江西造纸厂废水处理初步方案.docx

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江西造纸厂废水处理初步方案

造纸废水处理

初

步

方

案

二零一二年十二月

目录

第一章项目概况2

1.1设计水量2

1.2进水水质3

1.3排放要求3

1.4设计依据3

1.5设计范围及原则4

1.5.1设计范围4

1.5.2设计原则4

第二章工艺方案5

2.1工艺方案的选择5

2.1.1常规活性污泥法6

2.1.2SBR法6

2.1.3A/O法7

2.1.4生物接触氧化法8

2.1.5MABR反应器工艺介绍9

2.2工艺流程的确定11

第三章工程设计13

3.1筛网13

3.2集水池13

3.3气浮池14

3.4MABR膜生物反应池14

3.5砂滤池15

3.6污泥浓缩池16

3.7回用水池16

3.8相关设计17

3.9机电装机容量18

第四章工程投资19

4.1工程投资估算19

4.2运行管理机制与运行费用20

第一章项目概况

1.1设计水量

生产涂布白板纸的主要原料是从国内、外购买回来的废报纸及废杂纸等，还有少量木浆。

生产工艺主要分为制浆和造纸两部分，基本工艺流程大致为：

原料——碎浆——除砂（除杂质）——磨浆——浆池——上浆——成型——涂料——烘干——切片——包装。

生产涂布白板纸主要是疏解、筛选、浓缩、漂白等工序有废水排放。

废水中ＣＯD、ＢＯＤ和ＳＳ均大大超标，涂布白板纸生产废水的ｐＨ值相对比较稳定，色度也无多大变化，悬浮物主要为废浆纤维。

根据客户提供的数据及要求，确定本污水处理工程设计处理量为：

10000m

/d，废水物化处理后回用，回用70%，主要用于制浆、调浓、冲洗；生化处理水（3000吨）达标排放，不回用。

1.2进水水质

进水水质根据检测水样分析，列表如下：

名称

COD

BOD

SS

pH值

指标（mg/L）

640～1287

226～292

731～2995

6.9～7.4

注：

pH值无单位

1.3排放要求

废水物化处理后回用，回用70%，主要用于制浆、调浓、冲洗；生化处理水（3000吨）达标排放，不回用，生化处理出水达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）标准。

名称

COD

BOD

SS

pH值

指标（mg/L）

60

20

30

6-9

1.4设计依据

1）《中华人民共和国环境保护法》

2）《中华人民共和国水污染防治法》

3）《中华人民共和国水土保持法》

4）《国务院关于环境保护若干问题的决定》

5）GB3544-2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》

6）GB3838-2002《地表水环境质量标准》

7）GB/T14848-93《地下水环境质量标准》

8）GBJ16-87《建筑设计防火规范》

9）GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》

10）GBJ13-86《室外给水设计规范》

11）GBJ14-87《室外排水设计规范》

12）GBJ69-84《给水排水工程结构设计规范》

13）GBJ10-89《混凝土结构设计规范》

14）GBJ9-87《建筑结构荷载规范》

15）GB50052-95《工业与民用供配电系统设计规范》

1.5设计范围及原则

1.5.1设计范围

（1）污水处理工艺方案设计

（2）投资概算

（3）运行成本分析

1.5.2设计原则

（1）严格执行国家环境保护的各项规定，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，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）技术可靠性原则。

