2万吨中段污水处理技术方案

1、目 录1、总 论.1.1项目概况1.2设计依据及原则1.2.1设计规范与标准1.2.2设计原则 1.3设计范围1.4项目背景2、水文、气象、地质条件3、污水处理工艺方案优选3.1制浆中段水的水质特点3.2设计进出水水质3.2.1设计进水水质.3.2.2设计出水水质3.3方案优选原则.4、工艺设计.4.1污水处理工艺流程.4.2污水处理工艺流程描述.4.3处理单元设计.4.3.1浆料回收4.3.2集水反应池.4.3.3絮凝剂加药系统 4.3.4助凝剂加药系统 4.3.5水解酸化池 4.3.6营养盐加药系统 4.3.7曝气池4.3.8沉淀池 4.3.9污泥回流. 4.3.10鼓风机房. 4.3.1

2、1污泥浓缩. 4.3.12污泥处理.4.4水处理构筑物及设备仪表.4.5电气设计. 4.5.1设计范围 4.5.2设计标准及规范 4.5.3供电系统设计5.工程建设概算 5.1工程建设分项投资表. 构筑物一览表（土建类） 表51. 设备一览表（安装类） 表52 工程建设总投资表 表53.6. 直接运行经济成本分析.6.1人工费.6.2电费6.3药剂费6.4折旧费率6.5运行费用核算7. 工程建设效益分析.8. 附图表.1、总 论在我国，造纸工业是一个用水量大、污染严重的行业。造纸废水污染物浓度高、治理难度大，故将造纸废水列为主要公害之一。我国造纸工业发展较快，年底，全国造纸企业家，其中年产浆万

3、吨以上的企业家。整体情况是：（）年产万吨浆以下的企业占，企业规模小，技术创新能力有限。（）造纸以草浆为主。非木材纤维原料占造纸原料的以上，碱法草浆占总浆量的燉。（）造纸废水产量大，污染严重。造纸废水占工业废水量的燉，在造纸产生的黑液、中段水、白水三种废水中，黑液污染负荷最大，占整个造纸行业污染负荷的，其中草浆蒸煮黑液产生的CODr量约占全国工业废水CODr排放量的/。国家对造纸工业，要求实现污水处理达标排放，对造纸污水实行整体治理。XXX纸业有限公司领导有高强的环保意识，决定对本厂生产污水进行彻底处理。保护环境，治理污染，利国、利民、利厂！1.1项目概况（1）项目名称 沅江XXX纸业中段污水处

4、理工程（2）建设规模 处理规模：Qd=20000m3/d， q=833.3m3/h, Qmax1000 m3/h 。（3）项目建设性质 新建污水处理工程（4）项目建设地点 湖南沅江市XXX纸业有限公司（5）建设单位 沅江市XXX纸业有限公司1.2设计依据及原则1.2.1设计规范与标准 造纸工业水污染物排放标准（GB35442001） 给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）室外排水设计规范GBJ14-87 建筑给水排水设计规范GBJ15-88给水排水工程结构设计规范GBJ69-88污水综合排放标准GB8978-1996污水排入城市下水道水质标准GJ18-88城市污水处理厂污水污

5、泥排放标准GJ3025-93城镇污水处理厂附属建筑物和设备设计标准GJ31-89工业企业设计卫生标准TJ36-89中华人民共和国环境保护法中华人民共和国水污染防治法。执行以上标准及规范，同时认真听取当地政府和环保部门的意见，执行当地政府和环保部门的有关规定。1.2.2设计原则对现有污水处理、排放情况进行调查和分析，为工程建设的决策提供可靠的论证和评价；充分考虑企业的实际情况，积极稳妥地采用先进技术，使工程的设计、施工、运行管理都能够达到预期的效果；工程设计选用质量稳定、性能可靠的设备，满足业主的要求，达到排放标准；执行国家关于环境保护的政策，符合国家的有关法规、规范及标准。1.3设计范围污水处

