造纸废水处理厂设计.docx
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造纸废水处理厂设计
阳光纸业有限公司
废水深度处理方案
（5000m3/d）
2017年04月
一、项目概况
1.1项目简介
纸浆废水是一种典型的高污染、高耗氧、难生化降解的有机废水，其主要污染物化学性质稳定，对微生物活性具有强烈的抑制作用难于采用生化处理。
纸浆废水中主要含有半纤维素、木质素、无机酸盐、细小纤维、无机填料以及油墨、染料等污染物。
木质素、半纤维素主要形成废水的COD及BOD5；细小纤维、无极填料等主要形成SS；油墨、染料主要形成色度和COD。
这些污染物综合反应出废水的SS、COD指标均较高，且可生化性较差。
随着新修订排放标准的加严，国内制浆造纸企业的现有污水处理设施须新增深度处理措施，行业内采用较多、运行稳定的技术主要是“电化学氧化+催化氧化”技术，该工艺流程均取得了较好的效果。
废水深度处理的目的是降低废水中的污染物和色度，力求达到无害化。
1.2设计水质水量
本方案设计水量Q=5000m3/d（208m3/h）。
Ø进水水质：
序号
项目
数值
1
COD
＞1000mg/L
2
pH
8.0
3
SS
＞200mg/L
Ø出水水质标准
序号
项目
数值
1
COD
≤90mg/L
2
pH
6-9
二、设计原则及依据
2.1设计范围
本工程设计包括以下内容：
（1）工程界区内所有建设工艺设备，工艺管道开始，到系统出水口结束。
（2）本技术方案书包括污水站内的新增加的治理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程、自控工程、给水排水工程。
（3）动力线由业主接入本处理系统动力配电柜接线盘。
（4）本处理工程的采暖、通讯、道路、绿化、出水在线监测等由业主负责。
给水由业主接至界区，界区内由施工单位负责。
2.2设计原则
（1）贯彻执行国家环境保护政策，符合国家有关法律、法规及标准。
（2）根据设计进水水质和出水水质要求，所选废水处理工艺力求技术先进、成熟、可靠、稳定，处理效果保证运行稳定、高效节能、经济合理，使工程符合三低原则：
工程投资低、运行费用低和运行管理人员专业技术水平要求低。
（3）充分考虑现有构筑物和设备可利用情况，以及污水厂整体规划，使建成的污水处理站应环境优美、整洁卫生，使其设计风格与整体环境相协调。
（4）在污水站用地范围内，总平面布置力求在便于施工、安装和维修的前提下，使各处构筑物尽量集中，节约用地，扩大绿化面积，并留有发展余地；竖向设计力求减少挖填方费和节省污水提升费用。
（5）选用的设备自动化水平比较高，易于工人操作管理，减轻劳动强度。
同时也要考虑设备的耐用性，以保证长时间免维修正常使用。
2.3改造依据
Ø从企业角度出发，密切联系实际情况进行设计、改造；
Ø采用成熟、先进的工艺技术，保证处理效果稳定可靠；
Ø在保证达标排放的前提下，减少建设投资、充分利用现有设备；
Ø努力做到全系统操作简单，运行稳定可靠，操作维护方便最大限度减少运行费用；
Ø优化工程结构，尽量减少占地面积；
Ø设计中严格执行国家的有关法律、规定，标准和规范。
Ø在企业总体规划指导下，对废水进行综合治理，充分发挥建设项目的社会效益、经济效益和环境效益。
2.4设计所使用的标准和规范
Ø《污水综合排放标准》（GB8978-2002）；
Ø《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）；
Ø《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；
Ø《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；
Ø《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）；
Ø《给排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；
Ø《给排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；
Ø《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；
