1、目录1.1.设计初始资料及数据设计初始资料及数据2.2.工艺选择工艺选择3.3.工程设计工程设计4.4.平面布置平面布置5.5.高程布置高程布置1.设计初始资料及数据针对造纸厂针对造纸厂中段废水的各种污染物成分、中段废水的各种污染物成分、含含量量以及以及需要需要处理的程度对工艺流程进行选择，处理的程度对工艺流程进行选择，根据技术上可行、经济上合理等原则设计较根据技术上可行、经济上合理等原则设计较为适宜的方案，最终使出水达到排放标准。为适宜的方案，最终使出水达到排放标准。1.设计初始资料及数据进水水质进水水质Q Q：600m600m3 3/d/dCODCODCrCr：2400mg/l 2400m
2、g/l BODBOD5 5： 800mg/l 800mg/lSSSS： 1200mg/l 1200mg/lpHpH： 9 9出水水质出水水质CODCODCrCr：50mg/l 50mg/l BODBOD5 5： 10mg/l 10mg/lSSSS： 10mg/l 10mg/lpHpH： 6 69 92.工艺选择由造纸中段水的特点由造纸中段水的特点( (有机物含量较高，有机物含量较高， BODBOD5 5/COD/CODCrCr=0.33=0.33，可生化性不太好，可生化性不太好) )， 按以下工艺流程处理：按以下工艺流程处理：1.1.通过通过初沉池加混凝剂进行初沉池加混凝剂进行预处理预处理2.
3、2.然后然后进行厌氧处理进行厌氧处理( (主要是水解酸化主要是水解酸化过程过程) )3.3.以以活性污泥法曝气活性污泥法曝气处理，从而处理，从而使出使出水合格水合格2.工艺选择1.1.采用采用化学混凝法化学混凝法即向废水中投加絮凝剂作为即向废水中投加絮凝剂作为生活处理前的预处理，进一步强化物理化学处生活处理前的预处理，进一步强化物理化学处理水平，减少了理水平，减少了一部分一部分不溶不溶性性CODCODCrCr，提高后续，提高后续工艺的处理工艺的处理效率效率。2.2.采用采用厌氧处理厌氧处理，能处理高浓度废水，采用较，能处理高浓度废水，采用较短的停留时间，主要目的在于去处一部分短的停留时间，主要
4、目的在于去处一部分CODCrCODCr及使废水中较难降解的有机成分酸化水解，同及使废水中较难降解的有机成分酸化水解，同时可以稍微降低时可以稍微降低pHpH值。这些都有利于后面的活值。这些都有利于后面的活性污泥法处理性污泥法处理。2、工艺选择3.3.采用采用曝气池曝气池，反应速度快，使水质在较短的时，反应速度快，使水质在较短的时间内达到要求。曝气池采用合建式完全混合型曝间内达到要求。曝气池采用合建式完全混合型曝气池，具有污泥负荷高，回流污泥新鲜，有较高气池，具有污泥负荷高，回流污泥新鲜，有较高活性，耗电量少，生化降解能力高、占地面积少、活性，耗电量少，生化降解能力高、占地面积少、结构紧凑等特点。
5、结构紧凑等特点。工艺流程图如下：工艺流程图如下：2.工艺选择1.1.采用采用筛网筛网，可以，可以去除水中粗大的悬浮物或漂浮物，为下去除水中粗大的悬浮物或漂浮物，为下一道工序做好一道工序做好准备准备。2.2.初初沉沉池池。化学化学混凝法已广泛也应用于二级生物处理的前混凝法已广泛也应用于二级生物处理的前处理，以去除废水中不可生物降解物质，减轻对后续生物处理，以去除废水中不可生物降解物质，减轻对后续生物处理系统的冲击与负荷，提高后续工艺的处理效率。我们处理系统的冲击与负荷，提高后续工艺的处理效率。我们采用采用竖流式沉淀池竖流式沉淀池，在其中加入化学絮凝剂，使大部分的，在其中加入化学絮凝剂，使大部分的
6、悬浮物形成较大的絮凝体而被除去，悬浮物形成较大的絮凝体而被除去， 并可去除一部分的并可去除一部分的CODCODCrCr及及BODBOD5 5。2、工艺选择3.3.消化池消化池。由于造纸中段水中由于造纸中段水中CODCrCODCr为为2400mg/l2400mg/l，含量较，含量较高，所以首先采用厌氧消化法。采用较短的停留时间，主高，所以首先采用厌氧消化法。采用较短的停留时间，主要目的在于去除一部分要目的在于去除一部分CODCrCODCr及使废水中较难降解的有机及使废水中较难降解的有机成分酸化水解，同时可以稍微降低成分酸化水解，同时可以稍微降低pHpH值。这些都有利于后值。这些都有利于后面的活性
7、污泥法处理。面的活性污泥法处理。4.4.曝气池曝气池。采用采用合建式完全混合型合建式完全混合型曝气池，具有污泥负荷曝气池，具有污泥负荷高，回流污泥新鲜，有较高活性，耗电量少，生化降解能高，回流污泥新鲜，有较高活性，耗电量少，生化降解能力高等特点。力高等特点。去除效果分析造纸中段水水质筛网初沉池厌氧消化池曝气沉淀池去除率出水去除率出水去除率出水去除率出水出水CODCr(mg/l)2400-40%144070%43270%129.6129.6BOD5(mg/l)800-30%56065%19685%29.429.4SS(mg/l)120010%108090%108-出水水质达到要求，该方法可行3.
