毕业设计计算书-造纸厂废水处理工程初步设计.doc

造纸废水处理水力计算书
1 概述
xxx县xxx有限公司是以废纸、白纸边、成品浆为原料生产书写纸的企业，年生产能力为6000t。在生产过程中，碎浆、打洗浆、漂白、抄纸等工序均有废水排放。其排放特点为：废水产生量大，悬浮物、有机物、浊度高，处理难度大，排放到环境将造成严重污染。拟建一污水处理站，对废水进行处理，实现企业废水的达标排放。
2 造纸厂废水处理工程初步设计说明
2.1 编制依据及任务
(1)《造纸工业水污染物排放标准》
(2) 提供的水质参数：
PH 7.5-8.5；COD 900-1100mg/L；BOD5 200-250 mg/L；SS 800-1100mg/L
(3) 设计出水水量：1600m3/d
(4) 出水水质要求：废水处理后，出水水质达到《造纸工业水污染排放标准》
GWPB2—1999标准值：
PH 6.0-9.0；COD≤400mg/L；BOD5≤70mg/L；SS≤100mg/L。
2.2 编制原则
(1) 设计参考《给水排水设计手册》和《水处理工程师手册》， 并参照了已有工程实践的国内外资料。
(2) 收国内外近几年来造纸厂废水处理的新的成果和经验，经过多种方案的比较，选用了适合给定条件，技术先进合理，操作运行方便，处理效果良好的工艺流程及设备。
2.3 废水处理站工艺流程及说明
废水处理厂的治理工艺基本上是混凝、气浮处理。同时根据实际水质，设有
水量水质均衡设施，污泥浓缩池、板框压滤机等后处理设施。
本设计经过多种方案的比较，确定以下基本工艺流程：

空压机 溶气罐

泵
格栅 XGS旋转 调节池 反应池 气浮池 清水池 出水
细格栅 泵
污泥浓缩池
泵
板框压滤机

外运
流程简述如下：
系统来得含纤维废水经格栅后，去除大的悬浮物，然后，经泵提升后进入XGS型反切式旋转细格禅，回收细小纤维物质，经细格栅后的废水进入调节池，以调节水量，然后，再经泵提升，与泵前由加药罐计量泵打入的混凝剂一起进入反应池。反应池采用水力搅拌，使药剂与废水混合反应均匀，混合反应后的水进入气浮池，与回流的溶气水接触：释放器释放出的微小气泡与悬浮颗粒吸附在一起，靠气泡的浮力一起上升到水面，形成浮渣，由刮渣机收集并经泵打入污泥浓缩池，经板框压缩机脱水后运走。气浮池出水一部分排放，一部分回流，与空压机吸入的空气在溶气罐内混合，形成溶气水。
3 主要设备工艺设计参数
3.1 集水井
设停留时间为2h
v=qt=67×2=134m3
集水井最高水位-0.5m，最低水位-4.0m,井底-4.5m；
平面尺寸：6000×5000
采用80WG型污水泵，流量 70m3/h,扬程16.5m，电动功率5.5kw，占地尺寸为1000×500
3.2 细格栅
根据流量采用XGS-I型反切式回流旋转细格栅。
栅网尺寸：600×1100
栅筒转率：6r/min
电功率：0.75kw页：3