Ø《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2008）；
Ø《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；
三、废水处理工艺流程
3.1工艺流程
图3-1工艺流程图
3.2流程简介
3.2.1中格栅
由于阳光纸业污水组成中含有15%-25%的废纸制浆污水，此污水水中含有较多悬浮物，前端加中格栅用于过滤污水中的大颗粒物及水中杂质。
格栅采用机械格栅。
3.2.2调节池
本调节池调节水质水量，使污水均匀稳定的进入平流式气浮池。
为便于清理池底污泥，调节池分为2个并联的池子，经格栅过滤后的污水均分到2个池子中。
调节池出水采用定深取水方式，由泵输送至后续处理单元。
3.2.3平流式气浮池
气浮法也称浮选法，其原理是设法使水中产生大量的微气泡，以形成水、气、及被去除物质的三相混合体，在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附在被去除的微小悬浮物上后，因粘合体密度小于水而上浮到水面，从而使水中悬浮物被分离去除。
设计选用平流式气浮池，废水经配水井进入气浮接触区，通过导流板实现降速，稳定水流。
然后废水与来自溶气开释器释出的溶气水相混合，此时水中的絮粒和微气泡相互碰撞粘附，形成带气絮粒而上浮，并在分离区进行固液分离，浮至水面的泥渣由刮渣机刮至排渣槽排出。
净水则由穿孔集水管汇集至集水槽后出流。
部分净水经过回流水泵加压后进溶气罐，在罐内与来自空压机的压缩空气相互接触溶解，饱和溶气水从罐底通过管道输向开释器。
本设计采用加压溶气气浮法与其他方法相比，具有以下优点：
在加压条件下，空气的溶解度大，供气浮用的气泡数目多，能够确保气浮效果；溶进的气体经骤然减压开释，产生的气泡不仅微细、粒度均匀、密集度大、而且上浮稳定，对液体扰动微小，因此特别适用于对疏松絮凝体、细小颗粒的固液分离；工艺过程及设备比较简单，便于治理、维护；特别是部分回流式，处理效果明显、稳定，并能较大地节约能耗。
3.2.4AO生化系统
AO生化系统是利用缺氧－好氧生化处理工艺通过在曝气池创造好氧和缺氧的环境，利用活性污泥中自养型硝化菌和异养型兼性反硝化菌的共同作用，实现氮的形式转化。
好氧段生化池的主要作用是完成碳化和硝化反应，大部分有机物在好氧菌作用下分解为CO2和H2O，并将NH3-N氧化为硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，为保证硝化反应顺利进行，需控制pH值偏碱性。
如果原水碱度不足，需要往池中投加NaHCO3或NaOH以保证混合液的剩余碱度。
生物脱氮一般需要经过硝化反应和反硝化反应两个步骤完成。
硝化反应：
硝化反应是一个两步过程，分别利用两类微生物——亚硝化菌和硝化杆菌。
这两类细菌统称为硝化菌。
第一步是亚硝化菌将NH4+氧化成NO2—然后再经第二步由硝化杆菌将NO2¯氧化成NO3¯的过程。
这两个反应过程都释放能量，硝化菌就是利用这些能量合成新的细胞体和维持正常的生命活动。
硝化作用的程度是生物脱氮的关键。
硝化反应的整个反应过程耗去大量的氧。
每硝化1g氨氮所需4.75g氧，同时PH值降低，所以需根据运行中pH值（pH仪）适时进行调整。
为使硝化反应顺利进行，应采用低有机负荷运行，延长曝气时间，确保硝化菌生长繁殖所需的停留时间。
反硝化反应：
反硝化反应是反硝化菌异化硝酸盐的过程，即由硝化菌产生的硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化菌的作用下，被还原为氮气后从水中溢出的过程。
大多数反硝化菌是异养的兼性菌，所以反硝化过程要在缺氧状态下进行。
溶解氧的浓度控制在＜0.2mg/l，否则反硝化过程的速率就要减缓。
反硝化菌利用各种各样的有机基质作为电子共体，在硝化反应过程中耗去的氧被回收并重复利用到反硝化反应过程中，每还原1gNO3¯可提供2.86g氧，使有机基质得到氧化；反硝化过程还会产生碱度，可使硝化反应所耗去的碱度有所弥补。
在反硝化阶段，不仅可使氮化合物被还原，而且还可使有机碳化物得到氧化分解。
因此，反硝化作用将同时起到去碳、脱氮的效果。
