纤维板废水处理.docx
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纤维板废水处理
编号：
纤维板废水处理工程
四川省工商行政管理局
四川省环境保护局监制
纤维板废水处理
技术设计方案
四川长城环境科学研究院
二零一零年九月
目录
一、概况2
二、工程规模2
三、方案编制的原则和依据2
四、工程设计范围和进出口水质标准3
五、工艺流程的选择及说明5
六、构筑物尺寸估算及主要设备16
七、施工组织设计18
八、运行成本估算19
九、乙方相关资质文件资料20
纤维板废水处理工程设计方案
一、概况
纤维板厂废水包括工业废水和生活污水两部分。
工业废水是纤维板生产过程中产生的废水，主要来自木材削片、筛选、水洗、热磨干燥、铺装热压、锯边砂光等生产工序，废水中主要含有糖类、树脂类、单宁、甲醛等有机物，以及木屑等大量悬浮物。
生活污水是厂区职工日常生活的排放污水。
鉴此，我们按照国家对工业废水处理的相关执行标准，为厂家综合污水达标排放编制一套切实可行的、完整的污水处理方案，供厂家参考决策。
二、工程规模
1、该厂污水包括工业废水和生活污水两部分，工业废水排量48吨/天，生活污水排量25吨/天，废水总量约80吨/天。
设计水量按100吨/天计算，即5吨/小时。
三、方案编制的原则和依据
1、方案编制的原则
本设计方案严格执行国家有关环境保护各项规定，完全按照市环科所环境评价的要求以及环保局精神执行。
采用技术成熟，行之有效的工艺路线，采用能耗低、费用省、占地少的处理系统，有较好的技术经济指标，处理设施的操作管理方便，立足长期运行安全、稳定、可靠。
建、构筑物的布置和主体视觉与附近的其他建筑协调一致。
提高污水过程的自动化程序，减少劳动强度，便于规范管理。
污水处理设施具有灵活性和调节余地，以适应水质水量的变化。
本方案力求做到效果好、投资少、运行费用低、运行稳定、操作简便，占地面积少，做到环境效益与经济效益相统一。
2、方案编制的依据
（1）法律依据
《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》、《污水综合排放标准》（GB8978-1996）、《中华人民共和国水污染防治法实施细则》、《建设项目环境保护管理条例》国务院令第253号。
（2）技术依据
《室外排水设计规范》（GBJ14-871997年版）
《给水排水制图标准》（GBJ106、87）
《给水排水工程结构设计规范》（GBJ68-84）
《砌体结构设计规范》（GBJ3-880
《泵站设计规范》（GB/T50265-97）等。
《城镇污水处理厂附属建筑和附设备设计标准》（CJJ-89）
《城市污水处理厂污泥排放标准》（CJ3025-93）
四、工程设计范围和进出口水质标准
1、工程设计范围
（1）污水处理系统工艺设计；
（2）污水处理系统建构筑物设计；
（3）污水处理系统配套设施、材料及非标准产品的设计；
（4）工程投资概算明细设计。
2、进出口水质标准
入水水质依照大量文献中纤维板废水水质估算，出水按《污水综合排放标准》GB8978-1996中表4，国标一级。
序号
项目
进水水质
单位
出水水质
单位
备注
1
CODcr
8000～20000
mg/L
≤100
mg/L
国标一级
2
BOD5
3000～8000
mg/L
≤20
mg/L
国标一级
3
SS
3000～8000
mg/L
≤70
mg/L
国标一级
4
PH
4～6
-
6-9
-
国标一级
5
色度
2000～10000
-
50
-
国标一级
五、工艺流程的选择及说明
根据纤维板生产废水的行业情况，我院初步设计工艺流程方案如下图，根据该厂废水水质实测值和土建施工环境在实际应用中可能做一定程度更改。
1、调节沉淀池
调节沉淀池的主要作用是调节水量水质和对废水进行沉淀预处理。
纤维板生产过程中废水的水量、水质不是一层不变，都是随时间的推移而不断变化着，有高峰流量和低峰流量，也有高峰浓度和低峰浓度。