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）技术合理性原则。

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,并充分考虑长期处理的稳定性和安全性；

（4）技术先进行原则。

主要设备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；

（5）适应性原则。

结合实际地形和周围环境，合理利用地形，合理选择设备，进行优化设计。

布局力求紧凑、简洁、美观，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；

（6）经济合理原则。

最终实现处理成本较低，且在经济上节约、可行，技术上安全、可靠。

（7）因地适宜原则。

第二章工艺方案

2.1工艺方案的选择

目前，常用于造纸污水的生化处理技术包括传统活性污泥法、SBR法、A/O法、生物接触氧化法等等。

2.1.1常规活性污泥法

活性污泥法在大中型污水处理中是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。

活性污泥处理系统有效运行的基本条件和特点是：

1）废水中应有足够的可溶性易降解物质，作为微生物生理活动必需的营养物，一般活性污泥法必须定期投加按一定配比的营养物质，这样增加了运行费用和管理难度；

2）混合液必须含有足够的溶解氧，活性污泥池长有好氧原生动物，氧的需求量较大；

3）活性污泥在池内应呈悬浮状态，能充分与水接触和混合；

4）活性污泥连续回流，及时排除剩余污泥，使混合液保持一定的活性污泥浓度；

5）活性污泥生长周期长，对温度、水质和水量的骤变适应能力差；

6）对微生物有毒害的物质应严格控制在允许浓度以内；

7）活性污泥法处理负荷较低，造成设施的体积增大，土建投资也相应增加。

8）另外活性污泥法易产生污泥膨胀，处理负荷较低，不易控制管理，故近年来在中小型污水处理站中的使用越来越少。

2.1.2SBR法

SBR法是近年发展起来的一种较为先进的活性污泥处理法，该处理工艺集曝气池、沉淀池为一体，连续进水，间歇曝气，停气时污水沉淀，撇除上清液，成为一个周期，周而复始。

SBR法不设沉淀池，无污泥回流设备，但SBR法为间隙运行，需设多个处理单元，进水和曝气相互切换，造成控制较为复杂。

为了保证溢流率，SBR法对滗水器设备制造要求高，制作时必须精益求精，否则极易造成最终出水水质不达标。

国内目前还没有质量较好的滗水设备，进口设备采购麻烦，且价格昂贵，同时今后维修费用也高。

SBR法池内污泥浓度由浓度仪测定以便控制排出多余污泥量，目前国内浓度仪质量不过关，造成污泥排放控制较困难。

SBR池溢流率低（一般不超过40%），设施体积较大，造成土建投资较高。

由于存在较高的技术性问题，活性污泥池和SBR池一般只能露天设置，这样局部影响环境美感（埋地设置时土建投资将大大增加）。

2.1.3A/O法

A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。

A/O处理流程具有以下优点：

（1）效率较高；

（2）流程简单，投资省，操作费用较低；

（3）缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率；

（4）容积负荷较高；

（5）缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。

A/O工艺的缺点：

（1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；

（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。

另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果。

2.1.4生物接触氧化法

生物接触氧化池的优点：

（1）容积负荷高，耐冲击负荷能力强；

（2）具有膜法的优点，剩余污泥量少；

　　（3）具有活性污泥法的优点，辅以机械设备供氧，生物活性高，泥龄短；

　　（4）能分解其它生物处理难分解的物质；

　　（5）容易管理，消除污泥上浮和膨胀等弊端。

生物接触氧化的缺点：

（1）滤料间水流缓慢，水力冲刷力小；

（2）生物膜只能自行脱落，剩余污泥不易排走，滞留在滤料之间易引起水质恶化，影响处理效果；

　　（3）滤料更换，构筑物维修困难。

常用造纸污水生化处理工艺比较

2.1.5MABR反应器工艺介绍

MABR，即无泡曝气膜生物反应器。

MABR装置主要由曝气膜组件和微生物膜两部分组成。

MABR工艺利用中空纤维曝气膜作为微生物膜附着载体并为生物膜无泡曝气，污水在附着生物膜的曝气膜周围流动时，水体中的污染物在浓差驱动和微生物吸附等作用下进入生物膜内，并经过生物代谢和增殖被微生物利用，使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物，从而达到对水体的净化过程。

下图为MABR工艺原理图，可以看出氧气和污染物分别在生物膜的两侧向生物膜内传递并消耗，这使MABR的生物膜内具有特殊的分层结构。

图1MABR工艺原理示意图

图2MABR流程简图

MABR较传统生物处理法具有以下优势：

曝气效率高，单位体积曝气膜面积大，供氧能力高，单一设备效率高；微生物高度富集在膜的表面，不会随着水体流失；同时具有厌氧和好氧作用，同时去除COD和氮素；单一反应器内实现硝化和反硝化，效率高，占地少;无泡曝气避免易挥发组分挥发造成的空气污染；不会由于表面活性剂的存在而产生泡沫；能处理难降解的废水；曝气膜寿命较长，无需反冲等操作；污泥产量少（厌氧消泥、动物吞噬）；膜系统抗水质冲击负荷强；工程设备投资较少，动力能耗低，操作成本低；操作简单，过程控制可自动化；设备紧凑，占空间小，方便改建扩建。

