某再生废纸造纸企业废水处理工程设计说明书p.doc
《某再生废纸造纸企业废水处理工程设计说明书p.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《某再生废纸造纸企业废水处理工程设计说明书p.doc(28页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
某再生废纸造纸企业
废水处理工程
设计说明书
目录
第一章项目概述 2
第二章设计依据原则和范围 3
第一节设计依据 3
第二节设计原则 3
第三节设计范围 4
第三章设计规模、进出水水质的确定 4
第一节设计处理规模 4
第二节设计进水水质 4
第三节设计出水水质 5
第四章现有污水处理设施现状 5
第五章工艺选择及工艺方案的确定 6
第六章工艺设计说明 -16-
第七章供配电系统设计 -19-
第八章供排水设计 -20-
第九章组织机构与人员设置 -21-
第一节组织机构 -21-
第二节人员设置 -22-
第十章环境保护 -23-
第一节气味 -23-
第二节噪音 -23-
第三节固体废弃物 -23-
第四节事故应急处理方案 -24-
第十一章投资估算 -24-
第一节新建构筑物投资估算 -24-
第二节设备投资估算 -24-
第三节总投资 -24-
第十二章成本分析 -24-
第一节基础数据 -24-
第二节运行成本 -25-
第十三章效益分析 -26-
第一节、环境效益 -26-
第二节、社会效益 -27-
第三节、经济效益 -27-
第一章项目概述
年生产10万吨A级瓦楞纸工程项目,相应的生产废水的COD浓度为3500mg/l,总的废水日排放量为7000m3。
公司现有污水处理设施,污水处理工艺为车间来水进入集水池+斜网+反应池+一沉池+均质池+好氧池+二沉池+稳定池后达标排放。
由于废水量的增加及现有污水预处理工艺运行成本比较高,因此,计划对废水处理系统进行升级改造,以满足废水处理量及降低运行成本和达到排放标准的要求。
本项目完成后,废水中的大部分有机物在厌氧阶段转化为沼气能源,预计每天能产生沼气4000Nm3。
同时大大降低废水进入好氧池的COD浓度,以保证全部废水能够稳定达到国家规定的排放标准。
工程规模为日处理废水7000m3。
污水处理工艺采用预处理+BIC厌氧+好氧+物化工艺。
扩建污水处理工程投资为667.00万元。
污水处理运行成本为1.192元/m3(含折旧、维修费等)
其中不含折旧、维修费的运行费用为1.02元/m3
沼气送入锅炉燃烧的年收益为56.0万元。
第二章设计依据原则和范围
第一节设计依据
1、有限公司提供的废水水质、水量
2、《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2001)
3、《给水排水设计规范》
4、《给水排水设计手册》
5、《水污染防治手册》
第二节设计原则
1、符合国家现行的废水排放标准。
2、本着技术先进、经济可行的原则,采用先进成熟可靠的废水处理技术,充分利用废水处理中的副产物-沼气,尽量减少投资和运行费用。
3、选用的设备操作维护方便,运行稳定,充分利用国内外的先进技术和设备以提高行业的装备和技术水平。
4、结合现有的污水处理设施和排放标准,统一规划实施的方针,解决废水排放对环境造成的污染,充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。
5、废水处理工艺应尽量考虑当地的实际情况和建设要求,力求技术先进可靠,节省工程投资,高效节能、降低运行成本。
6、为保证废水处理系统的正常运行,供电系统需有较高的可靠
性,并且废水厂运行设备应有足够的备用率。
第三节设计范围