流量和浓度的不均匀往往给处理设备的正常运转带来不少困难，使其无法保持在最优的工艺条件下运行，或者使其短时无法工作，甚至遭受破坏（如在过大的冲击负荷条件下）。
为了改善废水处理设备的工作条件，在许多情况下需要对水量、水质进行调节。
调节的目的是给处理设备创造良好的工作条件，使其处于最优的稳定运行状态，同时，还能减小设备容积，降低成本，减少占地。
沉淀是一种重力沉降法，在重力作用下，利用悬浮颗粒与水的密度差使悬浮颗粒从水中除去的方法。
重力沉降法可以去除纤维板厂综合废水中的泥沙、木屑、化学沉降物等大颗粒物质。
重力沉降法简单易行，分离效果好，成本低，应用广泛，是水处理工艺中最基本的方法之一。
按照水的性质与所要求的处理程度的不同，沉降处理工艺可以是整个水处理过程小的一个工序，在某些处理要求低的场合可以作为唯一的处理方法。
2、混凝反应池
混凝就是在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以分离除去的过程。
混凝剂的选择与投加量根据废水的水质实测值并做一定分析实验来决定，初步拟采用聚合氯化铝混凝剂（PAC）。
各种废水都是以水为分散介质的分散体系。
根据分散相粒度不同，废水可分为二类：
分散相粒度为0.1～1nm的称为真溶液；分散相粒度在1～100nm间的称为胶体溶液；分散相粒度大于100nm的称为悬浮液。
其中粒度在100μm以上的悬浮液可采用沉淀或过滤处理，而粒度在1nm～100μm间的部分悬浮液和胶体溶液可采用混凝处理。
混凝处理流程包括投药、混合、反应及沉淀分离几个过程。
（1）投药
投药方法分干法和湿法两种。
干法即把药剂直接投放到被处理的水中。
其优点是占地少，缺点是对药剂的料度要求较高，投配量较难控制，对机械设备要求较高．同时工作条件也差。
用得较多的是湿法，即先把药剂配制成一定浓度的溶液，再投入被处理水中。
（2）混合
药剂投入废水中后发生水解反应并产生异电荷胶体，与水中胶体和悬浮物接触，形成细小的矾花，这一过程为混合。
大约在10～30s内完成，一般不超过2min。
对混合的要求是快速而均勺。
快速是因为混凝剂在废水中发生水解反应的速率很快，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小胶体，并不要求生产大颗粒；均匀是为了使化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。
混合的动力有水力和机械搅拌两类。
因此，混合设备也分为两类，采用机械搅拌的有机械搅拌混合槽、水泵混合槽等；利用水力混合的有管道式、穿孔板式、涡流式混合槽等。
（3）反应
混合完成后，水中已产生细小絮体，但还未达到能自然沉降的粒度，反应设备的任务就是使小絮体逐渐絮凝成大絮体。
反应设备应有一定的停留时间和适当的搅拌强度，以让小絮体能相互碰撞，并防止产生大的絮体沉淀。
但搅拌强度太大，则会使生成的絮体破碎，且絮体越大，越易破碎，因此在反应设备中，沿着水流方向的搅拌强度应越来越小。
反应时间一般需20～30min。
反应池的形式有隔板折流反应池、涡流式反应池、机械搅拌反应池等。
影响混凝效果的因素：
在废水的混凝沉淀处理过程中，影响因素较多，主要有以下方面：
（1）水样的影响。
对不同水样，由于废水中成分不同，同种混凝剂处理效果可能会相差很大。
（2）药剂投加量的影响。
药剂投加量有其最佳值，混凝剂投加量不足，则水中杂质未能充分脱稳去除．加入太多则会再稳定。
（3）水温的影响。
其影响主要表现在：
影响药剂在水中起化学反应的速度，对金属盐类混凝剂影响很大，因其水解是吸热反应；影响矾花的形成和质量，水温较低时，絮凝体形成缓慢，结构松散，颗粒细小；水温低时，水的粘度较大，布朗运动强度减弱，反之办然。
3、气浮装置
浮选处理法是向废水中通人空气，并以微小气泡形式从水中析出成为载体，使废水中的乳化油、微小悬浮颗粒等污染物质粘附在气泡上，随气泡—起上浮到水面，形成泡沫—气、水、颗粒（油）三相混合体，通过收集泡沫或浮渣达到分离杂质、净化废水的目的。
