1、毕业设计说明书（论文）中文摘要 无锡造纸废水处理工程的初步设计 本污水处理工程主要采用 “水解酸化 +IC 厌氧反应 +SBR+气浮 ”的处理工艺。通过废水的厌氧与氧化反应，利用水中微生物的新陈代谢作用，降解水中的有机污染物，达到净化水质，消除污染的目的。 造纸废水进入初沉池处理单元沉淀下来，水解酸化池的出水进入厌氧池，通过厌氧生物的降解作用，使有机污染物得到部分降解，便于后期 SBR 池处理，厌氧池出水进入 SBR，最后进入气浮池，有机污染物得到的彻底的降解。 经处理后的出水即可达到 制浆造纸工业水污染物排放标准（ GB3544-2008）表 3 中的排放标准，最终达标排放。同时一部分水作为
2、回用水处理。另外废水处理中的污泥经过缩水后即可外运。 关键词 造纸废水 ： IC 厌氧 ： SBR： 气浮 毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title The preliminary design of the Wuxi papermaking wastewater treatment engineering Abstract This sewage treatment project main use “Hydrolytic acidification pond + IC anaerobic reaction + SBR tank + Gas float”processing craft.
3、Through the waste water Anaerobic and oxidation response, in the use water microorganisms metabolism function, degrades in the water the organic pollutant, achieves the purification water quality, the elimination pollution goal. The Papermaking wastewater enters the primary settling tank processing
4、unit precipitation to get down, the water of Hydrolytic acidification pool enters the SBR tank, through the anaerobic biological degeneration function, enable the organic pollutant to obtain the partial degeneration, which is convenient with processing in SBR tank later, the water of Anaerobic react
5、ion pool enters the SBR tank, Finally enter air-float pool, the organic pollutants thoroughly degradation. After the treatment after water leakage then achieved “ Plaper industry standards for discharge of water pollutants “ (GB3544-2008) Table 3 of emissions standards, finally attains a designated
6、standard the emissions. While the part of the water is treated as the back water. In addition, wastewater treatment sludge after shrink after sinotrans. Keywords Papermaking wastewater, IC anaerobic, SBR, floating 目 录 前 言 . 1 第一章 造纸废水处理概述与工艺设计 . 2 1.1 造纸废水概述及污染 指标 . 2 1.1.1 造纸废水概述 . 2 1.1.2 造纸废水污染指标