6、理工程的工艺、建筑、结构、电气、自控及污水站内辅助设施等设计。本设计范围包括处理站内所有设备及安装、构筑物、管线、电气、控制、照明等。1.4项目背景湖南沅江XXX纸业有限公司成立于 年，目前生产规模为：年制浆生产能力 万吨，造纸能力10万吨/年。造纸中段污水未作处理，排入洞庭湖，不仅浪费了大量能源，而且污染了洞庭湖等地表水体。为了治理污染，保护环境，达到行业可持续发展的要求。金太阳纸业有限公司在2004年已上马碱回收工程。在完成碱回收后，要保证企业排放的生产污水达到造纸工业水污染物排放标准（GB35442001）规定的标准，必须对制浆中段水进行处理。2.0水文、气象、地质条件1） 气象 2）水

7、文 3）雪载4）大气湿度5）雷暴日数6）气压7）风速和风向8）冻土9）地震设防烈度3、污水处理工艺方案优选3.1制浆中段水的水质特点制浆中段污水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色，占造纸污染排放总量的8%9%，吨浆COD负荷310 kg左右。中段水BOD和COD的比值在0.20到0.35之间，可生化性较差，有机物难以生物降解且处理难度大。中段水中的有机物主要是木质素、纤维素、有机酸等，以可溶性COD为主。其中，对环境污染最严重的是漂白过程中产生的含氯废水。如氯化漂白废水、次氯酸盐漂白废水等。次氯酸盐漂白废水主要含三氯甲烷，还含有40多种其他有机氯化物，

8、其中以各种氯化酚为最多，如二氯化酚、三氯化酚等。漂白废液中含有毒性极强的致癌物质二恶英，对生态环境和人体健康造成了严重威胁。木质素、纤维素本身无毒或毒性小，其降解后的大部分单体衍生物在pH中性范围内无毒，仅带有烷基侧链的木质素单体具有一定毒性，生化反应一般允许其浓度250mg/L，中段污水中自身的木质素单体浓度远低于250mg/L；另外，由于木质素单体衍生物可生物降解，在已驯化的反应器中，有毒的木质素单体能够降低，因此不会出现毒素富集现象。氯化酚是漂白污水中特有的毒性物质，来自漂白中氯化阶段，其毒性随苯环上氯原子的增加而加大，但由于它们（特别是五氯化酚）的含量和溶解度很低，物化处理对其有较高的

9、去除率，所以对后续的生化反应不会有抑制作用。综上所述，制浆中段污水中有毒物质含量不高，生化处理前先进行物化处理，对生化反应不会产生干扰，无需专门脱毒处理。3.2设计进出水水质3.2.1设计进水水质金太阳纸业有限公司提供的中段水水质分析报告，见表3-1。设计进水水质指标 表3-1序 号项 目单 位进水水质1CODcrmg/L160019002BOD5mg/L4805703悬浮物SSmg/L8004pH693.2.2设计出水水质出水水质达到造纸工业水污染物排放标准（GB35442001）规定的漂白非木浆生产企业标准，本工程的设计处理出水水质指标，见表32。设计出水水质指标 表3-2序 号项 目单

10、位出水水质1CODcrmg/L4502BOD5mg/L1003悬浮物SSmg/L1004pH693.3方案优选原则根据污水水质、水量、性质以及排放标准，结合工厂的实际，因地制宜选择处理工艺；按照技术经济的要求，在保证处理效果的前提下，优先采用低能耗、低运行费、低基建费、占地少、操作管理简便的成熟处理工艺；选择的处理工艺应确保出水水质满足有关规定，符合相关法规的要求；总平面布置力求流程顺畅，合理紧凑，占地少，土方平衡，确保一定的绿化面积；处理流程顺畅，充分利用地形地貌，力求缩小水泵的扬程和全程水头损失。4、工艺设计4.1污水处理工艺流程曝气池采用鼓风充氧，池内投消泡剂消泡或设消泡器消泡。鼓风充氧

