山东泉林纸业木浆生产废水处理工程设计_毕业设计计算说明书.pdf

河南城建学院本科毕业设计山东泉林纸业木浆生产废水处理工程设计摘要山东泉林纸业木浆生产废水处理工程设计山东泉林纸业木浆生产废水处理工程设计摘摘要要造纸工业废水排放量大，污染严重，生态破坏性大，多年来一直是困扰世界各国造纸工业和环保组织的热门话题和研究的重点。为降低造纸工业废水对环境的危害，造纸行业必须建立相应的污水处理系统。本课题从工程设计的角度出发，为山东泉林纸业的木浆生产废水处理设计一套可行适用的工艺方案，降低污水处理成本、提高处理效率，实现经济效益与环境效益的统一。通过对该造纸厂污水性质的分析及各种处理方法的比较，发现物理法和生化法相结合能够提高污水的可生化性有效的去除造纸废水中的 BOD、COD、SS，可以使处理的出水达到回用和排放标准。本设计使用气浮接触氧化 工艺处理造纸废水。设计内容主要包括造纸处理方法的综述、工艺流程的确定、主要构筑物尺寸设计与计算、主要设备选型、平面及高程设计、投资经济分析等方面。关键词关键词：工程设计；造纸废水；气浮； UASB；接触氧化I河南城建学院本科毕业设计山东泉林纸业木浆生产废水处理工程设计摘要AbstractAbstract Paper industry wastewater emissions, pollution, ecological damage,over the years has been the focus of troubled world paper industry andenvironmental organizations, hot topic and research. In order to reducethe harm of papermaking wastewater to the environment, the paper industrymust establish appropriate sewage treatment system. This paper from theview of engineering design, for the design of treating wastewater fromproduction of pulp a feasible technical scheme of Shandong Quanlin paper,reduce the cost of sewage treatment, improve processing efficiency, realizethe unification of economic benefits and environmental benefits. Through the comparative analysis and processing method of the papermill effluent properties,physical and biochemical method can improvethesewage can be removed in Papermaking Wastewater by BOD, COD, SS effectivebiochemical treatment, can make the effluent reached the reuse anddischarge standards. The design of air - contact oxidation process in thetreatment of papermaking wastewater. The design content mainly includesthe review process, paper processing method to determine the size, the mainstructures in thedesign and calculation, main equipment selection, planeand elevation design, investment economic analysis etc.KeyKey words:words: Engineering Design; Papermaking Wastewater; Air Floating; UASB；Contact OxidationII河南城建学院本科毕业设计目录目目录录山东泉林纸业木浆生产废水处理工程设计. I摘要 . IAbstract . II目录 .III插图清单 .V表格清单 .VI引言 .1第 1 章绪论 .21.1.