工業廢水處理站設計 經典

2022-06-23 03:55:29 字數 4117 閱讀 2835

造紙工業廢水設計舉例

本設計任務為某造紙廠生產廢水的處理,設計處理量2000噸/日。

根據廠方提供的實驗資料,進水水質資料和根據下列標準造紙工業水汙染物排放標準值(gwpb2-1999):

該專案廢水有生產廢水、鍋爐冷卻廢水和生活汙水,其中生產廢水佔絕大部分。

i)生產廢水

根據生產工藝分析,該專案為麥草爆破法制造瓦楞紙,工藝過程中不新增化學藥劑,與化學法制漿造紙相比不存在難於處理的造紙黑液問題,其生產廢水大部分可經處理後回用。但是在爆破法生產瓦楞紙的生產過程中仍有大量的廢水產生,廢水具有codcr濃度較高,ss濃度大,含有機物質多的特點。生產廢水主要**於以下幾方面

a.製漿廢水

在纖維成漿、洗漿篩選等製漿過程產生含有固態物、有機物、codcr、bod等高濃度汙染物質的廢水,這部分廢水由濃縮機過濾後直接排至汙水站處理。

b.抄紙廢水

由造紙機網部脫出的白水渾濁度較高,其中含有大量纖維等,這部分的白水經沉澱後可直接回用。

c.鍋爐廢水

該廢水屬鍋爐蒸汽在爆破後的冷卻水,幾乎不含有雜質,鍋爐冷卻水量大約為鍋爐用水量的80%,此類冷卻水可完全迴圈使用,只需補充少量損耗水即可。

ii)生活汙水

生活汙水主要有廚房廢水、衛生間汙水等,該公司每天總用水量約為2噸,按生活汙水排放係數為0.8計算,則每天需排放生活汙水量為1.6m3,其中主要汙染物為有機物、氨氮、懸浮物等,但濃度不高,該部分汙水不排入本廠汙水處理廠,而是和雨水一起由另一條管路外排。

造紙主要是利用纖維原料中的纖維物質生產各類紙產品。植物細胞中的纖維為木素及其它非纖維物質所粘結,造紙製漿的任務就是要把纖維和木素、醣類等其它非纖維物質分離,提供優質紙漿進行紙的抄造。

造紙技術發展到今天,主要採用的製漿方法有化學制漿、機械製漿、化學機械製漿等工藝方法,化學制漿又分成硫酸鹽法與鹼法制漿、亞硫酸鹽法制漿、以及原始的石灰法制漿工藝。機械製漿和化學機械製漿是一種藉助機械作用從木材和非木材造紙原料中分離獲取纖維的製漿方法,和化學制漿相比,紙漿得率高、汙染負荷低,廢水毒性小,被稱為低汙染的製漿方法。進入上世紀80年代,二種新的低汙染製漿方法引起人們的重視,即“爆破法制漿”和“生物法制漿”。

傳統的石灰法造紙工藝,產生的汙染大,特別是產生的纖維素、木質素等物質不易分解,穩定性很好,即使經過生化處理的廢水,裡面的纖維素、木質素也很難降解。改造後的造紙工藝,由於大分子糖類物質被分解為小分子糖類物質,生化性大大提高了,並且懸浮物也較高,設計主要圍繞這幾個特點進行。

設計主要針對該廢水高codcr、高bod5以及高懸浮物來進行。汙水中的懸浮物主要是纖維素木質素等物質,木質素和纖維素的可生化性很低,在生化處理中幾乎不降解,而且這些懸浮物進入生化反應器後,對生化反應器的執行影響較大,在uasb中,大量懸浮物會排擠uasb汙泥層中的汙泥,使得汙泥層中的汙泥幾乎都是毫無生物活性的木質素、纖維素,嚴重影響uasb執行效果,嚴重時後甚至會使系統崩潰,根本無法完成其所應有的功能。所以需要在生化處理之前就必須先去除大部分懸浮物,以保證後續處理的順利進行,目前去除懸浮物的方法主要有篩網、過濾、沉澱、氣浮等等,這裡使用比較便宜有效的方法:

斜網、沉澱、氣浮。斜網利用尼龍網的篩慮截留作用,攔截比較大的纖維素和木質素纖維,這部分纖維還可以進行**利用,重新進入磨漿機前,以變廢為寶的作用,具有很大的經濟價值;沉澱池主要利用利用自由沉降、區域沉降、壓縮沉降等原理去除汙染物,一些沉降速度大的顆粒和纖維可以在這裡去除掉;更小顆粒、更難沉降的懸浮物使用氣浮去除,加壓溶氣氣浮利用加壓溶氣後的水在減壓狀態下產生微小氣泡,氣泡附著於懸浮物表面將懸浮物帶到水面去除,通過投加浮選劑可以提高氣浮效率。

從codcr濃度上來看,此水codcr濃度較高,完全有必要使用厭氧進行處理,一方面厭氧可以進一步提高廢水的可生化性,另一方面,厭氧對於高濃度廢水的codcr去除效率是非常高的,而且厭氧處理負荷高、能耗很小、產汙泥量也非常少,直接帶來佔地少、一次性投資少、執行費用少、汙泥處理費用少的優點。在總多的厭氧反應器中,這裡選擇uasb反應器,他工藝結構緊湊、處理能力大、無需機械攪拌、處理效果好、節約費用,在國內外應用十分廣泛,如果能將三相分離器、進水布水裝置、沉澱區流速設計完善,執行中控制好執行條件,uasb將是厭氧處理中一種非常好的反應器。

厭氧反應一般不會將汙染物處理得十分徹底,所以厭氧出水後往往要設定一個好氧裝置進行進一步處理。在眾多的好氧工藝中,選擇接觸氧化法,理由如下:1.

