造纸中段废水 处理工艺设计

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=1.0m 4.池底直径d2=1.0m 5.集气罩高度h1=0.5m 6.上锥体高度h2＝1.5m 7.下锥体高度h4=1.0m
厌氧消化池
计算：
(1)消化池每天投入BOD5的量 600×0.56＝336kg/d
按以下工艺流程处理： 1.通过初沉池加混凝剂进行预处理 2.然后进行厌氧处理(主要是水解酸化
过程) 3.以活性污泥法曝气处理，从而使出
水合格
2.工艺选择
1.采用化学混凝法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 理水平，减少了一部分不溶性CODCr，提高后续 工艺的处理效率。
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/h 2.进水浓度BOD5＝196mg/l，La=196mg/l 3.出水浓度BOD5＝29.4mg/l，Le=29.4mg/l 4.污泥负荷率Ns=0.5kg BOD5/kgMLSS•d 5.污泥浓度x=3000mg/l 6.污泥回流比R=5 7.池底斜边与曝气筒下部斜边倾角为45o 8.曝气池结构容积系数5%
初沉池(竖流式)
设计参数：
1.流量Q=600m3/d=0.00694m3/s 2.沉淀区上升流速v＝0.5mm/s 3.停留时间t=1.5h(1.5-2h) 4.中心管流速v0=0.02m/s 5.保护高h1=0.3m 6.缓冲层高h4=0.3m 7.泥斗倾角 60°(45°--60°) 8.废水从中心管流出的速度v1=0.015m/s 9.中心管喇叭口d1=1.35d，反射板直径 d2=1.35d1 10.圆截锥底部直径d’，取0.4m
为h1+h3=4m
圆形合建式完全混合曝气沉淀池
计算
(7)表面曝气计算 采用泵型叶轮，叶轮直径d＝0.6m，线速度为4.5m/s，充氧
能力10.0kg/h，功率为3.5kw (8)养料计算
L0=5.25kg/h 磷的投加量P=5.25/100=0.0525kg/h 如采用Na2HPO4·12H2O，则折合纯磷酸氢二钠投加量为
造纸中段废水处理工艺设计
目录
1.设计初始资料及数据 2.工艺选择 3.工程设计 4.平面布置 5.高程布置
1.设计初始资料及数据
针对造纸厂中段废水的各种污染物成分、含 量以及需要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 为适宜的方案，最终使出水达到排放标准。
去除效果分析
造纸中段水水质
筛网 去除率 出水
初沉池 去除率 出水
厌氧消化池 去除率 出水
曝气沉淀池 去除率 出水
CODCr(mg/l) 2400 ---
---
40%
1440
70%
432
70%
129.6
BOD5(mg/l) 800
---
---
30%
560
65%
196
85%
29.4
SS(mg/l)
1200 10%
=
×(2.152+2.15×0.2+0.22)=18.0m3
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 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CODCr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pH值。以便于后面的活 性污泥法处理。
厌氧消化池
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。
初沉池(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=1.35×0.66=0.89m d2=1.3d1=1.35×0.89=1.2m
(2) 沉淀池有效水深h2
h2=3.6vt=3.6×0.5×1.5=2700mm=2.7m
1080 90%
108
---
---
---
---
出水水质达到要求，该方法可行
3.工程设计
主要有： 竖流式沉淀池的设计(初沉池，中间沉淀池) 厌氧消化池的设计 曝气沉淀池的设计
初沉池(竖流式)
初沉池(竖流式)
功能：利用絮凝剂和重力沉降去除水中的悬浮物及部 分其他有机物。
在颗粒物沉淀过程中，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 淀速度加快；另一方面，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 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。
圆形合建式完全混合曝气沉淀池
计算 (4)沉淀区容积 取沉淀区分离高度h3＝1.8m，则沉淀区有效容积为 V2＝F3h3＝19.8×1.8＝35.64m3 (5)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
计算 (6)曝气池基本尺寸 D＝6.6m，D1＝3.6m，D2＝4.3m，D3＝5.6m 池 坡底度直取2径%D3采用试算法，池底部斜边和曝气筒下部斜边倾角取45°， 曝气池实际有效容积 V[(＝6.6л/(2D)/22+)(26h.63+/2()π(/D33)/h21)[+((DD/23/)22+)(2D]//32=)6(D13.6/2+)6+4(.D63=/122)26]m= л3 (6.6/2)2 1.8+л×2.2 由于结构容积系数为5%，实际有效容积V=126×0.95=119.7 m3 沉淀区实际有效容积 V2＝(π/4)(D2－D22)h3=3.14×(6.62－4.32) ×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 V1＝119.7－35.4＝84.3m3 采用一个圆形表面曝气式曝气沉淀池，直径为6.6m，池深5.2m，水深