对日处理7000m3的造纸废水处理工程进行改造设计,主要包括厌氧处理工艺(含BIC内循环厌氧反应器)、好氧处理工艺、污泥处理系统等。
第三章设计规模、进出水水质的确定
第一节设计处理规模
根据纸业有限公司提供的废水水量情况,确定本工程的处理水量如下:
Q=7000m3/d
第二节设计进水水质
根据纸业有限公司提供的废水水质情况及同行业废水水质情况,确定本工程的进水水质如下:
CODcr:
3500mg/l
BOD5:
850mg/l
SS:
2700mg/l
PH:
6.5-7.5
温度:
30℃-35℃
第三节设计出水水质
根据当地情况,废水经综合处理后达到《中华人民共和国造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2001)中规定的排放标准。
即:
COD≤100mg/l
BOD≤60mg/l
SS≤100mg/l
PH:
6-9
第四章现有污水处理设施现状
原有污水处理设施处理能力为2500-3000m3/d。
设计进水COD浓度为3500mg/l,BOD浓度为850mg/l。
处理后排放废水达到《中华人民共和国造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2001)中规定的排放标准。
污水处理工艺如下:
生产废水→集水池→斜网→反应池→一沉池→均质池→活性污泥池
→二沉池→稳定池→达标排放
污泥处理:
污泥池→污泥浓缩池→带式压滤机脱水→干泥外运
二、原有污水处理实施情况
1、构筑物
序号
名称
规格
数量
总有效容积
备注
1
集水池
20×5×3.2m
1
250m3
2
机械反应池
9×2.5×2.7m
1
50m3
3
一沉池
37.7×10×5.5m
1
1885m3
12375m3
4
均质池
37.7×6×5.0m
1
1000m3
5
好氧池
37.7(25.7)×43×5m
1
6100m3
6
二沉池
37.7×9×5.5m
1
1690m3
7
稳定池
37.7(25.7)×12×5m
1
1700m3
8
污泥池
4.3×6×5m
1
100m3
9
污泥浓缩池
ф12.0×4.0m
1
395m3
2、主要设备及仪表
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
集水池提升水泵
Q=120m3/d,
3
N=7.5kw
1
萝茨风机
SSR150,Q=28.7m3/min,P=68Kpa
3
N=45kw
2
带式压滤机
带宽2m
2套
3
回流泵
4
悬挂链曝气器
300套
第五章工艺选择及工艺方案的确定
公司在生产过程中需排出大量的有机废水。
中高浓度有机废水如果直接进行好氧处理,势必会造成能耗过高,从而增加污水处理的运行成本,而单独的厌氧处理也不能直接达标排放,
根据现有的污水设施状况及新建厂污水处理量,确定本污水处理工艺为废水首先经水解预酸化后,采用BIC厌氧反应器进行厌氧处理,好氧采用活性污泥法,好氧曝气方式采用悬摆式微孔曝气管,二沉池出水经微絮凝活性滤池后排放。
因此,本污水处理工程采用厌氧+好氧的处理方法。
下面就污水处理的关键工段—厌氧工艺进行比较和选择。
一、厌氧工艺的选择
废水好氧生物处理方法的实质是利用电能的消耗来达到改善废水水质的一种技术措施,因此高效能、低能耗的厌氧废水处理技术在近代废水处理技术中得到了广泛的应用,厌氧生物处理法有了较大的发展。
厌氧消化工艺由普通厌氧消化法演变发展为厌氧接触法(厌氧活性污泥法)、生物滤池法、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧流化床、复合厌氧法等,其中普通消化池法、厌氧接触法等为第一代厌氧反应器,生物滤池法、UASB、厌氧流化床等为第二代厌氧反应器,随着厌氧技术的发展,由UASB衍生的EGSB和IC(内循环厌氧反应器)为第三代厌氧反应器。