3.2.5臭氧催化氧化
传统的臭氧氧化工艺中，O3的利用率并不高（在常温下，O3在水中的溶解度大约在10mg/L左右），将有机物彻底矿化的效率还有待提高。
为了提高臭氧氧化法的效率，提高O3的利用率，降低臭氧氧化的运行费用，同时进一步提高对污染物的去除效率，我公司自主研发高效臭氧氧化催化剂。
该催化剂能够对臭氧氧化产生明显的催化效果，可以催化O3在水中的自分解，增加水中产生的·OH浓度，从而提高臭氧氧化效果。
臭氧催化氧化较单独臭氧氧化能更有效地氧化分解水中有机物；催化剂能强化O3在水中的传质，提高水中O3的分解能力，增加水中溶解氧的浓度，并强化氧化系统处理单元的整体除污效果。
臭氧催化氧化技术利用过渡金属氧化物的某些表面特性强化O3转化为具有强氧化能力的自由基，对高稳定性有机污染物的分解效率比单纯臭氧氧化提高2～4倍。
催化剂（固体）与反应溶液处于不同相，反应在固-液相界面进行的氧化方法称为多相催化氧化法，多相催化氧化技术已经成为去除废水中高稳定性、难降解有机污染物的关键技术之一。
利用固体催化剂协同单独O3氧化可以降低反应活化能或改变反应历程，从而达到深度氧化、最大限度地去除有机污染物的目的。
催化臭氧化技术是在催化剂存在的条件下，采用臭氧为氧化剂，利用反应过程中产生大量强氧化性自由基（主要为羟基自由基）来氧化分解水中的有机物，从而达到水质净化的目的。
臭氧催化氧化提高了臭氧的利用率和氧化能力，避免了单一臭氧效率不高的缺点，正逐步广泛应用于对废水的深度氧化处理。
3.2.6曝气生物滤池（BAF）
3.2.6.1基本原理
BAF基本原理在于以颗粒填料为介质，通过附着在填料上生物膜及胞外聚合物吸附截留作用、微生物氧化分解作用及沿水流方向形成的食物链分级捕食作用，实现去除水中污染物的目的，同时利用反应器内好氧、缺氧区域的存在，实现脱氮除磷的功能。
3.2.6.2特点
BAF特点：
该技术具有出水水质好、水力停留时间短、占地面积小、投资及运行费用低、抗冲击负荷能力强和管理方便等优点，是一种环保、经济、高效、节能的污水处理新技术，能实现水资源可再生及持续利用，非常适合于我国污水处理方面所面临的水资源短缺、资金不足、技术相对落后的现状，应对其加大研究和开发力度。
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3.2.6.3填料
在曝气生物滤池中，填料是核心组成部分，其对曝气生物滤池处理效果和运行控制极为重要。
首先，填料作为微生物的载体，影响着生物膜的生长、繁殖、脱落、形态及空间结构，为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境，并能保持较多的微生物量；
其次，填料是反应器中生物膜与废水接触的场所，且能对水流有强制性的紊动作用，使废水能够再分布；
另外，填料作为去除悬浮物的介质，其过滤性能又影响着曝气生物滤池对悬浮物的去除效果。
3.2.7污泥收集处理
3.2.7.1污泥浓缩池
平流式气浮池、AO生化系统剩余污泥进行周期性排泥，排出污泥与中格栅过滤出渣在此池进一步压缩沉淀。
3.2.7.2污泥处理系统
浓缩后污泥最终通过压滤机脱水、干化外运处置。
四、各处理单元主要设备说明
4.1中格栅
回转式机械格栅
驱动功率：
2.2KW
格栅宽度：
1800mm
栅条间隙：
30mm
格栅倾角：
750
4.2调节池
处理水量：
Q=208m3/h
停留时间：
T=3h
总容积：
V=11×7×4m
数量：
2座
结构：
钢砼地下防腐
配套：
污水提升泵3台（2用1备）流量120m3/h，扬程25m。
4.3平流式气浮池
处理水量：
Q=208m3/h
总容积：
V=11×4×2m
材质：
碳钢防腐
数量：
1座
配套：
碳钢防腐中间水池V=2×4×2m
污水提升泵2台（1用1备）流量250m3/h，扬程15m。
4.4AO生化系统
处理水量：
Q=208m3/h
总容积：
V=48×6×5m
数量：
4座
材质：
钢砼地下防腐
反硝化池：
V=12×6×5m
硝化池：
V=36×6×5m
沉淀池：
V=4×6×5m
配套：
钢砼出水中间水池V=2×24×2m
潜水搅拌机8台（每座池子2台）功率2.2KW，叶轮直径320mm
污水提升泵2台（1用1备）流量270m3/h，扬程40m，功率55KW