8、工程工程设计设计主要主要有有：竖竖流式沉淀池的设计流式沉淀池的设计( (初沉池，中间沉淀池初沉池，中间沉淀池) )厌氧消化池厌氧消化池的设计的设计曝气曝气沉淀池的设计沉淀池的设计初沉池初沉池(竖流式竖流式)初沉池初沉池(竖流式竖流式)功能：利用功能：利用絮凝剂和重力沉降絮凝剂和重力沉降去除水中的悬浮物及部去除水中的悬浮物及部分其他有机物。分其他有机物。在在颗粒物沉淀过程中，一方面上升的小颗粒和下沉的颗粒物沉淀过程中，一方面上升的小颗粒和下沉的大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉大颗粒之间相互接触、碰撞而絮凝，使粒径增大，沉淀速度加快；另一方面，沉速等于水流上升速度的颗淀速度加快；另一
9、方面，沉速等于水流上升速度的颗粒将在池中形成以悬浮层，对上升的小颗粒起拦截和粒将在池中形成以悬浮层，对上升的小颗粒起拦截和过滤作用，因而沉淀效率比平流式沉淀池要高，更适过滤作用，因而沉淀效率比平流式沉淀池要高，更适合于本课程设计的要求合于本课程设计的要求。初沉池初沉池(竖流式竖流式)设计参数：1.流量Q=600m3/d=0.00694m3/s2.沉淀区上升流速v0.5mm/s3.停留时间t=1.5h(1.5-2h) 4.中心管流速v0=0.02m/s5.保护高h1=0.3m6.缓冲层高h4=0.3m7.泥斗倾角 60(45-60)8.废水从中心管流出的速度v1=0.015m/s9.中心管喇叭口
10、d1=1.35d，反射板直径 d2=1.35d110.圆截锥底部直径d，取0.4m初沉池初沉池(竖流式竖流式)计算(1) 沉淀区中心管有效过水面积A1及中心管直径d0 A1= =0.347m2 d0=0.66m则d1=1.35d=1.350.66=0.89m d2=1.3d1=1.350.89=1.2m(2) 沉淀池有效水深h2h2=3.6vt=3.60.51.5=2700mm=2.7m(3)中心管喇叭口与反射板之间缝隙高h3h3= =0.1654m，取0.17m初沉池初沉池(竖流式竖流式)计算(4)沉淀区有效断面面积，即沉淀区面积A2 A2= =14.23m2(5)沉淀池总面积 A 和池径D
11、 A=A1+A2=14m2沉淀区直径D=4.22m，取4.3m校核 D/h2=4.3/2.7=1.163，符合要求(6)污泥区截锥高度 h5=( )tg=()tg60=3.38m初沉池初沉池(竖流式竖流式)计算(7)沉淀池总高度H=h1+h2+h3+h4+h5=0.3+2.7+0.17+0.3+3.38=6.85m(8)污泥斗容积V= （D/2）2+（D/2）（d/2）+（d/2）2 =(2.152+2.150.2+0.22)=18.0m3厌氧消化池厌氧消化池此消化池采用较短的停留时间，使废水主要处于酸化此消化池采用较短的停留时间，使废水主要处于酸化和水解阶段，不产生或只产生少量的沼气。主要目
12、的和水解阶段，不产生或只产生少量的沼气。主要目的在于去除一部分在于去除一部分CODCODCrCr及使废水中较难降解的有机成分及使废水中较难降解的有机成分酸化水解，同时可以稍微降低酸化水解，同时可以稍微降低pHpH值。以便于后面的活值。以便于后面的活性污泥法处理性污泥法处理。厌氧消化池厌氧消化池设计参数：1.BOD5负荷 2 kg/m3d (1.4-5.8)2.直径D=8m (6-35)3.集气罩直径d1=1.0m4.池底直径d2=1.0m5.集气罩高度h1=0.5m6.上锥体高度h21.5m7.下锥体高度h4=1.0m厌氧消化池厌氧消化池计算：(1)消化池每天投入BOD5的量 6000.563
13、36kg/d消化池容积V=336/2=168m3消化池中停留时间T=168/600=0.28d= 6.72h(2)只用一座消化池，柱体高度h3=D/2=4m 消化池总高度H=h1+h2+h3+h4=0.5+1.5+4+1.0=7m校核：H/D=7/8=0.875，符合要求(0.8-1.0)。厌氧消化池厌氧消化池计算 (3)消化池各部分容积的计算集气罩容积V1=d12h1/4=3.1410.5/4=0.4m3方形部分容积V2=h2(3D2+4h22)/24=3.141.5(382+41.52)/24=39.4m3圆柱部分容积 V3=D2h3/4=3.14825/4=251.2m3下锥体部分容积V
