2000吨日爆破制浆废水处理的工艺设计

第1页目录1.设计任务与基本资料…………………………………………………11.1设计任务…………………………………………………………11.2污水基本情况……………………………………………………21.2.1污水来源……………………………………………………21.2.2爆破制浆简介………………………………………………22.工艺流程说明…………………………………………………………52.1设计思路…………………………………………………………52.2设计工艺流程图…………………………………………………63.设计计算………………………………………………………………73.1斜网………………………………………………………………73.2平流式沉淀池……………………………………………………73.3泵房…………………………………………………………………103.4气浮池………………………………………………………………113.4.1压力溶气法特点……………………………………………113.4.2设计计算过程………………………………………………123.5配水井1……………………………………………………………173.6UASB…………………………………………………………………173.6.1UASB特点…………………………………………………173.6.2设计计算…………………………………………………183.7接触氧化池…………………………………………………………223.7.1接触氧化池的特点…………………………………………223.7.2设计计算……………………………………………………233.8配水井2……………………………………………………………283.8.1配水井直径…………………………………………………283.8.2配水井高……………………………………………………283.9二沉池………………………………………………………………283.10污泥浓缩池………………………………………………………333.11压滤………………………………………………………………383.12各部分管径………………………………………………………38第2页4.平面与高程布置………………………………………………………414.1平面布置……………………………………………………………414.1.1污水处理站平面布置特点…………………………………414.1.2构筑物的布置………………………………………………414.2高程布置……………………………………………………………424.2.1概述…………………………………………………………424.2.2构筑物阻力估算……………………………………………424.2.3管路阻力粗算………………………………………………434.2.4说明…………………………………………………………454.2.5选泵…………………………………………………………465.设备一览表……………………………………………………………476.投资估算………………………………………………………………506.1土建…………………………………………………………………506.2设备…………………………………………………………………506.3管路…………………………………………………………………516.4每日电耗……………………………………………………………516.5人工费………………………………………………………………526.6药剂费………………………………………………………………536.7总计…………………………………………………………………537.参考文献………………………………………………………………54附录一：图纸统计表………………………………………………………55英文原文……………………………………………………………………55中文翻译……………………………………………………………………64致谢…………………………………………………………………………70第1页1设计任务与基本资料1．1设计任务本设计任务为徐州某造纸厂生产废水的处理，设计处理量2000吨/日，为了提高制浆效率和减少对环境的污染、提高经济效益，该厂经过改造，引进一套爆破制浆的纸浆生产工艺，由于工艺的改变，原有的污水处理设施不再满足新的废水的处理要求，所以需要进行对污水处理设施的重新设计。根据厂方提供的实验数据，进水水质数据如表1-1：表1-1CODcrBOD5SS5417mg/l3440mg/l1500mg/l我们可以把设计进水水质定为：表1-2CODcrBOD5SS时变化系数进水水面标高氧化塘水面标高5500mg/l3500mg/l1500mg/l1.2-0.5m-0.7m本企业制造的是本色非木浆瓦楞纸，根据下列标准：表1-3造纸工业水污染物排放标准值（GWPB2-1999）排水量3）生化需氧量(BOD5)化学需氧量(CODCr)悬浮物(SS)可吸附有机卤化物(AOX)4）pHm3/tkg/tmg/Lkg/tmg/Lkg/tmg/Lkg/tmg/L制浆、制浆造纸1）水浆本色15010.57052.5350151006～9漂白22015.47088400221002.64126～9非木浆本色1001010040400101006～9漂白30030100135450301002.796～9造纸2）一般机制纸、纸板603.660610061006～9综上，这里使用表1-4排放标准值：第2页表1-4CODcrBOD5SS4001001001．2污水基本情况1．2．1污水来源该项目废水有生产废水、锅炉冷却废水和生活污水，其中生产废水占绝大部分。i)生产废水根据生产工艺分析，该项目为麦草爆破法制造瓦楞纸，工艺过程中不添加化学药剂，与化学法制浆造纸相比不存在难于处理的造纸黑液问题，其生产废水大部分可经处理后回用。但是在爆破法生产瓦楞纸的生产过程中仍有大量的废水产生，废水具有CODcr浓度较高，SS浓度大，含有机物质多的特点。