EGSB相当于把UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于流化状态,而IC反应器则是把两个UASB反应器上下叠加,利用污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合液的内循环。
目前应用于高浓度废水处理工艺采用厌氧的方案主要有UASB、BIC(我公司自主研制的内循环厌氧反应器)、EGSB等几种,其中应用UASB、BIC工艺的最为广泛,因此针对这两种厌氧工艺进行比较如下:
(一)UASB厌氧反应器
UASB即为上流式厌氧污泥床反应器,它是将废水通过水泵提升到厌氧反应器的底部,利用底部的布水系统将废水均匀的布置在整个反应器的截面上,同时利用进水管的出口压力充分与高浓度的厌氧污泥接触和传质,将废水中的有机物降解。
然后废水缓慢上升,进一步降解有机物。
气体、水、污泥在同时上升过程中,沼气首先
进入三相分离器内部通过管道输送出去,污泥和废水通过三相分离器的缝隙上升,在减轻了沼气对污泥的浮力后,污泥在沉淀区沉淀浓缩并回流到三相分离器的下部,保持厌氧反应器内的污泥浓度(菌量多),沉淀后的出水通过管道排出罐外。
UASB工艺结构示意图:
沼气
出水
污泥沉淀区
三相分离器
布水系统
进水
(二)BIC厌氧反应器
通过以下的对BIC厌氧反应器的描述,您可以很清楚的了解到其所具有的优点的基本原理。
一般可以理解为BIC是由上、下两个UASB组成两个反应室,下反应室负荷高,上反应室负荷低,在反应器内部,对应分为三个反应区。
高负荷区
借助于本公司的特殊的多旋流式防堵塞的布水系统,高浓度的有机废水均匀进入反应器底部,完成与反应器内污泥的充分混合,由于内循环作用、高的水力负荷和产气的搅动,导致反应器底部的高浓度的颗粒污泥呈良好的流化状态,使废水与污泥能够充分接触,如此良好的传质作用和较高的污泥活性保证了BIC反应器具有较高的有机负荷和有机物去除率。
低负荷区
低负荷区也是精处理区,在这个反应区内水力负荷和污泥负荷较低,产气量少,产气搅动作用小,因此可以有效的对废水中的有机物进行再处理。
沉降区
BIC反应器顶部为污泥沉降区,有机物已基本去除的废水中的少量悬浮物在本区内进一步进行沉降,保证BIC出水水质达到规定要求。
BIC反应器结构示意图
沼气
气液分离器
出水
污泥沉淀区
三相分离器
低负荷区气水提升管
污泥沉淀区
高负荷区三相分离器
回流水管
进水
废水通过布水系统进入厌氧反应器的下部高负荷区,与颗粒污泥进行充分的混合和传质,将废水中大部分的有机物分解,产生大
量的沼气。
沼气通过下三相分离器时,由于沼气的提升作用,沼气连同一部分混合液被提升到罐顶部的气液分离器,沼气在气液分离器里被分离出来,分离后的混合液再通过回流管回流到罐的底部,与进入BIC厌氧反应器的进水混合,形成了厌氧罐自身的内循环。
废水通过下三相分离器后进入上部低负荷区(精处理区),进一步降解废水中的有机物,混合液通过上部的三相分离器时进行颗粒污泥、水、沼气的分离,沼气通过沼气管道排出,污泥则回流到厌氧罐底部保持生物量,而沉淀后的水通过出水堰进入后续构筑物。
颗粒污泥图片见下图
颗粒污泥图片
(三)厌氧方案的确定
针对以上这两种厌氧工艺的比较分析,可得结论如下:
工艺方案比较表
指标
BIC
UASB
容积负荷a
10-30kgCOD/m3.d
3-8kgCOD/m3.d
运行成本
低
低
占地面积b
少
大
毒性抑制力c
大
小
耐负荷冲击d
强
弱
布水均匀性e
均匀
不均匀
维护与操作
简便
精心
二次污染
无
无
副产品
颗粒污泥和沼气
