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1、装订线装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书安徽工业大学毕业设计(论文)任务书课题名称宁夏紫金花造纸厂21000m3/d工业污水处理工程设计学 院 能源与环境学院专业班级环境工程姓 名*学 号*毕业设计(论文)的主要内容及要求：本课题针对宁夏紫金花造纸厂造纸污水水质水量的特点，要求经处理后达到排放的要求，具体设计内容如下：1阅读英语学术论文，并翻译成中文；2根据设计资料和要求，参考相关文献与设计资料，确定最佳的处理工艺，撰写文献综述；3根据设计计算主要的工艺参数，确定各处理构筑物的尺寸，其次查阅相关书籍完成水力计算，完成设计计算书的编写；4根据计算结果绘制工艺流程图、平面布置图、高程布置图
2、、主处理构筑物的平剖面图：要求用CAD绘制，总数不少于8张A1图纸（至少一张手工图）；5查阅给排水设备手册对处理过程中需要的通用设备进行选型；6根据现市场平均价格对本设计进行投资估算及运营经费估算；7完成本论文设计说明书的编写并详细审核。指导教师签字：_摘 要随着造纸工业的快速发展，造纸废水已成为重要污染源之一。由于造纸废水排放量大，污染物浓度高，可生化性差，治理困难，给生态环境带来了严重的灾难。因而降低废水中的污染物浓度，实现造纸废水的有效控制和处理越来越受到人们的关注。本设计为宁夏紫金花造纸厂21000m3/d生产废水处理工程设计。原水水质为CODCr=2400mg/L,BOD5=700m
3、g/L,SS=150mg/L,pH=79,挥发酚=9.9mg/L,色度为500。设计采用气浮+UASB+SBR工艺来处理该废水。污水先经过格栅、调节池等构筑物后进入气浮机，出水进入UASB反应池，经过处理再进入好氧反应器SBR池。计算结果表明该工艺具有较好的处理效果，出水各项指标均达到设计要求，出水水质稳定，且满足制浆造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2008）的要求。关键词：气浮；升流式厌氧污泥床（UASB）；SBR；造纸废水AbstractWith the rapid development of the paper industry, papermaking wastewater
4、has become one of the major sources of pollution. High concentrations of pollutants, because of the large papermaking wastewater, biodegradability, governance is difficult, to the ecological environment has brought the serious disaster. Thus reduce the pollutant concentration in the wastewater, to a
5、chieve the effective control of wastewater treatment in pulp and papermaking industry and deal with more and more get the attention of people.The design for the Ningxia Zi Jinhua 21000t/d production wastewater treatment engineering design. The raw water quality are as follows: CODCr=2400mg/L, BOD5 =
6、 700mg/L, SS=150 mg/L, pH=79, Volatile phenol=9.9 mg/L, beer colority is 500.The technique of the design is flotation + UASB + SBR process to deal with wastewater.Sewage after grille and ragulation pool structures into the flotation machine, the water into the UASB reactor pool, Then enter the SBR a
7、erobic reactor pool. The calculation results show that this process has better treatment effect. All of the indexes have reached the designed requirements, and the effluent water quality has been steady, meeting the requirements of Discharge Standard of Water Pollutants for Pulp and Paper Industry（G
8、B 35442008）.Keyword: Flotation; up flow anaerobic sludge blanket (UASB); SBR; papermaking wastewater 目 录第一章 绪论11.1 造纸废水的特征11.2 造纸废水水质11.3 造纸废水的危害21.4 国内外造纸废水处理的方法21.4.1 物理法21.4.2 化学法21.4.3 物化法41.4.4 生化法51.4.5 多种方法配合使用6第二章 方案的比较与选择72.1 厌氧生物处理工艺的选定72.2 好氧生物处理工艺的选定82.3 工艺流程的确定8第三章 设计计算说明书103.1 格栅计算103.
