构筑物的运行维护.docx
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构筑物的运行维护
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………………………………………………………..
4.3.11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5—1……………………………..
设备一览表（安装类）表5—2………………………………
工程建设总投资表表5—3…………………………………..
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，９７年底，全国造纸企业５８７３家，其中年产浆万吨以上的企业１１００家。
整体情况是：
（１）年产万吨浆以下的企业占８２％，企业规模小，技术创新能力有限。
（２）造纸以草浆为主。
非木材纤维原料占造纸原料的８５％以上，碱法草浆占总浆量的１燉３。
（３）造纸废水产量大，污染严重。
造纸废水占工业废水量的１燉１０，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９０％，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１/４。
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
菏泽XXX纸业中段污水处理工程
（2）建设规模
处理规模：
Qd=20000m3/d，q=833.3m3/h,Qmax≈1000m3/h。
（3）项目建设性质
新建污水处理工程
（4）项目建设地点
山东菏泽市XXX纸业有限公司
（5）建设单位
菏泽市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》（GB3544—2001）
○《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069—2002）
○《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
①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；
②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；
③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；
④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
山东菏泽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》（GB3544—2001）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310kg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，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
1
CODcr
mg/L
1600～1900
2
BOD5
mg/L
480～570
3
悬浮物SS
mg/L
800
4
pH
6～9
3.2.2设计出水水质
出水水质达到《造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2001）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3—2。
设计出水水质指标表3-2
序号
项目
单位
出水水质
1
CODcr
mg/L
≤450
2
BOD5
mg/L
≤100
3
悬浮物SS
mg/L
≤100
4
pH
6～9
3.3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。
废水→格栅（调节池）水解酸化池-→曝气池-→沉淀池
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：
①电离AI2（SO4）3→2AI3++3SO-24
②水解AI3++H2O→AI（OH）2++H+
③产物2AI（OH）2+→[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50—100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：
10.0×10.0×4.0m（有效水深3.5m）
有效容积：
V=350m3
b）斜筛
采用50—100目斜筛网。
C）潜水推流器：
2台
仪表配置
a）液位计
性能参数：
0~5m
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，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：
20.0×5.0×7.0m
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
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：
0~5m
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：
4.6bar
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：
0~5m
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：
40.0×20.0×6.5m（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：
0~3m
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）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：
0~3m
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/（kgSS·d）
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：
60.0×40.0×6.5m（有效水深5.5m）
数量：
1座
设备配置
a）微孔曝气器
型号：
φ215
数量：
4182套
4.3.9沉淀池
处理构筑物
a）沉淀池
沉淀池尺寸：
φ28×4.5m
水力表面负荷：
0.8m3/m2·h
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：
10.0×6.0×5.0m
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：
0~5m
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：
16.5×6.0×4.5m
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：
φ9.0×3.5m
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：
10.0×8.0×4.0m
数量：
1座
b）污泥脱水机房
污泥均化池尺寸：
20.0×8.0×4.5m
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：
10~15m3/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=1.1kW
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：
0～5m
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：
10.0×10.0×6.3m
有效容积：
V=600m3
数量：
1座
设备配置
排水泵BIS200-150-250B型
流量：
Q=211～404m3/h
扬程：
H=15m
功率：
N=22KW
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
10.0×10.0×4.0m
座
1
钢筋混凝土
02
斜筛
20.0×5.0×2.0m
座
1
钢筋混凝土
03
集水反应池
20.0×5.0×7.0m
座
1
钢筋混凝土
04
水解酸化池
40.0×20.0×6.5m
座
1
钢筋混凝土
05
污泥浓缩池
φ9.0×3.5m
座
1
钢筋混凝土
06
曝气池
60.0×40.0×6.5m
座
1
钢筋混凝土
07
沉淀池
φ28×4.5m
座
2
钢筋混凝土
08
鼓风机房
16.5×6.0×4.5m
座
1
砖混
09
脱水机房
20.0×8.0×
4.5m
座
1
砖混
10
加药间及控制机房
20.0×8.0×4.5m
座
1
砖混
11
污泥回流池
8.0×5.0×6.4m
座
1
钢筋混凝土
12
污泥均化池
10.0×8.0×4.0m
座
1
钢筋混凝土
13
终端池
10.0×10.0×6.3m
座
1
钢筋混凝土
14
检查井
Φ1000
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=15m
N=22kW
套
3
二用一备
02
絮凝剂计量箱
V=5m3
N=1.5KW
套
2
带搅拌机
03
絮凝剂计量泵
Q=0-0.8m3/h
P=7.1bar、N=0.75KW
台
2
04
助凝剂计量箱
V=10m3
N=1.5KW
套
4
带搅拌机
05
助凝剂计量泵
Q=0-0.3m3/h
P=4.6bar、N=3KW
台
2
06
助凝剂计量泵
Q=0-1m3/h
P=4.6bar、N=1.1KW
台
2
07
水解酸化布水器
UPVC
套
6
08
水解酸化集水器
UPVC
套
6
09
N营养盐计量箱
V=2m3
N=
升级会员 