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尺寸：1883×1335×870
3.3 调节池
因水质水量较均匀，设停留时间t为4h，则体积为：
v=qt=67×4=258m3
调节池最高水位-0.5m,最低水位-4.0m,井底-4.5m,
平面尺寸为：10000×6000
3.4 加药罐
设计出水水量67m3/h,a为药剂最大计量400mg/L;b为溶液浓度百分比15；昼夜配制3次。
容积：
W====1.43m3
设溶液池高：H=1.5m
溶液池半径：R= =0.56m
储液槽高度：H=1.5m
储液槽半径： R=0.56m
加药流速：
v= ==0.18m3/h
计量泵采用J-200/0.1-4.0型
3.5 反应池
设计流量Q=67m3/h; 池数n=1
3.5.1 圆柱部分截面积f1：
上部圆柱部分上升流速采用v1=5mm/s，则
f1===3.71m2
3.5.2 圆柱部分直径D1：
D1===2.17m
采用D1=2.2m
3.5.3 圆锥部分底部面积f2 ：
底部入口处流速采用v3=0.7m/s，则：
f2===0.026m2
3.5.4 圆锥底部直径D2：
D2===0.18m
采用D2=0.20m，则
圆锥底部实际面积f2：
f2===0.0314m2
圆锥部分底部入口实际流速v2：
v2===0.59m/s
3.5.5 圆柱部分高度H2：
H2===1.1m
3.5.6 圆锥部分高度H1：
底部锥角采用θ=40°，则
H1===2.7m
3.5.7 池底立管高度H3取0.4米
3.5.8 池总容积W：
W=++
=3.14×0.25[2.22×1.1+（2.2×0.2+0.22）×+0.22×0.4]
=7.95m3
3.5.9 絮凝时间T：
T===7.1min
∵T﹤10 min
∴此絮凝时间符合要求。
3.5.10 水头损失h ：
池中每米工作高度的水头损失（从进水口至出水口）为h0=0.03m，
h=h0（H1+H2+H3）=0.03×（2.7+1.1+0.4）=0.13m
3.5.11 GT值
水温t=20℃时，μ=1.029×10-4（kg·s）/m2； 则速度梯度为：
G===54.5s-1
GT =54.5×60×7.1=2.3×104 （在1×104—1×105范围内）
3.6 气浮池
设计水量Q=67m3/h； 接触池上升流速vc=16mm/s，
停留时间T=140s； 气浮分离速度vs=2mm/s；
溶气罐压力0.3Mpa； 气浮池分离室停留时间t=30min
回流比R=30%； 溶气罐过流密度I=150m3/h·m2。
3.6.1 所需空气量Qg：
Qg=QRaeφ=67×30%×55×1.2=1326.6L/h
ae——试验条件下的释气量（取55L/m3），L/m3
φ——水温校正系数，为1.1-1.3，取1.2
3.6.2 所需空压机额定空气量Qgˊ
Qgˊ= ==0.031m3/minˊ
φˊ为安全系数，为1.2-1.5，取1.4
选用Z-0.036/T型空气压缩机两台（一开一备）
3.6.3 压力溶气水所需水量Qp
Qp===21.3m3/h
η：溶气效率，取85%
KT：溶解度系数，取3.32×10-2
实际回流比Rˊ：
Rˊ===31.8%
3.6.4 压力溶气罐 选一座，则
Dd===0.45m
选Dd=0.5m
3.6.5 接触室尺寸
Ac===1.5m2
令池宽Bc=3.0m，则接触室长度Lc
Lc===0.5m
接触室出口断面高H2=0.5m
接触室气水接触水深Hcˊ=tc·vc=140×0.016=2.2m
接触室总水深：
Hc=Hcˊ+H2=0.5+2.2=2.7m
3.6.6 分离室表面积
超高0.3m，浮槽高0.3m
As===12.2m2
令池宽Bs=3m，则分离室长度Ls
Ls===4.1m
分离室水深：
Hs=Vst=0.0015×60×30=2.7m
3.6.7 气浮池容积
W=AcHc+AsHs
=1.5×2.7+12.2×2.7=37m3
3.6.8 时间校核
接触室气水接触时间tc
tc===140s﹥60s 符合要求
气浮池总停留时间T
T===25min
3.6.9 浮池集水管
气浮池出水管为Dg=150mm的穿孔管，小孔流速取v=1m/s
3.6.10 小孔面积S
S===0.024m2
取小孔直径D1=10mm，则孔数为
n= ==306个
池底设5根集水管，则每根管上开61个孔；
孔距为：d==65mm
孔口向下，与水平成45°夹角，分两排交错排列。
3.6.11 浮渣槽的宽度L3取0.9米，排泥管采用Dg=100的一根。
3.6.12 清水池
设水力停留时间为7min
V =Qt=67×7/60=7.8m3
取高2.7m，则L= ==1.0m
3.6.13 释放器
根据p=3×105Pa，回流水量QP=21.3m3/h，选择TJ—Ⅱ型释放器；
当P=3×105Pa时，单只出水水量q=5.6m3/h，则释放器个数为：
n= ==4（只）
呈一排布置在接触室内。
3.7 污泥浓缩池
气浮池去除率85 %；泥含水率96%；16h清泥一次。
3.7.1 污泥量为：
V =
==19.8m3/d
V：沉淀污泥量，m3/d；
Q：污水流量，m3/d；
C0：进水悬浮物浓度，取550mg/L；
η：去除率，%；
ρ：污泥密度，1000kg/m3；
3.7.2 浓度为：
污泥含水率p1=96%，c1=（1-p1）×103=40kg/m3
3.7.3 污泥池面积
污泥固体通量取M=100kg/m2·d
A= ==7.9m2
D===2.8m
3.7.4 浓缩池高度h1
h1= ==1.7m
3.7.5 超高h2=0.3m
3.7.6 缓冲层高度h3=0.3m
3.7.7 池底坡度55°则泥斗深为：
h4=1.2×tg55=1.7m
3.7.8 池体总高为：
H=h1+h2+h3+h4=4.0m
3.7.9 经浓缩后的污泥体积为：
V‘===8.8m3
3.7.10 则澄清水体积为：
V水=V-V‘=19.8-8.8=11m3
3.7.11 则水深为：
H‘=V水/S=11/7.9=1.4m

结 论
采用“混凝-气浮”工艺处理造纸废水，日处理量1600m3，处理后排水的COD、BOD5、SS分别为355mg/L、61mg/L、89 mg/L，满足《造纸工业水污染排放标准》GWPB2—-1999标准值的要求。整个系统的COD、BOD5、SS去除率分别是68%、76%、92%。实现了全厂废水的达标排放，具有明显的环境效益。
废水处理站总投资52万元；处理费用为0.35元/吨废水。
综上所述，废水处理工艺及各项技术、经济指标可行并可取得良好的环境效益、经济效益和社会效益。

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参 考 文 献
1 哈尔滨建筑工程学院．排水工程．北京．中国建筑工业出版社．1987
2 张白杰等．环境工程手册．水污染防治卷．北京．高等教育出版社．1996
3　 北京市政设计院主编．给排水设计手册．第１－１２册．北京．中国建筑工业出版社
4 崔玉川等．城市污水回用深度处理设施设计计算．北京：化学工业出版社．2003.5
5　 张统等．污水处理工艺及工程方案设计．北京．中国建筑工业出版社．2001.11
6　 魏先勋主编．环境工程设计手册．湖南科学技术出版社．2002
7 唐受印主编，《水处理工程师手册》 化工工业出版社………
8　 史惠祥主编．实用环境工程手册－污水处理设备．北京．化工出版社
9　 郑铭．环保设备－原理．设计．应用．北京．化学工业出版社．2001.04　
10　曾科等．污水处理厂设计与运行．北京．化学工业出版社．2001.08
11 钟淳昌，戚盛豪等。简明给水设计手册。北京：中国建筑工业出版社，1999
12 北京市市政设计院。给水排水设计手册（第二版）。北京：中国建筑工业出版社，1988
13 武建津，王凯军，丁庭华。三废处理工程技术手册——废水卷。化学工业出版社，2000

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