选题的依据和意义.21.1.1.选题的依据.21.1.2.选题的意义.21.2. 造纸废水处理的国内外研究现状.31.2.1造纸废水处理技术和方法.31.2.2造纸废水处理国内外研究概括.41.3. 小结 .5第 2 章工程概述 .62.1. 工程概况 .62.1.1设计水量.62.1.2设计水质.62.2. 工艺设计的原则和依据.72.2.1设计原则.72.2.2设计依据.7第 3 章工艺的选择 .83.1. 造纸废水处理工艺的介绍.83.2. 处理工艺的确定.123.3. 工艺流程 .133.3.1处理工艺流程.133.3.2工艺流程说明.133.3.3工程设计的说明.14第 4 章工艺计算 .174.1. 主要构筑物 .174.1.1 格栅 .174.1.2 集水池.194.1.3 超效浅层气浮池.204.1.4 水解酸化池.214.1.5 接触氧化池.274.1.6 二沉池.314.1.7 贮泥池.324.1.8 带式压滤机.344.1.9 机房及办公室.344.2 高程计算 .34III河南城建学院本科毕业设计目录4.2.1 构筑物阻力估算.344.2.2 管道阻力计算.354.2.3 高程计算.36第 5 章 平面布置和高程布置.395.1 平面布置 .395.1.1 平面布置原则.395.1.2 平面布置说明.405.2 高程布置 .405.2.1 高程布置原则.405.2.2 高程布置说明.41第 6 章工程概预算 .426.1 编制依据 .426.2 土建投资 .426.3 设备投资 .426.4 总投资费用 .436.5 劳动定员及运行费用.446.5.1 生产组织设置.446.5.2 劳动人员.446.5.3 人员培训.446.5.4 运行费用.44第 7 章. 总结与展望 .467.1 总结 .467.2 展望 .46致谢 .48参考文献 .1IV河南城建学院本科毕业设计插图清单插图清单插图清单图 3-1 工艺流程图 . 13V河南城建学院本科毕业设计表格清单表格清单表格清单表 1-1废水处理的进水水质. 6表 1-2废水处理的出水水质. 7表 4-1 YW350-1500-15-95 液下式排污泵技术参数 . 20表 4-2 CXQF-4 超效浅层气浮池技术参数 . 20表 4-3超效浅层气浮池进出水水质. 21表 4-4 UASB 反应器进出水水质 . 21表 4-5生物接触氧化池进出水水质. 27表 4-6 CP（T）-593-400 型沉水式污泥泵技术参数 . 33表 4-7 DY-2500 带式压滤机技术参数 . 34表 4-8各处理构筑物的水头损失. 34表 4-9构筑物之间管道的水力计算. 37表 4-10 构筑物高程计算. 38表 6-1土建投资估算表. 42表 6-2设备投资估算表. 42表 6-3总投资费用估算. 43VI河南城建学院本科毕业设计引言引引言言造纸企业是废水排放大户，也是环境污染的主要行业。在美国，造纸工业被认为是第三大污染企业;据估计，在加拿大 50%的废水源自造纸厂1。我国 2002 年制浆造纸工业污染排放量约占全国污染排放总量的 10%以上， 排放污水中的化学耗氧量(COD)约占全国排放总量的 35.3%，居于第一位2。因此造纸废水的治理早已成为我国工业污染防治的焦点、热点和难点。如何按照科学发展观协调解决好造纸工业的原料与环境问题，使我国造纸工业走持续发展之路，是经济与社会发展的必然要求。目前，国内外制浆黑液的治理主要有碱回收法(适合木浆黑液，草浆黑液碱回收还存在一些问题)、酸析法、等离子体技术、膜分离技术、絮凝沉降法、生物化学法、氧化法；中段废水和造纸废水处理方法主要有絮凝法和生物法(多数采用厌氧和好氧结合)。此外，还有人研究了一些新型水处理方法如生物酶法应用到处理制浆造纸废水中。造纸废水因其含 COD，SS 量大，大多数造纸厂都采用厌氧工艺处理，但单独采用厌氧工艺不能使出水达到标排放准，一般采用厌氧与好氧联合工艺处理。本设计采用 UASB-活性污泥法联合工艺，能使处理出水达到回用及排放标准。1河南城建学院本科毕业设计第 1 章 绪论第 1 章绪论1.1.选题的依据和意义1.1.1.选题的依据随着经济的不断发展，生活水平的不断提高，人们对环境的保护越来越重视，据有关资料显示，我国每年的污水排放量约为 3.9109t，并以 1的速率递增。我国是造纸大户，造纸废水排放量大。目前，我国有大中小型造纸厂总数10000余家，年排放废水量高达 40 多亿 m3，占全国废水总排放量的六分之一，造纸废水中的 BOD 年排放量 200 多万 t，占全国废水总排放中 BOD 的 25%。