造纸厂废水处理设计工艺

科技学院课程设计报告( 2011 -- 2012 年度第2 学期)名称：水污染控制工程课程设计题目：造纸厂废水处理设计工艺院系：动力系班级：环工09K1学号：0919********学生姓名：徐悦心指导教师：苏金坡设计周数：1周成绩：设计时间：2012年7 月目录一、课程设计(综合实验)的目的与要求 (3)二、设计（实验）正文 (3)1.设计题目：某造纸厂废水处理工艺设计 (3)2. 新建企业水污染物排放限值 (3)3.污水处理设计工艺流程 (4)3.1流程图 (4)4.造纸厂废水处理各部件的工艺尺寸设计和总结 (5)4.1格栅的设计 (5)4.1.1格栅槽总宽度B (5)4.1.2过栅水头损失h2 (5)4.1.3栅后槽的总高度H (5)4.1.4格栅的总长度L (6)4.2处理池工艺尺寸的设计 (6)4.2.1初沉池的设计（平流式沉淀池） (6)4.2.2厌氧生物滤池的设计（上流式厌氧污泥床反应器）（UASB反应器） (9)4.2.3接触氧化池的设计（生物接触氧化法） (10)4.2.4调节池的设计（水解酸化池） (11)4.2.5二沉池的设计（辐流式沉淀池） (11)4.2.6污泥浓缩池 (13)4.3脱氮脱磷工艺的设计 (13)4.4色度调节的工艺设计 (13)4.5总结 (14)四、参考文献 (14)一、课程设计(综合实验)的目的与要求水污染控制工程课程设计是环境工程专业本科生的专业必修课，通过《水污染控制工程》的理论及工程学方法，学习污水处理厂工艺设计的一般步骤和方法，学会使用设计工具书和参考资料，培养学生分析、解决实际工程问题的能力；独立进行设计计算，绘制工艺流程图的技能，初步树立正确的设计思想，并通过设计进一步系统地掌握课程内容。

二、设计（实验）正文1.设计题目：某造纸厂废水处理工艺设计某造纸厂Q=60000m3/d,主要污染物COD=1153mg/L, BOD5=308mg/L,SS=125mg/L，pH=11。

要求出水达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544－2008），新建企业水污染物排放限值。

2.新建企业水污染物排放限值结合处理要求及上表的排放限值，可以看出，本次设计的具体要求为： 污染物 排放前 排放后 去除率 COD Cr mg/L 1153 80 93.06% BOD 5 mg/L 308 20 93.51% SS mg/L 125 30 76% PH116—93.1流程图设计中的主要构筑物有格栅、初沉池、生物滤池、调节池、二沉池、以及污泥浓缩池等。

污水提升泵具体工艺流程图4.造纸厂废水处理各部件的工艺尺寸设计和总结 4.1格栅的设计第一道格栅设于提升泵前，间隙较粗（16—40mm ）。

第二道格栅间隙设于污水处理构筑物前，间隙较细（1.5—10mm ）。

4.1.1格栅槽总宽度B(1)最大设计流量Q max =60000m 3/d=0.694m 3/s (2)栅条间隙宽度b 取25mm(3)设过栅流速：v =0.8m/s (取0.6--1.0m/s) (4)通过格栅的水头损失 (取0.08--0.25m ) (5)栅前水深：h=0.5m (取0.3--0.5m) (6)格栅安装倾角：︒=45α (取30°—60°) 格栅的间隙数量vh b Q n ••=αsin max48.68.05.003.045sin 694.0≈⨯⨯︒⨯=n 取整n=49则格内栅条数为n-1=48条栅条采用正方形断面的，栅条宽S=20mm所以格栅槽总宽度n b 1)-S(n B •+==0.02×48+0.025×49=2.185m 4.1.2过栅水头损失h 2阻力因素为0.64 57.21-b s b 2==⎪⎭⎫⎝⎛•+=εεξ计算水头损失0.059m sin4581.928.057.2sin 2g v h 220≈︒⨯⨯⨯=••=αξh 2=k ·h 0=3×0.059=0.177m 一般k=3 4.1.3栅后槽的总高度HH=h+h 1+h 2 h 1为格栅前渠道超高，一般取h 1=0.3m 所以H=0.5+0.3+0.177=0.977m 4.1.4格栅的总长度L2其中，L 1为进水渠道渐宽部位的长度1112tg αB B L -=B 1取1m ︒=201α 所以L 1=1.05m 2tg2012.43=︒- H 1=h+h 1=0.8m L 2=0.5L 1=0.53mL=1.05+0.53+0.5+1+︒tg608.0=3.54m格栅水力计算简图4.2处理池工艺尺寸的设计4.2.1初沉池的设计（平流式沉淀池） （1）沉淀区的表面积AA=Q ma /q 其中q 为表面水力负荷m 3/（m 2·h ） 在初沉池中一般1.5—2.5 取q=2 Q max =60000/24=2500m 3/h21250m 22500==A（2）沉淀区有效水深h 2h 2=q ·t t 为沉淀时间， 初沉池取0.5—2.0h 取t=2h 所以h 2=2×2=4m （3）沉淀区有效容积V V=A ×h 2=5000m 3（4）沉淀池长度LL=3.6v ·t v 是最大设计流量是的水平流速，一般不大于5mm/s ，取v=4 L=3.6×4×2=28.8m （5）沉淀区的总宽度B B= A/L=1250/28.8≈43.4m （6）沉淀池的数量n因为池长与池宽比不宜小于4，所以n=B/b=43.4/10.85=4 L/h 2=43.4/4=10.85＞8 （符合要求） (7)污泥区的容积V W()()Tp c c Q V W •••=010max -1001000100-24γC 0、C 1--------沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度mg/L--------污泥容重，Kg/m 3,取1000P 0-----------污泥含水率 96，%T-----------两次排泥的时间间隔。