9、1.1设计说明103.1.2 中格栅计算113.1.3 细格栅计算143.2 提升泵房163.2.1 泵房的设计依据：163.2.2 设计说明173.2.3 设计计算173.3 调节池计算183.4 气浮设计183.5 UASB反应器计算193.5.1 设计说明193.5.2设计参数193.5.3 反应器容积计算193.5.4 配水系数设计203.5.5 三相分离器设计213.5.6出水渠的设计233.5.7 UASB排水管设计计算253.5.8 排泥管的设计计算253.5.9 沼气管路系统设计计算253.5.10 UASB的其他设计273.6 SBR反应器设计计算273.6.1 设计计算说明
10、273.6.2 SBR反应池容积计算283.6.3 SBR反应池运行时间与水位控制293.6.4 排水系统设计293.6.5 排泥量及排泥系统303.6.6 需氧量及曝气系统设计计算313.7 鼓风机房设计计算343.7.1 鼓风机房的规定343.7.2 鼓风机设计计算353.7.3 鼓风机的选择353.7.4 鼓风机房布置353.8 污泥处理系统353.8.1产泥量353.8.2 污泥处理方式353.8.3集泥井容积计算363.9 污泥重力浓缩池363.9.1设计说明363.9.2设计计算373.9.3 排水和排泥383.10 污泥脱水系统设计383.10.1 设计说明383.10.2 设计
11、计算383.11 活性炭吸附设计计算393.12 接触消毒池设计计算39第四章 污水处理厂总厂布置414.1 平面布置414.2 污水厂的高程布置424.2.1 污水厂高程布置原则424.2.2高程布置时的注意事项434.2.3污水处理站高程水力计算44第五章 工程概预算465.1编制概预算依据的基础资料465.2 估算范围46结论49参考文献50致谢52I装订线安徽工业大学 毕业设计（论文）说明书第一章 绪论1.1 造纸废水的特征该造纸厂造纸工艺为碱法制浆生产生活用纸，原料主要是草类。 目前，主要制浆的方法有化学法制浆、半化学法制浆、化学机械法制浆和机械法制浆。这次设计主要为化学法里的碱法制
12、浆。碱法制浆主要方法有三种，分别是：硫酸盐法（KP法）、烧碱法（Soda法）及烧碱蒽醌法（Soda-AQ法）。草类原料备料废水主要含有草屑、泥沙等固体悬浮物，同时草屑及原料中的部分水溶性物质进入备料废水中，增加了废水中BOD5和CODCr的含量。因此，对备料工段的喷淋等废水应进行澄清、净化，并对分离出来的污泥进行填埋等必要的处理，同时堆废水中的BOD5和CODCr含量进行必要的处理。1.2 造纸废水水质（1）悬浮物 包括可沉降悬浮物和不可沉降悬浮物，主要是纤维和纤维细料（即破碎的纤维碎片和杂细胞）。（2）易生物降解有机物 包括低分子量的半纤维素、甲醇、乙酸、甲酸、糖类等。 （3）难生物降解有机
13、物 主要来源于纤维原料中所含的木质素和大分子碳水化合物。 （4）毒性物质 黑液中含有的松香酸和不饱和脂肪酸等。 （5）酸碱毒物 碱法制浆废水pH值为910；酸法制浆废水pH值为1.22.0。制浆废水中所含残余木质素是高度带色的。 造纸废水的SS、COD浓度较高，COD则由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分，当废水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，废水造纸废水处理要解决的主要问题是去除SS和COD。我国大部分造纸厂采用碱法制浆而产生黑液，黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以后，且具有高浓度和难降解的特性，它的