造纸工业是能耗、物耗高，对环境污染严重的行业之一，其污染特性是废水排放量大，其中 COD、悬浮物（SS）含量高，色度严重。目前国内大部分大型造纸企业建有废水处理设施，但是有的不经处理直接排放或是未达标排放，一些小型的造纸厂根本就没有废水处理设施，废水直接排入周边河流，给周边环境造成了严重影响。因而要实现造纸行业的可持续发展，必须全面解决造纸行业的污染问题。造纸废水的处理方法很多，归纳起来主要有物理处理法、化学处理法、生物处理法以及这 3 种方法的组合。鉴于目前造纸废水危害较大且治理难度比较大， ，因此造纸废水的综合治理已成为当前亟需解决的问题之一。1.1.2.选题的意义造纸工业是对环境污染较重的行业之一，其主要污染来自制浆造纸过程中产生的各种废水。造纸工业废水若不经有效处理直接排入江河水体之中，废水中的有机物质经过发酵、氧化、分解，消耗水体中的氧气，使鱼类、贝类等水生生物等缺氧致死；一些细小的纤维悬浮在水中，容易阻塞鱼鳃，也会造成鱼类死亡；废水中的树皮屑、木屑、草屑等沉入水底，淤塞河床，在缓慢发酵中，不断产生毒气、臭气；废水中还有一些不容易发酵、分解的物质，悬浮于水体中，吸收光线，减少阳光透入水体，妨碍水生植物的光合作用；另外，废水中可能带有一些2河南城建学院本科毕业设计第 1 章 绪论致癌、致畸、致突变的有毒有害物质，其中已报道的有机氯代物有300 余种之多。总之，造纸废水不仅使人类赖以生存的环境和生态平衡遭到破坏，同时也直接威胁造纸工业自身的发展问题。因此，开发造纸废水新技术，提高处理效果，降低处理成本，改善生态环境，解决好我国造纸工业的水污染问题，不仅关系到造纸工业自身的生存与发展，也关系到我国生态环境质量的改善。1.2. 造纸废水处理的国内外研究现状1.2.1造纸废水处理技术和方法目前，造纸废水处理方法有物理法、化学法、生物法以及这三种方法的的组合。物理法是指用机械的、物理的手段去除废水中污染物，主要用来去除废水中不溶解的、粒径较大的杂质，包括机械过滤 (如格栅、筛网、微滤机、滤床)、澄清(沉淀)等方法。过滤法，通常采用细筛网或微滤机，但由于负荷较大，可能会造成堵塞，因此，应考虑清污操作。由于过滤不能去除油墨、溶解性物质以及过于细小的悬浮物，所以只能作为预处理手段。目前国内造纸厂采用较多的微过滤处理设备主要是斜筛或过滤机。斜筛一般由各厂自行设计制造，与过滤机相比节省了动力消耗，投资少，其网目一般取 60100 目，目前斜筛过滤已被大多数中小型造纸厂采用。过去采用斜筛，主要是为了收集废水中的细小纤维，现在则加入了净化废水的观念。斜筛面积增大，有利于废水中 SS 的去除。化学法是指利用化学反应使水中污染物的形态发生变化从而去除废水中的溶解物质或胶体物质的方法。常见的方法有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝等方法。生物处理法是利用微生物代谢作用，使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物消化法等。生物处理法按是否供氧也可分为好氧处理和厌氧处理。物理化学法是利用物理化学作用去除废水中的溶解物质或胶体物质。常见的有混凝、浮选、吸附、膜分离、蒸发等方法。3河南城建学院本科毕业设计第 1 章 绪论1.2.2造纸废水处理国内外研究概括造纸废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法，有时需要由几种方法联合处理，才能达到排放要求。化学处理法中的混凝法和气浮法是目前国内外普遍用来提高水质的方法。目前，国内外对造纸废水处理的研究主要集中在上述的方法中，已经开发出了多种工艺，如：混凝沉淀法、膜分离法、超临界水氧化法、生物接触氧化法、光催化氧化法、厌氧生物氧化法、曝气生物滤池法等。各种方法在实际应用中都取得了很好的效果。例如，混凝沉淀法是废水处理技术中最常用的方法，具有过程简单、操作方便、效率高、投资少的特点。实践证明，用混凝沉淀法处理废纸造纸废水，其 SS 去除率可达 85%98%，色度去除率可达 90%以上，COD 去除率可达 60%80%。生物接触氧化法也十分适合于废纸脱墨废水的处理，在选用生物接触氧化工艺时，需要注意的是填料的选择。氧化沟是清华大学重点开发的好氧生物处理工艺，优点是污泥量少，出水水质稳定，污染物去除率高，出水可以回用。氧化沟对 SS 的去除率可达到 70%80%，对 COD 的去除率大约在 60%85%，对 BOD5 的去除率可高达 95%以上。