11、加营养盐加 药（排水泵）终端池废水格栅（调节池） 水解酸化池-曝气池-沉淀池干化浓缩池纸浆回收流程示意图 技术特点：整个处理流程为重力自流，雨水期（约3个月）用动力排放。中段污水经格栅滤除粗渣，经滤网截留纤维纸浆回收。在集水池加药混凝，在曝气池、二沉池完成生化处理。沉淀池污泥、剩余活性污泥用泵送至污泥浓缩池，用带式压滤机榨饼处置。工厂因地势条件所限，排水每年在雨水期约3个月时间须采用动力（泵）排水。4.2污水处理工艺流程描述制浆中段水是经过黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色。在筛选、洗涤、漂白等过程中，浆料的流失不可避免，因此对污水中的废浆回收非常重要，一是

12、回收的浆料可回用于造纸，产生直接经济效益；二是降低污水处理负荷，有利于后续的处理。中段水的污染物浓度较高，BOD5和CODcr的比值在0.2到0.3之间，可生化性较差，仅采用生物处理或物化处理都难以将污水中的有机物有效去除，国内大多数纸业中段水处理均采用物化 + 生化处理相结合的处理工艺。根据XXX纸业污水的特点，本设计采用物化 + 生化处理工艺。污水的物化处理采用絮凝的方法。絮凝剂在水中经电离、水解形成胶体，在吸附和聚沉作用下，从水中分离去除。絮凝过程化学反应：电离 AI2（SO4）3 2AI3+ + 3SO-24水解 AI3+ + H2O AI（OH）2+ + H+ 产物 2AI（OH）2

13、+ AI2 （OH）2 4+ 氢氧化物沉淀物生成微小凝絮，吸附、卷带胶体杂质从水中分离。制浆污水易起泡，须投加消泡剂消泡或设消泡器消泡。本设计生化处理采用水解酸化+活性污泥法，与单纯的好氧曝气相比，增加了水解酸化，有两个最为显著的特点：其一，水解池取代了传统的初沉池，水解池对有机物的去除率远远高于传统的初沉池，更为重要的是经过水解处理，污水中的有机物不但在数量上发生了很大变化，而且在理化性质上发生了更大变化，使污水更适宜后续的好氧处理，可以用较少的气量在较短的停留时间内完成净化；其二，这种工艺在处理污水的同时，完成了对污泥的处理，使污水、污泥处理一元化，可以从传统的工艺过程中取消消化池。作为一

14、种替代的处理工艺，在总的停留时间和能耗等方面比传统的活性污泥法更具优势。4.3处理单元设计4.3.1浆料回收设置格栅去除污水中粗大固体污染物，然后流入集水池。集水池污水在重力作用下进入筛网布水器，经过筛网自流进入反应池。采用50100目筛网，微滤截留废水中的纤维，既保证过水量的需要，又达到提高回收率和降低废水中悬浮物的目的。处理构筑物a）集水池集水池尺寸：10.010.04.0m(有效水深3.5m)有效容积：V=350m3b)斜筛 采用50100目斜筛网。C)潜水推流器 ：2台仪表配置a）液位计性能参数：05m数量：1套4.3.2集水反应池制浆中段水有部分悬浮物和胶体粒径小，在水中形成双电层，

15、需要向污水中加入一定量的絮凝剂来破坏双电层，使得胶体状污染物和一些细小悬浮物经过脱稳、凝聚、架桥等反应过程，形成絮凝体。加入助凝剂可以使得絮凝体体积变大，同时可以节约絮凝剂的加药量。处理构筑物a）集水混合反应池反应池尺寸：20.05.07.0m反应池停留时间：40min数量：1座4.3.3絮凝剂加药系统常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁等；常用的助凝剂有石灰、高分子凝聚剂等。本设计制浆中段水处理选用的絮凝剂是聚合氯化铝（PAC），将聚合氯化铝（PAC）固体原药稀释为10%置于计量箱中由计量泵加入混合反应池。设备配置a）絮凝剂计量箱有效容积：5.0m3数量：2台b）PAC计量泵

16、流量：Q=0-0.8m3/h扬程：7.1bar功率：N=0.75KW数量：2台（1用1备）c）搅拌机规格： N=1.1kW转速： n=120r/min数量： 2台备注： 配套减速机仪表配置a）液位计性能参数： 05m数量： 2套4.3.4助凝剂加药系统在混凝反应池的出口加入高分子聚合电解质作为助凝剂，降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的絮凝，使细小的絮凝物慢慢变成更大、更容易沉积的絮状物。PAM固体配成0.1%浓度溶液由计量泵加入混合反应池的末端。设备配置a）助凝剂计量箱有效容积： 10.0m3数量： 2台b）助凝剂计量泵流量： Q=0-3.0m3/h场程： 4