沼气
上升流速f
>10m/h
<1m/h
进水管道的堵塞g
不会
会
注:
BIC反应器的有机负荷是UASB反应器有机负荷的3-8倍,UASB反应器的有机负荷通常为3-8kgCOD/m3.d,而BIC反应器的有机负荷可达到10-30kgCOD/m3.d。
因BIC有机负荷比UASB高,因此处理同样规模的有机废水,BIC反应器的容积比UASB要小,故BIC反应器的占地面积少。
废水中的CL-、SO42-等可能会对厌氧处理有毒性。
在UASB中污泥与废水混合不匀,将导致部分污泥受到毒性抑制;而在BIC反应器内,由于大的内循环作用使污泥与废水充分混合,能最大程度的释稀可能的毒性,降低其抑制作用。
进水浓度的突然增加或进水量的突然加大,都会对厌氧反应器造成负荷冲击,BIC因其内循环作用,瞬间的高浓度废水进入反应器后,产气量大,气提量会随着增大,从而内循环量大,大的内
循环量能将高浓度的废水迅速的释稀,从而减少了有机负荷变化对反应器的冲击。
UASB反应器则不然,有机负荷突然增大后,迅速增加的产气量会将污泥带出反应器,严重时会造成恶性循环,导致整个反应器失败。
高的水力负荷和多旋流式的布水能最大程度的保证布水均匀,UASB大多采用的是多点式布水,并且水力负荷较低,因此布水均匀性不如BIC。
因为内循环的原因,BIC上下反应区具有不同的水力负荷,下反应区具有较高的上升流速,保证了废水与污泥的传质与混合,而上反应区的较低的上升流速,又保证了污泥的沉降不会受到大的影响,UASB反应器的上升流速大于1m/h时,会极易造成污泥的流失。
BIC多旋流式布水采用了少量的大口径布水管,出口流速可以达到3-5m/s以上,可以有效的防止结垢和堵塞。
根据上述的工艺比较,结合废水从生产车间的排放时流量、水质不稳定,对废水处理设施冲击大的特点,选用BIC厌氧反应器作为厌氧处理工艺。
具体的工艺流程如下:
0
二、废水处理工艺流程:
沼气水封等沼气去锅炉燃烧
PAC投加装置
N.P.Ca等投加装置
风机
BIC厌氧反应器
絮凝反应罐
斜网
氧
罐
集水池
氧
罐
泵
车间废水
达标排放
泵
中间水池
二沉池
活性滤池
泵
水解酸化池
一沉池
好氧池
活性污泥池
污泥回流泵
反洗水池
污泥脱水机
污泥浓缩池
污泥贮池
泥饼外运
上清液及滤液
三、工艺简介
废水从生产车间排放后,首先经泵提升后进入斜网,将废水中比较大的纤维分离出来,然后废水在一沉池初步沉淀后进入酸化池,调节废水的水质水量并进行预酸化等,然后通过提升泵提升至BIC厌氧反应器,在BIC内利用厌氧菌将废水中的有机物分解成甲烷、二氧化碳等气体,去除废水中的大部分有机物。
经过厌氧反应器(BIC)处理后的水,自流进入活性污泥池,在活性污泥池内的好氧微生物将废水中的有机物氧化分解,好氧池出水自流到二沉池,二沉池沉淀的污泥一部分回流到活性污泥池,一部分作为剩余污泥经污泥处理系统处理,上清液进入活性滤池,将废水中的细微悬浮物和胶体性有机物分离出来后废水达标排放。
污泥主要来自BIC厌氧反应器、一沉池污泥、二沉池剩余污泥等。
污泥先排到污泥池,再到污泥浓缩池进行浓缩,然后送到脱水机脱水后外运。
四、各工序处理效果
项目
数据
单元
处理水量
(m3/d)
COD
(mg/l)
BOD5
(mg/l)
SS
(mg/l)
pH
一沉池
斜网
进水
7000
3500
850
2700
6.8
出水
1800
765
1080
6.8
去除率
48.5%
10%
60%
-
BIC厌氧罐
酸化池
进水
7000
1800
765
1080
6.8
出水
720
230
540
6.8
去除率
60%
70%
50%
-
二沉池
好氧池
进水
7000
720
230
3000
出水
108
23
120
6-9
去除率
85%
90%
