闽清某纸厂污水处理方案

第一章绪论一·工程概况：（一）造纸生产水污染及治理概况：造纸废水污染已成为我国的一大环境公害，这已是不争的事实。造纸工艺在制浆和造纸生产过程中主要产生三类废水：黑液(来源于蒸煮工段)、中段废水(来源于洗选漂工段)和纸机白水(来源于抄造工段)。其中黑液对环境的危害最大，是治污的关键，也是多年的老大难；中段水水量较大，其污染程度视黑液的提取率而定，提取率越高，污染负荷越低；纸机白水的污染程度虽然相对较轻，但因排放量大，也不可忽视。针对造纸行业废水治理的主要设施─黑液的碱回收设施和以气浮为代表的白水回收及中段水预处理设施，既去除了大量污染物质，又回收了大量资源（水、碱、浆料等），并将其回用于生产过程，为节约用水，降低原材料消耗起到了积极作用。（二）闽侯县造纸厂工程概况：福建省闽侯县造纸厂主要以废弃水泥袋、进口废纸为原料，用机械处理法磨浆生产80~220克的牛皮纸，生产过程不添加化学药剂。该厂位于闽侯县南屿镇高岐乡，地处闽江流域福州段上游南港，是一家小型的乡镇企业，现由闽侯腾龙纸业有限公司承包经营。该厂目前有1092圆网造纸机三台，可年产牛皮纸5000~8000吨，其造纸生产过程中产生的大量废水若直接排入闽江，必将对水质造成严重污染，纤维的大量流失也增加了厂家的生产成本。随着经济建设的不断发展和人民生活水平的不断提高，人们对自身的生存环境也提出了更高的要求。在环境污染引起人们的普遍重视，污染治理的呼声越来越高的今天，为保护环境、造福人类，闽侯县造纸厂决定在厂内兴建一套完整的环保处理设施，以保证生产污水处理后能达标排放，保护自然水体，同时要求能尽量回收流失的纸纤维以降低生产成本。本所受闽侯县环保局和闽侯县造纸厂的委托，对该厂的生产工艺和污水处理流程进行了全面的分析和计算，按照设计计算的成果，编制了本工程设计方案。（三）加压溶气气浮处理系统的特点：目前造纸废水处理普遍采用物化处理方法，而在白水回收和处理方面，气浮工艺以其独特的优越性能被广泛采用。本工程采用的加压溶气气浮处理系统集合了国内气浮净水技术的开拓者--同济大学环境工程学院多项最新科研成果，以其卓越性能成为传统气浮的升级换代产品：①处理效果稳定可靠，抗冲击负荷能力强。②低压运行，工作压力仅为3kg/cm2。③高效能比，溶气效率高达99%以上，释气率高达99%。④专利抗堵设计，释放器免于清洗。⑤微气泡与悬浮颗粒的高效吸附，提高了SS的去除效果。⑥勿需排气，缩短空压机连续运转周期，延长了空压机寿命。⑦多层排泥，确保出水水质。⑧全自动控制系统，维护极其简便。虽然气浮作为一种高效、经济的白水处理方法已得到了广泛的应用，但由于认识上的原因，目前不少厂家仍在使用和准备使用沉淀法作为白水处理和回收方法。这里，我们就沉淀和气浮的技术经济指标做一个整体的比较，提供给建设方和环保部门参考。(详见表1)表1污水处理方案技术经济比较序项目内容污水处理工艺方案号方案I沉淀池方案II气浮池1技术可靠性传统处理方法，效果稳定，应用广泛。七十年代兴起的物理处理方法，有数十年使用历史，已积累较多使用经验。2技术适应性适用于所含悬浮物比重较大的污水，否则即使占地再大，用药再多也达不到满意的效果。适用于所含悬浮物细小，絮凝颗粒疏松的污水，不适用于悬浮物颗粒大而沉的污水。3工程可行性对白水回收来说不可行，因为回收率只有10~20%，没有太大的经济效益，排放的污水也无法达标。可行，已有大量的实例证明，纤维回收率可达80~95%，尾水可回用。