罗茨风机6台（4用2备）流量8.65m3/min，转速2100r/min，风压63.7kpa，功率18.5KW
污水回流泵4台，流量80m3/h，扬程35m，功率18.5KW
污泥回流泵4台，流量80m3/h，扬程35m，功率18.5KW
剩余污泥泵1台，流量30m3/h，扬程30m，功率5.5KW
加药系统：
PAC加药泵6台，流量32L/h，扬程20m，功率0.75KW
PAM加药泵6台，流量110L/h，扬程30m，功率0.55KW
4.5臭氧催化氧化塔
处理水量：
Q=208m3/h
规格：
Φ3.5×5.4m
材质：
碳钢防腐
数量：
4座
臭氧机：
CF-G8K8kg/h
尾气破坏器：
HM-300
臭氧催化氧化填料：
208吨
配套：
碳钢防腐出水中间水池V=2×4×2m
污水提升泵2台（1用1备）流量250m3/h，扬程15m，功率18.5KW。
4.6BAF滤池
处理水量：
Q=208m3/h
规格：
V=7.5×7×7m
结构：
钢砼
数量：
1座
配套：
曝气罗茨风机2台（1用1备）流量2.58m3/min，风压53.9kpa，功率4KW
反洗罗茨风机1台，流量3.09m3/min，风压63.7kpa，功率7.5KW
反洗水泵1台，流量800m3/h，扬程12m，功率45KW
配套：
反冲洗曝气系统，曝气器711套。
4.7污泥浓缩池
污泥总量：
Q=32.5m3/d
规格：
V=7×4×5m
结构：
钢砼
数量：
1座
配套：
污泥输送泵2台，流量80m3/h，扬程30m，功率15KW
板框压滤机过滤面积60m2，板框尺寸800X800（mm）,滤板数量61个。
五、主要构筑物及设备
5.1主要构筑物及工艺设备投资估算汇总表
工程投资估算汇总表
项目名称：
阳光纸业污水处理厂工程
序号
工程或费用名称
估算金额（万元）
土建工程
设备材料
安装工程
其他费用
合计
一
工程建设费用
482.61
896.87
91.62
0.00
1504.60
1
中格栅间及调节池
15.708
20.9
2.09
38.698
2
平流式气浮池
3.96
17.5
2.1
23.56
3
AO系统
292.8
209.9
20.99
523.69
4
臭氧催化氧化
67.2
510.6
51.06
628.86
5
BAF滤池
19.11
43.77
4.377
67.257
6
污泥斜板浓缩池
7.28
16.6
2.49
26.37
7
储泥棚
3.75
3.75
8
污泥浓缩脱水车间
15.60
15.00
2.25
32.85
9
出水在线检测
0.00
46.00
4.60
50.6
10
厂区给排水设施
2.00
2.00
0.20
4.2
11
厂区照明设施
2.00
9.60
0.96
12.56
12
厂区道路及铺装
25.00
25
13
厂区绿化及景观
8.75
8.75
14
厂区土方及地基处理
9.45
9.45
15
其它未列明零星工程
10.00
5.00
0.50
15.5
16
PLC中控及电控系统
30.00
30.00
17
机修及仓库间
3.00
0.50
3.50
二
工程其他费用
230.06
230.06
1
土地征用及补偿费
0.00
0.00
2
建设单位管理费
30.09
30.09
3
工程勘察费
7.52
7.52
4
工程设计费
52.66
52.66
5
预算编制费
5.27
5.27
6
竣工图编制费
4.21
4.21
7
施工监理费
22.57
22.57
8
设备采购运杂费
44.84
44.84
9
办公及家具购置费
3.00
3.00
10
生产人员培训费
13.50
13.50
11
联合试运转费
26.91
26.91
12
工程保险费
5.52
5.52
13
质量监督管理费
3.01
3.01
14
其它未列零星费用
10.96
10.96
三
工程预备费
75.23
75.23
1
基本预备费
75.23
75.23
2
涨价预备费
0.00
0.00
3
汇率预备费
0.00
0.00
四
建设期利息
49.00
49.00
1
建设期利息
49.00
49.00
五
铺底流动资金
61.59
61.59
1
铺底流动资金
61.59
61.59
工程估算投资总计
482.61
896.87
91.62