气浮法的优点是占地面积小，操作简单，保养容易，价格低廉，只要设计正确，处理后水质要比沉淀法好，动力消耗也小于沉淀法。目前合资企业的水处理工程多采用幅流式沉淀池去除废水中的悬浮物，其优点是单元运行费用很低，净化效果好，还有一定的水解、酸化作用，但占地大，产生的大量污泥必须脱水、外运填埋，污泥处理费用很高。超效气浮装置避免了这些缺点，其占地少，沉淀污泥也很少，收集的细小纤维还可回用，从而降低了运行成本。特别是净化速度和效果远远高于沉淀池，能明显减轻后续生化处理的压力。经工厂现场测试，PAC 加 PAM，超效气浮对 SS 的去除率为 99%，COD 去除率为 90%。不加絮凝剂，仅用气浮处理，经过16 次的现场测试发现 SS 平均去除率 90%，COD 平均去除率 70%。可见超效气浮特别适合废纸造纸废水的预处理。国内外科研人员也在积极开发新的处理技术， 采用膜技术进行各种工业废水的处理，是目前的一个研究热点和难点，在我国也取得了一定的成果。黄江丽等采用 0.8um 微滤（MF）与 50nm 超滤（UF）无机陶瓷膜组合工艺对造纸废水进行了处理,在温度为 15、 压力为 0.1MPa的操作条件下， 0.8um膜对比 COD 去除率为 30%45%，50nm 膜对 COD 去除率为 55%70%。人工湿地处理技术是指通过模拟天然湿地的结构与功能，选择一定的地理位置与地形，根据需要人为设计与建造的湿地。人工湿地对造纸废水具有较强的有机物去除能力，主要是通过湿地床的物理截留4河南城建学院本科毕业设计第 1 章 绪论沉淀和生物吸收降解作用来去除有机物。一方面，造纸废水中的不溶性有机物通过湿地床中填料床的沉淀、过滤等物理沉积作用很快地被截留下来#并可为部分兼性或厌氧微生物所利用；另一方面，废水中的溶解性污染物，则通过植物根系及填料表面生物膜的吸附、吸收及生物代谢作用而被降解去除。造纸废水中大部分有机物最终被异养微生物转化为微生物体及 C2O 和 H2O,这些新生的有机体通过填料定期更换,最终从湿地系统去除.我国已有造纸厂采用人工湿地处理技术处理废水，并取得了好的效果。湿式氧化法是在高温(150350)高压(520 MPa)下用氧气或空气作为氧化剂，氧化水中溶解态或悬浮态的有机物或还原态的无机物使之生成二氧化碳和水的一种处理方法。一般认为，湿式氧化反应属于自由基反应，经历诱导期、增殖期、退化期及结束期 4 个阶段。在诱导期，分子氧与有机物反应形成烃基自由基(R)；在增殖期，烃基自由基继续与分子氧反应产生的酯基自由基(ROO)还可以与有机物作用生成低分子酸和烃基自由基(OH)；在退化期，低分子酸分解形成醚基自由基(RO)、羟基自由基(OH)以及烃基自由基(R)，羟基自由基有强氧化性，再去氧化有机污染物；在结束期，自由基之间结合能量湮灭反应停止。这些新技术不仅处理效果好，而且工艺稳定可靠，是目前研究的重点和方向，在将来会得到广泛的应用。1.3. 小结本章首先介绍了本选题的依据和意义，指出对造纸废水处理研究的意义和重要性，分析目前国内外造纸废水处理研究的现状。然后，详述了目前国内外对造纸废水的研究状况以及一些新技术的开发研究，从而对于本次课题的有了一个整体的把握，为后面的整理设计提供了基础。5河南城建学院本科毕业设计第 2 章 工程概述第 2 章工程概述2.1. 工程概况随着造纸工业的不断发展，我国造纸工业废水的排放量日益增大，废水中含有大量的纤维素冰素和各种化学药品，耗氧量大，是环境的主要污染源之一。我国造纸工业废水排放量占工业废水的 1/6， 对我国人民生活与生态环境造成了严重的影响。因其废水浓度高，COD、BOD 含量大，其处理方法较一般工业废水有所不同。因此对造纸厂污水处理工程进行设计，对我国的可持续发展具有积极意义。2.1.1设计水量本次课题是对造纸厂废水进行处理设计，该厂废纸造纸废水量：每天需处理废水约 30000m3。2.1.2设计水质该厂主要以废纸为原料，因此废水水质为废纸造纸污水。主要来自废纸的碎浆、筛选、浮选及抄纸过程中产生的废水，废水中的主要成份是细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖类，以及造纸生产过程中添加的各类有机及无机化合物。造纸废水 COD、BOD 的来源有木质素、纤维、糖类、醇类，有不溶性的固形物，也有溶解性的。造纸废水的悬浮物 SS 的来源有化学沉淀物、 纤维。 废水中不溶物有比水轻的，如纤维素、半纤维素、胶粒、塑料等，也有比水重的，如砂、滑石粉、碳酸钙沉淀等。从物理的角度看，造纸废水是相密度差比较大的三类物相分散系。