造纸白水处理工程改扩建方案设计规模1m3d.docx
《造纸白水处理工程改扩建方案设计规模1m3d.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《造纸白水处理工程改扩建方案设计规模1m3d.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
造纸白水处理工程改扩建方案设计规模1m3d
造纸白水处理工程
改扩建方案
（设计规模：
12000m3/d）
第一章总论5
1.1项目概况5
1.2设计依据6
1.3设计原则7
第二章设计标准8
2.1设计水量8
2.2设计水质8
2.3出水标准8
2.4设计范围及分工9
第三章工艺流程的选择11
3.1污染源分析11
3.2原有工艺流程图12
3.3改造工艺选择12
3.4改扩建后工艺流程16
3.5改扩建工艺说明17
3.6工艺原理说明（高效优势菌群P-A/O工艺）18
第四章工艺选型20
4.1构筑物设计20
4.2各处理单元主要设备26
4.3其它构筑物说明29
为保证污水处理设施的建设不影响该工程的建设，在进行后续污水处理设施时，原有设施完全可以稳定运行，不受干扰，等后续工程完工后将污水管路接至新建工程即可。
本方案充分考虑了现有设施的利用问题，其它构筑物主要是利用业主现有的污水处理设施，其分述如下：
29
4.4各处理单元污染物去除效率分析30
第五章设备材料及构筑物一览表31
5.1土建部分31
5.2设备材料部分31
第六章化验室33
第七章经济技术分析33
7.1工程运行成本编制依据33
7.2工程运行成本33
第八章土建设计37
8.1土建设计依据37
8.2设计基本原则37
8.3设计要点38
8.4建（构）筑物设计38
8.5结构设计39
8.6其它相关设计40
第九章电气设计41
9.1设计依据41
9.2设计范围41
9.3电气设计41
9.4电气控制42
本方案控制系统采用手动/自动控制。
42
第十章劳动管理及定员43
10.1劳动定员43
10.2人员培训及要求43
第十一章劳动保护44
第十二章项目实施及工期安排46
12.1项目实施46
12.2工程进度48
附件一：
BOT报价49
附件二：
工程总投资概算50
附图：
某纸业有限公司废水处理工艺流程及高程图
某纸业有限公司废水处理平面布置图
第一章总论
1.1项目概况
某纸业有限公司是一家专业生产高档涂布白卡纸和特种白卡纸属中央国企的专业工厂，无制浆工序，采用的原料为进口纸浆，进行抄造和加工；抄纸过程需要采用一些胶类的化学原料进行施胶，常用的施胶剂是进口松香，有时也采用其他涂胶，如AKD施胶剂（脂肪酸聚合物）。
该造纸工厂现有生产线3条，采取连续生产方式24小时连续生产。
为了响应国家政策号召，节能降耗，现有污水处理设施不能满足要求，因此，需要在原有的基础上新增一套污水处理设施，使造纸污水能够达标排放，实现企业的经济效益和社会效益。
该公司以进口商品浆板为原料（无制浆工序）全天候持续生产特殊用纸，每天造纸排污总废水量≤12000m3/d；每月一次对生产线的清洗，由于投加了大量的片状NaOH，故此排污废水pH≥10，而且排水瞬时值高达800m3/h，持续高峰时值3-4hr。
因历史上的特殊缘故，目前污水处理设施只有物化处理设施，由于从2011年7月起，执行造纸行业GB3544-2008新排放标准（CODcr≤80mg/L），我司受该业主的委托，承揽此项废水处理工程的改造项目，现根据原有废水处理构筑物与环保设施的现状，结合生产排污的实际和工程用地规划及排污要求，因工程因地制宜的精心策划，编制本改造工程设计方案与合理报价，工程的目标是造纸废水经处理后，能全因子稳定达到新颁布的一级排放标准，尽可能降低能耗和运营成本，供业主及环保专家的论证对比后实施定夺。
1.2设计依据
※中华人民共和国环境保护法（1989年12月）
※中华人民共和国环境防治法（1984年5月）
※中华人民共和国水污染防治实施条例（1989年7月）
※《综合水污染排放标准》（GB8978-1996）
※国家《城市污水再生利用、城市杂用水质》（GB/T18920-2002）
※广东省地方标准《水污染物排放限量值》（DB44/26-2001）
※《制浆造纸工业水污染物排放标准》（GB3544-2008）
※《室外排水设计规范》（GB50101-2005）
※《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
※《给水排水管道工程施工及验收设计规范》（GB50268-2008）
※业主提供的水质、水量和废水处理站等原始基础资料
※各专业设计规范及标准（现行）