7、 . 2 1.2 制浆造纸废水的来源及特点 . 3 1.2.1 蒸煮工段废液 . 3 1.2.2 中段水 . 3 1.2.3 白水 . 3 1.3 造纸废水基本处理现状及前景 . 3 1.3.1 化学法在造纸废水处理中的应用 . 3 1.3.1.1 碱回收 . 4 1.3.1.2 酸析回收木质素 . 4 1.3.2 生物法在造纸废水处理中的应用 . 4 1.3.2.1 活性污泥处理 . 4 1.3.2.2 厌氧法 . 4 1.3.2.3 稳定糖处理 . 5 1.3.2.4 真菌技术 . 5 1.3.2.5 固定化细胞与酶 . 5 1.4 造纸废水处理基本工艺 . 5 1.4.1 物理处理方法
8、. 5 1.4.2 生物处理工艺 . 5 第二章 本次设计工艺流程及主要构筑物 . 9 2.1 本次设计进出水水量及水质标准 . 9 2.2 本次设计工艺流程图 . 9 2.3 主要构筑物介绍 . 10 *学院毕业设计说明书（论文） 2.3.1 斜虑网 . 10 2.3.2 调节池 . 10 2.3.3 初沉池 . 10 2.3.4 预酸化池 . 10 2.3.5 IC 反应器 . 10 2.3.6 SBR 好氧生化处理 . 11 2.3.7 浅层气浮 . 12 2.4 污水厂平面和高程布置 . 12 2.4.1 平面布置 . 12 2.4.2 高程布置 . 13 第三章 设计计算书 . 15
9、 3.1 废水水质水量 . 15 3.2 斜虑网的设计与计算 . 15 3.3.1 设计概述 . 15 3.3.2 设计计算 . 16 3.2 调节池设计与计算 . 15 3.4 沉淀池的设计与计算 . 16 3.4.1 采用中心进水辐流式沉淀池 . 16 3.4.2 设计参数 . 17 3.4.3 设计计算 . 17 3.4.4 进水系统计算 . 19 3.4.5 出水系统计算 . 20 3.5 预酸化池的设计与计算 . 21 3.5.1 池体计算 . 21 3.5.2 进水配水系统 . 21 3.6 IC 厌氧池的设计与计算 . 23 3.6.1 设计参数 . 23 3.6.2 反应器所需
10、容积及主要尺寸的确定 . 23 *学院毕业设计说明书（论文） 3.6.3 IC 反应器进水配水系统的设计 . 26 3.6.4 出水系统设计 . 26 3.6.5 排泥系统设计 . 26 3.6.6 产气量计算 . 27 3.7 SBR 池的设计与计算 . 27 3.7.1 设计参数 . 27 3.7.2 池体设计与计算 . 27 3.7.3 曝气系统设计与计算 . 29 3.7.4 供气量 . 30 3.7.5 空气管道系统计算 . 31 3.7.6 滗水器系统计算 . 31 3.8 加压溶气气浮池的设计与计算 . 32 3.8.1 设计参数 . 32 3.8.2 设计计算 . 32 第四章
11、 污泥处理系统 . 35 4.1 污泥处理系统 . 35 4.2 贮泥池 . 36 4.3 脱水机房 . 37 第五章 高程计算 . 38 第 六 章 总结 . 40 致 谢 . 41 参考文献 . 42 *学院毕业设计说明书（论文） 1 前 言 造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。目前，我国造纸工业废水排放中 COD 排放量均居各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是我国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计，我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的 18.6，其中处理排放达标量占造纸企业废水总
12、排放量的 49.3，排放废水中 COD 约占全国工业 COD 总排放量的 44.0 1。近年经 过多方不懈努力，造纸工业水污染防治已取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但排放废水中的 COD 去除率逐年降低。由此看出，造纸工业初步实现了 “增产减污 ”的目标，但是造纸行业约占排放总量 50的废水尚未进行达标处理，废水污染防治任务还很繁重。 造纸工业在制浆过程中，只利用原料中的纤维部分，其余约一半左右原料有机物被溶解成废液排掉，造成环境污染和资源浪费。我国造纸污水排放量占工业废水的 1 6， COD 和 SS 均占 1 4，对造纸废水处理势在必行。 制浆造纸工业是用水大户，亦是废水排放大
13、户。不同原料、工艺、工段的废 水有很大差别，而单独某种处理方法也很难将废水处理后达标排放或回用，所以如何根据废水的特性寻找最佳处理工艺以及组合显得尤为重要。此外，节水技术以及废水的综合利用也是比较热门的解决造纸用水及废水处理方法。 *学院毕业设计说明书（论文） 2 第一章 造纸废水处理概述与工艺设计 1.1 造纸废水概述及污染指标 1.1.1 造纸废水概述 目前国内废纸再生造纸主要生产纸板和再生新闻纸，主要工艺流程为碎浆、净化、筛选、浓缩、贮浆、打浆、上网、压榨、烘干、卷取等，再生新闻纸的生产则增加了脱墨工艺。废纸废水主要来自于如下工序：碎浆废水、脱墨废水、洗浆废水、抄纸白水以及工厂的生活废水
