草浆造纸中段废水综合处理初步设计(编辑修改稿)

草浆造纸中段废水综合处理初步设计(编辑修改稿)内容摘要：

于白水中。 河南城建学院毕业设计 4 ⑦ 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。 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。 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 ～, 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 （ BOD5） 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 7~8。 （ 6）色度 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 5 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 CODcr≤ 1500mg/L 的废水多直接使用好氧生物法；而对于 CODcr≥ 1500mg/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 CODcr≥ 1500mg/L，为 CODcr=2500mg/L，属高浓 度制浆废水， 且 BOD5/COD=＜ ，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，最后通过三级 深度 处理 之后才能 确保出水水质达到GB35442020《造纸工业水污染物排放标准》的排放限值。 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， BOD5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 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 ，BOD5 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 h。 (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９０％左右，ＣＯＤ去除率可达６５％左右，如果出水经活性炭吸附 8h,可作为造纸厂的回用水。 河南城建学院毕业设计 6 污水处理 流程 方案 的 确定 通过对以上方法特点的对比，并结合污水水质条件， 考虑到 该项目 污水 水量大、色泽深、 PH 值高、臭味重、污染程度高， BOD5/COD=＜ ，可生物降解性极 差。 为了达到较好的生物处理效果，可 采用 水解酸化 预处理提高可生化性，再经 卡鲁塞尔氧化沟工艺 去除有机污染物，最后经混凝沉淀 深化 处理污水，从而达到处理目的。 工艺流程图如图 31： 图 31：草浆造纸中段废水处理工艺流程图 工艺说明： (1)中段废水 、生活污水由收集系统输送至污水处理厂 , 经过螺旋细格栅去除大块漂浮物后 , 进入集水池 , 然后经泵提升至纤维回收间 (回收纤维粗浆 ) , 自流入一沉池 , 在二沉池活性污泥作用下通过生物絮凝沉淀作用 , 对污水中的胶体、悬浮物进行吸附、凝聚 , 实现固液分离 , 初沉污泥及絮凝沉淀池污泥自流入污泥均质池 , 经均化调节后 , 进行脱水 , 脱水滤液进入集水池。 (2)经过强化预处理的废水 , 进入氧化沟 , 曝气并投加氮、磷营养盐 (营养盐投加采用简易人工投加方式 ) , 在氧化沟内设计多级的缺氧与好氧区产生的独特生化作用 , 对污染 物进行去除 , 氧化沟出水进入二沉池进行固液分离 , 活性污泥由污泥回流井回流至水解池 , 剩余污泥由污泥泵输送至一沉池。 (3)经过一沉池排放的初沉污泥以及絮凝沉淀池排放的化学污泥 , 根据以往工程经验数据 , 污泥含水率一般达 96%～ 97%, 均质后 可 直接进入离心机离心脱水。 中段废水 细格栅 集水池 纤维回收间 一沉池 水解池 Carrousel氧化沟 二沉池 絮凝沉淀池 剩余污泥 污泥均质池 污泥脱水间 泥饼外运 排放或回用 污泥回流 剩 余污泥 污水管线 污泥管线 河南城建学院毕业设计 7 格栅 格栅是由一组平行的金属栅条或筛网制成，安装在污水渠道、泵房集水井的进口处或污水处理厂的端部，用以截留较大的悬浮物或漂浮物，如纤维、碎皮、毛发、果皮、蔬菜、塑料制品等，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷， 并使之正常进行。 被截留的物质称为栅渣。 细格栅选型的正确与否直接关系后续工艺的运行质量。 常用的细格栅有回转耙齿式清污机、阶梯格栅、弧形格栅以及螺旋式格栅等。 阶梯格栅截流能力弱 , 回转式细格栅虽然投资低 , 但卫生条件和截污能力较差 , 常常因为清渣不彻底 , 导致未清理的栅渣随水流到后续构筑物 , 阶梯格栅对污水中的砂粒适应能力差 , 常常因为栅层沉砂影响动栅条的运行。 螺旋细格栅与其他类型细格栅比较 , 其特殊过栅水力流态 , 对植物纤维物质的截流能力很强 , 据统计 ,一台螺旋细格栅机的可靠运行时间长达 8 年以上 ,期间不需更 换维修任何部件 , 采用合资生产的产品价格比较适中 , 并为大量业主所接受 , 使其成为传统细格栅的替代产品。 在实际设计中 , 螺旋细格栅机成为首选方案。 根据 转鼓式格栅 的转鼓类型，分为齿条刮板型（螺旋式）和滤网转鼓型（旋转式）两种。 