立方精制棉污水处理设计方案.docx
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立方精制棉污水处理设计方案
第一章前言
精制棉生产因其传统的高温高碱蒸煮和含氯漂白工艺存在的主要问题：
一是污染非常严重，废水主要来自蒸煮黑液和漂白白液。
黑液有机物浓度大CODcr可达5×104mg/L以上，蒸煮黑液中有机物含量占总有机物排放量的90%，是精制棉生产的主要污染源；漂白白液中含有三氯甲烷、氯代酚类化合物、二恶英和呋喃等有毒性、致畸、致突变和难降解的有机氯化物；二是制浆得率低，色泽深，降解严重，不易制得高白度高聚合度产品。
这些问题严重制约了精制棉的发展。
精制棉是以棉短绒为原材料，经过碱性蒸煮，次氯酸纳漂白，压榨驱水，气流烘干等程序组成。
备料-开棉-投料（压榨）-蒸煮-半浆洗涤-予漂-予酸-酸洗-升温-漂白-酸处理-水洗-压榨驱水-气流烘干-打包-入库
近年来国内部分化学纤维生产厂家和精制棉生产厂家的棉短绒浆粕和精制棉生产开始向碱-氧制浆和碱-过氧化氢制浆，少氯和无氯漂白的工艺方向发展，并有试验性质的报道。
因此可以直接借鉴、应用国内化学纤维行业和精制棉行业的成熟技术。
第二章设计依据、设计规范、指导思想
2.1设计依据
GB/T24975.1-2010低压电器环境设计导则
《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）
《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
《室外给水设计规范》GBJ13-86（1997年版）
《室外排水设计规范》GBJ14-87（1997年版）
《水处理设备原材料入厂检验》（ZBJ98004－1987）
《气焊、手工电弧焊及气体保护焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB985-88）
《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GBB986－88）
涂装防腐标准
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923－1988）
《水处理设备油漆、包装技术条件》（JB/Z98003－87）
电控安全防护标准
《装有电子器材电控箱技术条件》（GB3797－89）
《低压电器控制箱》（GB4720－1984）
《低压电器外壳防护等级》（GB/T4942.2－1993）
设备、电器安装标准
《机械设备安装工程施工及验收通用规范》（GB50231－98）
《电器设备安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168－2006）
《电器装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收标准》（GB50171－92）
《离心泵设计、制造标准》（GB/T1050－93）
《水泵流量的测量方法》（GB/T3214－92）
《机电产品包装通用技术条件》（GB/T13384－92）
2.2设计范围
本污水处理工程建设，拟在规划用地范围内进行，污水经管道收集后输送至污水处理站进行处理。
本技术方案的设计范围包括站区内的污水处理系统的工艺设计，设备选型，土建工程，及配电、自控、仪表、动力、给排水、采暖通风等公用工程的设计，以及施工组织设计、构筑物施工、系统安装调试、系统验收、操作培训、保驾运行及售后服务等工程内容。
本技术方案未考虑收集和输送系统的工程设计及相关费用。
2.3指导思想
1）严格执行国家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及当地有关排放标准；
2）本着技术先进合理，运行可靠，操作管理简单的原则选择污水处理工艺，使灵活性、先进性和可靠性有机地结合起来；
3）用成熟的先进工艺技术，同时充分考虑污水水质、水量的冲击负荷对系统的影响,使处理系统的稳定性较好；
4）强化除臭和噪音防治措施，避免二次污染；
5）主要设备国产化，采用目前国内成熟先进技术装备，尽量降低工程投资和运行费用；
6）平面布置和工程设计时，结合地形，布局力求紧凑、简洁，功能齐全、工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离，建筑物与附属物尽可能合建以节省占地，并保证绿化面积，留有适当的扩展余地；