※各专业施工验收标准及规范（现行）
※其它有关的污水处理设计规范与国家及地方标准等
※有关土建及工程施工、安装定额等
※有关设备、材料厂家的报价标准
※有关建设项目提供的原始基础材料
1.3设计原则
1、严格执行国家关于环境保护的政策，符合国家、省市的有关法规、规范和标准。
2、采用技术先进可靠、经济合理、符合当地的高效节能、操作简单的废水处理工艺，确保废水处理效果，尽量减少占地面积、工程总投资和日常运行费用。
3、对公司废水实行综合治理，采取全面规划实施的原则，使工程建设与生产相协调，又最大限度地发挥工程的环境效益、经济效益和社会效益。
4、妥善处理废水处理过程中产生的栅渣、污泥，避免二次污染。
5、采用成熟、可靠的控制系统，逐步实现科学自动管理，尽量减轻劳动强度，做到技术先进、经济合理。
6、积极妥善地采用新技术，在合理利用资金的同时，充分利用先进的技术和设备，以提高行业的设备和技术水平。
7、全国产化设备，选购高效、节能、耐用、价廉物美和低噪声的国产名优产品，先省内后省外，以制售后跟踪服务；
8、有一定的备用容量和负荷的可调节性，与配件的互换性与通用性，有利于安全经济运行工况的稳定性。
9、做好非标设施的选材强度与刚结构及钢件的防腐工作。
第二章设计标准
2.1设计水量
根据业主提供的资料，确定废水处理厂改造工程进水水量为12000m3/d。
本方案设计规模按12000m3/d水量设计，污水处理站按24小时运行，则设计处理水量为500m3/h。
2.2设计水质
根据厂方提供的资料，以如下水质作为废水处理站设计进水水质，允许CODcr瞬间峰值达到2750mg/L，可以短时间承受高负荷运行（不超过12小时），但应避免对生化有抑制作用的物质大量排入到废水中，导致CODcr升高，从而造成的水质波动。
表2-1业主提供的废水原水水质资料
序号
指标
原水水质
1
CODcr
≤1900mg/L
2
BOD5
≤700mg/L
3
SS
≤800mg/L
4
PH
6～9
5
B/C
≥0.36
2.3出水标准
按照环保部门要求，根据业主提供资料及要求，出水排入管网，执行下列排放标准（GB3544-2008），具体水质指标如表2-2。
出水检测以某市环保局（或者双方认可的第三方检测机构）的检测结果为准。
检测方式为委托检测，即双方委托某市环保局对出水水质进行分析检测，如果双方任何一方对结果存有异议，可协商委托认可的第三方检测机构进行检测，如果两者监测数据一致，双方必须承认该数据真实可靠。
我司承诺，如果由于水质检测不达到厂方要求（但不含进水过度异常导致的生化系统紊乱而造成出水的不达标）而导致贵公司污水处理费用增加，增加的污水处理费用一律由我司承担，不属于我司原因造成的费用，我司将不予承担！
表2-2出水水质表
序号
指标
出水水质（GB3544-2008）
1
CODcr
≤80mg/L
2
BOD5
≤20mg/L
3
SS
≤30mg/L
4
PH
6～9
5
氨氮
≤8mg/L
6
总氮
≤12mg/L
7
总磷
≤0.8mg/L
8
色度
≤50倍
9
AOX
≤12mg/L
2.4设计范围及分工
（1）污水处理站站区从进水到出水范围内的工艺、设备、管道、自控、仪表、配电、控制及线缆等合同范围内的施工图设计、设备配套、电气工程及安装工程。
（2）污水处理站区范围外，与废水处理相关的废水、电力和公用工程（冷却水、工业用水）的管道、线缆及附属设施，以及供电电缆应接至污水处理站配电柜输入端，自来水接口、污水进出水口等其他的交接点位置应按设计要求接入指定的位置。
以及污水处理站区内的地基处理等由业主或业主委托的第三方承担。
（3）本方案仅包含厂区内的部分路灯，池体周边的道路硬化和绿化等工作。
（4）污泥脱水后经过皮带输送机输送到污泥堆场堆放。
第三章工艺流程的选择
3.1污染源分析
某现有一套物化处理系统，其处理工艺如下：
原水→格栅→调节池→浅层气浮机→出水排放
构筑物说明：
格栅为不锈钢孔筛，孔径约为20mm，仅能截留较大的一些物质，如塑料袋，较大石块等；
调节池1座，为钢砼结构，容积约为1000m3；正常生产时水力停留时间仅为2h，而清洗纸机时瞬间水量可达到800m3/h，调节池起不到调节水量和均衡水质的作用，内设搅拌机2台；
废水在调节池短暂停留后，经过泵送入高效浅层气浮处理装置（投加PAC、PAM）进行物化处理，气浮设计处理水量620m3/h，设计进水浓度：
SS=800mg/l。
经气浮处理后的出水直接排入市政排水管网，然后泵入污水处理厂进行处理。
污泥处理设备：
带式污泥压榨脱水机2台，带宽2.5m。
处理后回收纸纤维外卖。
气浮装置的处理效果分析：