17、.6bar功率： N=2.2KW数量： 2台c）搅拌机规格： N=1.1kW转速： n=60r/min数量： 2台备注： 配套减速机仪表配置a）液位计性能参数： 05m数量： 2套4.3.5水解酸化池处理构筑物a）水解酸化池水解污泥龄： 20d混合液浓度： 20g/L停留时间： 5.8h上升流速： 1.12m/h污泥水解率： 25%-50%水解酸化池总容积： V=4800m3水解酸化池尺寸： 40.020.06.5m（水深6.0m）设备配置a）水解酸化布水系统材质： UPVC数量： 6套b）水解酸化集水系统材质： UPVC数量： 6套4.3.6营养盐加药系统制浆中段水中缺乏N、P等营养物质，须

18、投加N、P，改善微生物生长的营养条件，有助于微生物的生长，提高生化处理效率。微生物正常生长所需营养比例为 BOD5：N：P=100：5：1。投加尿素 CO（NH2）2 补充N的需要，N含量为45.2%。投加磷酸氢二钾 K2HPO4 补充P的需要，P含量为17.8%。设备配置N营养盐加药系统a）N营养盐计量箱有效容积： 2.0m3搅拌机功率： 1.1KW数量： 2套b）N营养盐计量泵流量： Q=0-500L/h扬程： 5bar功率： N=0.37KW数量： 2台c）液位计性能参数： 03m数量： 2套P营养盐加药系统a）P营养盐计量箱有效容积： 2.0m3搅拌机功率： 1.1KW数量： 2套b）

19、P营养盐计量泵流量： Q=0-500L/h扬程： 5bar功率： N=0.37KW数量： 2台C）液位计性能参数： 03m数量： 2套4.3.7曝气池处理构筑物a）生物池污泥负荷： 0.15kgBOD/(kgSSd)混合液污泥浓度： 3500mg/L曝气时间： 16h剩余污泥产量（干）： 7791kg/d剩余污泥含水率： 99%剩余污泥量： 780m3/d曝气池有效容积： 13200m3曝气池尺寸： 60.040.06.5m（有效水深5.5m）数量： 1座设备配置a）微孔曝气器型号： 215数量： 4182套4.3.9沉淀池处理构筑物a）沉淀池沉淀池尺寸： 284.5m水力表面负荷： 0.8m

20、3/m2h污泥斗直径： 2m数量： 2座设备配置b）周边传动刮泥机型号： CTZG-28周边线速： 3m/min功率： 3.0KW数量： 2套4.3.10污泥回流处理构筑物a）污泥回流池污泥回流池尺寸： 10.06.05.0m污泥回流池有效容积： 270m3数量： 1座设备配置a）污泥回流泵流量： 500m3/h扬程： 12m功率： 22KW数量： 2台（一用一备）b）剩余污泥泵流量： 30m3/h扬程： 12m功率： 3KW数量： 2台（一用一备）仪表配置a）液位计性能参数： 05m数量： 1套4.3.11鼓风机房本工程采用活性污泥生物池作为好氧处理，考虑到生物池面积比较大，采用微孔曝气器和

21、鼓风机作为曝气的方式，鼓风机房作隔音降噪处理。处理构筑物a）鼓风机房鼓风机房尺寸： 16.56.04.5m数量： 1座设备配置a）鼓风机流量： Q=50.1m3/min风压： P=69kPa功率： N=90kW数量： 3台（二用一备）4.3.12污泥浓缩污泥分为二部分：一部分是初沉产生的污泥600m3/d（含水率99%），一部分是水解酸化池定期排出的污泥584m3/d（含水率99%），总污泥量为1184m3/d。处理构筑物a）水解酸化污泥浓缩池尺寸： 9.03.5m数量： 1座4.3.13污泥处理设污泥脱水机房、带式污泥脱水机、污泥泵、PAM加药装置。污泥经过浓缩后的含水率为97%，污泥量约为