浮选法主要用来处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度近于一的微小悬浮颗粒。
浮选法广泛应用于含油废水处理。
废水处理中采用的浮选法，按水中气泡产生的方法可分为溶气浮选法、布气浮选法和电解浮选法三类。
（1）溶气浮选法
溶气浮选法是使空气在一定压力的作用下溶解于水，并达到过饱和状态，然后再突然使废水减到常压，这时溶解于水中的空气便以微小气泡的形式从水中逸出，以进行浮选过程的方法。
溶气浮选形成的气泡，粒度很小，其初粒度在80μm左右。
另外，在溶气浮选操作过程中，气池与废水的接触时间，还可以人为地加以控制。
因此，溶气浮选的净化效果较高，在废水处理中，特别是对含油废水的处理，取得了广泛的应用。
（2）布气浮选法
布气浮选是利用机械剪切力，将混合于水中的空气粉碎成细小的气泡，以进行浮选的方法。
布气浮选的优点是设备简单，易于实现，其缺点是空气被粉碎的
不够充分，形成的气泡粒度较大，一般不小于1000μm，这样，在供气量一定的情况下，气泡的表面积小，而且由于气泡直径大，运动速度快，气泡与被去除污染物质的接触时间短促，这些因素都使布气浮选达不到高度的去除效果。
（3）电解浮选法
电解浮选法对废水进行电解，通电时在阴极产生大量的氢气泡，氢气泡的直径很小，仅有20—100μm，它们起着浮选剂的作用。
废水中的悬浮颗粒粘附在氢气泡上，随其上浮，从而达到了净化废水的目的。
与此同时，在阳极上电离形成的氢气化物起着混凝剂的作用，有助于废水中的污泥物上浮或下沉。
电解浮选法的优点是：
能产生大量小气池；在利用可溶性阳极时，浮选过程和混凝过程结合进行；装置构造简单，是—种新的废水净化方法。
本工艺中综合考虑处理效果、占地面积及运行成本，采用一体化溶气浮选设备。
4、水解酸化池
水解是指有机物进入微生物细胞前、在胞外进行的生物化学反应。
微生物通过释放胞外自由酶或连接在细胞外壁上的固定酶来完成生物催化反应。
酸化是一类典型的发酵过程，微生物的代谢产物主要是各种有机酸。
从机理上讲，水解和酸化是厌氧消化过程的两个阶段，但不同的工艺水解酸化的处理目的不同。
水解酸化—好氧生物处理工艺中的水解目的主要是将原有废水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，特别是工业废水，主要将其中难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。
水解酸化用于有机物浓度较高、SS较高的污水处理工艺，如果后级接入UASB工艺，可以大大提高UASB的容积负荷，提高去除效率。
水中有机物为复杂结构时，水解酸化菌利用H2O电离的H+和OH-将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+，一端加入OH-，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。
水中SS高时，水解菌通过胞外粘膜将其捕捉，用外酶水解成分子断片再进入胞内代谢，不完全的代谢可以使SS成为溶解性有机物，出水就变的清澈了。
这其间水解菌是利用了水解断键的有机物中共价键能量完成了生命的活动形式。
但是COD在表象上是不一定有变化的，这要根据设计时选择的参数和污水中有机物的性质共同确定的，长期的运行控制可以让菌种产生诱导酶定向处理有机物，这也是调试阶段工艺控制好以后，处理效果会逐步提高的原因之一。
本工艺采用厌氧挡板式反应器作为水解酸化反应池。
厌氧挡板式反应池是美国Mccarty于1982年开发的一种新型厌氧活性污泥法。
其具有以下特点：
反应器启动期短；避免厌氧滤池、厌氧膨胀床和厌氧流化床的阻塞问题；不需混合搅拌装置；不需载体等。
5、UASB
为节约占地面积，采用高效UASB反应器。