传统工艺处理效果远不及MABR膜生物反应器工艺，且并不存在投资优势，操作维护更加麻烦，因此我们选用MABR膜生物反应器工艺。

2.2工艺流程的确定

本方案污水处理工艺特点如下：

（1）工艺流程简单，构筑物少，运行灵活，管理方便。

（2）基建投资省，运行费用低。

（3）处理效果稳定，出水水质好，可实现脱碳、脱氮。

（4）污泥量少，污泥性质稳定，污泥处理费用低。

（5）能承受水量、水质冲击负荷。

（6）污水处理系统自动化较高、管理方便。

第三章工程设计

3.1筛网

功能：

拦截废水中纸浆纤维及细小悬浮物。

设计参数：

设计水量：

Q=10000m

/d

尺寸：

L（m）×B（m）=16.0×4.0m

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构。

主要设备：

斜筛筛网（40目）、斜筛筛网（80目）

3.2集水池

功能：

水质水量调节。

设计参数：

设计水量：

Q=10000m

/d

尺寸：

L（m）×B（m）×H（m）=24.0×12.0×3.5m

数量：

1座

有效停留时间：

HRT＝2.0h

结构形式：

钢砼结构

主要设备：

提升泵、液位计、流量计。

3.3气浮池

功能：

采用浅层气浮工艺，废水由集水池泵入气浮池，向废水中投加絮凝剂和助凝剂，经反应罐混合反应后，废水中形成大量矾花，再进入气浮池进行泥水分离，可大幅度去除悬浮于水中的胶体悬浮物质，同时去除废水中部分有机及无机悬浮物质。

设计参数：

设计水量：

Q=10000m

/d

结构形式：

钢构池体、高架安装。

主要设备：

浅层气浮设备、加药泵、加药系统、搅拌装置。

3.4MABR膜生物反应池

气浮池出水进入MABR反应池，MABR反应池采用地表流道方式，即在地面开挖流道，膜组件安装于流道内。

膜组件安装示意图如下：

膜组件示意图如下：

污水在附着生物膜的曝气膜周围流动时，水体中的污染物在浓差驱动和微生物吸附等作用下进入生物膜内，并经过生物代谢和增殖被微生物利用，使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物，从而达到对水体的净化过程。