415.88
1920.47
5.2工程电量费用估算汇总表
工程电量费用汇总表
项目名称：
阳光纸业污水处理厂工程
序号
用电单位名称
单机kW
设备台数
设备容量kW
计算负荷
备注
总装
工作
总装
工作
有功
（kW）
无功
kvar
视在
kVA
1
机械格栅
2.20
1
1
2.20
2.20
1.10
0.68
1.29
2
栅渣压榨输送机
2.20
1
1
2.20
2.20
1.10
0.68
1.29
3
污水提升泵
37.00
3
2
111.00
74.00
68.08
42.21
80.10
4
进水流量计
0.10
1
1
0.10
0.10
0.09
0.07
0.12
5
污水提升泵
30.00
2
1
60.00
30.00
27.60
17.11
32.47
6
PAC计量泵
0.75
2
1
1.50
0.75
0.69
0.43
0.81
7
PAM计量泵
0.55
2
1
1.10
0.55
0.51
0.31
0.60
8
潜水搅拌机
2.20
8
8
17.60
17.60
16.19
10.04
19.05
9
污水提升泵
55.00
2
1
110.00
55.00
35.75
22.17
42.06
10
污泥回流泵
18.50
4
4
74.00
74.00
37.00
22.94
43.53
11
污水回流泵
18.50
4
4
74.00
74.00
68.08
42.21
80.10
12
罗茨风机
18.50
6
4
111.00
74.00
68.08
42.21
80.10
13
PAC计量泵
0.75
2
1
1.50
0.75
0.69
0.43
0.81
14
PAM计量泵
0.55
2
1
1.10
0.55
0.51
0.31
0.60
15
污泥外排泵
5.50
2
1
11.00
5.50
1.10
0.68
1.29
16
电动阀门
0.25
4
4
1.00
1.00
0.10
0.08
0.13
17
污水提升泵
18.50
2
1
37.00
18.50
17.02
10.55
20.03
18
臭氧发生器
4.00
4
4
16.00
16.00
14.72
11.04
18.40
19
尾气破坏器
2.20
4
4
8.80
8.80
8.10
6.07
10.12
20
污水提升泵
18.50
2
1
37.00
18.50
17.02
10.55
20.03
21
罗茨风机
4.00
2
1
8.00
4.00
3.68
2.28
4.33
22
反洗泵
44.00
1
1
44.00
44.00
4.40
2.73
5.18
23
反洗罗茨风机
7.50
1
1
7.50
7.50
0.75
0.47
0.88
24
PAC计量泵
0.75
2
1
1.50
0.75
0.49
0.30
0.57
25
PAM计量泵
0.55
2
1
1.10
0.55
0.36
0.22
0.42
26
卧螺脱水机
4.00
1
1
4.00
4.00
2.60
1.61
3.06
27
污泥输送机
15.00
1
1
15.00
15.00
9.75
6.05
11.47
28
主控计算机
2.20
1
1
2.20
2.20
1.87
1.16
2.20
29
保安监控
1.10
1
1
1.10
1.10
0.94
0.58
1.10
30
通风机
0.35
1
1
0.35
0.35
0.18
0.13
0.22
31
空调机
0.75
1
1
0.75
0.75
0.26
0.16
0.31
32
照明
3.00
1
1
3.00
3.00
1.50
0.93
1.76
33
车床及电动工具
0.55
1
1
0.55
0.55
0.06
0.03
0.06
34
照明
1.00
1
1
1.00
1.00
0.50
0.31
0.59
35
其他
5.00
1
1
5.00
5.00
4.00
2.80
4.88
合计
76
61
773.15
563.75
414.84
260.54
489.99
同期系数Kc=0.85）
352.62
247.51
465.49
年耗电（万kWh）
308.89
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