14、治理一直是一大难题。黑液中的主要成分有三种，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。制浆造纸废水的成分很复杂，其组分不仅取决于纸浆的方法，也取决于所产品种和原料种类等多种因素。造纸工业废水中的悬浮物质主要来自备料工段的树皮、草屑、泥沙以及随水排放的炉灰、废渣、制浆造纸各工序流失的纤维、填料等；废水中BOD5主要来源于制浆蒸煮工序，如纤维素分解生成的糖类，醇类、有机酸等，在化学奖中，蒸煮废液的BOD5发生量占80%以上；废水中的CODCr和着色物质主要来源于制浆蒸煮工序的木素及其衍生物；废水中的有毒物质主要有蒸煮废液中的粗硫酸盐
15、皂、漂白废水中的有机氯化物（如二氯苯酚等），还有微量的汞等，但这些有毒物质通常含量甚微，其中关于漂白废水的有机氯化物的毒性和“三致”作用，在发达国家中引起越来越大的关注1。1.3 造纸废水的危害造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大、有机物浓度高、组分复杂的难处理有机废水。造纸废水主要有3个来源：制浆废液，中段水，纸机白水：制浆是把植物原料中的纤维分离出来，制成浆料，再经漂白；抄纸是把浆料稀释、成型、压榨、烘干，制成纸张。这2项工艺都排出大量废水。制浆产生的废水，污染最为严重。造纸废水危害很大，其中黑水是危害最大的，它所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90以上，由于黑水碱性大、颜
16、色深、臭味重、泡沫多，并大量消耗水中溶解氧，严重地污染水源，给环境和人类健康带来危害。而中段水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。此外，漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，也对生态环境和人体健康造成了严重威胁2。1.4 国内外造纸废水处理的方法造纸废水成分复杂，废水流量较大，是较难处理的工业废水之一，处理方法一般有以下几类：1.4.1 物理法物理法是基于物理作用的原理，以去除不溶解的固体悬浮物为主，同时也有去除部分产生生化耗氧量的物质，降低和消除废水色度的作用。在造纸废水处理过程中，有时也用不使用化学药品和纤维促进剂的物理法去除废水中的固形物
17、和回收纤维等，如气浮法、过滤法和挤压法等。气浮法是将空气以微小气泡的形式分布于废水中，气泡吸附在污染物质上浮向水面，形成泡沫浮渣而得到分离。这种方法适于废水中存在大量相对密度接近于水的微小颗粒状物质的情况。目前，在我国用得最多、效果较好的气浮法是浅层气浮法。一般来说，物理法只能去除废水中的大颗粒物质，如进一步净化废水，还需更深的处理3。1.4.2 化学法化学法主要是利用化学药品的作用，以调节废液的pH值，降低和消除色度为主，同时也有去除部分生化耗氧量和固体悬浮物的作用。（1）氧化还原法氧化还原法使溶解于废水中的有机和无机污染物，在加入的氧化剂或还原剂作用下，由于电子转移而发生氧化还原反应，从而
18、转化成无害物质。废水中的有机物污染物(如色、嗅、味、COD)及还原无机离子(如CN-,S2- 、Fe 、Mn2-等)都可通过氧化法消除其危害，而废水中的许多重金属离子(如汞、镉、铜、银、金、六价铬、镍等)都可通过还原法去除。一般来说，氧化法多用于处理含酚、含氰废水，常用氧化剂包括氯气、漂白粉、臭氧等。还原法多用于处理含铬、含汞废水，常用的还原剂包括硫酸亚铁等。（2）臭氧化分解法臭氧化分解法是将废水中的有机物分解成无毒物质的处理方法。人们现在研究用臭氧作氧化剂来分解废水中的有机物，它对纤维素、木素的氧化是没有选择性，在反应中O3作为两性离子参加反应，能选择分解发色基团。有学者直接用O3处理经化学
19、混凝-过滤吸附处理后的SodaAQ法麦草浆黑液，结果表明A抛(木素浓度用紫外分光光度计在波长280nm处测得的吸光度)去除率高达82.1%，A由3.775(黄色)降为0.67(视觉观察为无色)，但是CODCr去除率仅为15.8%，BOD5去除率为24.8%。可见O3对COD、BOD去除效果不明显，而对木素去除效果明显，也间接反应了臭氧的脱色效果明显4。（3）光催化氧化法光催化氧化法是在特殊的光照射条件下发生的有机物参与的氧化分解反应，最终把有机物分解成无毒物质的处理方法。在紫外光的照射下能产生氧化性极强的羧基自由基，几乎把所有的氧化物氧化为一氧化碳和H2O，且除净度高，降解速度快，无二次污染。
