【环境工程专业】【毕业论文+开题报告+文献综述】10000td的造纸中段废水处理工艺方案及其设计 44页

'（20届）毕业设计10000t/d的造纸中段废水处理工艺方案及其设计II 摘要造纸中段废水中含有大量木质素及其衍生物，而且含有有机氯等有毒物质，通过对该厂中段废水的水量水质等特点的分析，结合该废水的处理工艺，对厂区环境卫生要求及本工程的具体要求,采用卡鲁塞尔氧化沟工艺为核心的处理工艺，结合生物接触氧化-化学絮凝法工艺。污水处理工艺流程为：格栅→调节池→初沉池→卡鲁塞尔氧化沟→二沉池。设计的污水处理系统具有费用低、占地少的优点，是一种高效、经济、灵活的污水处理技术。其出水水质：COD≤100mg/L,B0D≤80mg/L,SS≤100mg/L,pH=6-9按《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2008）中非木浆漂白要求，达到排放标准。关键词：造纸废水，卡鲁塞尔氧化沟，生物接触氧化，化学絮凝法II 10000t/dofpapermakingwastewatertreatmentsolutionsanddesignABSTRACTPapermakingwastewatercontainedlargeamountsofligninanditsderivatives,andcontainedorganicchlorineandothertoxicsubstances,wastewaterplantbytheanalysisofwaterqualityandothercharacteristics,inconjunctionwiththewastewatertreatmentprocess,theplantsanitationrequirementsandthespecificrequirementsofthisproject,asCarrouseloxidationditchprocesswiththecoreprocessingtechnology,combinedwithbiologicaloxidation-flocculationprocess.Sewagetreatmentprocess:Grid→adjustthepool→primarysedimentationtank→Carrouseloxidationditch→secondarysedimentationtank.Sewagetreatmentsystemdesignwithlowcost,smallfootprint,theadvantagesofanefficient,economicandflexiblesewagetreatmenttechnology.Thewaterquality:COD≤100mg/L,B0D≤80mg/L,SS≤100mg/L,pH=6-9by"pulpandpaperindustrialwaterpollutantdischargestandards"(GB3544-2008)ofnon-woodpulpbleachingrequirementstomeetemissionstandards.Keywords:Papermakingwastewater;Carrouseloxidationditch;Biologicaloxidation;FlocculationII 目录摘要IABSTRACTII1概述11.1我国造纸工业废水污染现状及特点11.2造纸中段废水的特点11.3处理后污水水质目标21.4课题设计的意义22设计说明32.1设计原则32.2处理工艺流程32.2.1污水处理工艺流程32.2.2工艺流程说明42.2.3各处理单元处理效果览表43计算说明书63.1污水处理系统63.1.1格栅63.1.2调节池73.1.3事故池73.1.4一沉池83.1.5卡鲁塞尔氧化沟93.1.6二沉池123.2污泥处理系统143.2.1污泥井143.2.2污泥浓缩池153.2.3污泥脱水系统163.3其它设备构筑物的设计173.3.1脱水机房173.3.2.生活区173.3.3工作区173.4高程计算184主要建、构筑物一览表205成本预算235.1工程概算235.2劳动定员和运行费用245.2.1劳动定员245.2.2运行费用246工程小结27参考文献28致谢29 1概述1.1我国造纸工业废水污染现状及特点随着我国经济社会的发展，对纸和纸板的需求量迅速增长，2005年，我国机制纸和纸板的产量达到3800～4000万吨，比2000年的3000万吨增加27％～33％，预计2015年将达到6000万吨，比2005年计划增长58％～63％[1,2]。造纸工业在给人类带来巨大利益的同时也造成了严重的环境污染。我国造纸工业废水污染具有以下特点[3,4]：（1）废水排放量大：国际上每生产1t浆纸综合排放170~400m3废水。目前我国每吨浆纸综合排放废水在300~600m3范围，远超过工业化国家的废水排放量。占全国工业废水总排放量的10%~12%，仅次于化工和冶金工业，居第三位[5]。（2）废水种类多、浓度大：造纸废水可分为制浆废水、中段废水及纸机白水三种。但由于原料、制浆方法的不同及各种化学药品的添加，造成不同的纸厂其废水性质相去甚远。（3）废水中含有大量的有毒物质：造纸废水中的毒性物质种类很多，有树脂类化合物、单宁类化合物、氯代酚、有机氯化物、有机硫化物等。无机的毒性化合物以含硫化合物为主，如硫酸盐、亚硫酸盐、硫化氢等[6,7]。（4）我国造纸工业废水治理水平远远落后于造纸工艺、产品、设备发展水平。我国造纸企业以中小厂居多，大多采用以麦草为原料的碱法工艺，由于草浆黑液碱回收存在技术问题及受企业生产规模或资金的限制，国内具有碱回收装置的企业仅50家左右，废液治理的比例低。1.2造纸中段废水的特点39 制浆造纸废水根据废水来源的不同，一般可分为三类：蒸煮废液(黑液或红液)、中段废水和造纸白水。由于中段废水水量大，含有大量的高分子有机物，如木质素、纤维素等，且在漂白工段所产生的废水中还含如二氯苯酚、氯化邻苯二酚等有毒有机氯化物，这使得中段废水成份较为复杂，治理方法难以经济有效。国外，制浆造纸技术先进的国家主要通过技术革新和采用新工艺，减少用水量，漂白废水回用等途径减少废水和污染物排放量，走厂内治理的路子。在厂外治理方面，多数国家采用单一的物化法、生化法或同时采用两种方法，以满足不同的排放要求。目前，发达国家特别注重漂白废水中有机氯化物污染控制。国内，近几年来有关单位对造纸中段废水的治理作了一些有益的探索和试验[8]。另外，我国造纸企业，产品种类较多，制浆方法不一，所要求的废水处理程度不尽相同，难以较为合理地用一种固定的处理方法以满足其排放要求。1.3处理后污水水质目标为保护生态环境，国务院决定自1996年起陆续关闭年生产规模在1．7万吨以下的造纸企业，2000年底要求全国所有的污染源排放物要达到国家或地方的标准。从2008年8月1日，国家环保总局又开始实施新的《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2008）[9]。即为：CODcr≤100mg/LBOD5≤60mg/LSS≤100mg/LpH=6—9根据所要达到的国家标准，综合考虑了废水来源、达标要求、系统运行稳定性，投资与运行成本等相关因素，在对各种处理工艺及设备性能进行了综合分析比较后，为本厂废水处理系统选择合理的工艺及设备，以达到经济与技术的最佳平衡；并对工艺选择、流程设计、设备技术规范、运行成本和其他相关要求提供如下技术说明，以供建设方领导、专家选择参考。1.4课题设计的意义中段废水的污染治理是我国造纸工业治理的重点。这就使造纸废水“达标排放”迫在眉睫。所以寻求一种适应日益严格的废水排放要求和水资源日益紧张现状的水处理工艺有着深远的现实意义和社会意义。39 2设计说明2.1设计原则1.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家行业废水排放的有关标准。2.采用技术先进，运行可靠，操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。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.