14、等。这些废水中含有的污染物主要有 4 类： 还原性物质，如木质素、无机盐等，以 COD 为指标； 可生物降解物质，为半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机酸和腐败性物质等，以 BOD 为指标； 悬浮物，如细小纤维、无机填料等，以 SS 为指标； 色素类，如油墨、染料和木质素等，以色度表示。 废水的处理就是要用可靠的技术、较少的费用使 COD、 BOD、 SS 和色度降低到国家或地方环保部门允许的范围。 1.1.2 造纸废水污染指标 悬浮物： 造纸工业中所称的悬浮物包括可沉降悬浮物和不沉降悬浮物两种，主要是纤维和纤维细料 (即破碎的纤维碎片和杂细胞 )。 易生物降解有机物 2： 在制浆和漂白过程中
15、溶出的原料组分，一般是易于生物降解的，其中包括低分子量的半纤维素、甲醇、醋酸、蚁酸、糖类等。 难生物降解有机物： 制浆造纸厂排水中的难生物降解有机物主要来源于纤维原料中所含的木素和大分子碳水化合物。浆厂难生物降解的物质通常是带色的。 毒性物质： 浆厂排放的污染物中有许多有毒物质，主要有：黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸；冷凝液中含有的对鱼类特别有毒的成分如硫化氢、甲基硫、甲硫醚；漂白碱抽提废水中的多种氮化有机化合物，其中剧毒的二噁英已引起广泛注意。 酸碱物质： 制浆废水中酸碱物质可明显改变接受水体的 pH，碱法制浆废水 pH值为 9 10；漂白废水的 pH 值变化很大，可低于 2，可高于 12
16、；而某些酸法浆厂的废水 pH 值则低至 1.2-2.0。 色度： 制浆废水中所含残余木素是高度带色的。 *学院毕业设计说明书（论文） 3 1.2 制浆造纸废水的来源及特点 1.2.1 蒸煮工段废液 即碱法制浆产生的黑液和酸法制浆产生的红液。我国绝大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液，这里将黑液作为主要的研究对象。黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的 90%以上，且具有高浓度和难降解的特性，它的治理一直是一大难题。黑液中的主要成分有 3 种，即木质素、聚戊糖和总碱。木质素是一类无毒的天然高分子物质，作为化工原料具有广泛的用途，聚戊糖可用作牲畜饲料。 1.2.2 中段水 制浆中段废水是指经
17、黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的 8 9，吨浆 COD 负荷 310kg左右。中段水浓度高于生活污水， BOD 和 COD 的比值在 0.20 到 0.35 之间，可生化性较差，有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等，以可溶性 COD 为主。其中，对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水，例如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷，还含有 40 多种其他有机氯化物，其中以各种氯代酚为最 多，如二氯代酚、三氯代酚等。 1.2.3 白水 白水即抄纸工段废水，它来源于
18、造纸车间纸张抄造过程。白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性 COD 为主，可生化性较低，其加入的防腐剂有一定的毒性。白水水量较大，但其所含的有机污染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水。现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量，节约动力消耗，提高白水回用率，减少多余白水排放。 1.3 造纸废水基本处理现状及前景 1.3.1 化学法在造纸废水处理中的应用 据统 计，我国 90 以上的造纸企业为年产 5000 t 以下的小草浆厂，这些小草浆厂多采用碱法制浆。通常每生产 1 t 纸浆，可排放 10m3 左右浓黑液，总固形