对造纸厂废水状况调查，其废水水质如下：表表 1-11-1造纸废水进水水质造纸废水进水水质 PH69COD1500BOD600SS1200色度500根据造纸工业水污染物排放标准 （GB35442001） ，处理后的废水应达到6河南城建学院本科毕业设计第 2 章 工程概述如下标准：表表 1-21-2造纸废水出水水质造纸废水出水水质PH6-9COD=100BOD=30SS=70色度=502.2. 工艺设计的原则和依据2.2.1设计原则工艺方案的选择对于废水处理设施的建设、确保处理设施的处理效果和降低运行费用发挥着最为重要的作用，因此需要结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择技术可行、经济合理的处理工艺技术，经全面技术经济分析后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。在废水处理设施的总体工艺方案确定中，遵循以下原则：(1)所选工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定，能保证出水水质达到工厂使用标准及国家废水排放标准的要求。(2)所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗。(3)所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整。(4)所选工艺应易于实现自动控制，提高操作管理水平。(5)所选工艺应最大程度减少对周围环境的不良影响（气味、噪声、气雾等）2.2.2设计依据(1).中华人民共共和国环境保护法(2).中国造纸工业水污染排放标准 （GWPB2-1999）(3).污水综合排放标准 （GB8978-1996）(4).给排水设计手册 （GBJ14-1996）(5).地面水环境质量标准 （GB3838-88）(6).制浆造纸工业环境保护行业政策、技术政策和污染防治对策7河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择第 3 章工艺的选择3.1. 造纸废水处理工艺的介绍造纸废水浓度高，COD、BOD 含量大，杂质含量多，其处理方法较一般工业废水有所不同。目前按其处理原理可分为物理法、化学法和生物法以及这三种方法的组合。（1）物理法：物理法是指用机械的、物理的手段去除废水中污染物，主要用来去除废水中不溶解的、粒径较大的杂质，包括机械过滤(如格栅、筛网、微滤机、滤床)、澄清(沉淀)等方法。过滤法，通常采用细筛网或微滤机，但由于负荷较大，可能会造成堵塞，因此，应考虑清污操作。由于过滤不能去除油墨、溶解性物质以及过于细小的悬浮物，所以只能作为预处理手段。目前国内造纸厂采用较多的微过滤处理设备主要是斜筛或过滤机。斜筛一般由各厂自行设计制造，与过滤机相比节省了动力消耗，投资少，其网目一般取 60100 目，目前斜筛过滤已被大多数中小型造纸厂采用。过去采用斜筛，主要是为了收集废水中的细小纤维，现在则加入了净化废水的观念。斜筛面积增大，有利于废水中 SS 的去除。（2）化学法：化学法是指利用化学反应使水中污染物的形态发生变化从而去除废水中的溶解物质或胶体物质的方法。常见的方法有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化、光催化氧化、微电解、电解絮凝等方法。（3） ：生物处理法：是利用微生物代谢作用，使废水中的有机污染物和无机微生物营养物转化为稳定、无害的物质。常见的有活性污泥法、生物膜法、厌氧生物消化法等。生物处理法按是否供氧也可分为好氧处理和厌氧处理。（4）物理化学法：物理化学法是利用物理化学作用去除废水中的溶解物质或胶体物质。常见的有混凝、浮选、吸附、膜分离、蒸发等方法。目前，国内主要采用的造纸废水处理工艺有：传统活性污泥法、UASB 工艺、SRB 工艺以及生物接触氧化法等。(1)传统活性污泥法活性污泥法是废水生物处理中使用最广泛的一种方法。传统的活性污泥处理法存在污泥膨胀现象，膨胀一旦发生，二沉池中的活性污泥和已净化的废水难以分开，大量污泥流失，出水难以达标。污泥膨胀现象成因复杂、控制起来较难，使得污泥处置成了多数造纸厂在废水处理达标后遇到的又一难题。鉴于此，中国8河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择林业科学院在实施国家“九五”科技攻关项目中，借鉴国外经验开发出了解决这两大难题的序列动态曝气活性污泥法技术。经过实验室小试、中试和工业现场运行试验，污泥膨胀难题得到了妥善解决。