平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅，尽量节省占地。5.废水处理站应尽量使操作运行与维护管理简单方便。2.2处理工艺流程2.2.1污水处理工艺流程卡鲁塞尔氧化沟属于活性污泥法中延时曝气类型，同其它类型的活性污泥法相比，剩余污泥较少，除营养盐与脱水用絮凝剂，整个系统不加任何药剂，处理后的排水即能达到国家排放标准。该法具有以下优点：（1）耐冲击负荷能力强，可承受较大程度的水质变化，短时进水COD即使高达3000mg/L，也不影响生物的活性和出水水质；（2）去除率高，COD去除率为86%，BOD去除率为81%；（3）操作维护方便，运行稳定性好；（4）电耗低；(5)具有缺氧、厌氧、好氧的综合功能，不需生物选择器，即可抑制丝状菌的生长，避免污泥膨胀。造纸中段废水沿排水管道经格栅截流污物后，自流进入集水池，由污水泵提升送至一沉池，去除细颗粒及杂质后，废水进入卡鲁塞尔氧化沟，同时对其进行表面曝气，废水中的有机物经缺氧-厌氧-好氧工艺分解后，出水水质符合《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2008）中非木浆漂白标准[10]。（工艺流程如图1所示，详细参见图纸中工艺流程框图）。39 　事故池　　　表面曝气加药设备计量泵中段废水格栅调节池　污水泵一沉池　　卡鲁塞尔氧化沟　二沉池出水垃圾外运污水泵泥回流泵回流污泥污泥回流池离心脱水机计量泵加药设备剩余污泥污泥泵　　　　　　　　泥饼外运污泥浓缩池滤液带式脱水机上清液滤液图1造纸中段废水处理工艺流程2.2.2工艺流程说明由厂区收集来的造纸工业废水经过机械格栅拦截垃圾杂物，出水提升泵进入调节池，计划调节池的停留时间为1小时。污水经调节池进入初沉池。调节池对后续处理构筑物对水质水量稳定性起调节作用，因为污水水量变化不大，所以调节池设计容积较小。出水经二沉池（选用辐流式沉淀池）进行排放。其中初沉池颗粒较大的砂子杂物靠重力沉降到池底，污水流入调节池，而污泥杂物由泵抽调进入污泥井。二沉池的污泥自流进入污泥回流池。池内设有污泥泵，将井内污泥调到污泥浓缩池去，经浓缩后污泥输送到污泥脱水系统，利用带式压滤机进行脱水，最后把泥饼外运。2.2.3各处理单元处理效果览表表1各处理单元处理效果表项目（mg/l）处理单元pHCODBODSS原水6～91000～1500350～40090～130格栅去除率6～95%4%6%出水浓度6～9950～1425336～38484.6～122调节池去除率6～97%6%7%出水浓度6～9883.5～1325.3315.8～36158.7～11339 初沉池去除率6～920%2%44%出水浓度6～9706.8～1060.2309.5～35432.9～63.3卡鲁塞尔氧化沟去除率6～986%81%79%出水浓度6～999.0～148.459.2～67.36.9～13.3二沉池去除率6～934%11%9%出水浓度6～965.2～98.052.7～59.96.3～12.1要求目标出水浓度6～9≤100≤60≤10039 3计算说明书污水处理工艺具体设计计算进水情况：（Q=10000m3/d，上浮20%进行计算）Q＝12000m3/d=500m3/h=0.139m3/s；COD=1000-1500mg/L；BOD=350-400mg/L；SS=90-130mg/L。3.1污水处理系统3.1.1格栅设在这阶段COD处理率为5%，BOD处理率为4%，SS的处理率为6%。那么出水：COD为950～1425mg/L，BOD为336～384mg/L，SS为84.6～122mg/L。设计流量：最大日流量Qmax＝0.139m3/s；栅条间隙宽度b＝0.050m,栅前水深h=0.4m,过栅流速v＝0.9m/s,格栅倾角=60。，格栅采用地埋式。如图2所示：图2地埋式格栅A栅条间隙数(n):B格栅宽度(B)：设计栅条宽度S=0.01mC进水渠渐宽部分长度(l1):进水渠宽B1＝0.02m，渐开部分展开角度a1＝20.D栅槽与出水渠道连接处的渐窄部分长度(l2):39 E通过格栅的水头损失(h1):设计栅条断面为锐边矩形，那么：F栅后槽总高度(H):栅前渠道超高h2=0.2mG栅槽总长度(L):H每日栅渣量(w):对于栅条间隙b=50mm的格栅，其栅渣量为每1000m3污水产生0.10m3污物设污水总变化系数Kz＝1.2格栅除污机选用2台WGS系列机械格栅，所选设备的技术参数为：安装角度为60°；电机功率为1.5kW；导流槽长度为1.5m；耙齿栅宽为828mm；过水流速≤1m/s；过水流量为10000-20000t/d。3.1.2调节池设在这阶段COD处理率为7%，BOD处理率为6%，SS的处理率为7%。那么出水：COD为883.5～1325.3mg/L，BOD为315.8～361mg/L，SS为58.7～113mg/L。A.调节池有效容积：设停留时间T＝1h，m3；B调节池的尺寸：规划其有效水深h=3.0m，采用方形池，则池表面积，所以，L=B=（取13m）。在池底设集水坑，水底以i=0.01的坡度坡向集水坑。C调节池前采用LXB-900-3-Z型螺旋提升泵三台，二用一备。该泵单台扬程为3m，螺旋外径900mm，提升流量为480m3/h,转速为48r/min,配用功率为11KW。3.1.3事故池A事故池有效容积为调节池的1/2，即；39 B事故池的尺寸：规划其有效水深h=3.0m，采用方形池，则池表面积，所以，L=B=（取9m）。在池底设集水坑，水底以i=0.01的坡度坡向集水坑。3.1.4一沉池设在这阶段COD处理率为22%，BOD处理率为2%，SS的处理率为44％；那么出水：COD为706.8～1060.2mg/L，BOD为309.5～354mg/L，SS为32.9～63.3mg/L。初沉池采用半地埋式，设二池。设停留时间取T＝2.5h，池子表面负荷q＝25-30m3/(m2.d)。如图3所示：图3一沉池A沉淀部分水面面积:（取q=25m3/(m2.d)）B池子直径：（取D=18m）C有效水深:h2（取q=25m3/(m2.d)）D沉淀池总高度①初沉池污泥量：②污泥斗容积：污泥斗上部半径r1=1.5m，r2=1.0m,则污泥斗高度h5=V1=39 ①污泥斗以下圆锥体部分容积：底坡落差共可储存污泥体积②沉淀池总高度：H=0.3+2.6+0.5+0.33+0.87=4.6m③沉淀池周边处的高度：E径深不校核：，在6-12范围内，满足要求。F采用机械刮泥选用2台BZX25型半桥式周边传动刮泥机[11]。根据有关技术资料，所选设备的技术参数为：①周边速度为2.0m/min；②驱动功率为0.37kw。3.1.5卡鲁塞尔氧化沟设在这阶段COD处理率为86%，BOD处理率为81%，SS的处理率为79％；那么出水：COD为99.0～148.4mg/L，BOD为59.2～67.3mg/L，SS为6.9～13.3mg/L。卡鲁塞尔氧化沟采用半地下式，设二池。设停留时间为24h，MLSS=4-6g/L，污泥回流比R=75%以上，泥龄25-30d。如图4所示：图4卡鲁塞尔氧化沟A氧化沟总容积：V=500×24=12000m3,则单座氧化沟容积V单=39 B取氧化沟有效水深h=5m，超高为1m，氧化沟深度H=5+1=6m，中间分隔墙厚度为0.25m。则氧化沟面积：C令单沟道宽度b=6m，则弯道部分的面积：；直线段部分面积；单沟直线段长度：（取35m）D进水管和出水管污泥回流比R=75%以上，管道流速v=1.0m/s，进水管流量（R取100%）。则管道过水断面管径，取0.30（300mm）。校核管道流速E出水堰及出水竖井①出水堰堰上水头高H=0.15m，堰宽b=为了便于设备的选型，堰宽b取1.3m，校核堰上水头H②出水竖井考虑可调桉安装要求，堰两边各留0.3m的操作距离。出水竖井长L=0.3×2+b=0.6+1.3=1.9m；出水竖井宽B=1.4m(满足安装要求)；则出水竖井平面尺寸为L×B=1.9m×1.4m,氧化沟出水孔尺寸为b×h=1.3m×0.5m。F投加营养盐的计算：营养盐投加比例：BOD：N：P=100：（1-2）：（0.2-0.4），而BOD为350-400mg/l，则每天投加尿素的最大量：39 ，每天投加磷酸三钠的最大量：[12]。