主要设计参数：

构筑物结构：

钢砼结构

构筑物数量：

1座

设计水量：

Q=3000m

/d

停留时间：

8h

有效容积：

1000m

构筑物尺寸：

25.0×10.0×4.5m，有效高度4.0m

配套设备：

提升泵；液位计；流量计；膜组件；膜支架；空压机。

3.5砂滤池

功能：

MABR膜池出水经砂滤后进一步降低SS，保证出水达标。

设计参数：

设计水量：

Q=3000m

/d

外形尺寸：

L（m）×B（m）×H（m）=9.0×4.0×3.5m

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构

主要设备

A、滤头、滤帽、滤板

B、滤料

C、布水系统

3.6污泥浓缩池

功能：

采用连续重力浓缩，将排放到污泥浓缩池的物化污泥、生化污泥初步减容，使其体积大小减小，降低其处理费用。

设计参数：

外形尺寸：

D（m）×H（m）=Φ6.0×4.5m

数量：

1座

结构形式：

钢砼结构

主要设备：

污泥浓缩机。

3.7回用水池

功能：

物化出水经回用水池回用到生产。

设计参数：

设计水量：

Q=7000m

/d

外形尺寸：

L（m）×B（m）×H（m）=20.0×12.0×4.5m

数量：

2座

结构形式：

钢砼结构

3.8相关设计

（1）平面布置

按污水处理工艺流程合理布置各构筑物，污水经提升后，重力流经

各污水处理构筑物。

（2）建筑与绿化

地面绿化，与总环境规划协调一致，保护生活环境。

（3）结构设计

污水处理地埋式钢筋混凝土构筑物为现浇结构，混凝土考虑防渗设计。

（4）电气设计

污水处理站总装机容量为1628.2kW，运行用电容量约1094.3kW，由建设方提供220/380V三相四线电源。

（5）机械设备设计

a）各设备的选型力求经济合理、满足工艺的需要，并符合构筑物形式要求。

b）设备的工作能力根据处理水量和水质的要求，考虑运行的方式，备有余量。

（6）劳动安全　　

在污水处理站内，污水池、电器、机械设备等较易发生安全事故的地方，充分考虑安全措施，制订严格的运行操作规程。

在污水处理站运转之前，须对操作人员，管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度。

3.9机电装机容量

机电设备装机容量见下表：

序号

名称

型号规格

数量

装机功率

（kW）

运行功率

（kW）

备注

1

提升泵

QW200-250-11-15

5台

15.0×5

15.0×4

四用一备

2

气浮设备

RQF250

2台

28.3×2

28.3×2

3

空压机

DL-480

3台

480×3

480×2

二用一备

4

加药泵

40HYF-13

2套

0.55×2

0.55×2

5

搅拌装置

JBR-2.0×1.5

2套

1.5×2

1.5×2

6

污泥浓缩机

RZN8

1套

2.2×2

2.2

一用一备

7

压滤机

CPFNS2000

1套

6.2×2

6.2

一用一备

8

污泥泵

GW80-40-7-2.2

1套

2.2×2

2.2

一用一备

9

照明

3.0

3.0

合计

1628.2

1094.3

第四章工程投资

4.1工程投资估算

序号

名称

规格

数量

金额

（万元）

备注

Ⅰ土建部分

1

斜筛池

L×B=16.0×4.0m2

1座

3.0

钢混

2

集水池

L×B×H=24.0×12.0×3.5m3

1座

50.4

钢混

3

MABR膜池

L×B×H=25.0×10.0×4.5m3

1座

56.2

钢混

4

砂滤池

L×B×H=9.0×4.0×3.5m3

1座

6.3

钢混

5

污泥浓缩池

φ6.0×4.5m3

1座

11.4

钢混

6

回用水池

L×B×H=20.0×12.0×4.5m3

2座

89.2

钢混

7

投资小计

216.5

备注：

报价参照《江西省土建定额标准》　

Ⅱ设备部分

8

提升泵

QW200-250-11-15

5台

10.0

4用1备

9

筛网

30目、80目

2套

3.5

10

液位计

UQK-B型

2套

0.2

11

流量计

LZB型

2套

0.1

12

气浮设备

RQF250

2台

136

13

空压机

DL-480

3台

189.4

14

加药泵

40HYF-13

2套

0.8

1用1备

15

搅拌装置

JBR-2.0×1.5

2套

1.6

1用1备

16

污泥浓缩机

RZN8

2套

15.6

1用1备

17

压滤机

CPFNS2000

2台

58.0

1用1备

18

污泥泵

GW80-40-7-2.2

2台

1.36

1用1备

19

加药系统

2套

1.0

20

膜组件

定制

10套

587.5

21

膜支架

10套

52.0

22

布水系统

1套

7.52

23

配电、自控

1套

12.86

24

管道阀门电缆

1套

10.98

25

设备投资小计

1088.42

Ⅲ技术费用

26

设计费

22.94

27

安装调试费

137.63

28

工程管理费

15.74

29

技术费用小计

176.31

Ⅳ工程总投资

30

工程总投资

Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ

1481.23

4.2运行管理机制与运行费用

1、管理机制及人员编制

需要1名管理员。

2、运行费用

（1）能耗：

运行电费，污水处理站总装机容量为1628.2kW，运行用电容量约1094.3kW，各设备具有自己的运行系数，经计算每日耗电8687kWh，电费按0.80元计算，则：

8687kWh0.8元/kWh=6950元/天。

（2）人员工资按2000元/月计，则：

人工费=2000元/月1人÷30天=66.7元/天。

（3）药剂费：

386.3元/天。

（4）设备折旧费：

1088.42万元10000元÷10年÷365天=2981.97元/天

（5）运行成本：

运行费用由电费、人工费、药剂费及设备折旧费组成。

处理废水能力每日为10000m3，则：

　　6950+66.7+386.3+2981.97=10385元/天

处理吨水成本：

10385元/d÷10000m3/d=1.0385元/m3。