14、4=h4(D/2)2+(D/2)(d2/2)+(d2/2)2/3=3.141.0(42+40.5+0.52)/3=19.1m3消化池有效容积V0=V3+V4=251.2+19.1=270m3168m3圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气池，即圆形合建式完全混合曝气池，即曝气区、导流区曝气区、导流区和污泥沉淀区和污泥沉淀区三部分合建在一起的生化处理器。三部分合建在一起的生化处理器。废水进入曝气沉淀池即与活性污泥充分混合，在废水进入曝气沉淀池即与活性污泥充分混合，在表面曝气叶轮供氧条件下，表面曝气叶轮供氧条件下，BODBOD5 5可被最大程度的可被最大程度
15、的生化降解。通过调节，可使此工艺在最优的条件生化降解。通过调节，可使此工艺在最优的条件下运行，并减轻因进水水质的突然变化对工艺的下运行，并减轻因进水水质的突然变化对工艺的冲击和破坏，即能抗冲击负荷。此设施具有污泥冲击和破坏，即能抗冲击负荷。此设施具有污泥负荷高，回流污泥新鲜，具有较高活性，耗电量负荷高，回流污泥新鲜，具有较高活性，耗电量少，生化降解能力高等特点少，生化降解能力高等特点。圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气沉淀池设计参数：1.流量Q=600m3/d=25 m3/h2.进水浓度BOD5196mg/l，La=196mg/l3.出水浓度BOD529.4mg/l，Le=29
16、.4mg/l4.污泥负荷率Ns=0.5kg BOD5/kgMLSSd5.污泥浓度x=3000mg/l6.污泥回流比R=57.池底斜边与曝气筒下部斜边倾角为45o8.曝气池结构容积系数5%圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气沉淀池计算(1)(1)曝气筒直径曝气筒直径D D1 1经过厌氧消化池处理后，进水BOD5浓度La=196mg/l，出水BOD5浓度Le=29.4mg/l，所需去除的BOD5为166.6 mg/l，但为安全计，设计时Le0则通过曝气处理，所除去的BOD5为：LQ(LaLe)=251961.9kg/h去除1kgBOD5需氧1.52.0kg，现假设为1.8kg/kgB
17、OD5则曝气池需氧量为O2=1.8L1.84.98.82kg/h通过查相关图表，可得符合要求的叶轮直径长度和线速度。采用泵型叶轮，叶轮直径d0.6m，线速度为4.5m/s，充氧能力10.0kg/h，功率为3.5kw采用d1/D1=1/6，则曝气筒直径D16d60.63.6m曝气筒表面积F1D12/4=3.143.62/4=10.2m2圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气沉淀池计算( (2)2)导流室直径导流室直径D D2 2取导流室下降流速u=10mm/s，导流室表面积为F2 4.2m2导流室直径D2= =4.3m导流室宽度为(D2D1)/2=(4.3-3.6)/2=0.35m0
18、.3m，符合要求(3)(3)曝气池直径曝气池直径D D取沉淀区上升流速u0.35mm/s则沉淀区表面积F3Q/3.6u=25/(3.60.35)=19.8m2直径D 6.6m，符合要求圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气沉淀池计算(4)(4)沉淀区容积沉淀区容积取沉淀区分离高度h31.8m，则沉淀区有效容积为V2F3h319.81.835.64m3( (5)5)曝气区容积曝气区容积曝气区有效容积V1 84m3圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气沉淀池计算(6)(6)曝气池曝气池基本尺寸基本尺寸D6.6m，D13.6m，D24.3m，D35.6m池底直径D3采用试算法