选用JYB10-0.4型玻璃钢液体搅拌机，其技术参数为:液槽尺寸为；电机功率为0.55kW；叶轮直径为460mm；叶轮转速为131r/min；选用40FS-26A型塑料泵输送，其技术参数为:流量为6.55m3/h；电机功率为1.5kW；扬程为20.5m；转速为2900r/min；进口口径为40mm，出口口径为25mm。G曝气设备选择①实际需氧量AORⅠ去除BOD需氧量其中X为MLVSSg/l，取4.8g/l。Ⅱ剩余污泥中BOD的需氧量；总需氧量AOR=D1-D2=18109.63-16.02=18093.61kg/d，考虑安全系数1.1，则AOR=1.1×18093.61=19902.97kg/d。②标准状况下需氧量SOR式中——20℃时氧的饱和度，查表取9.17mg/l；——T=25℃时氧的饱和度，查表取8.38mg/l；C——溶解氧浓度，0-4mg/l，取4mg/l；（取嘉兴的平均气压）；——修正系数，取0.85；——修正系数，取0.95。③单座氧化沟需氧量：39 SOR1=则每座氧化沟设四台DSB倒伞型叶轮表面曝气机，根据有关技术资料[13]，所选设备的技术参数为：叶轮直径D=3750mm；充氧量252kg02/h；电机功率132kW；叶轮转速30r/min。3.1.6二沉池设在这阶段COD处理率为43%，BOD处理率为11%，SS的处理率为9％；那么出水：COD为65.2～98.0mg/L，BOD为52.7～59.9mg/L，SS为6.3～12.1mg/L。二沉池采用地埋式，设二池。设停留时间取T＝3.6h，池子表面负荷q＝20-25m3/(m2.d)。如图5所示：如图5二沉池A沉淀部分水面面积:（取q=20m3/(m2.d)）B池子直径：（取D=20m）；C校核堰口负荷q’；D校核固体负荷：G=（满足要求）E澄清区高度:设沉淀时间为2.5h。（取q=20m3/(m2.d)）39 F污泥区高度设停留时间为2h。；G池边水深；H污泥斗高度设污泥斗底直径D2=2.0m，上口直径D1=3.0m，斗壁与水平交角600。则；I沉淀池总高度二沉池拟采用单管吸泥机排泥，池底坡度取0.01，排泥设备中心立柱的直径为1.5m。池中心与池边落差；超高为h1=0.1m；故池总高度；J流入槽设计采环行平底槽，等距设布水孔，孔径50mm，并加100mm长短管。①流入槽设流入槽宽B=0.8m，槽中流速取v=1.4m/s。槽中水深②布水孔数n布水孔平均流速；布水孔数个；③孔距l；④校核设导流絮凝区的宽度与配水槽同宽，则39 在10-30之间，合格。K采用机械刮泥选用2台CGX-28C型单周边传动刮吸泥机，根据有关技术资料[14]，所选设备的技术参数为：①周边速度为2.0m/min；②电机功率为1.5kw。3.2污泥处理系统3.2.1污泥井A污泥井污泥量：①剩余活性污泥量以VSS计：②剩余活性污泥量以SS计：；③剩余活性污泥量以体积计：；④污泥井污泥量以体积计：。污泥井有效容积：设停留时间T＝1h。39 ；B污泥井的尺寸：规划其有效水深h=2.5m，采用方形井，则井表面积，所以，L=B=。（取1.5m）在井底设污泥坑，水底以i=0.01的坡度坡向污泥坑。C污泥井外另设2台LXB-300型潜水排污泵[15]，一用一备，其技术参数为：①扬程为1.5m；②转速为110r/min；③电机功率为1.1kW；④排出口径为80mm；⑤流量为40m3/h。3.2.2污泥浓缩池设计水量Q=61.99m3/d,设表面负荷q=0.42m3/m2.h，停留时间T=7-9h剩余污泥含水率为99.6%，浓缩污泥含水率为98%[16]。如图6所示：如图6污泥浓缩池A浓缩池水面面积设计采用n=1个圆形辐流池。；B浓缩池直径浓缩池直径（取D=2m）C浓缩池深度H①有效水深：②超高h1=0.3m，缓冲层高度h2=0.3m，浓缩池设机械刮泥，池底坡度i=0.05，污泥斗下部直径D1=0.5m，上部直径D2=1.0m。池底坡度造成的深度污泥斗高度39 浓缩池深度HD刮泥机的选用选用周边传动浓缩池刮泥机，其技术参数为：①速度为1.25-3m/min。3.2.3污泥脱水系统带式压滤机的设计计算A浓缩污泥量；B带宽2.0m的压滤机台数设滤饼含水率达80%时，滤布移动速度为v=0.85m/min，过滤产率为248kg干泥/h。设脱水机工作每天三班，24h运行。则所需压滤机台数为：，取n=2设计选用带宽2.0m的滚压带式压滤机3台，其中一台备用。C附属设备①污泥投配设备选用3台单螺杆污泥投配泵，与3台滚压带式压滤机一一对应。每台投配泵的流量：投配泵的扬程应根据吸泥液位和压滤机高差及管路的水头损失计算。②加药系统用滚压带式压滤机脱水的污泥，化学调理设计为聚丙烯酰胺，消耗干药量为1-5kg/t干泥，取5kg/t。故每天药剂投加量：配制成浓度为1%的溶液体积：脱水机房每天工作为三班制，每班配药1次，则每次配药的体积为，考虑一定的安全系数和搅拌时的安全超高，故设计选用两个容积为3.0m3的药箱，配置两台JBK型反应搅拌机，浆叶直径为1200mm，功率为0.75kW，浆板外缘线速为5-6m/min[17]。聚丙烯酰胺投加浓度为0.1%，故选用3套在线稀释设备，包括3台水射器和3台流量计量仪，以及配套的调节控制阀件。聚丙烯酰胺药剂的投加采用单螺杆泵，共3台，每台泵的投加流量：39 ③反冲洗水泵根据带式压滤机带宽和运行速度，每台脱水机反冲洗耗水量为10-12m3/h,反冲洗水压不小于0.5MPa。故选用3台离心清水泵，二用一备。⑵离心脱水机的选型根据初沉池的污泥量Q=54.9m3/d，结合相关资料[18]，选用2台LW355×860-N型卧式螺旋卸料沉降离心机，一用一备。其技术参数为：转鼓直径为355mm；转鼓转速为1600r/min；电机功率为主18.5kw，副5.5kw；机器重量为2207kg；外形尺寸为2730mm×885mm×1035mm；处理能力为1.5-5m3/h。3.3其它设备构筑物的设计3.3.1脱水机房脱水机房1座，12.0m×6.0m×4.0m，为污泥脱水机房、加药间及污泥运送泵房，三班制，每班2人，定员6人。选用3台DYQ2000国产带式压滤机，2台2台LW355×860-N型卧式螺旋卸料沉降离心机[19]。3.3.2.生活区A传达室传达室1座，5.0m×4.0m×3.5m，为工厂收发和休息之用，定员1人。B综合楼综合楼1座，分三层，15.0m×8.0m×10.0m,包括生产管理用房(计划室、技术室、调度室、劳动工资室、财会室、技术资料室、电话总机室和活动室等)、行政办公用房（办公室、打字室、资料室和接待室等）、化验室（水分析室、泥分析室、天平室、仪器室、办公室和更衣室等）和宿舍等，定员7人。C食堂食堂1座，一层，10.0m×6.0m×3.5m，包括餐厅和厨房（烧火、操作、贮藏、冷藏、烘烤、办公和更衣用房等），定员4人。D浴室和锅炉房浴室和锅炉房各1座，一层，10.0m×6.0m×3.5m，男女浴室包括淋浴间、盂洗间、更衣室、厕所等，定员2人。E运动场运动场的面积为15.0m×10.0m，为员工业余休闲之用。3.3.3工作区A维修间维修间1座，一层，10.0m×6.0m×39 3.5m，包括机修间、电修间和泥水工间，定员4人。B仓库仓库1座，一层，12.5m×8.0m×5.0m，为存储之用，定员1人。C车库车库1座，一层，10.0m×6.0m×3.5m，包括停车间、检修坑、工具间和休息间等，定员1人（兼管堆棚）。D堆棚堆棚1座，一层，10.0m×5.0m×3.5m，为存储管配件之用。E绿化用房绿化用房1座，一层，4.0m×4.0m×3.5m，为绿化工及工具存储之用，定员3人。3.4高程计算由各构筑物的内部水头损失，再由经过各构筑物的流量、流速范围定出连接管的管径及坡度，然后推得各构筑物的水位标高。高程计算平均流速：水力坡度：沿程水头损失：局部水头损失：总水头损失：其中，d为计算内径，m为局部损失为沿程损失的倍数。此设计管道为300mm铸铁管，局部损失为沿程损失的0.3倍。设厂内坡度为0.0000，地面高程设为0.0m，则各构筑物高程如下：1）格栅栅前水面高程为：0.0-0.3=-0.3m格栅水头损失：0.20m格栅水力损失：0.49m39 格栅总损失：0.49+0.20=0.69m栅后水面高程为：-0.3-0.69=-0.99m2）预沉池沿程水力损失0.04m，局部损失0.01m，则总水力损失0.05m。