毕业论文开题报告无锡某纸业有限公司废水处理工程初步设计 9页

南京工程学院毕业设计开题报告课题名称：造纸废水处理工程初步设计学生姓名：王东指导教师：李红艺所在系部：环境工程系专业名称：环境工程南京工程学院年月日n说明1．根据南京工程学院《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。n毕业设计(论文)开题报告学生姓名王东学号207060731专业环境工程指导教师姓名李红艺职称副教授所在系部环境工程系课题来源自拟课题性质设计课题名称无锡某纸业有限公司废水处理工程初步设计毕业设计的内容和意义 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量及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：业废水总排放量的49_3％，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44．0％。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¨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。据统计，我国90以上的造纸企业为年产5000t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1t纸浆，可排放10ITI。左右浓黑液，总固形物含量达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。n文献综述1、基本处理方法　　1.1气浮或沉淀法　　采用气浮或沉淀方法，通过投加混凝剂，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。其典型的处理工艺流程如下：　　废水→筛网→集水池→气浮或沉淀→排放　　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。　　气浮和沉淀法各自的优缺点比较见表1。表1气浮与沉淀法比较处理方法优点缺点气浮1.处理效果稳定、可靠2.占地面积小3.污泥量少，易于脱水4.土建费用低1.设备费用较高2.运行电耗略高沉淀1.处理方法成熟、稳定2.电耗较低3.操作较简单1.占地较大2.污泥需经浓缩后脱水最近几年来，在气浮法中高效浅层气浮异军突起。高效浅层气浮具有水力停留时间短(＜5min)、池体水深浅(仅500mm)、处理效果好等优点。它应用浅池理论和“零速度”原理，彻底改变了传统推流式气浮池的进出水及污泥分离方式，废水在气浮池中处于相对静止状态，微气泡吸附污泥后可垂直向上浮起，固形物上浮速度为4～10cm/min，可在短时间内获得优质出水，其SS、COD去除率可略高于沉淀法，对中型规模的废水处理有其一定的优越性。　　1.2物化与生化处理相结合　　对于吨纸废水排放量较低、废水含COD较高的大中型废纸造纸企业，期望通过单级气浮或沉淀的物化方法达到国家一级排放标准有较大的难度，因为可溶性COD、BOD5主要需通过生化方法才能有效去除。一般，当执行COD≤100mg/L的排放标准时，原水COD浓度不宜超过600～800mg/L；当执行COD≤150mg/L的排放标准时，原COD浓度不宜超过800～n1000mg/L。因此，在原水SS和COD浓度较高时，应在一级物化处理之后接生化方法处理，使处理出水最终达到国家排放标准的要求。　　物化加生化处理方法的典型工艺流程如下：　　废水→筛网→调节→沉淀或气浮→A/O或接触氧化→二沉池→排放　　A/O(缺氧—好氧)处理工艺，通过缺氧段的微生物选择作用，只是对有机物进行吸附，吸附在微生物体的有机物则在好氧段被氧化分解。因此A段停留时间短，约在40～60min。　　由于A段微生物的筛选和对有机物的吸附作用，能有效地抑制O段丝状菌生长，控制污泥膨胀。当废水经过混凝沉淀或气浮处理后，A/O工艺的有机负荷为0.5kgCOD/(kgMLSS·d)时，其COD去除率可达90%左右。宁波中华纸业有限公司的废纸造纸废水的COD在1500～3000mg/L，经混凝沉淀加A/O生化法处理，出水COD为60～100mg/L，各项指标均达到国家排放标准的要求。　　生物接触氧化法具有挂膜快、无污泥回流系统、无污泥膨胀危害、日常运行管理容易等优点，在中小型有机废水处理中应用较多。宁波八方集团造纸厂1×104t/d黄板纸生产废水，采用气浮加生物接触氧化法处理工艺，取得了良好的效果，各项指标均达到国家一级排放标准。2、国内外造纸废水处理现状国外，在欧洲有采用厌氧处理技术，对高浓度的造纸（废纸类）废水，如脱墨废水先进行预处理，而后再同其他废水混合进行好氧处理。这种处理方法的前提是需要有相应的生产工艺和先进的生产设备相配套，提高废水中可溶性CDO的浓度，使之能适宜进行厌氧处理。而在北欧、亚洲和我国的台湾地区，比较广泛采用的是物化—生化处理方法。使处理水水质达到排放要求。3、造纸废水处理现状及前景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。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5000t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1t纸浆，可排放10ITI。