20、用水解法制得的纳米级Ti02具有巨大的表面积和更强的紫外光吸收能力，因而具有更强的光催化降解能力，可快速将吸附在其表面的有机物分解掉，比普通的Ti02的降解速率高40%实验发现：COD(2-氯代二噁英)在2h内降解了98.3%，DCDD(2,3-二氯代二噁英)、PECDD(1,2，3，7，8-五氯代二噁英)和OCDD(氯代二噁英)在4h内分别降解了87.2、84.6、和91.2%5。 （4）超临界水氧化法在超临界的状态下水成为非极性有机物和氧的良好溶剂，这样有机物的氧化反应就可以在富氧的均一相中进行，不受相间转移的限制而使废水中所含的有机物被氧气分解成水、二氧化碳等简单无害的小分子化合物。其特
21、点是反应速度快，处理效率高,无二次污染。超临界水氧化技术己在欧、美、日等发达国家受到广泛重视和深入研究,国内也有不少学者从事这方面研究。有学者采用自制的超临界水氧化反应装置，在温度500，压力26MPa，过氧量500%,反应时间120s的最佳反应条件下，处理CODCr为85000mg/L的造纸黑液，CODCr去除率可达99.9%6。也有学者以工业纯氧为氧化剂,采用自制的间歇式超临界水氧化系统对麦草制浆黑液进行处理,在选定合理的实验参数时,CODCr去除率可达99.8%7。除臭氧化法、光催化氧化法以外，其他的化学还有：超声空化法及化学还原法等，这些方法大多还处于研究阶段。1.4.3 物化法物化法
22、包括混凝法、吸附法、膜分离法和其他一些方法。（1）混凝法废水中细小颗粒的表面由于吸附离子而带电荷。混凝法是通过Al 、Fe和Ca 等盐类无机物和酰胺类的有机高分子化合物与废水中的悬浮物和大分子有机物发生电中和，降低胶体粒子的z电位，以吸附、架桥等形式凝聚成大颗粒物质沉降分离而达到净水的目的。近年来，新型无机化学混凝剂如聚合铝、聚合铁和复合型无机混凝剂的开发成功，以及有机高分子絮凝剂的开发，使混凝处理法可以采用较少的药剂，就可达到较高的处理效果。有学者研究发现：把无机絮凝剂与有机絮凝剂配合使用有更好的处理效果；配合使用时相对分子质量较高的有机絮凝剂与阳离子度较高者相比，前者有更好的处理效果。用自
23、制阳离子聚丙烯酰胺(PAM)与聚合氯化铝配合处理废纸制浆废水，出水CODCr去除率达75%以上，透过率达92%95%，且下层絮体较大、坚韧、易于脱水8。混凝处理法存在化学污泥量大,对CODCr的去除率低等问题9。研制新型高分子絮凝剂及安全无毒的生物絮凝剂,减少污泥发生量、降低污泥处理难度,将是未来的研究热点和方向。凤凰纸业采用混凝法进行造纸废水深度处理,脱色前平均色度130倍,CODCr为256mg/L;脱色后色度平均为37倍,CODCr为59mg/L;色度去除率为72%,CODCr去除率为77%,脱色药剂成本为0.72元/m3,低于全国同行业的水平10。（2）吸附法 吸附法是通过物理的、化学
24、的或离子交换的形式吸附废水中的污染物来净化废水的。常用的吸附剂有活性炭、卜活性氧化铝和石灰等。吸附法是利用吸附剂具有较大的比表面积,有很强的吸附性能的特点,吸附造纸废水中的污染物,达到净化水质的目的。特点是:活性炭作为吸附剂目前已经广泛用于废水处理中,去除引起气味的有机物;活性炭作为吸附剂的最大优点是能够再生(达30次或更多次),而吸附容量却不会有明显的损失。有一种较特殊的吸附法是离子交换吸附，即交换吸附。瑞典的一家公司硫酸盐浆厂采用了一套弱阴离子树脂（酚醛型），在pH值34，处理漂白工段El段和C段废水，处理后的El段废水可用作C段过滤机的喷水。废水在处理之前，一般需用吸附法进行预处理，以除
