某造纸废水处理工程设计毕业设计.doc
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1、清华大学环境系毕业设计 某造纸废水处理工程设计 A paper-making wastewater treatment engineering design 班级 给排水072 学生姓名 学号 指导教师 职称 导师单位 清华大学环境系 论文提交日期 一、 设计题目某造纸废水处理工程设计二、设计依据:1.废水流量:设计流量为5500 m3/d。2.进水水质:SS=3300 mg/L; BOD5=2040mg/L;CODCr=5100mg/L;pH=810。三、毕业论文(设计)主要内容:1.确定系统工艺流程。2.选取工艺设计参数。3.构筑物结构与尺寸设计、设备设计选型。4.绘制构筑物结构图、高程布
2、置和平面布置图。三、计划进度:8周 确定系统工艺流程。9周 选取工艺设计参数。1011周 构筑物设计计算与设备设计选型。12周 绘制构筑物结构图、高程布置和平面布置图。13周 编制设计说明书、答辩。四、毕业论文结束应提交的材料: 1、毕业设计任务书 2、毕业设计报告书 3、毕业设计报告书电子稿指导教师 教研室主任 摘要 本设计是一造纸废纸污水处理厂,由设计说明表示设计的目的及意义,然后说明设计的原则,接着方案比选,列出AB法,SBR法,A/O法,氧化沟工艺,生物膜法等。对这些工艺进行对比,然后找出适合的工艺,最后采取物化+生化法处理。选定工艺后设计出流程图,用CAD画出,接着把所有的构筑物进行
3、计算,计算出尺寸,画出图形。接着把所有的设备进行投资估算,通过查阅资料得到。然后说明平面和高程布置的原则。最后进行总结,致谢。关键词:污水处理,构筑物,投资估算,高程布置 Abstract This design is a paper-making waste water treatment plant, designed by the design specifications that the purpose and meaning, and then explain the design principles, followed by the program comparison and
4、 selection, listing AB Law, SBR method,A/O method, oxidation ditch process, biofilm law. Comparison of these processes, and then find the appropriate technology, the final adoption of physico-chemical + biological treatment. After the design of a flow chart of the selection process, using CAD to dra
5、w, and then all the structures are calculated to calculate the size and draw graphics. Then put all the equipment investment is estimated to be through access to information. It then describes the principles of plane and elevation layout. Finally to sum up, thanks.Key words: water treatment, structu
6、res,estimation,Elevation layout目录1.1 设计题目61.2 设计目的及意义61.2.1 设计目的61.2.2 设计意义61.3 设计要求71.3.1 设计原则71.4 设计依据71.4.1 设计参数与要求7第二章 方案选择及论证82.1方案选择82.1.1. AB法(AdsorptionBiooxidation)82.1.2.SBR法(Sequencing Batch Reactor)82.1.3.A/O法(AnaerobicAnoxicoxic)82.1.4.氧化沟工艺92.1.5.传统活性污泥法(推流法)92.1.6.A/O和A2/O法102.1.7.生物膜
7、法102.2 方案论证102.1.1 工艺流程112. 2.2 工艺流程图说明112.2.3高程布置原则122.2.4平面布置原则132.2.5设计参数与要求13第三章 构筑物的工艺设计与计算143.1格栅143.2调节池163.3初沉池183.4 曝气池203.5 二沉池243.6 反应池253.7污泥浓缩池26第四章 主要构筑物尺寸及设备规格284.1水处理构筑物28第五章 投资估算29总结30致谢31参考文献31附图32第一章 设计说明1.1 设计题目 某造纸废水处理工程设计1.2 设计目的及意义 1.2.1 设计目的 由于造纸厂的兴起各种污染物任意的排放,危害生态环境。我国工业造纸污染