转鼓式细格栅除污机是集格栅、传输机和螺杆压榨机三种功能于一体的新型固液分离 环保设备。 螺旋细格栅机 可直接安装在水渠内，也可安装在容器箱中。 污水从螺旋式细格栅除污机的栅筐前端流入，从栅缝中流出，滤渣被截留在栅筐内。 累积在转鼓式细格栅机栅条上的滤渣又形成 过滤 层进一步起到过滤作用，从而提高了螺旋式细格栅机滤渣的过滤效率。 当螺旋细格栅机栅筐前后的水位差达到设定值时，减速电机 自动 启动，带动清渣耙旋转，将所有滤渣取出，当 转鼓格栅 旋转到垂直位置时，滤渣自动落入螺杆下端中央的料斗内，经螺杆传输，同时压榨，最后落入物料箱或传输机进行外运。 为了清理齿上的滤渣，清渣耙能自动倒转 15 度，经过一清渣齿板时能自动清理清渣耙上的余渣，以免 螺旋式格栅 除污机发生故障。 螺旋细 格栅的滤渣在 输送 过程中被压榨 脱水 ，固含量可达 35%45%，干渣体积小、污染少、易于外运处理。 螺旋格栅 机的过滤栅框滤缝尺寸为 6至 12mm，直径从 600mm3000mm，旋转格栅处理量最大可达 237600m3/d。 河南城建学院毕业设计 8 设计参数 及尺寸 污水处理厂最大设计流量为： Qmax=KhQh= = 格栅数为： n=2 单座格栅流量为： Q= Qmax/2= m3/h 某 环保公司 引进国际先进技术并进行改良创新，生产的螺旋式细格栅除污机广泛适用于城市 污水处理 ，工业 废水处理 ， 食品 污 水处理 ， 造纸污水处理 等 污水处理工程。 具体参数如表 41,42： 表 41 细格栅参数 型号规格 ZGI 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2020 2200 2400 2600 2800 3000 液体流速（ m/s） 1 过水流量 (m3/h) 栅距(mm) 6 314 590 962 1263 1892 2475 3105 3775 4568 5757 7765 9372 11290 8 357 676 1080 1414 2145 2778 3505 4250 5130 6477 8773 10554 12740 10 385 731 1172 1534 2325 3021 3787 4594 5546 7000 9482 11439 13795 12 406 769 1238 1625 2487 3183 4000 4857 5900 7425 10042 12090 14586 表 42 细格栅参数 型号 ZGⅠ 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2020 2200 2400 2600 2800 3000 栅筒直径D(mm) 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2020 2200 2400 2600 2800 3000 栅筒长度l(mm) 500 620 700 800 1000 1150 1250 1350 1450 1650 1950 2150 2400 输送管直径d(mm) 219 273 273 300 300 360 360 500 500 500 500 700 700 渠道宽度B(mm) 650 850 1050 1250 1450 1650 1850 2070 2270 2470 2670 2870 3070 栅前最高水位 H4(mm) 350 450 540 620 750 860 960 1050 1150 1280 1490 1630 1800 安装角度 35o 渠道深度H1(mm) H1=600～ 3000 排渣高度H2(mm) 按用户要求进行设计 H3(mm) 根据减速机形式确定 设备安装总高 H(mm) H=H1+H2+H3 安装长度A(mm) A=H 设备总长L(mm) L=H 格栅栅距选取 8mm， 从流量及格栅参数表可确定格栅型号规格为 ZGI1600。 河南城建学院毕业设计 9 则 栅筒直径 D=1600mm； 栅筒长度 l=1150mm； 输送管直径 d=360mm； 渠道宽度 B=1650mm； 栅前最高水位 H4=860mm； 安装角度ɑ =35o； 渠道深度 H1=1800mm； 排渣高度 H2=1600mm； H3=1000mm； 设备安装总高 H=H1+H2+H3=1800+1600+1000=4400mm= 安装长度 A=H==，取 设备总长 L=H==，取 外形结构如图 41： 图 41 螺旋细格栅外形结构图 格栅对主要污染物的去除率如 表 43： 表 43 格栅对主要污染物去除表 污染物 去除率 处理前浓度 (mg/L) 处理后浓度 (mg/L) CODcr 10% 2500 2250 BOD5 5% 450 SS 10% 700 630 AOX 0% 20 20 集水池 采用集水池与泵房合建式，设计原则如下： 河南城建学院毕业设计 10 （ 1） 污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵 5min 的出水量；如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过 6次。 （ 2） 集水池池底应设集水坑，倾向坑的坡度不宜小于 10%。 （ 3） 水泵吸水管设计流速宜为 ～ m/s。 出水管流速宜为 ～ m/s。 其他规定见 GB50014— 2020《室外排水规范》。 泵房形式及工艺布置 本 设计采用地下湿式矩形合建式泵房，设计流量选用最高日最高时流量dmsmQ 33 1 3 0 0 0 05 0 。 （ 1） 泵房形式 为运行方便，采。