预沉池水头损失：0.30m总损失：0.35m水面高程：-0.99-0.35=-1.34m3）预曝调节池沿程水力损失0.18m，局部损失0.06m，则总水力损失0.24m。水头损失：0.20m总损失：0.44m水面高程：-1.34-0.44=-1.78m4）泵站提升高度：5.5m泵出水口高程：5.5-1.78=3.72m自由跌落0.50m5）混凝沉淀池沿程水力损失0.04m，局部损失0.01m，则总水力损失0.05m。预沉池水头损失：0.55m总损失：0.60m水面高程：3.72-0.5-0.6=2.62m6）SBR反应池沿程水力损失0.04m，局部损失0.01m，则总水力损失0.05m。预沉池水头损失：0.40m总损失：0.45m水面高程：2.62-0.45=2.17m7）排水口高程为4.5m。39 4主要建、构筑物一览表表2主要构筑物设施表序号名称规格m3数量备注1格栅2.85×0.89×0.631地下/钢硂(前端深0.4米，后端深0.63米)2调节池18.0×18.0×3.01地上/一格/钢硂3事故池13.0×13.0×3.01地上/一格/钢硂4初沉池Φ25×4.62地上/一格（一泥斗）/钢硂5卡鲁塞尔氧化沟37.55×72.5×6.02半地下/钢硂6二沉池Φ28×5.132半地下/一格（一泥斗）/钢硂7污泥井1.5×1.5×2.51地下/一格/钢硂8污泥浓缩池Φ3.0×3.781地下/一格/钢硂9脱水机房12.0×6.0×4.01砖混10传达室10.0m×4.0m×3.5m1砖混11综合楼15.0m×8.0m×10.0m1砖混12食堂10.0m×6.0m×3.5m1砖混13浴室及锅炉房10.0m×6.0m×3.5m1砖混14维修间10.0m×6.0m×3.5m1砖混15仓库12.5m×8.0m×5.0m1砖混16车库10.0m×6.0m×3.5m1砖混17堆棚10.0m×5.0m×3.5m1砖混18绿化用房4.0m×4.0m×3.5m1砖混39 表3主要设备表序号名称型号单位数量备注厂家1格栅WGS-1000A台1栅条间隙宽度b＝50mm，机械清理污物宜兴天地环保设备有限公司2螺旋提升泵LXB-900-3-Z台3二用一备，将污水从调节池输到一沉池江苏一环集团3潜水排污泵50QW25-10-1.5台2一用一备，将脱水滤液输到一沉池上海申宝泵业有限公司4沉水污物泵CP（T）-50.75-50台2一用一备，把污泥井污泥调到氧化沟石家庄川源机械制造有限公司5潜水电泵KRTS51-160/002U台2一用一备，把污泥从初沉池调到污泥浓缩间上海申宝泵业有限公司6螺杆泵NM045SY01S4B台2一用一备，把污泥从污泥井输到污泥浓缩间上海申宝泵业有限公司7塑料泵40FS-26A台2卡鲁塞尔氧化沟运送营养盐用上海申宝泵业有限公司8表面曝气机DSB-3750套8卡鲁塞尔氧化沟曝气用杭州杭氧环保成套设备有限公司9液位计DB50型静压式台2调节池与事故池液位监测E＋H（北京）10带式压滤机DY2000套3二用一备污泥，脱水用无锡通用机械厂11加药装置JYB10-0.4套1卡鲁塞尔氧化沟加营养盐用宜兴天地环保设备有限公司12加药装置JBK台4污泥脱水用宜兴天地环保设备有限公司13流量计Proline50系列W150污水型套2电磁流量计，调节池与事故池流量检测E＋H（北京）14离心脱水机LW355×860-N套2一用一备，污泥脱水用上海化工机械厂15刮泥机BZX25型半桥式周边传动刮泥机台2一沉池刮泥之用无锡金源环境保护设备有限公司39 16刮泥机CGX-28C型单周边传动刮吸泥机台2二沉池吸泥之用唐山市博大环境工程机械有限公司17刮泥机周边传动浓缩池刮泥机台1浓缩池刮泥之用江苏南通华新环保设备工程有限公司39 5成本预算5.1工程概算表4污水处理工程投资估算表序号工程及费用名称工程估算费用（人民币：万元）土建工程设备与工器具购置安装工程合计⒈工程费用812.37523.11374.221709.70⑴污水处理构筑物614.86364.54332.801312.20格栅10.5021.2815.1646.94调节池9.8441.2813.7264.84事故池4.920.626.8612.40初沉池99.125.2842.26146.66卡鲁塞尔氧化沟306.22273.40188.70768.32二沉池184.2622.6866.10273.04⑵污泥处理构筑物0.200.250.250.70污泥井0.100.100.1500.35污泥浓缩池0.100.150.100.35⑶其他主要构筑物101.5894.3237.24233.14脱水机房4.7176.766.79188.26传达室2.280.100.052.43综合楼39.113.1626.9069.17食堂6.842.501.5010.84浴室及锅炉房6.845.001.5013.34维修间16.305.000.1021.40仓库11.401.500.1013.00车库6.840.100.107.04堆棚5.700.100.105.90绿化用房1.560.100.101.76⑷自控,化验,仪表43.3364.000107.33⑸厂内绿化26.330026.33⑹设备备件003.933.93⑺厂内管渠26.070026.07⒉工程建设其他费用00299.26299.2639 ⑴建设单位管理费0038.1338.13⑵工程监理费0040.4740.47⑶工程质检费007.337.33⑷办公及家具购置费0013.7313.73⑸设计费0024.6024.60⑹施工图预算审查费003.203.20⑺施工图预算编制费006.476.47⑻竣工图编制费003.203.20⑼勘察费0028.7328.73⑽招投标管理费004.674.67⑾工程保险费004.674.67⑿联合试运转费006.736.73⒀环境评价费005050⒁水土保持评价费0037.3337.33⒂各类评审费003030⒊预备费00213.20213.20⑴其中：工程因素00213.20213.20⑵价格因素0000⒋建设期贷款利息00155.08155.08⒌铺底流动资金00186.61186.61建设工程总投资812.37523.111171.372563.85占总投资的百分比31.69%20.40%47.91%100.00%5.2劳动定员和运行费用5.2.1劳动定员本污水处理设施共设管理及操作人员10人，人员配以专业知识：环境工程（或给排水）、机械、工业自动化等。5.2.2运行费用①动力费A格栅：每天工作24h，用电量。B调节池：潜水泵24h运转，用电量。C初沉池：沉水污物泵每天工作3.0h，用电量39 ；刮泥机24h运转，用电量。D卡鲁塞尔氧化沟：表面曝气24h运转，用电量；玻璃钢液体搅拌机每天3h，用电量；塑料泵每天3h运转，用电量。E二沉池：刮泥机24h运转，用电量。F污泥井：沉水泵每天工作3h，用电量；螺杆泵每天工作3h，用电量。G污泥脱水系统中，聚丙稀胺混凝药剂加药系统每天运行4.0h,用电量；污泥压滤机每天运行3.0h,用电量；离心脱水机每天运行3.0h,用电量。H其他用电量与照明共计250kw.h。合计每日用电量26362.15kw.h，基本电价为0.9元/(Kva.月)，电表读值综合电价0.50元/(Kva.h)，则电表综合电价（元/日），那么每年电费275.4万元。②工资福利定员10人，工资福利每人每年3.6万元，共计费用万元/年。③药剂费用聚丙烯酰胺混凝药剂1.6万元/t，每天用量为61.99kg，则污泥脱水聚丙胺药剂费为：万元/年。④运费每天外运24.80t泥饼，设运送距离为10km，自备运输工具，运价0.4元/(t.km)，费用为：万元/年。⑤维护费大修提成率2.1%；维护综合费率1.0%，维修费率按工程费用的3.1%算，年费用为：万元/年。⑥管理费万元/年。那么预计每立方米污水的运行费为0.68元/米3污水（合计年运行费用457.6万元/年）。39 6工程小结通过上述设计方案分析，我们确定以下结论：1)该项目符合国务院《建设项目管理规定》要求，亦符合环境主管部门对环境保护的要求，在政策上可行。2)所选用的卡鲁塞尔氧化沟工艺，技术成熟，设备选型优良，并用多个类似工程施工经验，在技术上可靠。3)污水站占地20550m2，投入使用后，出水达标排放，处理费用合理（0.68元/m3污水）。