7）污水处理系统设计尽量考虑操作运行稳定与维护管理简单方便；
8）严格执行国家有关设计规范、标准，特别是安全方面的强制性规定。
第三章废水水质特征
3.1设计指标
项目水量m3/dCOD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）色度（倍）
进水水质80006700176011601810
3.2出水指标《污水综合排放标准》
项目COD（mg/L）BOD（mg/L）SS（mg/L）色度（倍）
出水水质≤500mg/L≤300mg/L≤100mg/L≤180
第四章工艺流程与简介
4.1工艺流程图
生产废水
固液分离器
强氧化剂
调节池
空气
鼓风机
UASB反应池
空气
接触好养池
气浮池
加药
带式压滤机
污泥浓缩池
辐流二沉池
强氧化剂
辐流三沉池
达标排放
外运
4.2水质分析
精制棉生产因其传统的高温高碱蒸煮和含氯漂白工艺存在的主要问题：
一是污染非常严重，废水主要来自蒸煮黑液和漂白白液。
黑液有机物浓度大CODcr可达5×104mg/L以上，蒸煮黑液中有机物含量占总有机物排放量的90%，是精制棉生产的主要污染源；漂白白液中含有三氯甲烷、氯代酚类化合物、二恶英和呋喃等有毒性、致畸、致突变和难降解的有机氯化物；二是制浆得率低，色泽深，降解严重，不易制得高白度高聚合度产品。
这些问题严重制约了精制棉的发展。
近年来国内部分化学纤维生产厂家和精制棉生产厂家的棉短绒浆粕和精制棉生产开始向碱-氧制浆和碱-过氧化氢制浆，少氯和无氯漂白的工艺方向发展，并有试验性质的报道。
因此可以直接借鉴、应用国内化学纤维行业和精制棉行业的成熟技术
精制棉生产过程中要产生大量的废水，根据设计消耗定额可知：
每生产一吨精制棉要消耗220吨水，按照每天设计生产量10吨计算，每日要产生2200吨废水。
废水来源
废水来源大致分以下几部分：
蒸煮废水
棉短绒经碱法蒸煮产生的蒸煮黑液和浆料洗涤产生的大量黑褐色废水。
其水量为：
约70吨/吨产品
漂白废水
漂白过程产生的含有残氯的碱性废漂白液、酸洗产生的含有残酸的废水和漂白、酸洗后的大量洗涤废水。
其水量为：
约90吨/吨产品
驱水废水
指连续驱水机下挤压出来的含少量棉纤维的中性废水，驱水废水中除了含少量棉纤维外，水的质量应该是很好的。
其水量为：
约50吨/吨产品
其它废水
设备清扫和其它辅助性生产用水。
废水中主要成分为NaOH以及少量的H2SO4、NaOCL等另外还有随废水流失的棉短绒。
据分析：
PH值：
10-11残碱：
1200-1750mg/l
SO4＝：
380mg/l左右Cl＝：
14mg/l左右
此外有微量的氰化物、六价铬和铅化物检出。
4.3工艺说明
棉浆粕废水是一种难处理的有机废水，国内尚无成熟的处理工艺技术。
该废水处理技术研究是我国《纺织工业十五规划》重点研究课题。
本项目是企业委托的横向合作开发研究项目，河南省环保局环境保护科技研究项目。
以"清污分流"为指导原则，分别采用混流厌氧接触反应池和上流式厌氧污泥过滤床反应器（UASB）组成的两相厌氧工艺预处理高浓度、高碱度棉浆粕黑液，处理后出水与其他工艺废水混合，采用序批式活性污泥法（SBR）好氧生物和高效絮凝沉淀处理棉浆粕综合废水的新型组合工艺技术先进新颖、科学合理。
工业化应用建成的大型工业化废水处理装置，具有培菌启动快、抗冲击负荷能力强等特点。
主要污染指标CODcr、BOD５、色度去除率可稳定达到93％，97％和98％以上。
工程建设投资比国内同类工程低53-70%。
直接运行费为0.91元/吨，比国内同类工程处理费用低30%以上，具有显著的技术经济优势。
本工艺实现了国内化纤浆粕废水处理难题的技术突破，开创了高负荷、难降解工业废水处理的新途径和应用领域。
依据生化反应动力学和反应器原理,以微分法实测厌氧、好氧等生物处理设施的动力学参数，估算设计运行指标，制定了优化运行方案；以脱色机理为基础，研究确定生物处理的脱色限值；实验筛选聚丙烯酸共聚物（TS-1）和PAC+PAM为该废水处理的高效脱色复合絮凝剂等成果，具有重要的理论价值和实际推广意义。
项目研究成果达到国内领先技术水平，建成并运行的三门峡化纤厂废水处理工程社会经济效益显著，本项目研究成果，主要在化纤行业棉浆粕废水处理领域推广应用。
亦可应用于以天然纤维或农副产品下脚料生产相关产品的废水处理。
在不同处理规模条件下的运行的操作条件的适用性以及处理成本和建设投资等关键经济指标进一步优化等问题将在本项目成果的推广应用中逐步完善解决。