8、主要存在的问题有:废水量排放量大、废水成分复杂、废水中有毒物质含量高、工业废水治理水平落后。因此造纸工业的发展,导致废水排放量逐年增加,可大量的废水未经处理就直接排放污染了环境,也严重制约了经济的发展。为了我们美好的家园,为了我们更好的生活,响应国家的可持续发展路线,建设造纸废水处理是势在必行。 1.2.2 设计意义设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节,是教学计划中的一个有机组成部分,是培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识以及分析解决实际问题能力的重要一环。它与其他教学环节紧密配合,相辅相成,在某种程度上是前面各个环节的继续、深化和发展。其次,做本设计可以使我得到很大的提高,
9、可在不同程度上提高调查研究,查阅文献,收集资料和正确熟练使用工具书的能力,提高理论分析、制定设计方案的能力以及设计、计算、绘图的能力;技术经济分析和组织工作的能力;提高总结,撰写设计说明书的能力等。1.3 设计要求1.3.1 设计原则1.采用技术先进,运行可靠安全,操作管理简单的工艺,使先进性和可靠性有机地结合起来。2.尽量采用低能耗的工艺:在高程布置上作到废水仅一次提升,以后均靠重力自流;能沉淀则不用气浮,省去中间提升泵和回流泵的能耗;选用传氧效率高能耗小的曝气设施。3 .采用目前国内成熟先进技术,尽量降低工程投资和运行费用。 4.严格执行环境保护的各项规定,确保经处理后污水的排放水质达到国
10、家行业废水排放的有关标准。5.平面布置和工程设计时,布局力求合理通畅,整齐美观,尽量节省占地。6避免产生二次污染,污泥妥善处理与处置,风机房采取减振、隔声、吸声等措施。7在不增加太多投资的情况下,尽量依靠水力来实现排泥、混凝反应等工序,刮泥机、搅拌等能不用就不用,这样既节省投资,又节约能耗。 1.4 设计依据1.4.1 设计参数与要求 处理水量为5500 m/d BOD5=2040mg/L, COD=5100mg/L,SS=3300mg/L,出水水质要求达到城市污水处理厂一级排放标准。二沉池排泥含水率95%,经集泥池浓缩后含水率90%。 根据GB3544-92造纸工业废水污染物排放标准、GB8
11、978-1996水污染物综合排放标准的一级标准(造纸类),具体如下:CODcr15 000mg/L 、 BOD560mg/L 、 SS100mg/L、 PH = 69 第二章 方案选择及论证2.1方案选择好氧生物处理可采用活性污泥法或生物膜法。具体采用什么方法,应根据处理程度、占地面积、投资规模、运行费用等因素,并通过技术经济比较后确定。现对目前比较常用的各种好氧处理方法的特点及其优缺点做个简单的介绍,以确定采用的具体方法。2.1.1AB法(AdsorptionBiooxidation)该法由德国Bohuke教授开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧,A级负荷高,曝气时间短,产生污泥量大,
12、污泥负荷在2.5kgBOD/(kgMLSSd)以上,池容积负荷在6kgBOD/(m3d)以上;B级负荷低,污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同,形成不同的微生物群体。AB法尽管有节能的优点,但不适合低浓度水质,A级和B级亦可分期建设。2.1.2SBR法(Sequencing Batch Reactor)SBR法早在20世纪初已开发,由于人工管理繁琐未予推广。此法集进水、曝气、沉淀、出水在一座池子中完成,常由四个或三个池子构成一组,轮流运转,一池一池地间歇运行,故称序批式活性污泥法现。在又开发出一些连续进水连续出水的改良性SBR工艺,如ICEAS法、
13、CASS法、IDEA法等。这种一体化工艺的特点是工艺简单,由于只有一个反应池,不需二沉池、回流污泥及设备,一般情况下不设调节池,多数情况下可省去初沉池,故节省占地和投资,耐冲击负荷且运行方式灵活,可以从时间上安排曝气、缺氧和厌氧的不同状态,实现除磷脱氮的目的。但因每个池子都需要设曝气和输配水系统,采用滗水器及控制系统,间歇排水水头损失大,池容的利用率不理想,因此,一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂 。2.1.3A/O法(AnaerobicAnoxicoxic)由于对废纸污水处理的出水有去除氮和磷的要求,故国内10年前开发此厌氧缺氧好氧组成的工艺。利用生物处理法脱氮除磷,可获得优质出水,