22、460m3/d，用带式污泥脱水机榨饼处置。a）污泥均化池污泥均化池尺寸： 10.08.04.0m数量： 1座b）污泥脱水机房污泥均化池尺寸： 20.08.04.5m数量： 1座设备配置a）污泥输送泵流量： Q=15m3/h扬程： H=10m功率： N=1.5kW数量： 3台（2用1备）b）污泥浓缩脱水机型号： 带宽1500mm性能参数： 1015m3/h整机功率： N=7.5kW数量： 2套备注： 配套冲洗泵、空压机C）助凝剂计量箱有效容积： 10.0m3数量： 2台d）助凝剂计量泵流量： Q=0-1.0m3/h扬程： 4.6bar功率： N=1.1kW数量： 2台e）搅拌机规格： N=1.1

23、kW转速： n=60r/min数量： 2台备注： 配套减速机仪表配置a）液位计性能参数： 05m数量： 2套4.3.14终端池 经处理后的洁净废水进入终端池。由于地势所限，在雨水期约3个月时间须采用水泵排放（约9个月时间为重力排放）。 处理构筑物a) 终端池尺寸 ： 10.010.06.3m有效容积： V=600m3数量： 1座设备配置排水泵 BIS200-150-250B型 流量： Q= 211404m3 /h扬程： H=15m 功率： N=22 KW数量： 3台(二用一备)4.4水处理构筑物及设备仪表（1）水处理构筑物构筑物一览表 表4-1序号名 称规 格单位数量备 注01集水池10.01

24、0.04.0m座1钢筋混凝土02斜 筛20.05.02.0m座1钢筋混凝土03集水反应池20.05.07.0m座1钢筋混凝土04水解酸化池40.020.06.5m座1钢筋混凝土05污泥浓缩池9.03.5m座1钢筋混凝土06曝气池60.040.06.5m座1钢筋混凝土07沉淀池284.5m座2钢筋混凝土08鼓风机房16.56.04.5m座1砖混09脱水机房20.08.04.5m座1砖混10加药间及控制机房20.08.04.5m座1砖混11污泥回流池8.05.06.4m座1钢筋混凝土12污泥均化池10.08.04.0m座1钢筋混凝土13终端池10.010.06.3m座 1 钢筋混凝土14检查井10

25、00座15砖混（2）水处理设备及仪表主要设备及仪表一览表 表4-2序号名 称技术参数单位数量备 注01排水泵Q=404m3/h、H=15mN=22kW套3二用一备02絮凝剂计量箱V=5m3N=1.5KW套2带搅拌机03絮凝剂计量泵Q=0-0.8m3/hP=7.1bar、N=0.75KW台204助凝剂计量箱V=10m3N=1.5KW套4带搅拌机05助凝剂计量泵Q=0-0.3m3/hP=4.6bar、N=3KW台206助凝剂计量泵Q=0-1m3/hP=4.6bar、N=1.1KW台207水解酸化布水器UPVC套608水解酸化集水器UPVC套609N营养盐计量箱V=2m3N=1.1KW套2带搅拌机1

26、0N营养盐计量泵Q=0-500L/hP=5bar、N=0.37KW台211P营养盐计量箱V=2m3 N=1.1KW套2带搅拌机12P营养盐计量泵Q=0-500L/hP=5bar、N=0.37KW台213膜片式微孔曝气器215套418214鼓风机Q=53.1m3/minP=69kPa N=90kW套3二用一备15初沉池刮泥机ZG-40套216二沉池刮泥机ZG-26套217污泥回流泵Q=500m3/h、H=12mN=22kW台3二用一备18剩余污泥泵Q=30m3/h、H=12mN=3kW台3二用一备19污泥输送泵Q=15m3/h、H=10mN=1.5kW台3二用一备20电气系统套121自控系统套1