4.4工艺简介
格栅井
通过隔栅去除大块污染物栅距为5mm，降低后继处理单元的负荷。
调节池
调节池主要起隔油、水量均衡和水质均衡作用，保证后续处理工段的正常运行。
由于污水浓度较高，在调节池后段给予适量，为后续生物处理做好基础。
调节池下部的泥砂则定期排至污泥浓缩池进行浓缩后外运。
为了使管渠和构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，需在废水处理设施之前设置调节池。
对于有些反应，如厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。
调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。
总结为：
调节池的功能和分类
作用：
对水量和水质的调节，调节污水pH值、水温，有预曝气作用，还可用作事故排水。
分类：
水量调节池和水质调节池。
气浮池
溶气气浮（DAF）是气浮的一种，它利用水在不同压力下溶解度不同的特性，对全部或部分待处理（或处理后）的水进行加压并加气，增加水的空气溶解量，通入加过混凝剂的水中，在常压情况下释放，空气析出形成小气泡，粘附在杂质絮粒上，造成絮粒整体密度小于水而上升，从而使固液分离。
气浮主要起固液分离作用（同时可以降低COD、BOD、色度等）。
气浮主要利用溶气系统产生的溶气水中的微气泡，与水中的悬浮物絮体粘合在一起，悬浮物随微气泡一起上升至水面，形成浮渣，使水中的悬浮絮体得到去除。
气浮流程原理图
清水经过射流吸气装置，在一定的工作压力的情况下，使空气最大限度地溶入水中，通过快速减压释放，形成直径在30um~50um左右的小气泡。
在原水中加入絮凝剂PAC或PAM（PAC为400—1000mg/l，PAM为PAC的1/5左右），经过3min~15min的有效絮凝反应。
其时间、药量和絮凝效果须由实验测定，原水经过絮凝反应，进入接触区。
在接触区内，微气泡与原水中絮体相互粘合，一起进入分离区，在气泡浮力的作用下，絮体与气泡一起上升至液面，形成浮渣。
浮渣由刮沫机刮至污泥区。
下层的清水通过集水管自流至清水池。
处理后，清水一部分回流，供溶气系统使用，另一部分则排放。
UASB反应器
UASB工艺近年来在国内外发展很快，应用面很宽，在各个行业都有应用，生产性规模不等。
实践证明，它是污水实现资源化的一种技术成熟可行的污水处理工艺，既解决了环境污染问题，又能取得较好的经济效益，具有广阔的应用前景。
辐流式沉淀池
辐流式半桥式周边传动刮泥活性污泥法处理污水工艺过程中的理想配套设备适用于一沉池或二沉池，主要功能是为去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物。
一般适用于大中池径沉淀池。
周边传动，传动力矩大，而且相对节能；中心支座与旋转桁架以铰接的形式连接，刮泥时产生的扭矩作用于中心支座时即转化为中心旋转轴承的圆周摩擦力，因而受力条件较好；中心进水、排泥，周边出水，对水体的搅动力小，有利于污泥的去除。
一、辐流式沉淀池优缺点：
1、优点：
1）对大型污水处理厂较为经济，
2）机械排泥设备已经定型系列化，
2、缺点：
1）排泥设备复杂，操作管理技术要求高
2）施工质量要求高。
二、平流式沉淀池适用范围：
1、适用于地下水位较高的地区，
2、大、中、型污水处理工程均可采用，
三、辐流式沉淀池设计要点：
1、池直径与有效水深之比6-12；
2、坡向泥斗的底坡≥0.05；
3、池径≥16m；
4、液面负荷≤2.5m3/（h•m3）；
5、沉淀时间1-1.5h；
6、池径< 20m，一般采用中心传动的刮泥板。
池径> 20m，一般采用周边传动的；
7、转速为1-3r/h，外缘线速度≤3m/min；
8、非机械刮泥时，缓冲层高0.5m。
机械刮泥时，缓冲层高上缘宜高出刮泥板0.3m；
9、进水口周围整流板的开孔面积为过水断面积的6%-20%。
污泥浓缩的主要目的是减少污泥体积，浓缩脱水的主要对象是间隙水，浓缩后为后续处理创造了良好的条件，降低处理成本。
污泥浓缩可分为重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩，其中重力浓缩应用较多。
⑴重力浓缩法
重力浓缩是利用污泥中的固体颗粒与水之间的密度差来实现泥水分离的。
重力浓缩构筑物称为重力浓缩池，可分为连续式重力浓缩池和间歇式重力浓缩池两种。