4)出水可回用，如清洗道路，绿化浇水等。39 参考文献[1]胡楠.有关我国造纸可持续发展战略的若干观点(提纲)[J].中华纸业,2000,2l(11):6-11.[2]潘蓓蕾.实行林纸结合,促进我国向现代化方向迈进[J].中华纸业,2000,21(9):6-9.[3]赵建.麦草酶法及机械酶法化学制浆及造纸废水的生物处理研究,山东大学博士后研究工作报告,2001.6(11):6-13.[4]吴晓晖,造纸废水的超声降解研究[D].武汉:华中科技大学.2003:25(6):12-16.[5]武书彬,造纸工业水污染控制与治理技术[M].北京:化学工业出版社,2001:l-50.[6]尹家贵.造纸中段废水上的物化处理研究[J].工业水处理,1999,21(4):19-21.[7]田旭中,周焕详.卡鲁塞尔氧化沟在麦草浆中段废水处理中的应用[J].给水排水,2001,27(8):48-51.[8]彭波,孙希文,胡在忠.普通活性污泥法治理碱法草浆中段废水[J],中华纸业,2001,21(12):52-53.[9]张安龙,王森,刘占.麦草碱性亚钠法制浆中段废水接触氧化法处理的研究[J].西南造纸,2004,33(5):13-14.[10]马乐凡,李晓林,王佑全.水解酸化一活性污泥法处理制浆中段废水[J].湖南造纸,2000,4:5-8[11]UlkuYetis,AylinSelcukandCelalF.Gokcay.ReducingChlorinatedOrganics,AOX,intheBleacheryEfluentsofaTurkishPulpandPaperPlant.Wat.Sci.Tech.1996,34(10):97-104.[12]余宗莲,金春姬,王丰岭.厌氧一好氧序列间歇式反应器处理造纸中段废水的研究[J].上海环境科学,2001,20(10):477-479.[13]武桐,付军,刘翔.ABR-SBR法处理草浆造纸中段废水试验研究[J].环境污染治理技术与设备,2004,5(1):72-76.[14]韩宏大,戴爱临.稳定塘处理造纸废水[J].中国给水排水,1992,8(3):29-31.[15]张伯生.用生物膜法一化学絮凝法组合工艺处理造纸中段废水[J].给水排水,1999,7:25-27.[16]疏明君,李友明,谢澄,陈中豪.内循环好氧三相流化床处理造纸中段废水[J].工业水处理,2002,22(5):24-27.[17]桧华,祝万鹏.草浆中段废水混凝沉淀-厌氧-好氧生物处理的工艺研究[J].给水排水,1999,25(1):44-47.[18]王双飞.白腐菌在造纸工业中的潜在用途[J].纸和造纸,1998,2:55-58.[19]Sonnenberg,LB,Watte，S.Jetal.Photolysisofchlorinatedorganiccompoundsinbleachplanteffluentsexposedtosunlight.TAPPIproceedingsof1994InternationalEnvironmentalConference：359-369.39 文献综述我国草浆中段废水处理工艺的现状及发展趋势一、前言我国造纸工业废水污染具有以下特点：（1）废水排放量大：国际上每生产1t浆纸综合排放170~400m3废水。目前我国每吨浆纸综合排放废水在300~600m3范围，远超过工业化国家的废水排放量[1]。占全国工业废水总排放量的10%~12%，仅次于化工和冶金工业，居第三位。（2）废水种类多、浓度大：造纸废水可分为制浆废水、中段废水及纸机白水三种。但由于原料、制浆方法的不同及各种化学药品的添加，造成不同的纸厂其废水性质相去甚远。（3）废水中含有大量的有毒物质：造纸废水中的毒性物质种类很多，有树脂类化合物、单宁类化合物、氯代酚、有机氯化物、有机硫化物等。无机的毒性化合物以含硫化合物为主，如硫酸盐、亚硫酸盐、硫化氢等[2]。（4）我国造纸工业废水治理水平远远落后于造纸工艺、产品、设备发展水平。我国造纸企业以中小厂居多，大多采用以麦草为原料的碱法工艺，由于草浆黑液碱回收存在技术问题及受企业生产规模或资金的限制，国内具有碱回收装置的企业仅50家左右，废液治理的比例低[3]。造纸中段废水是指化学法制浆生产过程中产生的除黑液外的全部废水，外排的中段废水是提取黑液后的蒸煮浆料在洗浆、筛选、漂白以及打浆中所排放的废水，由于处理不当而溢漏的黑液也可能混掺其中。这部分废水量较大，主要污染物为木质素和漂白过程中产生的氯酚类物质。中段废水的污染治理是我国造纸工业治理的重点[4]。目前，大多数中段废水经过预处理和二级生化处理可达到GB3544--2001的排放标准。但是2009年5月1日实行新标准制浆造纸工业水污染物排放标准(GB3544--2008)规定pH=6～9，COD≤150mg·L-1，BOD≤30mg·L-1，ρ(SS)≤50mg·L-1。这就使造纸废水“达标排放”迫在眉睫[5]。所以寻求一种适应日益严格的废水排放要求和水资源日益紧张现状的水处理工艺有着深远的现实意义和社会意义。二、主题部分2.1.中段废水预处理工艺2.1.1.混凝沉淀一级强化混凝主要通过投加高效专性混凝剂混凝沉淀的方法对水中大量的可絮凝沉淀物进行前期处理，从而有效降低后续装置的污染处理负荷，提高生化处理效率。新一代的无机高分子絮凝剂絮凝沉降法由于具有投资少、设备简单、停留时间短等特点，因此在中段废水处理中有着广泛的应用。贾青竹等用铝矿烧渣和硫铁矿烧渣制备聚硅铝铁絮凝剂，研究发现用聚硅铝铁处理造纸中段废水，废水的色度和COD去除率分别可达94.5％和79.0％。在相同用量下，聚硅铝铁对废水的处理效果优于市售聚合硫酸铁[6]。潘碌亭等采用氧化偶合絮凝法处理难降解的造纸废水，结果表明，在m(改性铝盐)：m(改性钙盐)=2:1，总投加量150mg·L-1，pH=7～8，反应时间为20min条件下，COD39 去除率高达85％，在最佳条件下处理效果高于硫酸铝、三氯化铁和聚合氯化铝，废水处理后可达标排放[7]。2.1.2.水解酸化水解酸化工艺就是考虑到产甲烷菌与水解产酸菌生长速度不同，将厌氧处理控制在反应时间较短的厌氧处理第1和第2阶段，即在大量水解细菌、酸化菌作用下将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，为后续工艺提供优质的进水(即提高可生化性)。王森等对草浆造纸中段废水进行了折流板式厌氧反应器水解酸化预处理的研究，研究结果表明进过水解酸化处理后废水的COD、BODs、SS去除率分别稳定在42％、13％、64％左右，废水可生化性由0.34增加到0.52，为后续好氧生物处理创造了有利条件[8]。2.1.3.高级氧化法一般物化法对难以降解的污染物没有明显效果，而化学氧化法却有相当作用，特别是高级氧化由于其显著的优势得到广泛应。姜燕等人通过用次氯酸钠在氧化镍的催化作用下处理造纸中段废水。结果表明，次氯酸钠催化氧化对造纸中段水有较强的色度去除能力，也能氧化水中的简单有机物和复杂有机物，并能使部分含环有机物开环，虽然次氯酸钠催化氧化对造纸废水的COD去除能力偏低。但是次氯酸钠催化氧化造纸中段水使BOD／COD的值从进水的0.222升到0.493，大大改善了废水的可生化性，为后续生化处理创造条件。TiO2光催化技术应用在造纸废水处理中，在COD降低的同时，可大大降低废水中的木素。美国造纸科学和技术研究院科技人员研究了制浆和造纸废水中溶解木素光降解效果。TiO2用量10mg·L-1，光催化降解2h后，明显降低了最终木素浓度，木素去除率达82％[9]。2.1.4.高效气浮法高效气浮装置是一种先进的快速气浮系统，它应用了浅池理论和“零速度”原理，集凝集、气浮、刮渣、沉淀、刮泥等多项功能于一体。浙江天听纸业有限公司采用高效气浮法处理进水pH6～9，COD≤820mg·L-1的造纸废水，处理后COD≤100mg·L-1。但是因为气浮设备去除的是SS及悬浮性COD，所以对于COD超过800～900mg·L-1的造纸废水[10]，在气浮处理之后，还需进行生化处理，进一步去除废水中溶解性COD，确保水质达标排放。2.2.中段废水二级生化处理工艺2.2.1.好氧生物处理好氧生物处理法是在氧参与的条件下，利用好氧微生物降解污染物质的方法。