生产废水主要来源于以下几方面a．制浆废水在纤维成浆、洗浆筛选等制浆过程产生含有固态物、有机物、CODcr、BOD等高浓度污染物质的废水，这部分废水由浓缩机过滤后直接排至污水站处理。b．抄纸废水由造纸机网部脱出的白水浑浊度较高，其中含有大量纤维等，这部分的白水经沉淀后可直接回用。c．锅炉废水该废水属锅炉蒸汽在爆破后的冷却水，几乎不含有杂质，锅炉冷却水量大约为锅炉用水量的80%，此类冷却水可完全循环使用，只需补充少量损耗水即可。ii)生活污水生活污水主要有厨房废水、卫生间污水等，该公司每天总用水量约为2吨，按生活污水排放系数为0.8计算，则每天需排放生活污水量为1.6m3，其中主要污染物为有机物、氨氮、悬浮物等，但浓度不高，该部分污水不排入本厂污水处理厂，而是和雨水一起由另一条管路外排。1．2．2．爆破制浆简介第3页简介造纸主要是利用纤维原料中的纤维物质生产各类纸产品。植物细胞中的纤维为木素及其它非纤维物质所粘结，造纸制浆的任务就是要把纤维和木素、醣类等其它非纤维物质分离，提供优质纸浆进行纸的抄造。造纸技术发展到今天，主要采用的制浆方法有化学制浆、机械制浆、化学机械制浆等工艺方法，化学制浆又分成硫酸盐法与碱法制浆、亚硫酸盐法制浆、以及原始的石灰法制浆工艺。机械制浆和化学机械制浆是一种借助机械作用从木材和非木材造纸原料中分离获取纤维的制浆方法，和化学制浆相比，纸浆得率高、污染负荷低，废水毒性小，被称为低污染的制浆方法。进入上世纪80年代，二种新的低污染制浆方法引起人们的重视，即“爆破法制浆”和“生物法制浆”。爆破制浆国内外应用情况（1）国外情况自20世纪80年代中期以来，加拿大魁北克大学和法国Grenoble大学对爆破法制浆作了大量的研究工作，尤其是加拿大魁北克大学的B．V．Kokta教授所领导的研究小组，对爆破法制浆进行了大量的工艺研究。在此基础上，加拿大Staketech公司开始把汽蒸爆破技术用于生产高得率纸浆，该公司技术是连续爆破法，以草类原料生产包装纸板，但未见有用阔叶木原料的报道。除此之外，美国、日本等也有利用爆破法制浆生产包装纸的应用报道。（2）国内情况北京林业大学爆破制浆课题组自行设计、加工、安装了一套爆破装置。爆破器为直立圆筒状，容积为7.5L，可装绝干木片约1kg。高压蒸汽由电热锅炉产生，电热锅炉输入功率为9kW，工作压力可达3.5Mpa，两台爆破器并联，可交替爆破，运转正常。北京林业大学还成功的设计了年产6000t浆、1.2万t浆的工业化爆破器，已成功的在河北、江苏、河南、山东等地建成投产。陕西省商洛造纸专利技术有限公司在纸浆喷射器的基础上设计了爆破器。其工艺采用低用碱量、快升温、短时间保温后，利用蒸球内的高压对纸浆进行全压爆破、膨化、撕裂，再经喷放管至喷放锅短时间的低压二级蒸煮，得到爆破浆。第4页华南理工大学对爆破法高得率制浆控制系统进行了研制，通过控制加料球阀、进汽阀、蒸煮时间、爆破球阀来控制爆破过程，此系统的蒸煮器(即爆破反应器)容积小试30L，中试300L，蒸汽压力1.3～1.6Mpa。我国内蒙古畜牧科学院也对爆破设备进行了研究，但其设备图形未见报道。徐州市华达机电设备有限公司研制开发出了气体混爆制浆技术及设备，其爆破器为直立圆筒状，直径1.8m，高8.6m，可以装草料1t，该设备操作简单，自动化程度高，可以通过PLC编程实现自动化控制。华南理工大学对爆破法制浆的机理以及工艺、设备和控制进行了系统的深入的研究，特别是通过对爆破过程中植物纤维细胞的形态及相关的物理和化学变化的研究取得了创新的成果。其制浆技术可控性好，通过控制一定的工艺参数和爆破罐几何形状以及喷放口的独特设计，均可获得良好的纸浆。获得专家一致好评，并认为产业化试验成果达到国际先进水平。近几年来，爆破法制浆产业化在国内逐渐被提到议事日程上，据不完全统计，已有江苏南京秦淮纸业有限公司与新中华纸业投资公司合资，从国外引进连续式爆破法制浆生产线生产爆破浆，至今由于资金关系，还存在一定的问题。而间歇式爆破法制浆由于投资少，上马容易，不少省市的造纸公司和企业，如陕西省宝鸡瀚森园、广东揭东县华豪纸制品有限公司、河南省各县镇造纸厂(许多是化学制浆污染严重被关停的造纸厂)都纷纷在筹建爆破法制浆厂。推行爆破制浆技术的意义推行爆破制浆，十分有利于推行清洁生产，能从源头上控制污染物的产生。中国是个农业大国，每年产生很多稻草，稻草的处理也是当前一大难题，焚烧稻草污染空气，秸秆还田还不十分普及，农村有大量富余稻草资源，而且中国目前森林资源遭受严重破坏，已经禁止砍伐天然林，国际进口木浆价格也飞速上涨，对于质量要求不高的瓦楞纸，如果能将稻草利用起来，每年将会节约很多森林资源，当然，由于传统稻草制浆污染太大，需要使用新型工艺改善这一状况。改革开放以来，我国轻工业得到了快速发展，一大批乡镇企业和民营企业相继崛起，几年来，通过强化环境管理，企业普遍实现了增产减污的发展目标。对于一些中小型企业，资金有限，设备简陋，如果使用传统制浆方法第5页往往会产生很严重的污染，爆破制浆以下特点非常适合中小型企业：制浆得浆率高、低药耗、低能耗、低污染符合，从源头上就减少能量、物料的损耗，减少污染物排放，是建立一个集约型的生产体系的行业发展方向。2工艺流程说明2.1设计思路传统的石灰法造纸工艺，产生的污染大，特别是产生的纤维素、木质素等物质不易分解，稳定性很好，即使经过生化处理的废水，里面的纤维素、木质素也很难降解。改造后的造纸工艺，由于大分子糖类物质被分解为小分子糖类物质，生化性大大提高了，并且悬浮物也较高，设计主要围绕这几个特点进行。设计主要针对该废水高CODcr、高BOD5以及高悬浮物来进行。污水中的悬浮物主要是纤维素木质素等物质，木质素和纤维素的可生化性很低，在生化处理中几乎不降解，而且这些悬浮物进入生化反应器后，对生化反应器的运行影响较大，在UASB中，大量悬浮物会排挤UASB污泥层中的污泥，使得污泥层中的污泥几乎都是毫无生物活性的木质素、纤维素，严重影响UASB运