间歇式污泥浓缩池可建成矩形或圆形，多用于小型污水处理厂。
间歇浓缩池设计的主要参数是停留时间。
如果停留时间太短，浓缩效果不好，太长不仅占地面积大，还可能造成有机物厌氧发酵，破坏浓缩过程。
停留时间的长短最好经过试验确定。
连续流重力浓缩池的基本工况为：
污泥由中心进泥管连续进泥，浓缩污泥通过刮泥机刮到污泥斗中，并从排泥管排出，澄清水由溢流堰溢出。
连续式浓缩池的合理设计与运行取决于对污泥沉降特性的确切掌握。
污泥的沉降特性与固体浓度、性质及来源有密切关系，在设计时，最好先进行污泥浓缩试验，掌握沉降特性，得出设计参数。
设计参数主要包括：
浓缩池的固体通量、水力负荷和水力停留时间。
浓缩池容积应按污泥在其中停留10～16h进行核算，不宜过长。
重力浓缩法的优点是贮存污泥的能力强，操作要求不高，运行费用低，缺
点是占地面积大，且会产生臭气，对于某些污泥工作不稳定，经浓缩后的污泥非常稀薄。
接触氧化法是工业废水常用的好氧工艺。
微生物附着在池内的填料上形成生物膜，提高了池内的生物量和固体停留时间，因而有更高的去除效率。
缺点是随着膜的增厚，去除效率有所下降。
有填料所以造价较高。
但接触氧化法对小型工业污水的适应性处理能力较高,操作管理简便。
低氧/好氧活性污泥法
生物接触氧化法是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术，兼备两者的优点。
其主要构筑物为生物接触氧化池，池内充填填料。
已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料，在填料上形成生物膜。
污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的作用下，有机污染物得到去除，污水得到净化。
由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件，因此，生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强，不产生污泥膨胀，污泥生成量少，且易于沉淀。
生物接触氧化法具有多种净化功能，除有效地去除有机物外，如运行得当，还能够脱氧和除磷。
生物接触氧化法的关键部位是填料，传统的蜂窝状塑料管较易堵塞，现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料，能有效地防止堵塞，且面积较大，处理效果好、操作简单。
格栅井
总容积2.7m3
有效容积1.8m3
钢混
调节池（事故池）
总容积4675m3
有效容积4500m3
钢混
气浮池（两座）
总容积168m3
有效容积150m3
钢混
生物接触氧化池
总容积6652m3
有效容积6500m3
钢混
UASB反应池
总容积8704m3
有效容积8600m3
钢混
辐流沉淀池（二沉池）
Ф总容积1430m3
有效容积1330m3
钢混
辐流沉淀池（三沉池）
Ф总容积1350m3
有效容积1250m3
钢混
污泥浓缩池
总容积495m3
有效容积450m3
钢混
风机房、配电室、加药间
总面积96m2
彩钢板
脱水机房
总面积72m2
彩钢板
第五章主要构（建）筑物汇总
5.1
序号
构（建）筑物名称
规格
结构
备注
1
格栅井
容积2.73m3
砖混结构
2
调节池（事故池）
容积4500m3
钢砼结构
3
UASB反应池
容积8500m3
钢砼结构
4
接触好养池
容积6500m3
钢砼结构
5
气浮池
容积320m3
钢砼结构
6
污泥浓缩池
容积500m3
20×10×5.5m
钢砼结构
7
辐流二沉池
容积1250m3
Ф20×4.5m
钢混结构
8
辐流三沉池
容积1200m3
Ф20×4.2m
钢混结构
9
风机房、操作间、加药间
容积96m2
彩钢
10
脱水车间
容积72m
彩钢
5.2
机械格栅
规格型号：
格栅间隙5MM宽600MM
功率：
P=1.5kwV=380
材质：
铸铁不绣钢栅条
服务介质：
废水
数量：
1台
一级污水提升泵
规格型号：
WQ80-15-7.5
功率：
P=7.5kwV=380
扬程：
H=15M
材质：
铸铁（机壳、叶轮）
流量：
Q=80M3
服务介质：
废水
数量：
3台
调节池曝气系统
规格型号：
KGBQ-100
材质：
Q235防腐
服务介质：
废水
服务面积：
700M2
数量：
1套
气浮装置
规格型号：
KGQF-150
功率：
P=15KW
服务介质：
废水
服务面积：
