国工业废水进行达标处理的首要问题。制浆造纸中段废水主要包括:蒸煮污冷凝水、纸浆洗筛净化废水、漂白废水、碱回收废水及部分泄
13、漏黑液；中段废水具有排放量大,污染负荷高,成分复杂,毒性大等特点；尤其是非木材纤维一直是造纸工业的主要原料；在全球非木材纤维生产中,中国约占 80% 以上,其中麦草浆又占了大约一半,而草制浆造纸中段废水中主要污染物为植物纤维,污染物浓度高,而 N、P 含量偏低,可生化性很差,BOD5/COD 值一般约为 0.150.25, 易产生泡沫, 处理难度大；因此,草制浆造纸中段废水的处理已普遍受到政府和企业部门的高度重视。目前造纸中段废水的处理通常采用物化预处理+二级生化处理+三级深化处理相结合的工艺。预处理工艺主要有混凝沉淀、水解酸化、高级氧化法、高级气浮法等；二级生化处理工艺主要有好氧生物处理、厌
14、氧生物处理、生物强化处理、人工湿地等；三级深化处理包括物化法：混凝、吸附、过滤、微滤、纳滤、反渗透等，化学法：高级氧化法、电絮凝法、膜化学反应器等，生物法：升流式曝气生物滤池、生物填料法等。目前，联合工艺一般是物化法与生物法的联合。主要有水解酸化+SBR（或氧化沟）+ 深度处理工艺（混凝、Fenton 氧化） 、强化混凝+ 电解催化氧化+强化生物反应器工艺、一级强化混凝+ 水解酸化+ 接触氧化+ 活性炭等。实践表明这些联合工艺均可使出水达到新标准（GB 35442008）的规定。综合考虑该废水的水质特点，采用水解酸化+carrousel 氧化沟+混凝沉淀三级处理工艺处理草浆造纸中段废水是个不错
15、的选择。1.1 设计题目10 万 t/d 草浆造纸中段水综合处理初步设计河南城建学院毕业设计 1.绪 论21.2 设计目的和要求1.2.1 设计目的（1）温习和巩固所学知识、原理；（2）掌握一般水处理构筑物的设计计算。1.2.2 设计要求（1）独立思考，独立完成；（2）完成主要处理构筑物的设计布置；（3）工艺选择、设备选型、技术参数、性能、详细说明；（4）提交的成品：设计说明书、工艺流程图、高程图、厂区平面布置图。1.3 设计任务1.3.1设计规模日平均流量：Q d=10 万 m3/d 日变化系数：1时平均流量：Q h=4166.7m3/h 时变化系数：1.3最大设计流量：Q max=QKZ1
16、.505 m 3/s1.3.2设计进出水水质及排放标准表 1-1 设计进出水水质及排放标准项目pH CODCr(mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）AOX(mg/L）色度(Pt-co )进水水质4-93000 300-500850 20 1000出水水质6-9 80 20 30 12 50排放标准6-9 80 20 30 12 50times根据要求确定原水水质参数为：pH=78，COD=2500mg/L，BOD 5=450mg/L，SS=700mg/L，AOX=20 mg/L，色度=800times。排放标准：（GB35442008） 新建企业水污染排放限值 。河南城建学院毕业设计
17、 2.草浆造纸中段废水来源及特性3废水处理达标后排入河流。2.草浆造纸中段废水来源及特性2.1 草浆造纸工艺流程原料 备料工段 蒸煮工段 洗涤工段 筛选工段2.2 中段废水来源草浆造纸污水有以下七种：备料废水、蒸煮废液、洗浆污水、筛选污水、漂白污水、纸机污水和污冷凝水。造纸中段废水主要包括:蒸煮污冷凝水、纸浆洗筛净化废水、漂白废水、碱回收废水及部分泄漏黑液。制浆造纸污水的来源如下： 备料废水，在备料时，为防止草屑与尘土造成大气污染，一般都设有除尘设施，除尘器水封及除尘器排除灰尘的洗涤都要产生废水，废水中除含有悬浮固体外，还含有一定量草屑中的可溶性有机物。 蒸煮废液，来源于制浆材料的蒸煮工序，是
18、草浆造纸工艺的主要污染物，产生的污染物约是制浆全过程污染物总量的 90%以上。蒸煮废液中污染物的大部分经过洗涤工段被提取出来，其中碱法制浆洗涤提取的制浆废液称为黑液，主要污染物为高浓度有机物、固体悬浮物等。所以其数量较少，但污染物浓度较高。 洗涤污水来自蒸煮工序后的洗涤工序，洗涤的目的是去除提取蒸煮液后残留于酱料中的蒸煮液，所用设备有洗浆池和洗浆机。 筛选污水的水量较大。筛选的目的是去除浆料中较大的固体杂质（纤维），同时洗出浆料中残余的黑液，所用设备有平筛和圆筛等。 漂白的目的是获得一定白度的纸浆。漂白不仅有脱色作用，而且能够溶解残留于纤维中的木素。漂白剂有次氯酸盐、氯气、二氧化氯和氧气等。