96%
活性炭滤池微絮凝
进水
7000
108
23
120
出水
87
21
60
6-9
去除率
20%
10%
50%
处理水排放
7000
87
21
60
6-9
要求排放的标准
100
60
100
6-9
第六章工艺设计说明
一、集水调节池(利用现有的集水池)
由于车间来水不均匀,不连续,设集水池主要将各个车间来水汇合,同时保证后续处理构筑物能够稳定的连续运行。
二、斜网(现有增加过滤面积)
废水自集水调节池提升到斜网,主要将废水中比较大的纤维分
离出来回用,保证废水进入后续构筑物尽量少的悬浮物含量。
三、一沉池(新建)
一沉池的主要目的是将废水中的细微悬浮物沉淀分离出来。
四、水解酸化池(利用现有的一沉池)
主要是因为造纸废水的可生化性不是很好,设水解酸化池主要目的是将废水中的大分子有机物水解为小分子有机物,不溶性有机物分解为溶解性有机物,提高废水的可生物降解性,同时在水解酸化池内投加营养盐,为后续的厌氧生物处理创造条件。
五、BIC厌氧反应器
废水从调节罐由泵提升至厌氧反应器内进行厌氧发酵:
利用厌氧微生物在厌氧和适宜的温度及PH条件下,分解废水中的有机物,产生CH4、CO2、水和少量的其它气体,使高浓度的有机废水得以初步净化。
厌氧罐采用BIC厌氧反应器,它能够适应高浓度有机废水的负荷冲击。
废水由水泵送到厌氧罐底部的布水系统,与从气液分离器回流来的水混合,由于大量的回流水和高的产气负荷,混合水经过罐底部的颗粒污泥层时,能与颗粒污泥进行充分的混合和传质,使厌氧菌分解有机物始终保持很高的效率。
产生的气体则通过罐内中部的三相分离器将气体、一部分水利用沼气的提升作用输送到罐顶部的气水分离装置,沼气通过水封排出做其他利用,分离水由管道自动回流到罐内底部,从而形成内循环;经过下三相分离器废水继续上升进入上部的精处理区,进一步降低废水中的有机物。
废水在厌氧发酵时最适宜的温度有中温(36±2℃)或高温(53±3℃),应根据废水性质,选择适宜的厌氧发酵温度。
根据现有的废水温度状况,选择中温发酵方式。
厌氧菌中的产甲烷菌最适宜生长的PH值在6.8-7.2之间,而一沉出水的PH值在6.5-7.5之间,符合进水PH的要求,不用经过外部配水系统及投加碱液进行PH调节。
1、BIC厌氧反应器:
设计流量:
Q=7000m3/d
设计进水COD:
1800mg/l
工作温度:
30℃-38℃
容积负荷:
12.0kgCOD/m3.d
有效容积:
V=1050m3
数量:
1座
规格:
ø9.0m×18.0m
沼气产量(约):
4000m3
六、好氧池(原有改造)
废水经BIC厌氧反应器出水后进入活性污泥法,废水进入活性污泥池时通过好氧微生物将废水中的剩余有机物降解。
七、二沉池(新建)
因活性污泥池出水中含有大量的活性污泥,利用沉淀池将大部分污泥沉淀分离出来,上清液自流至中间水池。
沉淀的污泥一部分回流到好氧池中保持池内的生物量,剩余污泥排到污泥处理系统中。
八、中间水池(新建)
二沉出水进入中间水池,由泵提升至活性滤料无阀滤池,经微絮凝活性滤料吸附进行深度处理。
九、絮凝反应罐(新建)
絮凝反应罐的主要作用是将废水中的细微悬浮物和胶体性有机物,在反应罐内投加PAC后,絮凝成比较大的絮状物,在后续的无阀滤池内过滤分离出来。
十、无阀滤池
由中间水池提升过来的废水经絮凝反应罐投加絮凝剂后,利用活性滤料把废水中的细小的悬浮性物质和胶体物质吸附和过滤出来,保证废水能够稳定的达标排放。
十一、污泥处理系统
污泥处理系统主要包括污泥池、污泥浓缩池、脱水机及机房等。
污泥中有机物含量很高,如果直接排入水体会造成二次污染。
所以必须经过浓缩、脱水等一系列处理,把浓度低的污泥压滤成含水率75%-80%的泥饼后外运处理。
第七章供配电系统设计
一、负荷等级