19、，池底部斜边和曝气筒下部斜边倾角取45，坡度取2%曝气池实际有效容积V(D/2)2h3+ (/3)h1 (D/2)2+(D/2)(D3/2)+(D3/2)2= (6.6/2)2 1.8+2.2 (6.6/2)2+(6.6/2)( D3/2)+( D3/2)2/3=61.6+64.6=126m3由于结构容积系数为5%，实际有效容积V=1260.95=119.7 m3沉淀区实际有效容积V2(/4)(D2D22)h3=3.14(6.624.32) 1.8/4=35.4m3曝气区(包括曝气筒、导流室和回流区)的实际有效容积V1119.735.484.3m3采用一个圆形表面曝气式曝气沉淀池，直径为6.6
20、m，池深5.2m，水深为h1+h3=4m圆形合建式完全混合曝气沉淀池圆形合建式完全混合曝气沉淀池计算(7)(7)表面曝气计算表面曝气计算采用泵型叶轮，叶轮直径d0.6m，线速度为4.5m/s，充氧能力10.0kg/h，功率为3.5kw ( (8 8) )养料计算养料计算L0=5.25kg/h磷的投加量P=5.25/100=0.0525kg/h如采用Na2HPO412H2O，则折合纯磷酸氢二钠投加量为0.61kg/h如工业用磷酸氢二钠纯度为96%，则折合工业用磷酸氢二钠的量为：0.63 kg/h，当配成2%浓度溶液时投加量为31.6L/h。4.平面布置造纸厂中段水污水处理站的平面布置要综合考虑造
21、纸厂的原有建筑物和厂区所在位置进行布置，且各处理构筑物在平面布置上应适当紧凑且要做到流线清楚、布局紧凑，且要留有适当的扩建的余地以防日后有扩建的可能。施工时所有管件设施等应该是一般市面上方便购买的为主，以便日后维修及更换。平面图5.高程布置1.设计采用曝气池法，选曝气池为高程的设计起点2.各构筑物的水头损失筛网：0.3m 初沉池：0.4m 曝气沉淀池：0.6m消化池0.3m 中间沉淀池：0.6m3.管件采用DN200铸铁管、承插接口查表得当流量为0.00694m3/s时流速v0.225m/s，坡度i =0.605，阻力系数=0.06曝气池地面标高41.00m曝气池水位离地面2.0m，则41.0
22、0+2.00=43.00m曝气池进水区末端43.00+0.5/2+0.06=43.25m5.高程布置中间沉淀池集水（管道长30m），则43.25+0.60530=43.28m中间沉淀池水位：43.27+0.6/2=43.57m中间沉淀池进水区末端：43.57+16./2+0.06 =43.87m消化池集水区（管道长18m）：43.87+180.605=44.03m消化池进水区水位：44.03+0.3/2+0.06 =44.18m初沉池集水区（管道长15m）：44.18+150.605=44.19m初沉池水位：44.19+0.4/2=44.39m初沉池进水区水位：44.39+0.4/2+0.06
23、 =44.59m5.高程布置筛网末端（管长15m）：44.59+150.605=44.60m筛网水位：44.60+0.2/2=44.70m筛网前水位：44.70+0.2/2=44.80m曝气池末端：43.00-0.5/2=42.75m二沉池进水区始端：（管长12m）42.75-120.605-0.06 =42.74m二沉池水位：42.74m-0.6/2=42.44m二沉池末端水位（排水口）：42.11-0.6/2=42.14m因为42.1441.00（地面标高），故可实现一次提升，中间无需进行水位的升高。高程图总体评价通过上述的废水工艺流程，预计可以使该造纸中通过上述的废水工艺流程，预计可以使该造纸中段废水达标排放，该工艺技术较为成熟，其成本段废水达标排放，该工艺技术较为成熟，其成本对于小造纸厂也易能接受。对于小造纸厂也易能接受。