该项技术发挥了厌氧菌、兼氧菌和好氧菌轮流交替降解污染物的作用，促使更多的有机污染物彻底降解为CO2 逸入空气，因而废水经生化处理后，污泥减少了4/5，大大减轻了企业污泥处理负担，基本避免了污泥带来的二次污染问题。 另外， 该项技术的投资比普通活性污泥法节省 20%，占地节省 30%，运行费用节省 10%，因而对中小纸厂更有实用价值。活性污泥系统有效运行的基本条件是： 废水中含有足够的可容性易降解有机物； 混合液含有足够的溶解氧； 活性污泥在池内呈悬浮状态； 活性污泥连续回流、及时排除剩余污泥，使混合液保持一定浓度的活性污泥； 无有毒有害的物质流入。典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。(2) SBR 工艺SBR 是序列间歇式活性污泥法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。 与传统污水处理工艺不同，SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR 技术的核心是 SBR 反应池， 该池集均化、 初沉、 生物降解、 二沉等功能于一池，无污泥回流系统。 SBR 工艺具有工艺简单， 运行可靠，管理方便，造价低廉等优点，电脑自控要求高，对设备、阀门、仪表及控制系统的性能要求高。SBR 工艺一般适用于小规模、土地紧张、具有引进设备条件的场合。(3) 厌氧法厌氧法是在无氧的条件下，通过厌氧微生物降解代谢来处理废水的方法。它是由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。在不充氧的条件下，厌氧生物和兼性(好氧兼厌氧)生物降解有机污染物，又称厌氧消化或发酵，分解的产物主要是沼气和少量污泥。厌氧生物处理法耐冲击负荷能力很高，处理水的稳定性好;剩余污泥的量最少，还能回收沼能源。但厌氧微生物的培养驯化时间较长，对有机物分解不彻底，一般不能一步满足排放标准，还需进行后处理。9河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择目前常用的厌氧反应器有 UASB 和 IC 厌氧反应器。在 UASB 反应器中，生物固体的浓度和生物活性都很高，能达到很高的负荷和处理效率。有人因用UASB 处理废水，当水力停留时间为6h 时，COD 和硫酸盐的去除率分别达到了 66%和 73%；虽然 UASB 的负荷和处理效率高，但是 UASB 处理制浆黑液还是不可行的，因为黑液中的污染物是难于生物降解的。IC厌氧反应器的运作原理是： 预酸化后的废水从IC厌氧反应器底部切线进入，在底部混合区与内循环水和膨胀的颗粒污泥充分有效地混合，使得进水有机物浓度得到稀释和调节。此时水、颗粒污泥和产生的沼气三相充分混合造成污泥膨胀，大大提高了污泥的生化反应效率(是 UASB 的两倍)，使反应器可以承受较高的有机物负荷，从而增加有机物的去除率。IC 厌氧反应器具有抗负荷冲击能力强、承受悬浮物浓度高、占地省、能耗低、运行费用少、启动快、操作简单、易于实现自动化控制等特点，在造纸废水处理中可取代 UASB 作为厌氧处理系统的关键设备以划。（4）气浮/沉淀法沉淀法和气浮法都是用来除去废水中悬浮物的方法。沉淀法是指利用重力沉淀的作用将悬浮物除去；而气浮法是利用高度分散的小气泡作为载体去粘附废水中的污染物，使其密度小于水而上浮到水面实现固液或液液分离的过程。与沉淀法相比，气浮法具有占地少、泥渣不易腐化、出水水质好、浮渣含水率低、所需药剂量少等优点，但是气浮法电耗较大。制浆造纸废水中的悬浮物质主要是由树皮、纤维、纤维束、爆咪斗以及徐料组成。据报道，在英国纸厂首选沉降法，平均可以去除 80%以上的悬浮物质，初级净化器的设计平均为70%80%(悬浮物去除率)；采用溶气气浮法处理造纸废水，TSS 去除率可以达到 65%95%。目前，我国使用的最多、效果较好的气浮法是浅层气浮法。广东造纸有限公司采用 CQJ 型超效浅层气浮净水器处理新闻纸机白水。结果表明，在混凝剂 PAC和絮凝剂 PAM 用量分别为 400ppm 和 1015ppm，气浮器入口 SS 为 3234.0mg/L，CODCr为 3716.9mg/L 时，SS 和 CODCr去除率分别为 8.5%和 81.8%，每台日处理量 5760m3/d，回收白水 4930 m3/d。从这些数据可看出，浅层气浮处理造纸白水具有效率高、投资少、运行可靠的特点，是一种高效的废水处理设施。