50M2
流量：
Q=150M3
容器水量：
Q=55M3
数量：
2套
空气压缩机
服务介质：
废水
服务面积：
50M2
功率：
7.5KW
风压：
3.0Mpa
流量：
10M3/H
数量：
2台
刮沫机
服务介质：
废水
功率：
1.5KW
刮板：
L=6M
数量：
2台
气浮加药装置
服务介质：
药液
功率0.37KW
流量：
150L/H
数量：
2台
罗茨鼓风机
功率75KW
风量：
80M3/min
风压：
6.5Mpa
数量：
3台
双夹片组合式填料
材质：
全塑性夹片维纶醛化丝
中心绳：
（塑料绳、纤维绳）
有效长度：
3米
数量：
1批
沉淀池污水回流泵
规格型号：
WQ30-15-2.2
功率：
P=2.2kwV=380
扬程：
H=15M
材质：
铸铁（机壳、叶轮）
流量：
Q=30M3
服务介质：
废水
数量：
2台
高效曝气器
规格型号：
SSL\SSB
服务介质：
废水、空气
数量：
1批
刮泥机
规格型号：
GJ-20
材质：
Q235
功率：
0.75KW
耙臂周边转速（m/min）：
2.95
处理污泥量（m3/h）：
5.25
：
20米
服务介质：
废水
数量：
2台
规格型号：
WQ30-15-2.2
功率：
P=2.2kwV=380
扬程：
H=15M
材质：
铸铁（机壳、叶轮）
流量：
Q=30M3
服务介质：
污泥
数量：
4台
功率：
P=7.5kwV=380
材质：
铸铁、优质耐腐材料、不绣钢材料
服务介质：
污泥
数量：
1台
静态混合器
功率：
P=0.75kwV=380
材质：
Q235
服务介质：
药液
：
2米
数量：
1台
污泥脱水空气压缩机
服务介质：
污泥
服务面积：
20M2
功率：
4KW
风压：
3.0Mpa
流量：
5M3/H
数量：
1台
污泥脱水加药装置（PAM）
服务介质：
药液
功率0.37KW
流量：
150L/H
数量：
1台
污泥脱水加药装置（PAC）
服务介质：
药液
功率0.37KW
流量：
150L/H
数量：
1台
滤布冲洗泵
规格型号：
WQ30-15-2.2
功率：
P=2.2kwV=380
扬程：
H=24M
材质：
铸铁（机壳、叶轮）
流量：
Q=30M3
服务介质：
清水
数量：
1台
皮带输送机
功率：
P=2.2kwV=380
：
H=4米
宽度：
B=500MM
数量：
1台
螺旋输送机
功率：
P=2.2kwV=380
：
H=4米
宽度：
B=500MM
工作位置角度：
0-60°
螺旋体直径（mm）：
90
数量：
1台
规格型号：
WQ15-15-2.2
功率：
P=2.2kwV=380
扬程：
H=15M
材质：
铸铁（机壳、叶轮）
流量：
Q=15M3
服务介质：
污泥
数量：
1台
规格型号：
KGPD-400
数量：
1台
污泥提升泵
规格型号：
WQ15-15-2.2
功率：
P=2.2kwV=380
扬程：
H=15M
材质：
铸铁（机壳、叶轮）
流量：
Q=30M3
服务介质：
污泥
数量：
2台
填料支架
规格型号：
KGT-30-35
材质：
Q235防腐
数量：
4套
高效曝气系统支架
规格型号：
KGB-50-50
材质：
Q235防腐
数量：
1套
第六章主要设备、构建筑物报价表
6.1建筑物报价一览表
序号
构（建）筑物名称
规格
结构
备注
1
格栅井
容积2.73m3
砖混结构
2
调节池（事故池）
容积4500m3
钢砼结构
3
UASB反应池
容积8500m3
钢砼结构
4
接触好养池
容积6500m3
钢砼结构
5
气浮池
容积320m3
钢砼结构
6
污泥浓缩池
容积500m3
20×10×5.5m
钢砼结构
7
辐流二沉池
容积1250m3
Ф20×4.5m
钢混结构
8
辐流三沉池
容积1200m3
Ф20×4.2m
钢混结构
9
风机房、操作间、加药间
容积96m2
彩钢
10
脱水车间
容积72m
彩钢
序号
设备名称
规格型号
性能参数
材质说明
数量
单价
（元）
总价
（元）
1
固液分离器
1台
2
一级提升泵
WQ80-15-7.5
Q=80m3/h,H=15m,P=7.5KW
机壳、叶轮为
3台
3
泵偶合装置
配套与提升泵
铸铁
2套
4
调节池
KGBQ-100
1套
四川凯歌
5
气浮装置
QAF-20
1台
四川凯歌
6
空气压缩机
7
刮沫机
2台
8
多级式离心鼓风机
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