25、去废水中悬浮物及油类物质，避免堵塞吸附剂孔隙。这种处理方法成本较高，吸附剂再生困难，不利于处理浓度较高的废水，一般只作为废水处理后的深度处理。活性炭是最为常用的吸附剂,对废水的脱色率一般在60%90%,对CODCr的去除率可以在55%75%,吨水的运行费用在1.52.5元11。国内学者将SBR工艺和PACT工艺分别用于处理造纸废水,在相同条件下PACT工艺具有较高的CODCr去除率,对主要环境因素的变化的适应能力较强,工作稳定性较高12。国外有学者研究将纸机白水经物理化学法处理后,再经过滤和活性炭管吸附,废水的CODCr可从640mg/L降到9mg/L,最终出水水质各项指标都达到回用标准13。
26、（3）膜分离法膜分离法是一种发展较快的高新废水处理技术。其原理是将溶液送入膜过滤器，使它平行地流过膜的表面，在与膜表面接触的同时，绝大部分的溶液透过滤膜，其分离的物质则被排出系统。日本大王造纸公司三岛工厂于1981年采用超滤技术处理硫酸盐木浆漂白E段废水，CODCr去除率达78.7% ，色度去除率93.7%，总固形物去除率达35.5%渗透液作为洗涤水回用，则需要送碱回收系统。我国东北某亚硫酸盐浆厂也在20世纪90年代引进UF装置，日处理378.5 t亚硫酸盐废液，据称与蒸发方法比较，投资可节省70%，每处理lm3废水的操作费用可节省60%珠海红塔仁恒纸业公司引进的涂布废水超滤系统，处理废水15
27、45 m3/d，处理后废水的CODCr下降85%以上，同时又全部回收了涂布废水中的涂布颜料和化学品，并将其回用于生产，故效果明显14。（4）离子交换法离子交换法是利用固相离子交换剂功能基团所带的可交换离子，与接触交换剂的溶液中相同电性的离子进行交换反应，以达到离子的置换、分离 去除、浓缩等目的。1.4.4 生化法生化法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水。通过人为创造适于微生物生存和繁殖的环境，使之大量繁殖，以提高其氧化分解有机物的效率。根据使用微生物的种类，可分为好氧法、厌氧法和生物酶法。（1）好氧法好氧法是利用好氧微生物在有氧条件下降解代谢处理废水的方法，常用的好氧处理方法有活性污
28、泥法、生物膜法、生物接触氧化、生物流化床等方法。除此之外，改良的活性污泥法还有序列活性污泥法(SBR)。它与传统的活性污泥法的反应机理相同，但运行操作不同。它是采用间歇曝气，主要设备仅用反应池，污泥在池中依次完成反应、沉淀、排水及排泥工序。聚丙烯纤维膜无泡曝气是现今研究的一种新型曝气方法，这种曝气方法膜阻力小，即耗能低，氧通量大，曝气效果好，是一种很有前景的曝气方法15。SBR与传统的方法相比，它的设备简单，占地面积平均减少30% ，投资节约20%40% ，运行费用低，处理效率高。该法可适应于负荷的变动，能有效地防止污泥膨胀。有学者研究发现，SBR法的活性污泥沉降指数在曝气池进行运行10天后即
29、降至100mL/g以下，而常规活性污泥法SVI值在150250mL/g之间16。这表明SBR活性污泥法处理过程的厌氧缺氧好氧环境抑制了引起污泥膨胀的丝状菌的繁殖生长，同时证明了SBR活性污泥法的优势。有学者研究出一种名为“生物先导”的新系统,由一个污泥的臭氧氧化段和一个生物处理段组成,与常规的活性污泥法相比,该系统能基本上消除剩余的污泥,而处理后的废水质量与常规活性污泥法处理后的基本相同17。（2）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，厌氧菌通过厌氧呼吸从分子中释放能量。它的操作条件要比好氧法苛刻，但具有更好的经济效益，因此也具有重要的地位。目前开发出的有厌氧塘
30、法、厌氧流动床法、厌氧膨胀床法、厌氧旋转圆盘法、厌氧池法、升流式厌氧污泥床(UASB)法等，其中应用较多的是UASB法。它可以形成颗粒状污泥，污泥的浓度和生物活性都很高，能达到很高的负荷和处理效率。（3）生物酶法酶处理有机物的机理是先通过反应形成游离基，然后游离基化学聚合反应生成高分子化合物沉淀。与其他微生物处理相比，酶处理具有催化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低，反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适应范围广，可以重复使用等优点。同时，利用生物转盘，废液与白腐真菌接触68h，CODCr可除去75%，BOD5去除75%及色度值也下降了。有学者研究发现，利用固定驯化白腐菌能有效地
