造纸污水处理方案2017.doc

|一、概述1.1 项目概况山西纸业有限公司是一家以废纸为原料生产高强瓦楞纸的造纸企业，设计年产能 20 万吨，一期 10 万吨。企业在生产过程中排放大量生产废水，规划废水经过处理后循环利用达到零排放，避免生产废水对环境的污染。1.2 生产高强瓦楞纸主要流程及污水主要来源分析1.2.1 生产高强瓦楞纸主要流程高强瓦楞纸主要原料为国废回收箱板纸以及其他箱纸。其主要的制作流程包括：废纸制浆和造纸。废纸制浆本车间由废纸碎解、高浓除砂、浆料筛选、尾浆纤维分离、轻重质组合低浓除砂、浆料浓缩、打浆等部分组成。废纸经链板输送机输送到 D 型水力碎浆机进行碎解。废纸碎解过程中，各种长宽比较大的缠绕型杂质经绞绳器绞出，并经切断器切短后外运。重杂质在沉渣井中定期清除，轻杂质由杂质分离机和圆筒筛组成的系统连续去处。通过水力碎浆机筛板的良浆泵送到高浓除渣器去除较大的重杂质，进入到卸料池。卸料池的浆料经泵送进入压力粗筛，尾浆进入排渣分离机回收浆料，良浆进入低四段浓除渣器进一步去除重杂质。经除渣器处理后的浆料进入二段压力精筛进行筛选，然后经多盘浓缩机脱水。浓缩后的浆料进入贮浆池以 45%的浓度贮存，然后泵送到锥型磨浆机进行打浆，处理后的合格浆料送至造纸车间。造纸造纸车间包括打浆（含辅料制备、损纸处理、配浆等） 、抄纸、完成三个工段。纸浆车间输送来的浆料，进入纸贮浆池，同时加入各种辅料。配制好的成浆通过低脉冲上浆泵输送到低脉冲冲浆泵进行冲浆，经过网前二段压力缝筛进入布浆器。WK 水力式流浆箱对布浆器均匀布浆的浆料进行均匀分散、整流，喷射到单长网成型器上，长网成型器上的低浓、均匀的浆料，通过案板、湿吸箱、低真空、高真空脱水后，形成干度 1820%的湿纸页。网部形成的纸页通过真空吸移辊进入一道真空预压、二道大辊径压榨脱水到干度山西造纸厂污水处理 技术文件24547% ；压榨纸页通过压缩空气进入到烘干前干燥段，在前干燥段通过蒸发脱水的纸页达到干度 90%，然后进入表面施胶机进行双面表面施胶；表面施胶后的纸页进入后干燥区进行干燥，干度达到 90%的纸页通过水平卷纸机卷制成纸辊；卷纸机下机的纸辊通过带张力和紧度控制装置的纵切下引纸复卷机卷制成合格纸辊，然后打包、输送完成成品纸的生产过程。山西造纸厂污水处理 技术文件31.2.2 污水来源工程废水主要源自各制浆或造纸车间的中段水、白水等。山西造纸厂污水处理 技术文件4二、设计依据和设计原则2.1 设计依据1、建设方提供的相关资料。2、国家现行的给排水工程设计规范。3、我单位对于造纸废水处理的工程设计和实施经验。4、国内制浆造纸行业污水治理技术的科技成果及运行经验。5、我单位在以往污水处理站的工艺、设备、控制和运行状况的分析和总结。6、国家、地方等相关法律法规及现行专业设计规范与排放标准。2.2 设计原则1、采用高效节能技术，减少处理成本，节约工程投资。2、充分利用现有地形、平面条件，因地制宜，节约用地。3、严格按照国家及地方现行的有关环保法规及经济技术政策，结合工程实际，本着技术上先进可靠、经济上合理可行的原则，采用国内外成熟的工艺路线，确保废水处理“达标”排放。4、废水处理工程中的关键设备选用国内外先进节能的优质产品，确保工程质量。5、系统设计中充分考虑环保“三废”处理，无“二次污染”。2.3 设计范围本项目污水处理工程方案设计包括以下内容：1、土建建（构）筑物设计。2、工艺设备设计。