初沉池按2d 考虑因为在初沉池中，SS 去除率只能达到40%--55%，所以取C 1为70mg/L 。

去除率为44%。

()()366m 295-1001000100010070-125241250=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=W V（8）沉淀池的总高度HH=h 1+h 2+h 3+h 4=h 1+h 2+h 3+h 4’+h 4’’ h 1--------沉淀池超高，m 取h 1=0.3m h 2--------缓冲层高度，m 取h 2=0.5mh 4’------贮泥斗高度，m h 4’’-------- 梯形部分的高度，m 设污泥斗底1m ×1m,上口4m ×4m ，斗壁倾角60°m tg h 6.2602)14(4=-='o设i=0.01γm h 394.001.0)0.443.4(4=⨯-="H=0.3+4+0.5+2.6+0.394=7.79m （9）贮泥斗的容积V 13222121'412.18)141144(6.231)(31m S S S S h V =⨯+⨯+⨯⨯⨯=•++=S 1、S 2-----------贮泥斗的上下口面积 (10)贮泥斗以上梯形部分污泥容积V 23"42128.12232.02)436()2(m b h L L V =⨯•+=••+=4.2.2厌氧生物滤池的设计（上流式厌氧污泥床反应器）（UASB 反应器） （1）反应器容积V30691810153.160000m L QS V =⨯==S 0=1153mg/m 3=1.153g/m 3Q=60000m 3/dL 在10—20KgCOD/（m ³·d ） 取L=15 KgCOD/（m ³·d ） （2）UASB 反应器的形状和尺寸经济的反应器高度一般为4—6m 之间，并且在大多数情况下这也是系统优化的运行范围。

升流式厌氧污泥床的池形有矩形、方形和圆形。

圆形反应器具有结构较稳定的特点，但是建造圆形反应器的三相分离器要比矩形和方形反应器复杂得多，因此本设计选用矩形池。

从布水均匀性和经济性考虑，矩形池长宽比在2：1左右较为合适。

设计反应器的有效高度为h=2.5m ，则：横截面积 S=V 有效/h=6918/2.5≈2767m2所以取L=75m B=37m S=2775m 2一般应用时反应器装夜量为70%—90%，本工程设计反应器总高度H=3.5m ，其中超高0.5m 。

反应器的总容积V=BLH=37×75×(3.5-0.5)=8325m 3，有效容积为6918m 3，则体积有效系数为83.10%，符合有机负荷要求。

水力停留时间（HRT ）及水力负荷率(V r ) t HRT =V 有效 /Q=(6918/60000)×24=2.8h V r =Q/S i =2500/2775=0.9[m 3/(m 2.h)]≤0.9 符合设计要求。

4.2.3接触氧化池的设计（生物接触氧化法） （1）生物接触氧化池的有效容积V3338640102)20308(6000010)(m L S S Q V V e O =⨯-⨯=•-=--L v ＝2kgBOD5/m3·d（2）池总面积（A ）和池数（N ）20288038640m h V A ===22125321252880m m N A A ≤===N=125个h 0 —填料高度，h 0=3m ； A 1 —每池面积，m2，A 1＜25m2 (3)池深h3210h h h h h +++=h1＝0.5m ；h2＝0.5m ；h3＝0.5m.5m .45.05.05.03h =+++=(4)有效停留时间（t ）h Q V t 456.324600008640=⨯==(5)供气量（D ）d m Q D D /1080000600008130=⨯== D 0取15—20m 3/m 3 D 0=18 m 3/m 3接触氧化池 4.2.4调节池的设计（水解酸化池） 排出的废水PH=11C H +=10-11mol/L 将水调至PH=7 调节池的体积V=t ×Qt 一般在5—20min t=15min 所以V=60000/24/6≈417m ³在调节池中，加入适量的酸性调节剂，使得池中的水变为PH-7 4.2.5二沉池的设计（辐流式沉淀池） 设计选用n=3的辐流式二沉池（1）每座二沉池的表面积A 1和池径D ：201277.85.131250m q n Q A ≈⨯=•=0q ----------表面水力负荷，1.5m 3/(m 3·h)m A D 18.841==πD 取19m（2）二沉池的有效水深h 2:mt q h 325.102=⨯=•=沉淀时间：t=2h,污泥区贮泥时间：T=2h 在二沉池中，t 一般为1.5—4h ，所以t=2h （3）沉淀部分水面积222212.6441914.34m D A ≈⨯=•=π校核堰口负荷： 1.941914.36.33/12506.33/'=⨯⨯==D Q q π(4)沉淀池总高度H ：54321h h h h h H ++++=h 1--------沉淀池超高，0.3m h 3--------缓冲层高度，0.5m h 4--------沉淀池低坡落差，m h 5--------污泥斗高度，m 二沉池底坡落差h 4：池底坡度选择为：i=0.05；污泥斗下口直径选为D 2=1m,上口直径为D 1=5m ， 底坡落差m D D h 0.3505.0259105.0214=⨯-=⨯-=污泥斗高度m D D h 5.360tan 21560tan 2215≈⨯-=⨯-=m H 8.13.50.355.033.0=++++=(7)污泥区的容积V W()()Tp c c Q V W •••=010max -1001000100-24γC 0、C 1--------沉淀池进水和出水的悬浮固体浓度mg/L--------污泥容重，Kg/m 3,取1000P 0-----------污泥含水率 97，%T-----------两次排泥的时间间隔。