圆形合建式完全混合曝气沉淀池
计算
(1)曝气筒直径D1 经浓设过度计L厌时e=L氧2e＝9消.40化mg池/l，处所理需后去，除进的水BBOODD55为浓1度66La.6=1m96gm/l，g/但l，为出安水全BO计D，5 则通过曝气处理，所除去的BOD5为： L＝Q(La－Le)=25×196＝1.9kg/h 去除1kgBOD5需氧1.5－2.0kg，现假设为1.8kg/kgBOD5 则曝气池需氧量为O2=1.8L＝1.8×4.9＝8.82kg/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。
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=πd12h1/4=3.14×1×0.5/4=0.4m3
方形部分容积
V2=πh2(3D2+4h22)/24=3.14×1.5×(3×82+4×1.52)/24=39.4m3
圆柱部分容积
V3=πD2h3/4=3.14×82×5/4=251.2m3
采用泵型叶轮，叶轮直径d＝0.6m，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D1＝6d＝6×0.6＝3.6m 曝气筒表面积F1＝лD12/4=3.14×3.62/4=10.2m2
圆形合建式完全混合曝气沉淀池
计算
(2)导流室直径D2 取导流室下降流速u’=10mm/s，导流室表面积为
2.采用厌氧处理，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CODCr 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pH值。这些都有利于后面的活 性污泥法处理。
2、工艺选择
3.采用曝气池，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 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、 结构紧凑等特点。
1.设计初始资料及数据
进水水质 Q：600m3/d
CODCr：2400mg/l BOD5： 800mg/l SS： 1200mg/l
pH： 9
出水水质
CODCr：50mg/l BOD5： 10mg/l SS： 10mg/l
pH： 6－9
2.工艺选择
由造纸中段水的特点(有机物含量较高， BOD5/CODCr=0.33，可生化性不太好)，
工艺流程图如下：
絮凝剂 进水 筛网 调节池 絮凝沉淀池 水解厌氧池 曝气沉淀池
污泥浓缩池
污泥脱水
泥饼外运
2.工艺选择
• 1.采用筛网，可以去除水中粗大的悬浮物或漂浮物，为下 一道工序做好准备。
• 2.初沉池。化学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 处理系统的冲击与负荷，提高后续工艺的处理效率。我们 采用竖流式沉淀池，在其中加入化学絮凝剂，使大部分的 悬浮物形成较大的絮凝体而被除去， 并可去除一部分的 CODCr及BOD5。
(6)污泥区截锥高度

h5=(
)tgα=(
)tg60°=3.38m
初沉池(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、工艺选择
• 3.消化池。由于造纸中段水中CODCr为2400mg/l，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 要目的在于去除一部分CODCr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pH值。这些都有利于后 面的活性污泥法处理。
• 4.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，有较高活性，耗电量少，生化降解能 力高等特点。
F2＝
＝4.2m2
导流室直径D2=
=4.3m
导求流室宽度为(D2－D1)/2=(4.3-3.6)/2=0.35m>0.3m，符合要
(3)曝气池直径D
取沉淀区上升Fra Baidu bibliotek速u＝0.35mm/s
则沉淀区表面积F3＝Q/3.6u=25/(3.6×0.35)=19.8m2
直径D＝
＝6.6m，符合要求
下锥体部分容积
V4=πh4[(D/2)2+(D/2)(d2/2)+(d2/2)2]/3=3.14×1.0×(42+4×0.5+0.52)/3 =19.1m3
消化池有效容积
V0=V3+V4=251.2+19.1=270m3>168m3
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，即曝气区、导流区 和污泥沉淀区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 表面曝气叶轮供氧条件下，BOD5可被最大程度的 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 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 少，生化降解能力高等特点。
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)。
(3)中心管喇叭口与反射板之间缝隙高h3
h3=
=
=0.1654m，取0.17m
初沉池(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
A=A1+A2=14m2 沉淀区直径D=
=4.22m，取4.3m
校核 D/h2=4.3/2.7=1.16＜3，符合要求