27、22管线阀门套14.5电气设计4.5.1设计范围站区内所有用电设施的供电设计。4.5.2设计标准及规范设计遵循的文件、标准和规范： 电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50062-94） 供配电系统设计规范（GB50052-95） 低压配电设计规范（GB50054-95） 电力工程电缆设计规范（GB50050-94） 建筑物防雷设计规范（GB50057-94） 民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）4.5.3供电系统设计本设计电气控制集中于脱水机房和鼓风机房内，设置部分现场控制箱。工程总装机容量437.14KW，同时使用系数K=0.8, 最大运行功率289.07kW，备用功率148

28、.07kW。电源由工厂配电室低压侧引入污水厂配电屏。低压侧设隔离开关方便检修。低压配电采用动力配电箱。启动方式为大于22kw/台用电设备采用星三角启动，小于22kw/台用电设备直接启动。4.5.4污水处理站设自动监测系统。 根据国家环保部门的要求，污水处理站应设污水处理在线自动检测控制系统。污水处理在线自动检测控制系统由业主根据工厂的实际情况自行设置。污水处理在线自动检测控制系统应参照本工艺设计并按污水处理在线自动检测控制图的图示布点设置，具有实际功效。详见污水处理在线自动检测控制图。电气负荷一览表 表4-1序号名 称装 机（KW）运 行（KW）运行时间（h）电 耗（KWh）备 注01排水泵6

29、644241056二用一备02絮凝剂加药系统4.52.252454一用一备03助凝剂加药系统94.524108一用一备04N营养盐加药系统2.941.472435.28一用一备05P营养盐加药系统2.701.352432.4一用一备06鼓风机270180244320一用一备07沉淀池刮泥机3.03.0247208污泥回流泵442224528一用一备09剩余污泥泵632472一用一备10污泥输送泵4.53.01545二用一备11污泥脱水系区内用电552412013合 计437.14289.076703.685.工程建设概算5.1工程建设分项投资表构筑物一览表（土建类）

30、表51 序号名 称 及 规 格单位数量单价(万元)小 计(万元)备 注01集水池10.010.04.0m座110.0010.00钢砼02斜筛20.05.02.0m座17.007.00钢砼03反应池20.05.07.0m座117.5017.50钢砼04水解酸化池40.020.06.5m座1130.00130.00钢砼05污泥浓缩池9.03.5m座15.605.60钢砼06曝气池60.040.06.5m座1390.00390.00钢砼07沉淀池28.04.5m座296.00192.00钢砼08鼓风机房16.56.04.5m座16.936.93砖混09脱水机房20.08.04.5m座111.2011

31、.20砖混10加药间及控制室20.08.04.5m座111.2011.20砖混11污泥回流池8.05.06.4m座18.968.96钢砼12污泥均化池10.08.04.0m座111.2011.20钢砼13终端池10.010.06.3m座121.0021.00 钢砼14检查井1000座150.203.00 砖混小 计825.5915税 收 7%57.7916管理费10%82.60 合 计965.98土建类投资为：965.98万元。主要设备一览表（安装类） 表52序号名 称 及 规 格单位数量单价(万元)小 计(万元)备 注01排水泵BIS200-150-250B型台30.902.70组合02絮凝

32、剂计量箱V=5m3 N=1.2kw套25.0010.00带搅拌机03絮凝剂计量泵q=0.8m3/h N=0.75kw台22.004.00组合04助凝剂计量箱V=10m3 N=1.5kw套48.0032.00带搅拌机05助凝剂计量泵q=3m3/h N=3kw台21.302.6006助凝剂计量泵q=1m3/h N=1.1kw台20.851.7007水解酸化布水器 UPVC套65.0030.0008水解酸化集水器 UPVC套65.0030.0009N营养盐计量箱V=2m3 N=1.1kw套24.008.00带搅拌机10N营养盐计量泵q=500L/h N=0.37kw台20.751.5011P营养盐计量箱V=2m3 N=1.1kw套24.008.00带搅拌机12P营养盐计量泵q=500L/h N=0.37kw台20.751.5013膜片式微孔曝气器 215套41820.025104.55 14鼓风机Q=53.1m3/min N=90kwP=69kpa台316.0048.00二用一备15沉淀池刮泥机 CTZG-28套224.5049.0016污泥回流泵q=500m3/h H=12m N=22kw台