厌氧生物处理作为利用厌氧性微生物的代谢特性，在毋需提供外源能量的条件下，以被还原有机物作为受氢体，同时产生有能源价值的甲烷气体。
厌氧生物处理法不仅适用于高浓度有机废水，进水BOD最高浓度可达数万mg/L，也可适用于低浓度有机废水，如城市污水等。
厌氧生物处理过程能耗低；有机容积负荷高；剩余污泥量少；厌氧菌对营养需求低、耐毒性强、可降解的有机物分子量高；耐冲击负荷能力强；产出的沼气是一种清洁能源。
升流式厌氧污泥床UASB（Up-flowAnaerobicSludgeBed）工艺由于具有厌氧过滤及厌氧活性污泥法的双重特点，作为能够将污水中的污染物转化成再生清洁能源—沼气的一项技术。
对于不同含固量污水的适应性也强，且其结构、运行操作维护管理相对简单，造价也相对较低，技术已经成熟，正日益受到污水处理业界的重视，得到广泛的欢迎和应用。
UASB由污泥反应区、气液固三相分离器（包括沉淀区）和气室三部分组成。
在底部反应区内存留大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成污泥层。
要处理的污水从厌氧污泥床底部流入与污泥层中污泥进行混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物，把它转化为沼气。
沼气以微小气泡形式不断放出，微小气泡在上升过程中，不断合并，逐渐形成较大的气泡，在污泥床上部由于沼气的搅动形成一个污泥浓度较稀薄的污泥和水一起上升进入三相分离器，沼气碰到分离器下部的反射板时，折向反射板的四周，然后穿过水层进入气室，集中在气室沼气，用导管导出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。
沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，使反应区内积累大量的污泥，与污泥分离后的处理出水从沉淀区溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。
UASB的主要优点是：
污泥浓度高；有机负荷高，水力停留时间短；无混合搅拌设备，靠发酵过程中产生的沼气的上升运动，使污泥床上部的污泥处于悬浮状态，对下部的污泥层也有一定程度的搅动；污泥床不填载体，节省造价及避免因填料发生堵赛问题；UASB内设三相分离器，通常不设沉淀池，被沉淀区分离出来的污泥重新回到污泥床反应区内，通常可以不设污泥回流设备。
主要缺点是：
进水中悬浮物需要适当控制，不宜过高；污泥床内有短流现象，影响处理能力；对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。
6、好氧流化床
生物流化床技术是上世纪70年代初发展起来的污水处理的新兴技术，根据反应器内是否需氧，可将其分为厌氧生物流化床和好氧生物流化床。
好氧生物流化床是将传统活性污泥法与生物膜法有机结合并引入化工流态化技术的一种新型生化污水处理装置。
由于它具有处理效率高、容积负荷大、抗冲击能力强、设备紧凑、占地少等优点，被认为是最具发展前途的生物处理工艺之一。
好氧生物流化床具有以下特点：
（1）比表面积大
由于采用了小粒径固体作为载体并且载体呈流化状态,提供了巨大的表面积,因此,流化床的比表面积比一般生物膜法大得多,几种生物膜法比表面积对比见表1。
比表面积大是生物流化床具有高负荷、高去除率的根本原因。
表一几种生物膜法比表面积对比
处理工艺
比表面积m2/m3
普通生物滤池
40～120
生物转盘
120～180
接触氧化
130～1600
好氧生物流化床
3000～5000
（2）容积负荷率与污泥负荷率高
由于生物流化床的容积负荷率α值是普通活性污泥法的13倍以上，阶段曝气池的10倍以上,生物滤池的38倍以上，因此，在相同进水浓度下，采用生物流化床处理污水，可以使反应装置的容积大量减小，从而显著地降低占地面积及工程投资。
（3）耐冲击负荷能力强