4GB8978-88《污水综合排放标准》达到二级：BOD5≤60CODcr≤100SS≤100达到一级：BOD5≤20CODcr≤60SS≤305投资费用由于池体较大，土建投资较高，机械刮泥设备费用也较大。池体尺寸较小，土建投资较低；设备投资在水量较大时较省。6运转费用运转费用较低。由于要有回流和加压，运转费用稍高。但由于回收量大，经济效益远大于沉淀池。7工程量和施工难易总工程量大，施工较难。总工程量小，施工较简单。8运转操作和维护维修运转方便、使用动力少，污泥含水量大，处理困难。机械化程度高，运转方便。污泥含水量小，易于处理。

二·设计依据：1、《中华人民共和国环境保护法》和《水污染防治法》2、室外排水设计规范（GBJ14-87）3、污水综合排放标准（GB8978-1996）4、工业企业设计卫生标准（TJ36-79）5、建筑设计防火规范（GBJ16-87）6、给水排水工程建设有关规范7、上级环保主管部门提出的处理要求8、福州市环境监测站提供的该厂水质监测报告闽侯县造纸厂提供的工程设计有关图纸资料三·设计原则：1、工程目标符合国家标准和福州市环境规划要求，由于闽江福州段上游南港属于保护水源，排入污水须符合GB8978-1996《污水综合排放标准》一级标准。地因制宜采用新工艺、新技术，在达到工程目标的前提下简化流程，降低造价；并通过资源的循环利用，达到能逐渐回收投资的目的。选用可靠的设备和适当提高机械化、自动化程度，方便运行管理，保证稳定处理效果。针对现有工艺，从环保的角度对各个工序的运行提出合理化建议，从源头起控制污染的产生，减轻回用和处理设施的负担。降低噪声、消除异味，改善水处理站环境，避免二次污染。4.本方案的研究内容包括：(1)对工程范围内的污水水量和水质进行预测，确定合理的处理规模和处理程度。(2)对现有生产工艺的运行和资源的合理使用提出合理化建议，目的是从源头上减少污水的产生，减轻设备负担。(3)投资估算和结论。第二章工程设计一·设计水质水量：（一）设计水质：福州市环境监测站水质测试结果如下(可参见附件1)：序号监测项目SS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)1纸机车间白水20618448.22洗袋车间污水8064711753厂区混合污水235317129由以上结果可以看出，闽侯造纸厂的污水有以下几个特点：1、白水车间污水浓度较低，SS的浓度要比一般造纸厂的低，这可能是采用了机械磨浆法并施以大水量冲洗的缘故。2、洗袋污水浓度较高，据观察，其来源是废弃的水泥袋上带的水泥粉及运输过程的杂质，易于沉淀。白水和洗袋污水的水量比大约是5：1。根据闽侯县环保局的意见及闽侯县造纸厂所处的地理位置，初步确定出水水质为一级。（二）设计水量：闽侯县造纸厂是个老厂，由于设备较陈旧，若对工厂进行大规模改造的话，投资太大，可能性较小。因此我们认为该厂的污水排放量按现有生产情况测定就可以了。通过对厂内白水排放沟的流速和横断面测定，该厂的白水排放量约为2400t/d，洗袋污水则按水质监测结果的比例计算，约为480t/d。综合考虑闽侯县造纸厂设备的实际情况和企业发展，我们确定的设计处理水量如下：白水回用处理设施：2400m3/d（合100m3/hr）洗袋污水处理设施：480m3/d（合20m3/hr）二·设计范围：本工程设计范围包括2400m3/d白水回用气浮处理设施和480m3/d洗袋污水处理设施：１、处理工艺流程设计。２、建筑与结构设计。３、工艺设备选型、布置和仪表控制设计。４、工艺设备动力配线（分配箱至工艺设备间）。