造紙廢水中含有表面活性劑,如果使用活性汙泥法處理,那麼將會在水面產生大量泡沫,嚴重干擾生產進行;2.生物接觸氧化法有如下優點:體積負荷高,處理時間短;生物活性高,生物多樣化,傳質效果好;生物濃度高,汙泥產量低,無需迴流;出水穩定,動力消耗相對較低;掛膜比較方便,時間較短;無汙泥膨脹問題。

從codcr和bod5 的比值(0.635)來看,該廢水的可生化性非常好,加上厭氧處理後,廢水完全適合生化處理。

根據以上分析,我確定使用圖2-1所示的工藝流程進行處理。

說明:1.原水經過斜網收漿,一方面去處大量懸浮物,另一方面可以**紙漿,節約資源。

2.沉澱池進一步去除ss。3.

集水調節池一方面作為提升泵的集水池,另一方面對水質水量進行調節均和。4.氣浮池可以將懸浮物去除的比較徹底。

進行厭氧處理,能去除大部分cod和bod。厭氧不能夠將cod濃度降的很低,生物接觸氧化池進一步降低cod、bod濃度。7.

經過二沉池去除懸浮汙泥,出水進入氧化塘。

為了**廢水中的纖維並降低廢水中ss的含量,在工藝的前端設定收漿系統。常規的收漿方式有斜網收漿和圓網收漿,該工程採用斜網收漿。濾網採用60目尼龍網,以保證漿的**量和出水水質,降低後續工藝的負荷。

進水:codcr5500mg/l,bod5 3500 mg/l,ss 1500 mg/l;

設計計算:使用60目尼龍網

取斜網的水力負荷為:

q=16m3/(

那麼需要斜網的有效面積為:

算上裝配斜網所需的面積,並且考慮到在生產過程中部分網面是被紙漿覆蓋,所以總面積取12m2

根據經驗數值對ss的去除率為:40%

保險起見,我們認為該步驟對bod5,codcr不去除。

這樣可以得到出水:

codcr 5500mg/l,bod5 3500 mg/l,ss 900 mg/l。

根據該廠以往的實際執行資料,沉澱池對codcr去除率38.7%,對bod5去除率:36.1%,為保險起見,都假設去除率為30%

加絮凝劑後,平流式沉澱池對ss去除率50%,

進水:codcr 5500mg/l,bod5 3500 mg/l,ss 900 mg/l;

則出水:codcr=3850mg/l,bod5=2450mg/l,ss=450mg/l;

尺寸設計:

池子總表面積:設表面負荷為q‘=1.2m3/(沉澱時間t=1h,設計平均流量q=83.3m3/h;

設計最大流量qmax=100m3/h,

所以池子總表面積為:

沉澱部分有效水深:

沉澱部分有效容積:

池總長:(設水平流速為v=4mm/s)

池子總寬:.

由於水量小,總寬較小,為經濟考慮,設定一格即可。

校核:長寬比:

符合條件;

長深比:

符合條件。

每日沉澱池產生的汙泥量:

其中:——進出水懸浮物含量差值,kg/m3;

——汙水的密度,近似取1000kg/m3;

——含水率,取95;

——1天;

計算得:

泥斗的設計:

根據泥斗的設計規則,鬥傾角55-60度,這裡取60度,由於上底邊已經固定,取下底邊500mm,可以算出高為:

根據以上資料佈置泥斗的尺寸設計如圖3-1:

圖3-1

計算泥鬥體積:

上式中h為泥斗的高,為泥鬥上下表面的表面積,

由於每日泥的總體積為18立方,那麼可以設計為一天排泥2次,每次排泥9個立方即可。

池子的總高:

取池子的緩衝層高h3=0.5m,

取池底坡度為i=0.01,則鬥高與坡降高度:

h4=2.9+(21.6-4.22+0.8)×0.01=3.08m

取超高:h1=0.3m

總高選擇gl-4×25型鏈板式刮泥機。

根據以上計算結果,作沉澱池的詳細尺寸圖。

由於水量比較小,為了節省開支,不單獨設定調節池,這裡將集水池做大一些,可以作為調節池用。由於時變化係數為1.2。

即最大時流量為:100m3/h,最小時流量為69.4m3/h,我們可以按照水量最不均勻的情況計算,即12小時最大流量,12小時最小流量來進行設計,只要池子滿足該條件,就一定能滿足調節要求。