19、纸机污水，又称白水。制浆工段纸浆在造纸车间经进一步洗涤后，即可配以辅助化学品、化学助剂、制备成造纸浆料，并送造纸机造纸。白水来源于造纸工序的浆料洗涤与造纸机排水。污染物来源于原料、辅助化学品、化学助剂。添加辅助化学品（如填料、滤水剂、固定剂、增白剂和浆料）的目的是使成纸具有一定的性质。辅助化学品大部分保留与产品中，化学助剂（如消泡剂、杀菌剂、防河南城建学院毕业设计 2.草浆造纸中段废水来源及特性4腐剂）在纸张中的保留率一般很低，大部分流失于白水中。 污冷凝水，主要来自制浆废液的蒸发系统，蒸煮废气热回收系统以及碱回收系统等。其中碱回收系统的二次蒸汽污冷凝水中含有甲醇、硫化物，有时还含有少量黑液。
20、蒸煮系统及热回收系统产生的污冷凝水的成分与蒸煮工艺有关。烧碱法蒸煮过程中产生的污冷凝水，主要含有萜烯化合物、甲醇、乙醇、丙酮、丁酮及糠醛等污染物。2.3 中段废水的特性相对木浆造纸废水来说，草浆造纸废水成分复杂，它的主要污染成分是木素、半纤维素、糖类及其他溶出物( 残碱、无机盐、挥发酸、氨氮等)，并增加了多种有机氯化物如氯化木素、氯酚等，属生物难降解有机物，是高浓度难生物降解有机废水。中段废水具有排放量大,污染负荷高,成分复杂,毒性大等特点；尤其是非木材纤维一直是造纸工业的主要原料；在全球非木材纤维生产中,中国约占80% 以上,其中麦草浆又占了大约一半,而草制浆造纸中段废水中主要污染物为植物纤
21、维,污染物浓度高,而 N、P 含量偏低,可生化性很差,BOD 5/COD 值一般约为0.150.25, 易产生泡沫, 处理难度大。造纸中段废水的特性与原料、设备、工艺操作过程、水资源及用水水质等因素有关。从环境污染与保护的角度来看，草浆造纸生产过程中排放的主要污染物有以下几种。（1）悬浮物（SS）主要是纤维、纤维细料、泥砂、草屑等。（2）可生物降解有机物（BOD 5）主要是低分子半纤维、甲醇、乙醇、蚁酸和多糖类等。（3）难生物降解有机物（COD）主要是木素和大分子碳水化合物。（4）有机卤化物（AOX）主要是洗涤工序产生的卤仿及二恶英。（5）pH 值该厂草浆造纸废水 pH 值为 78。（6）色度
22、污水中的残余木素使制浆造纸污水具有很高的色度。河南城建学院毕业设计 3.废水处理工艺方案的选择53.废水处理工艺方案的选择3.1 工艺方案分析目前造纸中段废水的处理依据各造纸厂原料不同所产生的废水水质不同而采用不同的污水处理方法。通过资料查阅，对于原水 CODcr1500mg/L 的废水多直接使用好氧生物法；而对于 CODcr1500mg/L 的废水，则在进行好氧生物处理之前须进行厌氧的预处理。由于本设计废水水质指标 CODcr1500mg/L，为 CODcr=2500mg/L，属高浓度制浆废水，且 BOD5/COD=0.180.30，可生化性极差，故应选择厌氧好氧生物处理法为核心处理方法，最
23、后通过三级深度处理之后才能确保出水水质达到GB3544-2008造纸工业水污染物排放标准的排放限值。3.2 造纸中段废水处理常用的方法及对比目前国内外, 大中型的造纸工业废水处理工艺主要有: 化学混凝气浮法（化学混凝沉淀法） 、普通活性污泥法、LRP 工艺（木质素去除工艺） 、卡鲁塞尔氧化沟、ABR 法（厌氧折流板反应器） 、生物接触氧化法、SBR 法（序批式活性污泥法）。符合所需功能的工艺有如：A 普通活性污泥法 中段水采用推流式的普通活性污泥法处理，对污水处理效果极好，BOD 5去除率基本可达 90以上，适用于处理净化程度和稳定程度较高的污水，但也存在耐冲击能力差的缺点。B 卡鲁塞尔氧化沟
24、 卡鲁塞尔氧化沟属于活性污泥法中延时曝气类型，同其它类型的活性污泥法相比，剩余污泥较少，除营养盐与脱水用絮凝剂，整个系统不加任何药剂，处理后的排水即能达到国家排放标准。该法具有以下优点：（1）耐冲击负荷能力强，可承受较大程度的水质变化，短时进水 COD 即使高达3000 mg/l，也不影响生物的活性和出水水质；（2）去除率高，COD 去除率为 75%左右，BOD 5去除率可达 90%以上；（3）操作维护方便，运行稳定性好；（4）电耗低，曝气机充气动力效率为 2.03kgO2/kwh;(5)具有缺氧、厌氧、好氧的综合功能，不需生物选择器，即可抑制丝状菌的生长，避免污泥膨胀。C 生物接触氧化法 该法是在接触滤池和生物滤池的基础上发展起来的生物接触氧化法，又称淹没式生物滤池法。用该法处理 24h(HRT), BOD5去除率可达左右，去除率可达左右，如果出水经活性炭吸附 8h,可作为