三·处理工艺流程设计：白水回收工段气浮工艺方案：造纸行业白水回收处理技术经历了澄清法（1975年经前）、斜管沉淀法（1980年以前）、溶气气浮法（1980年以后）三个发展阶段，溶气气浮法由于占地面积小、出水水质好等诸多优点逐渐成为首选技术。特别是在白水回用工段中，由于气浮法的采用使得水和浆料回用方便，并由此带来较高的节水、节浆经济效益，因而迅速取代了其它回收技术，成为纸机白水回收中的最主要手段。１、处理工艺流程：经改造后，本系统的处理出水和浆料可回用于生产。２、主要处理构筑物及设计参数：①混合反应池：钢筋混凝土结构孔室旋流反应池一座，分成五格。有效尺寸：1520×1520×1750mm3，5格；反应停留时间：12min；GT值：34000（满足规范104-105的要求）；②气浮池：钢筋混凝土结构气浮池一座，其溶气量按“气-固比”参数计算。有效尺寸：3200×7180×2000mm3；反应停留时间：17.7min；分接触区和分离区二部分：接触区结构尺寸：3200×600×2000mm3上升流速：16mm/s（回流比8.4%）分离区结构尺寸：3200×600×2000mm3分离速度：1.7mm/s③药液溶解槽：硬聚氯乙烯溶解槽二只尺寸：1200×1200×1000mm3×２只３、主要机械和动力设备：序号名称型号数量功率备注１空压机Z-0.08/7-D12台3Kw一用一备２清水泵IS100-80-160A2台4Kw一用一备３刮渣机TL-31套0.25Kw6压力溶气罐TR-31套7溶气释放器TV-II4个洗袋废水处理工艺方案：闽侯县造纸厂的洗袋废水量较少，成分单一，主要污染物是水泥袋上所带的颗粒悬浮物。我们认为采用一般的沉淀法即可达到较好的处理效果。１、处理工艺流程：主要处理构筑物：混合反应池：钢筋混凝土结构水池有效尺寸：1300×1300×1000mm3平流沉淀池：钢筋混凝土结构有效尺寸：9650×2800×2000mm3药液溶解罐：硬聚氯乙烯溶解槽一只尺寸：1200×1200×1000mm3×２只四·车间内水量控制建议：以上设计都是针对车间外的污水治理，实际上，车间内清水的浪费也是相当严重的，这造成了污水处理设施规模的扩大，增加了生产成本，为此，我们利用勘察现场的机会，仔细分析了该厂的生产工艺，对该厂减少生产用水的可能性进行了研究：闽侯纸厂废纸造纸的工艺流程如下：水力碎浆机→沉砂沟→池→纤维分离机→池→脱水机→池→双盘磨→离心筛→槽→钜形除砂器→脱水机→贮浆池→网前箱→压榨部→干燥部→压光→卷取部→复卷包装→纸库。该厂有造纸机三台，年产纸袋纸5000～8000t，以废水泥袋纸为原料，排出废水2900m3/d。该厂在生产过程中水量控制步骤如下：①该厂在打浆工段中大量使用清水，则贮浆池中浆料浓度较低，为保证纸机均衡并连续生产，贮浆池木浆的深度一般定为3～5%，不宜过稀。②该厂在铜网清洗过程中，无规范的方法，而是大量的清水冲洗，这样造成清水的浪费而且又达不到清洗的效果，在正常生产中须用高压水经常冲洗铜网，水压大小又与浆料性质和纸机抄速有关，一般宜在2-4公斤/厘米2为宜，若采用往复移动喷水管冲洗铜网，水压多在10公斤/厘米2以上，喷孔直径为1.1mm左右，孔间距为50mm，每分钟往返移动30～60次，这样洗网效果好。③该厂在毛毯洗涤过程中，使用大量清水进行洗涤，水量没有加以控制，而在正常生产中用高压水洗涤，洗涤喷水管一般用钢管或铜管制成，管径在32-50mm之间，每为管长每分钟喷水量应控制为40～50kg。