14、是一种深度二级处理工艺。A/A/O法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成:一是除磷,污水中的磷在厌氧状态下(DO0.3mg/L),释放出聚磷菌,在好氧状况下又将其更多吸收,以剩余污泥的形式排出系统。二是脱氮,缺氧段要控制DO12.5),BOD/TKN为1.53.5,COD/TP为3060,BOD/TP为1640(一般应20)。若降低污泥浓度、压缩污泥龄、控制硝化,以去除磷、BOD5和COD为主,则可用A/O工艺。2.1.4氧化沟工艺本工艺50年代初期发展形成,因其构造简单,易于管理,很快得到推广,且不断创新,有发展前景和竞争力,当前可谓热门工艺。氧化沟具有脱氮的效果且在应用中发展为多种形式,比较有
15、代表性的有: 帕式(Passveer)简称单沟式,表面曝气采用转刷曝气,水深一般在2.53.5m,转刷动力效率1.61.8kgO2/(kWh)。奥式(Orals)简称同心圆式,应用上多为椭圆形的三环道组成,三个环道用不同的DO(如外环为0,中环为1,内环为2),有利于脱氮除磷。采用转碟曝气,水深一般在4.04.5m,动力效率与转刷接近,现已在山东潍坊、北京黄村和合肥的污水处理厂应用。若能将氧化沟进水设计成多种方式,能有效地抵抗暴雨流量的冲击,对一些合流制排水系统的城市污水处理尤为适用。卡式(Carrousel)简称循环折流式,采用倒伞形叶轮曝气,从工艺运行来看,水深一般在3.0m左右,但污泥易
16、于沉积,其原因是供氧与流速有矛盾。 三沟式氧化沟(T型氧化沟),此种型式由简单,处理效果不错,但其采用转刷曝气,水深浅,占地面积大,复杂的三池组成,中间作曝气池,左右两池兼作沉淀池和曝气池。T型氧化沟构造控制仪表增加了运行管理的难度。不设厌氧池,不具备除磷功能。交替式氧化沟是SBR工艺与传统氧化沟工艺组合的结果,目前应用的主要有3种氧化沟,分别为VR型、DE型、T型。交替式氧化沟具有良好的脱氮效果,若在起前面设一厌氧池,则起也具有良好的除磷效果。氧化沟一般不设初沉池,负荷低,耐冲击,污泥少。建设费用及电耗视采用的沟型而变,如在转碟和转刷曝气形式中,再引进微孔曝气,加大水深,能有效地提高氧的利用
17、率(提高20%)和动力效率达2.53.0 kgO2/(kWh)。2.1.5传统活性污泥法(推流法)传统活性污泥系统多采用矩形廓道式曝气池,污水和回流污泥从池首进入,混合液以活塞流的流态逐渐向池尾流动,从池末端出水堰流出,进入二沉池,在二沉池中完成泥水分离后处理水排放,沉淀污泥回流到曝气池,进入下一个循环。该方法是早期开始使用的一种比较成熟的运行方式,处理效果好,运行稳定,BOD 去除率可达90%以上,适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水,城市污水多采用这种运行方式。 传统活性污泥法存在的主要问题有:(1)曝气池首端污泥负荷高,耗氧速度快,为避免出现缺氧状况,BOD设计负荷不宜采用过高,造成
18、曝气池容积大,占地面积多,基建费用高(2)耗氧速度沿池长逐渐降低,供氧速度恒定,造成池首供氧不足,池尾供氧过剩的状态,运行费用较高。(3)对水质和水量变化的适应性差,抗冲击负荷能力不强2.1.6A/O和A2/O法A/O系统和A2/O系统是由缺氧好氧或厌氧缺氧好氧生物处理组成的污水生物脱氮除磷处理工艺。A2/O法的特点有:(1)A2/O法在去除有机碳污染物的同时,还能去除污水中的氮磷,与传统活性污泥法二级处理后再进行深度处理相比,不仅投资少、运行费用低,而且没有大量的化学污泥,具有良好的环境效益。(2)A2/O法厌氧、缺氧、好氧交替进行,有利于抑制丝状菌的膨胀,改善污泥沉降性能。(3)A2/O法
19、工艺流程简单,总水力停留时间少于其他同样功能的工艺,节省基建投资。(4)A2/O法缺点是受泥龄、回流污泥中溶解氧和硝酸盐氮的限制,不可能同时取得脱氮和除磷都好的双重效果。2.1.7生物膜法生物膜法是一大类生物处理法的统称,这种方法的实质是细菌和微生物以生物膜的方式附着在固体表面上,以污水中的有机物为营养物质进行新陈代谢和生长繁殖,最终使污水得到净化,是与活性污泥法并列的另一种好氧生物处理方法。生物膜法的主要处理设施有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池和生物流化床。生物膜法处理工艺特点有:(1)有较强的抗冲击能力。生物膜法对水质、水量变化有较强的适应性,即使停止工作一段时间,也可以较快地恢复处理
20、能力;(2)污泥产量低且沉降性能好。生物膜法产生的污泥量较活性污泥法少1/4 左右,且污泥颗粒大,密度大,沉降性能好,易于固液分离;(3)可处理低浓度污水。生物膜法对低浓度的污水具有较好的处理效果,正常运行时可使原水的BOD5由2030mg/L降至510mg/L;(4)运行费用低,管理方便。与活性污泥相比,生物膜法处理工艺便于管理,而且像生物滤池、生物转盘等工艺,动力费用较低,去除单位质量BOD 的耗电量较少。经过分析本设计可选择的工艺流程,根据该废水水量小,有机污染物较低的特点,以及工程设计要求能耗小、基建少、占地小、运行稳定且管理简便的原则,本设计选择以SBR法为核心的污水处理工艺方案。2
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