2.4 工程设计标准 工程设计污水综合排放标准 （GB8978-1996）山西造纸厂污水处理 技术文件5制浆造纸工业水污染物排放标准 （GB3544-2008）制浆造纸废水治理工程技术规范 （HJ2011-2012）室外排水设计规范 （2014 年版) (GB50014-2006)室外给水设计规范 (GB50013-2006)建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)建筑设计防火规范 （GB50016-2010)混凝土结构设计规范 (GB50010-2010)给水排水工程结构设计规范(GB50069-2002)建筑抗震设计规范 (GB50011-2010)城镇污水处理场附属建筑和附属设备设计标准 (CJJ31-89)建筑给水排水设计规范 （2009 年版） (GB50015-2003）污水再生利用工程设计规范 (GB50335-2002)工业建筑防腐设计规范 (GB50046-2008)民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)地下工程防水规范 (GB50108-2008)10kV 及以下变电所设计规范 （GB50053-94 ）供配电系统设计规范 （GB50052-2009 ）低压配电设计规范 （GB50054-2011 ）通用用电设备配电设计规范 （GB50055-2011 ）电力工程电缆设计规范 （GB50217-2007 ）建筑物防雷设计规范 （2000 年版） （GB50057-2010 ）工业与民用电力装置的接地设计规范 （GBJ65-83）自动化仪表选型规定 （HG/T20507-2000）仪表配管、配线设计规定 （HG/T20512-2000）仪表系统接地设计规定 （HG/T20513-2000）控制室设计规定 （HG/T20508-2000）仪表供电设计规定 （HG/T20509-2000）分散型控制系统工程设计规定 （HG/T20573-95） 土建施工给水排水构筑物工程施工及验收规范 (GB50141-2008)山西造纸厂污水处理 技术文件6地下防水工程施工质量验收规范 (GB50208-2011)建筑地基基础工程施工及验收规范(GB50202-2009)钢筋焊接及验收规程 (JGJ18-2010)建筑防腐蚀工程施工及验收标准 (YSJ411-89)钢筋混凝土工程施工操作规程 （YSJ403-89)混凝土工程施工质量验收规范 （2011 年版）(GB50204-2002)结构吊装、工程施工操作规程(YSJ404-89)特种结构工程施工操作规程 (YSJ405-89)砌筑工程施工操作规程 (YSJ406-89)钢结构工程施工质量验收规范 (GB50205-2001)市政排水管渠工程质量检验评定检验标准 (CJJ3-2008) 安装工程工业自动化仪表工程施工及验收规范 (GBJ93-86)现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 (GB50236-2011)电气装置施工及验收规范 (GBJ232-82)建筑给排水及采暖工程施工及验收规范 (GB50242-2002)机械设备安装工程施工及验收通用规范(GB50231-98)工业管道施工及验收规范(GB50235-2010)三、处理水量及水质指标3.1 污水处理水量本工程产生的 10000m3/d 造纸废水中，其中 6000m3/d 经过简单的前期处理后回用于生产洗浆，剩余 4000m3/d 进入后续生化及深度处理工序回用于造纸废水对水质要求较高的造纸车间。总水量：Q=10000m3/d=416.7m3/h，Qmax=583.4m3/h（Kh=1.4）生化处理工段水量：Q=4000m3/d=250m3/h（Kh=1.5）山西造纸厂污水处理 技术文件73.2 污水处理水质根据甲方提供的资料及以往工程案例，确定本次污水处理工程进水水质如下项目 CODCr（mg/L） BOD5（mg/L） SS（ mg/L） 温度（） pH进水水质 8000 3200 1500 20-40 69四、工艺比较4.1 造纸废水处理工艺的选择与确定作为企业基础设施的重要组成部分和水污染控制的关键环节，本污水处理工程的建设和运行意义重大。