对于污染物浓度较低的废水一般采用好氧生物处理。应用于造纸废水处理的好氧生物法一般有活性污泥法、生物膜法等。孙剑辉等用SBR法处理碱法草浆造纸废水，采用限制性曝气，进水期lh，反应期3h，沉淀期1.5h，排水期1.5h，COD去除率可达84．5％。赵芝清、张凤君用改进式生物膜反应器和复合式牛物膜反应器装置处理COD为1145.69mg·L-1的造纸废水，在pH为6.5～8.5、HRT为10h、温度为29℃的条件下稳定运行近1个月，复合式生物膜反应器的出水COD平均110.1739 mg·L-1：改进式生物膜反应器出水COD平均126.75mg·L-1[11]。2.2.2.厌氧生物处理厌氧生物法处理高浓度有机废水具囱．独特的优势，该技术具有能耗低，负倚高，剩余污沈量少等优点，引起人们的广泛重视。但足，厌氧生物法启动和处理的时间较长，操作控制复杂，出水难以达标排放，常需同好氧联用。由荷兰Biothane公i司为加拿人StoneConsolidatedBathurst造纸厂建造的UASB反应器系统，容积达15600m3，日处理造纸废水的COD总鞋达l85t，处理效率为COD去除率50％～80％，BOD去除率75％～99％，说明厌氧技术特别是高速厌氧反应器技术是造纸废水处理的一种可行的技术[12]。除了UASB反应器外，还有瑞典的ACBiotechnics和Purac公司开发的Auament厌氧工艺即厌氧接触工艺，厌氧接触工艺与传统的消化池相比，负荷明显提高，减少了水力停留时间，因而作为厌氧接触法的主体构筑物消化池的容积也大大减小了，使设备的有机容积负荷率人人提高，已广泛应用于各国制浆造纸废水处理工艺中。2.2.3生物强化技术生物强化技术是指为了提高废水处理系统的降解能力，在生物处理体系中投加具有特定功能的微牛物来改善原有处理体系的处理效果，从而使废水的生物降解过程更具针对性、高效性。直接投加对口标污染物具有特效降解能力的微生物是生物强化技术应用最为普遍的方式。李雪芝等从8株不同的白腐菌中优选出一株处理效果最好的白腐菌处理造纸废水，研究发现COD降低84％以上，色度降低93％以上，并可以降低废水的pH，显示出了良好的工业化应用前景[13]。黄孢原毛平革菌可代谢木索及其衍生物(各种酚类化合物)，而它们正是制浆造纸废水的主要污染源，因此利用黄孢原毛平革菌来脱色此废水是很好选择。2.2.4.生物法张安龙以升流式曝气生物滤池深度处理碱法草浆中段废水，实验结果表明，COD、SS的平均去除率分别为31％、85％。但是曝气生物滤池在深度净化处理制浆造纸废水时，有机物去除率与废水的可生化性相关，如果2级生化处理后出水可生化性下降，则该法不适用。必须选择适宜的前段处理工艺来提高可生化性。庞金钊等采用微生物固定化技术中的生物填料法对造纸废水的2级处理出水进行深度处理，投加的微生物为白腐真菌和芽抱杆菌，最终的出水达到排放标准。2.3.中段废水深度处理技术2.3.1物化法2.3.1.1常规方法一般常规的物化方法有混凝、吸附、过滤。刘成波等对采用粉状活性炭吸附法深度处理废纸造纸废水进行了研究，处理后出水的COD降至100mg·L-1以下，达到了国家排放标准。叶丰采用双膜法即连续微滤和反渗透集成工艺对造纸废水进行深度处理，出水COD平均为3.2mg·L-1，各项指标均满足造纸工艺回用水的要求，是一种有效的造纸废水处理与回用方法[14]。39 2.3.1.2化学法刘汝鹏等应用Fe0-H2O2高级氧化方法对典型草类制浆造纸中段废水中的有机污染物进行深度处理，其反应机理包括氧化-还原、絮凝、电富集、截留、吸附等。对中段废水的COD和色度去除率分别为98％、77％以上，且有效去除或降解氯化木素。任朝华通过絮凝-纳米TiO2光催化氧化法对COD为1323mg·L-1造纸废水进行处理，结果表明，出水的COD为66.15mg·L-1，色度去除率达到98％以上，造纸废水的各项指标达到了排放标准。操作过程简单，反应条件可控，为以后造纸废水的深度处理提供了一条可行的处理途径和方法。幸福堂采用电凝聚法对中段废水进行了处理，COD可从l264mg·L-1降至112mg·L-1，去除率高达91.7％，说明电凝聚技术在造纸工业中段水深度处理方面值得深入研究[15]。乔瑞平等采用铁炭微电解法即强化的铁炭微电解与Ca(OH)2混凝联用对制浆造纸废水进行深度处理研究，出水COD为45mg·L-1，色度为15倍，pH为8.5，为该法在造纸废水中的应用提供了依据。张克峰等采用膜化学反应器对造纸废水的2级生化出水进行了实验，结果表明，最佳工艺条件下出水COD<100mg·L-1，出水完全可以回收利用。王卫权等将混凝-臭氧氧化工艺应用于造纸中段废水深度处理中。结果表明，废水色度降低至10倍以下，COD小于150mg·L-l。特别臭氧氧化对色度去除有显著效果[16]。2.3.2人工湿地人工湿地是由人工优化模拟湿地系统而建造的具有自然牛态系统综合降解净化功能，且可人为监督控制的处理系统。人T湿地利用基质一微生物一植物这个复合生态系统的物理、化学和牛物的二重协调作用，通过共沉、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对造纸废水的高效净化，同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环，促进绿色植物生长并使其增产，实现废水的资源化和无害化。漳州市天宝造纸厂因地制宜，利用荒废的低洼地建造日处理100t再生浆造纸废水的小型水葫芦一水草人工湿地，处理后出水灌溉香蕉园，实现了废水零排放，具有农业生态特征的废水治理模式[17]。虽然人工湿地可能出现人工湿地的堵塞现象，使得废水的有效停留时间减少，在湿地表面径流，影响湿地长期运行的稳定性，甚至使湿地系统失去其应有的功能等缺点，但是这项技术适合我国国情。尤其适合广大城镇和农村地区的中小型造纸企业的污水处理，具有极其广阔的应用前景。2.4联合方法在实际的中段废水处理中单一的处理方法有着应用的局限性，只有通过各种处理方法的联合，优势互补，才能做到经济性和实用性的统一。目前，联合工艺一般是物化法与生物法的联合。李永辉等采用水解酸化+SBR+深度处理工艺(混凝、Fenton氧化)对麦草浆废水进行处理试验，试验结果表明，该工艺能很有效地降解造纸废水中的有机物，使废水中大部分的COD得以去除，在试验确定的条件下，该工艺可以将造纸庹水中的COD降低到100mg·L-1以下。刘玉忠等对接触氧化+潜流式人工湿地系统处理造纸废水的运行情况进行了分析。结果表明COD、BOD和SS39 的去除率分别为95.7％、97.0％和92.8％，出水水质达到排放标准且可用于农灌，经济效益和环境效益良好。徐东辉等人对高浓度难生化造纸废水采用强化混凝+电解催化氧化+强化生物反应器工艺。其中电解催化氧化工艺大大提高了污水的可生化性，最终出水COD<100mg·L-1，该工艺可以在较低成本处理下使得出水达标排放。一级强化混凝+水解酸化+接触氧化+活性炭，是一种在现行草浆中段污水处理设施的条件下，容易通过改进工艺实现的处理工艺组合，有效削减草浆造纸企业污染物的排放量，出水达到新标准GB3544--2008的规定[18]。2.5清洁生产过去的几十年里，人们把控制污染的重点放在末端治理上，实践证明，这种方式基建投资大、运行费用高、经济负担过于沉重，连发达国家都难以承受。清洁生产与末端治理有所不同，它是在追求经济效益的前提下解决污染问题，要求在生产过程中节能、降耗、减污、增效，从而在源头七预防和削减污染，同时给企带来经济效益和环境效益。同样在中段废水的治理中，整个生产工艺都会影响处理效果。例如现在一些厂使用鼓式孔板的老式洗浆机，因有效过滤面积小，其黑液提取率不到80％，黑液浓度7～8Be(15℃)之间。由于黑液提取率和提取的黑液浓度都低，造成蒸发负荷大，回收碱成本高，更严重的是加大了黑浆中固形物的排放量，增加中段废水污染治理难度和成本[19]。使用高效改进的洗浆机，不仅增大了碱回收效率，同时使进入中段水的黑液减少，减轻中段水的处理负荷。梁实梅对老式洗浆机进行改造，强化浆层脱水，使出浆下度达到16％以上；把4台洗浆机串联的草浆黑液提取率提高到90％。沈阳某纸业有限公司采取的清洁牛产方案内容是：一是对废水进行微网过滤和斜板沉淀，从废水中回收纸浆，年节约原料100t，节水2000t；二是在微网过滤前增设一套圆网过滤装置，将水中大量纤维先期进行分离，提高微网过滤效果，这样可使生产用水的80％回用[20]。