31、使氯漂E段废水脱色，也能去除氯漂废水中的酚类物质，其中白腐菌能在24h内使废水脱色50%以上18。不过，由于酶的流失和失活及成本等问题，生物酶法的大规模工业应用还受到一定的制约。1.4.5 多种方法配合使用单一使用某种方法进行废水处理，不仅成本高，处理后的废水也难达到排放标准，所以，实际生产中一般都采用多种方法配合使用，寻找最佳的搭配方式，既获得良好的处理效果，又可尽量降低处理成本，并使流程简单化。物理化学分离法只适用于介质可极化或磁化的污水处理，物理降解法利用细菌降解有机物，所需时间较长，占地面积大，且对低浓度污水处理效率低；化学分离法用添加化学药剂使污染物沉或生成无害物质，这种方法要选择对
32、污染物有针对性的化学药剂，可以与其他方法联合使用。造纸废水的末端处理虽然已有许多成熟的工艺，但从经济和环境双重角度考虑，清洁生产及零排放才是最为理想的工艺。传统的废水处理技术也不断被革新和发展。每种方法和工艺都有其优缺点和适用条件。一般来说，废水中的污染物是多种多样的，也有各自最佳的处理方法，因此不能期望一种方法就达到处理目的，往往需要几种方法组成一个处理系统，才能完成所要求的功效。第二章 方案的比较与选择2.1 厌氧生物处理工艺的选定常用的技术厌氧处理工艺有厌氧生物滤池AF、厌氧流化床AFB、升流式厌氧污泥床反应器UASB、厌氧接触法等高效厌氧反应器，在这些厌氧反应器中，主要具有如下特点：微
33、生物不呈悬浮生长状态，而是呈附着生长；有机容积负荷大大提高，水力停留时间显著缩短；首先应用于高浓度有机工业废水的处理，如食品工业废水、酒精工业废水、发酵工业废水、屠宰废水、制药工业废水、造纸废水等；也有应用于城市废水的处理；与好氧生物处理工艺进行串联或组合，还可以同时实现脱氮和除磷；并对含有难降解有机物的工业废水具有较好的处理效果。厌氧生物滤池是装填有滤料的厌氧生物反应器，在滤料的表面形成了以生物膜形态生长的微生物群体，在滤料的空隙中则截留了大量悬浮生长的厌氧微生物，废水通过滤料层向上流动或向下流动时，废水中的有机物被截留、吸附及分解转化为甲烷和二氧化碳等。但反应器内填料易发生堵塞现象，因此不
34、合适处理有机浓度过高的废水，且要求进水SS浓度低，一般要求SS200mg/L。尽管厌氧过滤器抗冲击负荷能力大，处理效率亦高，但不适合本设计的进水水质（SS浓度较高）。厌氧接触法属于传统厌氧消化技术的发展。其最大的特点是污泥回流，由于增加了污泥回流，就使得消化池的HRT与SRT得以分离。它采用完全混合式消化反应器，适合于处理含悬浮固体很高的废水，预处理要求低，需要设置池内完全混合搅拌，池外还要设消化液沉淀池。其处理效率比传统厌氧消化技术有提高，但中温消化时容积负荷只有1.03.0kgCOD/(m3.d),其水力停留时间仍然较长，要求的消化池容积大。另外在厌氧接触法工艺中，还有一个问题就是污泥的沉
35、淀，因为厌氧污泥上一般总是附着有小的气泡，且由于污泥在二沉池中还具有活性，还会继续产生沼气，有可能导致已下沉的污泥上浮。本设计处理对象为较好生化处理的废水。为提高处理效率，使污泥具有较好的沉降性，节省工程投资和占地，因此本设计不宜采用厌氧接触法。升流式厌氧污泥床反应器UASB，属采用了滞留型厌氧生物技术，在底部有污泥床，依据进水与污泥的高效接触提供高的去除率，依靠顶部的三相分离器，进行气、液、固分离，能使污泥维持在污泥床内而很少流失。因而生物停留时间长，处理效率高，适合于处理较易生化降解，COD和SS浓度均较高的废水（一般要求进水SS不大于4000mg/L）。常温条件下，对于较易生物降解有机废