由于污水处理工程的建设和运行不但耗资较大，而且受多种因素的制约和影响，其中处理工艺方案的优化选择对确保处理站的运行性能和降低费用最为关键，因此有必要根据确定的标准和一般原则，从整体优化的观念出发，结合设计规模、废水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行且经济合理的方案，经全面经济技术比较后优选出最佳的总体工艺方案和实施方式。瓦楞纸污水具有污染物浓度高，易产生泡沫，处理难度大的特点。在生化工艺的选择和设备选择上主要考虑以下针对性措施：（1）所选生化处理工艺必须技术先进、成熟，对水质变化适应能力强，运行稳定，能保证出水水质达到工厂使用标准及排放标准的要求；（2）所选工艺应减少基建投资和运行费用，节省占地面积和降低能耗；（3）所选工艺应易于操作、运行灵活且便于管理。根据进水水质水量，应能对工艺运行参数和操作进行适当调整；（4）由于原水的污染负荷比较高，如果全部使用好氧处理会大大提高处理耗电量，而厌氧处理能很好的解决能耗问题，并且厌氧处理能够产生大量的沼气，进行沼气回收还能冲销一部分运行费用，所以生化处理前阶段考虑使用厌氧处理技术；（5）所选好氧处理工艺必须具有较大的生化反应推动力，即底物浓度梯度（污泥负荷随时间的变化值）大。也就是说，所选工艺对难生物降解污染物质有较强的分解氧化能力；山西造纸厂污水处理 技术文件8（6）耐冲击负荷，对进水的水质、水量有巨大的稀释能力，不会因水质水量的急剧变化而使处理系统瘫痪、停运、失去处理能力。（7）适当选取较低的有机负荷，低负荷对可降解有机物分解彻底，可以达到较高的处理深度，确保排放水质，便于污水资源化回收利用；且污泥龄长，生物污泥合成量少，污泥处置费用低。针对以上特点，可选择厌氧+好氧相结合的生物处理工艺方案。由于本工程污水水质浓度偏高，但要求达到较高的处理程度，为保证出水完全达标，因此还需增加深度处理工艺。经以上分析，本工程拟采用预处理+厌氧+ 好氧+深度处理工艺。4.1.1 预处理工段根据废水的排放情况，确定山西纸业公司污水处理站设计总规模为：Q=10000m3/d，其中经过预处理后回用 60%（即 6000m3/d） ，进入后续生化及深度处理工段的水量为4000m3/d。4.1.1.1 格栅及集水池格栅作为预处理的主要设备之一，对后道工序有着举足轻重的作用，在排水工程的水处理构筑物中，其重要性日益被人们所认识。实践证明，格栅选择的是否合适，直接影响整个水处理实施的运行。格栅是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免这些污染物堵塞后续水泵和管道，造成不必要的管道清洗和设备维修。截留效果取决于缝隙宽度和水的性质。本工程拟采用机械格栅，保证栅渣及时清除，减轻工人劳动强度，可实现连续清污，全过水断面清污。格栅渠后设置集水池，均匀水质水量，保证污水连续进入后续处理设施，使整体工艺与设备能够稳定、高效的运行。2.3.1.2 纤维回收间为了回收造纸废水中的纤维和降低造纸废水中的悬浮物含量，在工艺前端设置收浆系统纤维回收间。收浆设施为平面水力网筛。山西造纸厂污水处理 技术文件92.3.1.3 气浮与沉淀1、浅层气浮气浮工艺原理：将空气融入到水中，由于气水混合物和液体之间的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，将固体悬浮物带到水面，上浮过程中，微气泡会附着在悬浮物上，到达水面后固体悬浮物便依靠这些气泡支撑和维持在水面，并通过呈辐射的气流推动力来清除，浮在水面上的固体悬浮物连续地被刮渣机清除，从而完成固液分离的全过程。气浮工艺主要有溶气气浮、涡凹气浮、浅层气浮等，造纸废水一般常用浅层气浮池。