三、总结造纸中段废水中含有大量木素及其衍生物，可生化性差，而且含有有机氯等有毒物质，这些都不利于生物法的处理，所以有必要在生化处理工序之前添加预处理阶段，在去除大量悬浮物，有毒物质，COD的同时提高废水的可生化性，使后段依然保持很高的活性，适用范围和去除效率得到提高。大多2级生化处理方法在实际工程都已有很成熟的应用。但是生物强化技术即利用一些特种微生物对制浆造纸废液进行净化处理还处于实验室阶段。强化技术可以大大提高废水生物处理系统的处理效率，是一个颇具前途的研究方向。采用人工湿地等生态法，既可解决污染问题，又有利于生态环境的良性循环，还可节省投资和运行费用，具有良好的应用前景。但是生态法的应用受到土地资源及气候条件等多方面的限制，存在一定的局限性。在深度处理阶段，各种方法也存在各自的缺点，物化法成本高、再生困难、污泥量大等，生物法难于进一步降低COD。各种新技术的出现为造纸中段废水深度处理开辟了新途径，但不少新技术的工业化应用还存在一些待解决的实际问题。39 参考文献[1]韩彪.水解-好氧工艺处理造纸中段废水[J].污染防治技术,2003,16(4):97-99.[2]贾青竹,李超,王青臣等.聚硅锅铁絮凝剂在造纸中段废水处第36卷第2期中的应用[J].中围造纸,2006,25(7):7l-72[3]潘碌亭,肖锦,赵建大等.氧化偶合絮凝法在处理造纸废水中的应用[J].工业水处理,2002,22(12):32-33.[4]王森,张安龙.草浆中段废水水解酸化坝处理的研究[J].中国造纸,2007,26(5):25-28.[5]姜燕,张继明,孙斌.高效氧化技术处弹造纸小段水的研究[J].上海化工,2008,33(2):14-16.[6]姚光裕.用二氧化钛催化光降解制浆和造纸废水中木素[J].造纸信息,2005(12):27-29.[7]丁春生,刘宏远,王文等.高效气浮技术设备及其存造纸废水处理中的应用[J]浙江工业大学学报,2001,29(4):398—401.[8]田鹏飞,刘温霞.SBR及其发展工艺存制浆造纸废水处理中的研[J].造纸科学与技术,2008,27(2):53-55.[9]赵芝清,张风村.复合式MBR与改进式MBR处理造纸废水的研[J].水处理技术,2008,34(3):67-69.[10]贺延龄.废水的厌氧生物处理[M],北京:中国轻工业出版社,1998.[11]李雪芝,赵建,阎飞等.白腐菌处理草浆造纸废水研究[J].中国造纸学报.2005,20(1):88-91,[12]HuynhVB,ChangM,JoiceTW,eta1.Dechlorinationofcholoro-organicsbyawhite-rotfungus[J]TappiJ,1985,68:98-102.[13]贺进涛,武书彬.人工湿地处理造纸废水的应用前景[J].造纸科学与技术,2006,25(1):41-44.[14]刘成波.活性炭吸附法去除废纸造纸废水中COD[J].纸和造纸,2003(4):66-68.[15]叶丰,戴品,马春明等.续微滤和反渗透集成工艺深度处理造纸废水[J].天津工业人学学报,2008,27(2):44-47.[16]刘汝鹏,于水利.FeO-H2O2深度处理造纸中段废水的研究[J].中国给水排水,2006,22(11):73.75.[17]任朝华.絮凝.纳米二氧化钛光催化氧化法处理造纸废水[J].纸和造纸,2007,26(4):68.70.[18]幸福堂,刘成焱,刘红.电凝聚法处理造纸中段废水的研究[J].工业水处理,2005,25(4):40-43.[19]乔瑞平,孙承林,于永辉等.铁炭微电解法深度处理制浆造纸废水的研究[J].安全与环境学报,2007,7(1):57-59.[20]张克峰,邢丽贞,张彦浩等.膜化学技术在造纸废水深度处理中的应用研究[J].环境工程,2004,22(4):10-11.39 开题报告10000t/d的造纸中段废水处理工艺方案及其设计一．选题的背景、意义造纸工业是一个与国民经济发展和人类文明建设密切相关的重要产业，是国民经济的一个基础工业。随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，对纸和纸板的需求量也快速增加，2005年，我国机制纸和纸板的产量达到3800～4000万吨，比2000年的3000万吨增加27％～33％，预计2015年将达到6000万吨，比2005年计划增长58％～63％．目前我国人均纸张消费量约12千克／年，仍比世界人均40千克/年的消费量低的多[1,2]39 。因此，中国的造纸市场前景是十分广阔的。随着我国经济的持续发展和人民生活水平的提高，对纸张的需求将大幅度增加，造纸工业也面临着一个发展的大好机遇。在我国，造纸工业在给人类带来巨大利益的同时也造成了严重的环境污染．中国纸业“约3200万吨(1995年)的庞大生产能力，却支撑在两只泥足之上：一只是‘草’，即以草类纤维为制浆主要原料的路线；另一只是：‘小’，即以发展小造纸厂为主的产业组织路线”[3,4]。造纸行业的污染治理是整个国家环保工作的重要组成部分。为保护生态环境，国务院决定自1996年起陆续关闭年生产规模在1．7万吨以下的造纸企业，2000年底要求全国所有的污染源排放物要达到国家或地方的标准[5]。从2008年8月1日，国家环保总局又开始实施新的《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2008）。制浆造纸废水根据废水来源的不同，一般可分为三类：蒸煮废液(黑液或红液)、中段废水和造纸白水[6,7]。由于中段废水水量大，含有大量的高分子有机物，如木质素、纤维素等，且在漂白工段所产生的废水中还含如二氯苯酚、氯化邻苯二酚等有毒有机氯化物，这使得中段废水成份较为复杂，治理方法难以经济有效。国外，制浆造纸技术先进的国家主要通过技术革新和采用新工艺，减少用水量，漂白废水回用等途径减少废水和污染物排放量，走厂内治理的路子。在厂外治理方面，多数国家采用单一的物化法、生化法或同时采用两种方法，以满足不同的排放要求。目前，发达国家特别注重漂白废水中有机氯化物污染控制。国内，近几年来有关单位对造纸中段废水的治理作了一些有益的探索和试验[8]。另外，我国造纸企业，产品种类较多，制浆方法不一，所要求的废水处理程度不尽相同，难以较为合理地用一种固定的处理方法以满足其排放要求。二、相关研究的最新成果及动态从造纸中段废水成份可以看出，废水含有较高的COD、BOD，不仅耗氧高，而且由于含有大量木质素和植物有机色素，其色度也很深。同时，木质素和树脂生成的皂类，在生化处理时会产生大量不易消散的泡沫，不仅恶化表观环境，影响水体充氧，而且还会对废水处理，特别是生物处理带来十分不利的影响。目前，中段废水的处理主要以物化法和生化法联合处理为主。2.1物化方法39 所谓物化法是指物理方法和化学方法以及二种方法相互结合的方法总称。主要包括沉淀、气浮、混凝、过滤、磁分离、活性炭吸附、膜分离(电渗析、反渗透、超滤)、离子交换、化学氧化还原、臭氧消毒等方法[9,10]。由于投资与运行费用等经济方面的原因，磁分离、活性炭吸附、膜分离(电渗析、反渗透、超滤)、离子交换、化学氧化还原、臭氧消毒等方法在造纸废水处理中应用较少。所以，较多采用的主要是沉淀、气浮、混凝、过滤等方法，亦可称为普通物化法。目前，处理造纸中段废水的物理一化学方法主要是化学混凝一沉淀法[11]。2.2生化方法生化法的主要作用是：吸附去除，微生物代谢降解，活性污泥或生物膜沉降。生化法的核心是微生物的代谢作用，即微生物以污水中的有机物为营养，在好氧、厌氧和厌氧+好氧等条件下对有机物进行降解，同时微生物得到增殖。(1)好氧活性污泥法活性污泥法是目前制浆造纸废水生化处理的主要方法。但对于造纸行业漂白中段废水。传统的活性污泥法只能去除14～55％的AOX和COD，要达到40％以上的去除率，污泥停留时间(SRT)需20天以上，在工厂规模下要达到45％以上的可吸附有机卤化物(AOX)去除率，SRT须大于50天[12]。(2)SBR法SBR工艺即序批式活性污泥法，其进水、反应、沉淀、排放和闲置在同一池中完成，周期运行。具有以下特点：(1)工艺流程简单、管理方便、造价低。