（5） 生物接触氧化法生物接触氧化法是从生物膜法派生出来的一种废水生物处理法，即在生物接触氧化池内装填一定数量的填料，利用栖附在填料上的生物膜和充分供应的氧气,通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,达到净化目的。 19 世纪末,德国开始把生物接触氧化法用于废水处理，但限于当时的工业水平，没有适当的填料，10河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择未能广泛应用。到 20 世纪 70 年代合成塑料工业迅速发展,轻质蜂窝状填料问世,日本、美国等开始研究和应用生物接触氧化法。中国在70 年代中期开始研究用此法处理城市污水和工业废水，并已在生产中应用。生物接触氧化法是以附着在载体（俗称填料）上的生物膜为主，净化有机废水的一种高效水处理工艺。具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有活性污泥法和生物膜法的优点。在可生化条件下，不论应用于工业废水还是养殖污水、生活污水的处理，都取得了良好的经济效益。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、运行管理方便等特点而被广泛应用于各行各业的污水处理系统。生物接触氧化法具有生物膜法的基本特点，但又与一般生物膜法不尽相同。一是供微生物栖附的填料全部浸在废水中，所以生物接触氧化池又称淹没式滤池。二是采用机械设备向废水中充氧，而不同于一般生物滤池靠自然通风供氧，相当于在曝气池中添加供微生物栖附的填料，也可称为曝气循环型滤池或接触曝气池。三是池内废水中还存在约 25的悬浮状态活性污泥，对废水也起净化作用。因此生物接触氧化法是一种具有活性污泥法特点的生物膜法，兼有生物膜法和活性污泥法的优点。生物接触氧化技术的主要特征是： 工艺方面a 由于生物接触氧化池内生物固体量多，水流完全混合，故对冲击负荷和水质的骤变有较强的适应能力，运行稳定；由于填料比表面积大，池内充氧条件良好，池内单位容积的生物固体量较高，因此，生物接触氧化池具有较高的容积负荷；b 生物接触氧化法容积负荷高，占地面积小，建设费用较低；c 生物接触氧化法污泥产量较低，无需污泥回流，不存在污泥膨胀问题；d 生物接触氧化法有时脱落一些细碎生物膜，沉淀性能较差，容易造成出水中的悬浮固体浓度稍高，一般可达到 30mg/L 左右。 运行方面a 对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下，仍能够保持良好的处理效果，对排水不均匀的企业更具有实际意义；b 操作简单、运行方便、易于维护管理，无需污泥回流，不产生污泥膨胀现象，污泥生成量少，污泥颗粒较大，易于沉淀。 功能方面生物接触氧化处理技术具有多种净化功能，除有效地去除有机污染物外，如果运行得当还能够用以脱氮，因此，可以作为三级处理技术。生物接触氧化处理技术的主要缺点是:11河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择如果设计或运行不当，填料可能堵塞，此外，布水曝气不均匀，可能在局部部位出现死角。同时作为生物膜法的一种，接触氧化法与曝气生物滤池工艺相比，有很大的相似之处。其生物反应原理是一致的，都具有生物活性高(泥龄短)、传质条件好、充氧效率高、有丝状菌存在、有较高的生物膜浓度的优点，且从曝气方式和填料的类型来看，这两者是完全一致的。最主要的差别是接触氧化工艺需采用沉淀池沉淀接触氧化池出水携带的生物膜残片，而曝气生物滤池采用的是填料过滤或辅以滤头收水的方法去除悬浮物。3.2. 处理工艺的确定上述几种处理工艺是实际中应用比较广发且取得一定功效的，它们在处理废水的应用中各有优缺点，根据原始数据，本着工艺简单、经济，操作方便，处理效果显著的原则，本次设计采用“浅层气浮+生物接触氧化”的工艺，此工艺具有以下特点：(1)该工艺物化方法采用超效浅层气浮 ,集凝聚、气浮、撇渣、沉淀、刮泥为一体,具有效率高,处理效果好的特点。(2)该工艺生物处理采用接触氧化法,具有以下优点:体积负荷高,处理时间短,节约占地面积;生物活性高,且有较高的微生物浓度;污泥产量低,不需要污泥回流;出水水质好而稳定 ;动力消耗低;不存在污泥膨胀问题。(3)实践应用中证明, 气浮-接触氧化工艺对于造纸废水具有良好的处理效果 ,根据监测结果表明 ,出水水质CODCr100mg/L,BOD560 mg/L,SS100mg/L,达到国家相应排放标准。本污水处理设计规模较大，每天排放污水量大，污染物浓度较偏低，因此应该选择处理效果稳定、产泥少、节能的方法。结合上述几种工艺的特点，选择接触氧化工艺比较合适。