由于生物流化床采用填料载体微生物膜与活性污泥双重作用，其生物量非常大，载体与混合污泥的流化状态提高了有机物和氧气的传质效果并保持流化床内良好的混台流态，使废水一旦进入，就能很快得到混合、稀释，从而对负荷突然变化的影响起到缓冲作用，这是普通活性污泥法和生物膜法所不及之处。
7、二沉池
二沉池是沉淀池的一种，其基本原理是重力沉降，用于生化处理后水中悬浮物的去处。
沉淀池按水流有平流式、辐流式、竖流式之分。
竖流式沉淀他的表面多为圆形，也有采用方形和多角形的。
直径或边长一般在8m以下，多介4～7m之间。
沉淀池上部呈圆柱状的部分为沉淀区，下部呈截头圆锥状的部分为污泥区，在二区之间留有缓冲层。
竖流式沉淀池的优点是；排泥容易，不需机械刮泥设备，便于管理。
其缺点是：
池深大，施工难，造价高；每个池子容量小，废水量大时不适用；水流分布不易均匀等。
8、污泥浓缩池
污泥浓缩是指污泥增稠，降低污泥的含水率，缩小污泥的体积。
经
浓缩后的污泥仍然保持流体的特性。
废水处理构筑物中产生的污泥，其含水率很高，一般为96%～99.8%，体积很大，对污泥的处理、利用及运输都造成困难，必须先进行浓缩。
当污泥的含水率由99%降到96%时，其体积可缩小到原来体积的1/4。
对于污泥消化来说，可以减少消化池的容积和加温污泥所需的热量，对于进行机械脱水，则可以减少混凝剂投加量和脱水设备的数量。
六、构筑物尺寸估算及主要设备
1、调节沉淀池
工业用水流量不稳定，水量变化大，需调节水量水质，并作初沉,设行车式吸泥机1台。
设计尺寸约：
5m×5m×5m，有效调节深度4m，有效调节容积100m3。
2、混凝沉淀池
竖轴机械搅拌混凝沉淀池，直径约：
4m。
3、气浮装置
一体化溶气气浮装置，占地尺寸约：
4m×4m。
4、水解酸化池
采用成本低、易启动的厌氧挡板式反应器。
尺寸约：
5m×4m×5m。
5、UASB
升流式厌氧流化床装置—UASB，尺寸约：
高6m，底部直径3m。
6、好氧流化床
设曝气设备，占地约4m×4m。
7、竖流式二沉池
竖流式二沉池，设吸泥机，尺寸约：
高4m，直径3m。
8、污泥浓缩池
采用重力浓缩池，占地约4m×4m。
工艺总占地约200m2，主要设备如表2所示，工艺、布局及实际使用设备根据现场情况和实测水质，可能做一定变更。
表二主要设备表
设备名称
数量（套）
污水泵
3
混凝搅拌设备
1
自动加药设备
1
曝气设备
1
行车式吸泥机
1
吸泥泵
2
带式污泥压缩机
1
一体化气浮装置
1
七、施工组织设计
主要施工技术措施、土建施工说明：
根据水质数据及现场实情绘制施工图后，详见施工图纸。
安装施工：
对于各种专用和通用设备，按照产品或设备的随机技术文件来安装，同时结合其他管道、电气、自控专业的安装技术要求搞好施工技术配合。
一般设备安装施工主要包括以下的主要程序：
（1）设备开箱、点件、验收。
（2）设备基础测位、划线，检查
（3）设备吊装、就位，初平灌浆验收。
（4）设备精平、清洗检查，加注润滑油。
（5）设备试运转。
所有设备的安装标高都应该来源于土建设计的绝对标高，因此在交接和确认设计高程时，要有交接手续并且与土建、安装签字。
对埋地管道本着先深后浅，先重力流管道后压力流管道的原则。
由于污水处理站环境对钢制件的腐蚀很严重，为避免和减少腐蚀影响从而延长使用年限，所有钢制支架和管道必须按工艺要求进行防腐处理。
八、运行成本估算
1、废水处理设施自动运行，主要是电耗与混凝药剂的消耗，本处理工艺流程建议1～2人监管，人力成本为0.3元/吨。
2、电费总装机容量估算约为15KW，15KW×20小时×0.6元/度÷100吨/天=1.8元/吨；
3、混凝药剂采用聚合氯化铝（PAC），每立方米废水投加量估算为10g（具体投加量需原水实验得出），处理成本为0.1元/吨。
合计运行成本约为：
2.2元/吨（不含设备折旧）。
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