其工艺只有一个反应器，不需要二沉池，不需要污泥回流设备，一般情况下也不需要调节池；(2)处理效果好；(3)有较好的除磷脱氮效果；(4)污泥沉降性能；．(5)独特的运行情况决定了它能很好的适应进水水量、水质波动[13,14]。(3)接触氧化法生物接触氧化处理技术是在池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化．因此，生物接触氧化处理技术又称为“淹没式生物滤池”。(4)厌氧法石灰草浆蒸煮废液、石灰法稻草浆浓废液、碱法制浆废水等都具有pH高、COD高、色度高而BOD/COD较低等特点[15]，其直接好氧生化处理难度较大，所以，厌氧法受到广泛关注，近年来人们对这一领域作了广泛深入的研究。(5)厌氧法+好氧法39 厌氧一好氧联合处理中段废水也是可行的方法之一。厌氧一般采用水解酸化技术，提高废水的可生化性，同时进行还原性脱氯反应以去除废水中的氯代有机物。(6)生态法针对我国造纸厂规模小、数量多及我国经济发展水平低、水资源紧张的现状，目前，水生植物一稳定塘和土地处理系统这两种处理方法受到广泛关注。2.3深度处理方法尽管经过物化联合生物处理后COD有较大的降解，但是处理出水COD和色度仍较高，为此需进行深度处理。国内外多采用混凝、高级化学氧化法、电解法、利用特种微生物等进行深度处理[16]。(1)电解法电解法使用铁作为电极，利用电解时产生的铁离子凝聚废水中的有机物，并利用电解时产生的微气泡将凝聚物气浮至水面。电解法的优点是占地小、去色效果好，缺点是耗电、耗铁量大、处理成本高，适用于小规模的工程。(2)利用特种微生物处理技术国内王双飞、徐海娟等利用特种微生物对造纸废水的研究，目前研究较多并表现出高效降解木质素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为深入的一个典型高效菌种。(3)高级化学氧化技术的处理化学氧化工艺处理造纸废水泛指借助于氧化性物质，如H2O2、O3、O2、CIO2、KMnO4等[17,18]，在一定条件下使废水污染物降解或使其化学结构发生变化，从而去除或降低其对环境污染的过程。有大量自由基参加的化学氧化处理工艺称为高级化学氧化，其可使废水中有机污染物彻底分解，是近年来备受重视的水污染治理技术[19,20]。（4）HCR工艺近几年来发展的HCR(HighPerformanceCompactReactor，高效好氧生物反应器)工艺，主要是利用高效射流曝气技术，产生细气泡来加快氧从气态传质到液态，通过加快氧转移到液体中的效率和缩短转移路程来强化氧的转移，通过细菌附聚物的分解产生的薄膜来扩大废水和细菌薄膜片间的接触面积，该工艺具有高效的氧转移效率和传质效率。氧气利用效率超过传统活性污泥法的3～4倍[21]。目前，在广州造纸厂已有实际应用工程。39 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标1、课题研究内容本课题研究的主要内容是对10000t/d的造纸中段废水处理工艺方案及其设计，主要包括：（1）确定污水处理厂的工艺流程，选择处理构筑物并通过计算圈定其尺寸；（2）画出污水厂的工艺平面布置图，内用包括表示出处理厂的范围，全部处理构筑物及辅助构筑物，主要管线的布置，主干道及处理构筑物发展的可能性；（3）画出污水处理厂流程高程布置，表示远水，各处理构筑物的高程关系，水位高度以及处理出水的方式；2、拟采取的研究方法目前造纸中段废水的处理依据各造纸厂原料不同所产生的废水水质不同而采用不同的污水处理方法。通过资料查阅，对于原水CODcr≤1500mg/L的废水多直接使用好氧生物法；而对于CODcr≥1500mg/L的废水，则在进行好氧生物处理之前须进行厌氧的预处理。3、研究的目标经过处理后水质达到国家一级标准（GB3544—2008）《制浆造纸工业水污染物排放标准》。即为：CODcr≤100mg/L≤6kg/tBOD5≤60mg/L≤3.6kg/tSS≤100mg/L≤6kg/tpH=6—94.难点39 设计中的有关计算及CAD画图四、论文详细工作进度和安排2010.09-2010.11指导老师下达任务，并做好准备工作2010.11-2010.12收集资料，文献检索，对文献进行整理2010.12-2010.12完成与论文相关的外文翻译并开始实验阶段2010.12-2011.01完成文献综述与开题报告2011.01-2011.03工程方案设计2011.03-2011.05工艺图纸设计2010.05-2011.06毕业设计论文修改并定稿39 五、主要参考文献[1]胡楠.有关我国造纸可持续发展战略的若干观点(提纲)[J].中华纸业,2000,2l(11):6-11.[2]潘蓓蕾.实行林纸结合,促进我国向现代化方向迈进[J].中华纸业,2000,21(9):6-9.[3]赵建.麦草酶法及机械酶法化学制浆及造纸废水的生物处理研究,山东大学博士后研究工作报告,2001:6-9[4]吴晓晖.造纸废水的超声降解研究[D].武汉:华中科技大学,2003:25-28.[5]武书彬,造纸工业水污染控制与治理技术[M].北京:化学工业出版社,2001:l-50.[6]尹家贵.造纸中段废水上的物化处理研究[J].工业水处理,1999,(4):19-21.[7]田旭中,周焕详.卡鲁塞尔氧化沟在麦草浆中段废水处理中的应用[J].给水排水,2001,27(8):48-51.[8]彭波,孙希文,胡在忠.普通活性污泥法治理碱法草浆中段废水[J],中华纸业,2001,21(12):52-53.[9]张安龙,王森,刘占.麦草碱性亚钠法制浆中段废水接触氧化法处理的研究[J].西南造纸,2004,33(5):13-14.[10]马乐凡,李晓林,王佑全.水解酸化一活性污泥法处理制浆中段废水[J].湖南造纸,2000,4:5-8.[11]HALLE.R.TreatabilityStudiesofCanadianPulpandPaperwastewaters.EnvironmentCanadiaReport.NO.WTC-BIO-01-1998,BurlingtonOntario.[12]UlkuYetis,AylinSelcukandCelalF.Gokcay.ReducingChlorinatedOrganics,AOX,intheBleacheryEfluentsofaTurkishPulpandPaperPlant.Wat.Sci.Tech..1996,34(10):97-104.[13]余宗莲,金春姬,王丰岭.厌氧一好氧序列间歇式反应器处理造纸中段废水的研究[J].上海环境科学,2001,20(10):477-479.[14]武桐,付军,刘翔.ABR-SBR法处理草浆造纸中段废水试验研究[J].环境污染治理技术与设备,2004,5(1):72-76.[15]韩宏大,戴爱临.稳定塘处理造纸废水[J].中国给水排水,1992,8(3):29-31.[16]张伯生.用生物膜法-化学絮凝法组合工艺处理造纸中段废水[J].给水排水,1999,7:25-27.[17]疏明君,李友明,谢澄,陈中豪.内循环好氧三相流化床处理造纸中段废水[J].工业水处理,2002,22(5):24-27.[18]桧华,祝万鹏.草浆中段废水混凝沉淀-厌氧-好氧生物处理的工艺研究[J].给水排水,1999,25(1):44-47.[19]王双飞.白腐菌在造纸工业中的潜在用途[J].纸和造纸,1998,2:55-59.[20]Sonnenberg,LB,Watte,S.Jetal.Photolysisofchlorinatedorganiccompoundsinbleachplanteffluentsexposedtosunlight.TAPPIproceedingsof1994InternationalEnvironmentalConference:359-369.[21]Archibald,FandRoy-Arcand,L.PhotolysisofkraftbleacheryeffluenthighMolecularweightorganochlorineandcolor.TAPPIproceedingof1994InternationalEnvironmentalConference:259-270.39'