高效浅层气浮系统是一个先进的快速气浮系统，改传统气浮的静态进水、动态出水为动态进水、静态出水，即把含有附有微气泡悬浮颗粒的混合污水进入气浮池内的时候，使出流装置移动，混合废水的水平流速相对出流装置为零，从而抑制了槽内的紊流，因而能进行平稳的气浮分离（即所谓的“零速度原理”） ，浮选体上升速度达到或接近理论升速，极大地提高了处理效率，使废水在浅层气浮槽中的停留时间由传统的 3060 min 减至 3 min，并且集凝聚、撇渣、排水、排泥为一体，是一种高效的废水处理装置。2、辐流沉淀池沉淀工艺原理：利用污水和杂质的不同密度，达到自然分离的一种方法。污水中的悬浮物质，可以在重力作用下沉淀去除。这是一种物理过程，简便易行，效果良好，是污水处理的重要技术之一。根据悬浮物质的性质、浓度及絮凝性能，沉淀可以分为 4 种类型。第一类为自由沉淀；第二类为絮凝沉淀；第三类为区域沉淀；第四类为压缩沉淀。絮凝沉淀是颗粒物在水中作絮凝沉淀的过程。在水中投加混凝剂后，其中悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。悬浮物的去除率不但取决于沉淀速度，而且与沉淀深度有关。沉淀池按池型主要有平流沉淀池、竖流沉淀池、辐流沉淀池、斜板/管沉淀池等，一般大中型污水处理工艺都采用辐流沉淀池。辐流沉淀池，池体平面为多圆形，也有方形的。废水自池中心进水管进入池，沿半径方向向池周缓缓流动。悬浮物在流动中沉降，并沿池底坡度进入污泥斗，澄清水从池周溢流出水渠。辐流沉淀池多采用回转式刮泥机收集污泥，刮泥机刮板将沉至池底的污泥刮至池中心的污泥斗，再借重力或污泥泵排走。为了刮泥机的排泥要求，辐流式沉淀池的池底坡度平缓。主要功能是为去除沉淀池中沉淀的污泥以及水面表层的漂浮物，周边传动，传动力矩大，而且相对节能；中心支座与旋转桁架以铰接的形式连接，刮泥时产生的扭矩作用于中心支座时山西造纸厂污水处理 技术文件10即转化为中心旋转轴承的圆周摩擦力，因而受力条件较好；中心进水、排泥，周边出水，对水体的搅动力小，有利于污泥的去除。3、工艺比较通过对本工程污水水质分析，确定采用辐流式沉淀工艺，与气浮池相比较，主要优势如下：（1）污水中进水悬浮物浓度高达 4000mg/l，纤维悬浮物高，易于沉淀；（2）工艺运行稳定、可靠、灵活、出水效果好；（3）沉淀池配套设备少，主要为刮泥机，功率小，动力消耗少，投资费用低，运行费用低；（4）设备易于控制，维修概率小，维护费用低；（5）排泥方便，不容易堵塞；（6）絮凝剂投加量比气浮工艺大大节约。4.1.2 厌氧处理工段本工程产生的废水属中高浓度有机废水。根据实际调查可知，单纯采用好氧处理的高能耗及其它所产生的运行费用已成为企业的沉重负担。根据国内外高浓度有机废水处理的实际经验，厌氧-好氧联合处理技术是高浓度有机废水处理的最佳选择，其中厌氧处理技术是一种有效去除有机物并使其矿化的技术，它将有机物转化为甲烷和二氧化碳，不仅能大大减轻好氧处理的负担，节约电耗，而且可回收沼气用于发电。为此，本项目在好氧系统前设高效厌氧反应器。废水厌氧生物处理是指在无分子氧的条件下通过厌氧微生物的作用，将废水中各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。在厌氧生物处理的过程中，复杂的有机化合物被分解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出现，这是一种可燃气体，可回收利用。同时仅少量有机物被转化而合成为新的细胞组成部分，故相对好氧法来讲，厌氧法污泥增长率小得多。好氧法因为供氧限制一般只适用于中、低浓度有机废水的处理，而厌氧法既适用于高浓度有机废水，又适用于中、低浓度有机废水。厌氧处理优势如下：（1）无需曝气，节省用电理论上说，去除 1kg 可溶性 CODcr，好氧曝气需要耗电大约 0.67 kWhr。（2）产生有价值的能源 沼气