19、物含量达130g/L，其中有机物占 70，主要是碱木素以及半纤维素的水解产物；无机物占总固形物的 30左右，主要是 NaOH、 Na2SO 、 Na2S 等。这部分制浆黑液对环境危害*学院毕业设计说明书（论文） 4 极大，其有机污染负荷量占全部造纸污水负荷的 90以上。目前，解决黑液污染的措施主要是碱回收技术和酸析回收木质素。 1.3.1.1 碱回收 所谓碱回收技术也就是将黑液中有机物烧掉，以消除污染，并回收碱。当前，在一些造纸工业发达的国家，碱的回收率已达 95 98，并且黑液燃烧后产生的蒸汽可发电，也可供制浆系统使用。碱回收率高的一些大型硫酸盐纸浆厂的生产过程中，不需外购商品碱。纤维原料碱
20、回收规模愈大，经济效益与能源利用率也越大。因此，此法适用于一些生产规模较大的造纸厂。而我国现有造纸厂多为中小型碱法草浆造纸厂，规模较小，采用现有的碱回收技术效果不显著。 1.3.1.2 酸析回收木质素 废黑液木质品素酸析回收木质素 3后，不仅大大降低了黑液中的污染 物含量（其COD 降解率可达 75%）和色度（木质素含量高的水有黄色及气味），同时可回收木质素。木质素可作为染料分离剂、吸附剂、螯合剂、油的回收佐剂，并在沥青乳胶体以及聚合物中应用。 戴友芝研究表明：酸析用酸可用化工行业的酸洗废酸，治理成本低。酸析最适pH 为 3.4 4.5，温度为 50 60 ，加酸过程中会产生大量泡沫，所以酸析
21、反应设备的有效容积按 60设计。 1.3.2 生物法在造纸废水处理中的应用 1.3.2.1 活性污泥处理 造纸废水含大量有机物，废水可生化性好，所以活性污泥法 4在造纸污水处理中得到广泛 的应用。陈让福等用好氧活性污泥处理造纸废水得到很好的效果，用盐酸和石灰产生的 CO2 来控制 pH，对设备腐蚀性小，该法对废水中 BOD、 COD、 SS 去除率分别达 89、 78 和 85。 活性污泥法的缺点是污泥易膨胀，但有实验表明：往污泥中投加粉状褐煤能改善污泥沉降性能和生化降解能力。 1.3.2.2 厌氧法 厌氧法 5适用于石灰草浆蒸煮废液、碱法制浆废水等。因为这些废水 pH、 COD、色度都高，而
22、 BOD/COD 比值低，直接好氧生化较困难。李彦春试验结果表明：用厌氧一酸析组成的流程处理小型草浆纸厂的蒸煮废液，效果显著，在进水 COD 10g/L，负荷 4 kg COD/m3d 条件下运行， COD 和 BOD 的总去除率分别达到 77 和 80，脱色率达 90%。 *学院毕业设计说明书（论文） 5 1.3.2.3 稳定糖处理 用稳定塘处理造纸废水基建投资少，运行费用低，易管理，处理效果好。 曹勇报道：凤眼莲和喜旱莲子草对废纸再生纸浆废水 COD具有较好的净化效果，且能增加水体溶解氧浓度，但对色度和木质素去除作用不明显。 1.3.2.4 真菌技术在造纸废水处理中的应用 木质素是一类结构
23、复杂的天然有机化合物，不易被细菌降解。国际上研究最多并表现出高效降解能力的是担子菌纲的白腐菌，其中黄孢原毛平革菌是研究得最深入的一个典型种 6。广州华南理工大学筛选出一株自腐菌，用它处理蔗渣浆漂白废水，可明显降低废水色度、 COD 与 BOD。造纸废水中纤维素含量也很高，如何联合利用降解木质素与纤维素的菌，处理造纸废水，并使之变废为宝，将是一个有意义的研究方向。 1.3.2.5 固定化细胞与酶 固定化细胞和固定化酶处理废水是近年来发展起来的水处理新技术。木质素是植物残体中最难分解的组分，在常规生 物处理工艺中去除效率很低，而用固定化细胞法可选择性地固定优势菌种，提高难降解有机物的降解效率。华南
24、理工大学用吸附固定化白腐菌连续处理蔗渣浆漂白废水， COD 去除率可达 88.7。 1.4 造纸废水处理基本工艺 1.4.1 物理处理方法 采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂 7，可去除绝大部分 SS，同时去除大部分非溶解性 COD 及部分溶解性 COD 和 BOD5。 气浮和沉淀均为物化处理方法，处理效果与选用的设备、工艺参数、混凝剂等有关，其 COD 去除率一般高于制浆中段水的 COD 去除率，通常能达到 70 85。对吨纸废水排放量 150m3、浓度较低的中小型废纸造纸企业，通过气浮或沉淀处理， 出水水质指标可达到或接近国家排放标准。 1.4.2 生物处理工艺 （ 1）酸化 SBR 法处理造纸废水：其主要处理设备是酸化柱和 SBR 反应器。这种方法在处理造纸废水时，在厌氧反应中，放弃反应时间长、控制条件要求高的甲烷发酵阶段，将反应控制在酸化阶段，这样较之全过程的厌氧反应具有以下优点： 由于反应控制在水解、酸化阶段反应迅速，故水解池体积小； 不需要收集产生的沼气，简化了构造，降低了造价； 对于污泥的降解功能