36、水，容积负荷达48kgCOD/(m3.d)19。综合以上分析，结合以往的类似工程实例及一些资料，本设计废水厌氧处理装置采用升流式厌氧污泥床反应器UASB。2.2 好氧生物处理工艺的选定污水好氧生物处理的主要去除对象是污水中溶解的和胶体状态的有机污染物，通过微生物的代谢作用予以转化和稳定，达到无害化。按照污水好氧生物处理反映器中微生物的生长状态，好氧生物处理还可以划分为悬浮生长工艺和附着生长工艺。前者以活性污泥法为代表，包括氧化沟、SBR等变形工艺，微生物在曝气池内以呈悬浮状态的活性污泥的形式存在；而后者则以生物膜法为代表，包括生物滤池、接触氧化池、生物转盘等，微生物以膜状固着在某种载体的表面上
37、。通过查阅资料及参考类似工程实例，结合本设计具体情况最终选用SBR法作为本设计的好氧处理方法。SBR( Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process )是一种好氧微生物污水处理技术,是连续进水、间歇排水的周期循环间歇曝气系统。该工艺集调节、初沉、曝气、二沉、生物脱氮等过程于一池,按不同的时间顺序进行各种目的不同的操作，全部过程都在一个池体内周而复始地进行,工艺流程简洁,布局紧凑合理,是一种先进的污水处理系统。该技术适用于处理市政生活污水和中低浓度有机工业废水,能有效地去除废水中BOD5和悬浮固体(SS)，将废水中的氮化合物转成硝酸盐,进而转
38、成氨气,使出水的氨氮(NH3-N)含量大大降低。与之相比较，传统的连续流水处理系统CFS( Continuous Flow System )是在空间上设置不同的设施而在同一时间内进行各种操作。该工艺将调节、初沉、曝气、二沉、生物脱氮等过程设于多个池内进行，限制了反应器的功能，扩大了使用空间和占地面积,使运行速度迟缓，空间和地面的有效利用率降低,不适应于大中城市工业废水、生活污水和其它多种复杂环境中各种废水处理的需要20。2.3 工艺流程的确定宁夏紫金花造纸厂主要用碱法草浆生产生活用纸，每日制浆60吨，日排放污水约为21000m3/d。出水水质CODCr、BOD5、SS和pH等指标应符合造纸工业
39、水污染物排放标准(GB3544-2008)排放标准；色度和挥发酚等指标均应达到污水综合排放标准中的一级A标准。综上所述，该厂废水出水的原水水质为CODCr=2400mg/L,BOD5=700 mg/L，SS=150 mg/L，pH=79，挥发酚=9.9mg/L，色度=500。根据当地环保部门要求,处理后出水水质要求达到造纸工业水污染物排放标准(GB3544-2008)中的非木质素浆标准21。即：CODCr100mg/L；BOD520 mg/L；SS30mg/L；pH=69；挥分酚0.5mg/L。结合原水水质，造纸工业水污染物排放标准(GB3544-2008)以及经济效益，作出工艺方案如图2-1
40、。由于是草浆造纸废水处理，所以本方案用了格栅进行预处理，去除草浆中较大的颗粒物，格栅一般有粗格栅和细格栅的组合。一般地，工业废水由于水量不稳定，所以需要调节池调节废水水量，而且，调节池还可以实现对H的调节，使后面的UASB和SBR中的微生物在最优pH下生长繁殖，同时控制出水的pH。为了保证出水水质和草浆的充分利用，本方案使用现在造纸废水常用的浅层气浮工艺，实现对废水中草浆的回收以及有效降低废水中的SS和COD。UASB和SBR两种设备进行组合,所形成的处理工艺突出了各自优势，使处理流程简洁,节省了运行费用，而把UASB作为整个废水达标排放的一个预处理单元,在降低废水浓度的同时，可回收所产沼气作
41、为能源利用。同时,由于大幅度减少了进入好氧处理阶段的有机物量，因此降低了好氧处理阶段的曝气能耗和剩余污泥产量，从而使整个废水处理过程的费用大幅度减少。经UASB-SBR工艺处理后废水的SS、CODCr及BOD5去除率分别达到62.0%，94.5%，97.5%，符合要求。加药池投加絮凝剂，在二沉池中絮凝沉淀进行泥水分离。沉淀的污泥经过污泥浓缩池进一步浓缩，由污泥浓缩机压缩外运，浓缩液回流到调节池继续处理。一般工业废水都含有毒物质通过消毒方可排放。图2-1 工艺流程图第三章 设计计算说明书3.1 格栅计算3.1.1设计说明格栅设计参数及其规定如下： （1）水泵前格栅栅条间隙，应根据水泵要求确定。