从 COD 和 BOD 的浓度上看 B/C 的值远小于 0.3， COD 的浓度远大于 BOD 的浓度，SS 的浓度偏低，因此污水的可生化性不高，污水中难被好氧细菌分解的有机物含量比较大，完全有必要使用厌氧进行处理，一方面厌氧可以进一步提高废水的可生化性，另一方面，厌氧对于高浓度废水的 COD 去除效率是非常高的，而且厌氧处理负荷高、能耗很小、产污泥量也非常少，直接带来占地少、一次性投资少、运行费用少、污泥处理费用少的优点。根据实验和国内外实际情况采用“物化处理+生化处理” ，即在生化处理前，利用物化处理降低污水中 COD 和 BOD 的浓度，可大大降低悬浮物的含量，提高废水的可生化性。高效浅层气浮池能有效去除污12河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择水中的悬浮固体，且对废水中溶解性 COD 的也有一定的去除效果。因此，本次设计最终采用的工艺是： “高效浅层气浮+水解酸化+生物接触氧化” 。3.3. 工艺流程3.3.1处理工艺流程本方案处理工艺流程见图 3-1废水浅层气浮池水解酸化池污泥回流达标排放格栅集水池接触氧化池二沉池一体化处理设备消毒设备贮泥池回用带式压滤机3.3.2工艺流程说明（1）车间废水经明沟自流入集水池，在明沟内设置格栅，以截流粗大的悬浮13河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择物；（2）用泵将集水池中的废水打入气浮池，经过浮选后，部分纸浆运至车间回用；（3）废水经气浮池后，流入水解酸化池，将难讲解的大分子有机物分解为易于降解的小分子有机物或 CO2和 H2O，大大提高污水的可生化性；（4）废水流入接触氧化池，废水中的有机物在有氧条件下，被好氧细菌分解为 CO2和 H2O，从而出去有机物；（5）废水经过生化处理后，自流进入二沉池，生化处理阶段脱落的生物膜在此进行沉淀分离，上层清夜排出，底部污泥排入污泥处理系统，部分污泥回流至水解酸化池；（6）气浮池和二沉池中的剩余污泥用泵打入污泥浓缩池，以减少污泥处理体积，再用泵打入污泥脱水间进行脱水，干泥外运。浓缩池上清液及压滤机滤水一起排入集水井，同废水一起进行处理。3.3.3工程设计的说明（1）格栅格栅是为了回收废水中的纤维并降低废水中 SS 的含量，一般在工艺的前端设置，降低后续工艺的负荷。（2）集水井集水井是设置在筛网之后的集水系统，是为了方便污水的提升以及缓冲污水的流量变化。（3）高效浅层气浮池高效浅层气浮池利用浅池理论和“零速度”原理,汇集了凝集、气浮、刮渣、沉淀、刮泥等多项功能于一体。该气浮设备水深只有 400 mm,水停留时间在 3 min左右,溶气压力比传统气浮高,一般为4.55.5 kg/cm2,因而达到较高的处理效率与效果。该设备在水质处理、白水回收和纤维回收中能发挥更大的效能。高效浅层气浮工艺的特点：1.待处理水停留时间较短,仅为 3 min。2.处理效率高,尤其是处理高浊度水。3.单位面积的处理量为 250 m3/(m2d),处理能力大。4.可以设置为多层,并可以直接设置在地面上或架空设置,占地面积小。5.有效水深约 0.4 m,且与处理能力基本无关,构筑物总高度降低（4）水解酸化池14河南城建学院本科毕业设计第 3 章 工艺的选择由于该废水中含有大分子、好氧菌难以去除的物质。在废水进入好氧生化之前设置水解酸化池。通过对菌种的筛选与优化，靠水解产酸菌作用可以迅速降解水中有机物，提高污水的可生化性，从而提高后续生化处理的效果。（5）接触氧化池由于大部分有机物均被厌氧处理去除，为确保出水稳定达标，在厌氧处理后接一短时生物触氧化池。生物触氧化池有以下特点：1)供微生物固着生长的填料，全部掩没在污水之中，相当于一种浸没在污水中的生物滤池，所以又称为淹没式生物滤池。2)采用与曝气池相似的曝气方法，提供微生物氧化有机物所需要的氧量，并起搅拌混合作用。相当于在曝气池中添加填料，供微生物栖息繁殖，所以又称接触曝气池。3)净化污水主要依靠填料上的生物膜的作用，但池内尚存在一定浓度类似活性污泥的悬浮生物量，对污水也有一定的净化作用。所以，生物接触氧化池是一种具有活性污泥法特点的生物膜法处理构筑物。它综合了曝气池和生物滤池两者的优点。4）生物接触氧化池具有容积负荷高、停留时间短、有机物去除效果好、运行管理简单和占地面积小等优点。但如果设计或运行不当容易引起滤料堵塞。生物接触氧化池已在我国城市污水和工业废水处理中获得广泛应用。它除可以用于污水的二级处理外，尚可用污水的三级处理和水源微污染的预处理。（6）二沉池二沉池内实现泥水分离，使好氧微生物回流至接触氧化池，以维持好