④该厂是最大的水资源浪费是在抄纸过程中未使用白水事实上充分而合理地使用白水对生产极为有利，如冲浆、调节深度、稀释浆料等，都要尽可能利用白水，而少用清水。这样可以回收部分细小纤维和填料粒子。另外有些填料经过几次循环后，才能固定在纸页中。五·电气控制：1、设计原则：1)为确保安全，本设计为三相五线制线路（采用TN-S系统），电源进线侧接零线N与接地线PE相连。所有水处理系统的设备金属外壳均与PE线相连。2)为使废水处理工程正常运行，确保水处理效果，建议本系统的低压供电采用双进线，即设一路备用电源，采用人工切换。2、控制方式：1)根据工艺要求，对废水提升等系统中的主要环节可进行集中控制及现场控制，所有处理构筑物采用液位计传递迅号，以达到自动控制目的。2)一旦自动控制失灵或变更使用工艺所需，本系统可进行手动控制，以信号灯观察运行正常与否。3、装置及装接容量：1)管线：动力线管采用厚壁焊接钢管。管子连接必须焊跨接，良好接地，所有配出线用BV塑铜线，信号线用KVV型电缆。2)本设计动力装接容量为：白水回收处理气浮系统：8Kw第三章运行管理一·人员编制：由于本废水处理所采用的溶气气浮系统设计机械化、自动化程度较高，沉淀池操作也比较简单，故增加操作人员一名即可二向兼顾。二·动力计算：项目数量×功率×利用率空压机Z-0.025/62×1.5×50%=1.5清水泵IS65-50-160A2×4×50%=4刮渣机TL-31×0.25×20%=0.05浮渣泵AS10-2CB1×1.0×20%=0.2其它1.2合计6.95Kw三·运行成本计算：白水回收系统运行成本计算：１、动力费：电费按0.50元／度计E1=6.95×24×0.50/2400=0.035元／吨水２、加药费：加药费用以0.06元／吨水计E2=0.06元／吨水３、人工费：职工工资福利按500元／人·月计E3=500/2400×30=0.007元／吨水４、运行成本：总费用E=E1+E2+E3=0.035+0.06+0.007=0.102元／吨水洗袋污水系统运行成本计算：１、加药费：加药费用以0.08元／吨水计E4=0.08元／吨水２、人工费：由于气浮池已计算人工费，此处不计人工费。（三）系统运行总成本计算：运行成本：总费用E=(E1+E2+E3+E$)/2400=0.10元／吨水第四章投资估算系统投资估算工程直接费：(单位：万元人民币)序号名称规格单位数量价格１池体(含反应池、气浮池、沉淀池)钢砼结构240m3（10x8x3m3）座14.0２贮浆池砖砌7.5m3座10.30３污泥干化池砖砌7.5m3座10.304空压机Z-0.025/6台20.505清水泵IS65-50-160A台20.406刮渣机TL-3台11.577压力溶气罐TR-3只11.718溶气释放器TV-Ⅱ只40.69液位计套10.1510钢轨及拉线杆套10.1611管配件及阀门等套10.6012配电柜自控系统及电缆套12.0工程直接费12.0工程总造价：(单位：万元人民币)序号名称计算价格a工程直接费12.0b设计费工程直接费×6.0%0.72c调试费工程直接费×5.0%0.60d人员培训费工程直接费×1.0%0.12e税金(a+b+c+d)×3.41%0.45工程总造价14.35第五章处理效果和环境效益造纸生产过程产生的污水因水量大、浓度高，不治理对环境的危害极其严重，彻底根治所需投资又太大，这一对矛盾一直是困扰环保界的一大难题。因此，从技术、经济二方面同时着手，考虑企业的承受能力，以较小的投资、用适当的办法尽可能降低污染负荷，减轻对自然环境的影响；各项处理工程逐步实施，是当前比较