42、（2）污水处理系统前格栅栅条间隙，应符合：人工清除2540mm；机械清除1625mm；最大间隙40mm。 污水处理厂亦可设计置粗细两道格栅，粗格栅栅条间隙50150mm。 （3）如水泵前格栅间隙不大于25mm,污水处理系统前可不再设置格栅。 （4）栅渣量与地区的特点、格栅的间隙大小、污水流量以及下水道系统的类型等因素有关。在无当地运行资料时，可采用：格栅间隙1625mm，0.100.05m3/103m3(栅渣/污水)；格栅间隙3050mm，0.030.01m3/103m3(栅渣/污水)。 格栅的含水率一般为80%，容重约为960kg/m3。 （5）在大型污水处理厂或泵站前的大型格栅（每日栅渣量
43、大于0.2m3），一般应采用机械清渣。 （6）机械格栅不宜小于2台，如为一台时 ，应设人工清除格栅备用。 （7）过栅流速一般采用0.61.0m/s。俄罗斯规范为0.81.0m/s，日本指南为0.45m/s，美国手册为0.61.2m/s，法国手册为0.61.0m/s。 （8）格栅前渠道内水流速度一般采用0.40.9m/s。 （9）格栅倾角一般采用450750。日本指南为人工清除450600，机械清除为700左右；美国手册为人工清除300450，机械清除400900；国内一般采用600700。（10）通过格栅水头损失一般采用0.080.15m。 （11）格栅间必须设置工作台，台面应高出栅前最高设计
44、水位0.5m。工作台上应有安全和冲洗设施。 （12）格栅间工作台两侧过道宽度不应小于0.7m。工作台正面过道宽度：人工清除不应小于1.2m；机械清除不应小于1.5m。 （13）机械格栅的动力装置一般宜设在室内，或者采取其他保护设备的措施。 （14）设置格栅装置的构筑物，必须考虑设有良好的通风设施。 （15）格栅间内应安设吊运设备，以进行格栅及其他设备的检修和栅渣的日常清除。格栅又称格栅筛，用以截留水中粗大的悬浮物和漂浮物，以免堵塞水泵及沉淀池排泥管等。筛除设备通常是指由金属栅条构成的格栅和金属筛（网）设备，一般安置在废水处理流程的前端，用以去除废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质
45、，从而保证后续处理构筑物的正常运行，减轻后续处理构筑物的处理负荷。 格栅形状分为锐边矩形、圆形、带半圆的矩形、两头半圆的矩形和正方形。格栅的清理可采用手工清理和机械清理，当采用手工清理时，格栅的筛除面积应有较大安全系数避免操作过于频繁，特别是栅条间距小于20mm 时。当采用机械清理时，清除设备的设计应以清理的污物的重量为依据，必须足以收纳至少24小时的栅渣。目前，城镇污水处理厂多采用机械清理格栅。本设计中选用中格栅、细格栅合用，长形格栅，机械清渣。3.1.2 中格栅计算3.1.2.1 设计参数（1）流量（高日高时）；Q=21000m3/d=875m3/d=0.243m3/s;（2）分组分两格，
46、则单个设计流量：Q=875/2m3/h=437.5m3/h=0.1215m3/s；（3）栅前水深h=0.507m,栅前流速v=0.40.9m/s: （4）栅条宽度s=10mm，格栅间隙e=20mm ；（5）栅前部分长度0.5m，栅后部分长度1.0m，格栅倾角=75； （6）单位栅渣量=0.07m3栅渣/103m3污水； （7）格栅机选用回转式格栅除污机。格栅计算如图3-1：图3.1 格栅计算简图3.1.2.2 中格栅设计计算（1）渠中废水流速：假定渠道中水流速度v=0.4-0.9m/s,相应单格渠道过水断面面积：A0.4=Q/v=0.1215/0.4=0.304m2A0.9=Q/v=0.1215/0.9=0.135m2假定渠道宽度为0