左右浓黑液，总固形物含量达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、nNa2SO、Na2S等。这部分制浆黑液对环境危害极大，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。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。我国自1975年开始使用此法，近年来，在此方面已积累了不少经验。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。纤维原料料碱回收规模愈大，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，因此，小型碱法草浆造纸厂多采用酸析回收木质素。3.1．2酸析回收木质素废黑液木质品素酸析回收木质素后，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。酸析最活pH为3．4～4．5，温度为50～60℃，加酸过程中会产生大量泡沫，所以酸析反应设备的有效容积按60设计。3.2生物法在造纸废水处理中的应用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B0DC0D、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。3.2．2厌氧消化法厌氧法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、C0D、色度都高，而B0D／COD，低，直接好氧生化较困难。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COD10g·1一，负荷4kgCOD／m。·d条件下运行，COD和B0D的总去除率分别达到77和8O％，脱色率90。3.2．3稳定塘处理n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。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。广州华南理工大学筛选出一株自腐菌Iu一11，用它处理蔗渣浆CEH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。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。华南理工大学用吸附固定化白腐菌连续处理蔗渣浆CEH漂白废水，C0D去除率可达88．79／5。国外用酶制剂净化工业废水的研究进展也较快，工业发达的国家已应用固定化酶于纤维造纸工业的废水。4、结语　　①新的大型废纸造纸企业，吨纸排水量一般能达到或接近国家规定的排水量标准(60m3/t纸)，但废水SS和COD浓度较高。经一级混凝沉淀或气浮处理后，SS去除率为70%～80%，COD去除率在70%左右，必须进行后续生物处理，以进一步去除溶解性COD、BOD5等污染物。经过物化—生物联合处理，出水水质：pH为6～9，COD在60mg/L左右，SS为10mg/L，均能达到国家一级排放标准。　　②对大多数中小型老企业，吨纸排水量大，废水SS和COD浓度较低，一般COD为500～800mg/L。由于废水中非溶解性COD占较大比重，在采用混凝沉淀或气浮处理时，随着SS的去除，大部分COD也随之去除。通常SS去除率为80%～90%，COD去除率为70%～85%。处理出水水质能达到国家一级排放标准：pH为7～8，COD在100或150mg/L以下，但是吨纸排水量和吨纸COD排放量均超过排放标准。　　③根据废纸造纸企业各自的排水水质，可分别采用混凝沉淀或气浮(COD在600～800mg/L以下)，物化生化相结合的方法处理废水，可使处理出水水质达到国家一级排放标准的要求。【参考文献】n1俞明兴．现代化工．1994(5)：252蒋英．梁逊。陈伟朱．何炳林．化学学报，1987。45：11123梁逊．齐红彦．高等学校化学学报．1989．10(6)：6234张福书．中国环境科学。1984，4(2)；18～205戴友芝．环境科学与技术．1995(1)；4O～426陈让福等．环境保护．1992(1)：2O～217李彦春等．重庆环境科学，1992，14(4)：2～58曹勇等．农村生态环境，1990(3)：58～619林鹿等．工业水处理，1996．16(3)：25～26　研究内容1、运用大学期间所学的专业课程知识、理论和毕业实习中学到的实践知识，对造纸生产工艺的最终出水进行处理设计。包括污水处理工艺流程的确定、主要构筑物的设计计算、依据具体地形对污水处理厂进行平面布置、以及管道布置等，并对建成后的运行管理提出要求和意见。2、在对造纸废水进行设计过程中，要知道造纸废水中污染物是多种多样的，不能设想只用一种处理方法，就能把污染物取出殆尽，往往要采用多种方法组合成的处理工艺系统，才能达到预想处理效果。应尽量选取较好的处理方法。3、在对废水处理工程设计过程中，应尽量运用清洁生产的理念，降低废水中复杂成分，使得在后续废水处理中降低难度和提高效率。n研究计划特色与创新指导教师意见指导教师签名：年月日教研室意见系部意见主任签名：年月日教学主任签名：年月日附：与课题内容相关的外文资料翻译不少于2000字，参考文献不少于10种。