正常生产时气浮出水的CODcr一般在450-500mg/L之间，但由于实际生产中，废水进入气浮装置的进水水量和废水SS浓度均远远超过设计值，气浮处理的效果并不理想，出水COD常在600-800mg/L，超出排放标准。
尤其是更换AKD施胶剂时，出水COD非常高，有时高达1000mg/L；更换产品时需要利用片碱清洗生产线，导致污水的pH值在12左右，加药后泵送入气浮处理效果较差，原因主要有：
一清洗纸机时水量偏大，超过了气浮的处理能力；二过高的pH值导致加药效果降低，起不到分离效果。
上述仅有的物化系统，除了以上的问题外，还存在下属问题：
1、设计处理规模偏小，导致超负荷运行，无法保证正常稳定的运行，处理效果较差。
2、调节池设计不够严谨，水力停留时间按最小实际流量仅为2.0h，按最大实际流量为1.0h，根本起不到水量调节和水质均衡的作用，如同虚设。
而且已沉积了大量的纸屑淤泥有效容积不足60%。
3、在调节池不起作用的情况下，处理设施无法抵御冲击负荷，导致处理效果不稳定。
4、工艺设计不完善，气浮只能去除部分SS纤维素固体，对于溶解的有机物没有去除效果。
3.2原有工艺流程图
废水处理站原有工艺流程如下图3-1。
图3-1原有废水处理站工艺流程图
3.3改造工艺选择
3.3.1设计原则
该造纸白水CODcr、BOD5浓度较高，但生化性较好，生化处理对该废水具有很高的去除效率。
因此方案中充分考虑用运行成本低廉的生化处理工艺为主体，减少加药量的原则设计。
同时充分考虑该项目水质水量的不稳定性进行设计，主体设备可以根据水量的变化来调整运行参数，从而又能达到降低运行成本的目的。
3.3.2技改思路
针对现有运行系统出现的问题，主要的解决思路如下：
1、现有废水处理系统调节池较小，达不到调节水质水量的作用，为尽可能在现有基础上改建，同时节省占地面积和投资成本，利用新建的调节池作为水解酸化池的一部分，初沉池具有调节水质的作用，同时在运行过程中，原有调节池作为缓冲池，当水量过大时，按照设计的流量进入到初沉池，多余的污水进入调节池，以缓冲水量。
2、现有运行的气浮系统，出水效果虽然比较理想，但是运行成本偏高，本次改造将停用气浮，转而使用稳定运行的自然沉降的方式。
3、现有的出水CODcr在500mg/L左右，利用物化的方式难以进一步降低CODcr，是由于物化仅能去除一部分难溶性的CODcr，对于可溶性的有机物难以去除特别是纤维素、半纤维素和木质素，因此，物化后选用水解酸化+好氧的处理方式，这样处理可使系统具有耐冲击负荷、占地省等特点，能避免随生产废水水质变化造成的不利影响。
经水解酸化+好氧处理后，大部分有机物被降解，经过二沉池进行泥水分离后，污水达标排放。
4、纸机在清洗时，酸碱度非常高，原有系统根本不具备酸碱调节能力，因此导致清洗时，气浮出水效果较差，本方案新增酸碱中和设备，对清洗纸机时的污水现行调节后，再进行后续处理。
3.3.3改造依据
在上述改造思路的基础上，本公司采取了有针对性的试验，进一步验证其实验结果。
1、物化处理
原水取自现有污水处理系统的调节池进水口，其自然沉降和混凝试验结果如下表3-1所示。
表3-1物化处理结果对比
项目
原水
自然沉降
混凝处理
气浮处理
CODcr/mg/L
1729
464
446
468
去除率/%
——
73.16
74.20
72.93
SS/mg/L
640
76
74
88
去除率/%
——
88.13
88.44
86.25
处理成本/元/吨水
——
0
0.43
0.83
注：
混凝处理PAC用量200mg/L，PAM用量2mg/L；自然沉降2h；气浮处理取自现场。
从表3-1中可以看出，污水通过投加PAC和阳离子的PAM后，出水清澈透明，大部分的悬浮物已被去除，同时大幅降低了CODcr；原水自然沉降2h后，悬浮物和水也基本分离，悬浮物基本沉降在底部，上面的水体比较清澈，CODcr也降低到了446mg/L；现场取样检测，现有气浮出水的与自然沉降和混凝处理的差别不大。
从上述试验结果可以看出，利用简单混凝试验或者气浮的方式，出水的CODcr≥400mg/L，很难再进一步降低，如果需要继续降低CODcr，最理想的方式是增加运行费用较低的生化处理。
同时，混凝处理和气浮处理的药剂费用均比较高，处理成本昂贵，自然沉降的效果与上述两者相比差别不大，并且无药剂费用，投资也较省。
因此选用自然沉降的方式完全可以达到处理要求。
2、生化处理
在物化试验的基础上，针对不同的出水要求，进行了各种生化试验，其试验结果如下表3-2所示。
表3-2生化处理对比
项目
原水CODcr/mg/L
出水CODcr/mg/L
去除率/%
水解酸化
484
275
43.18
好氧处理
484
136
71.90
水解酸化+好氧处理
484
72
85.12
高负荷曝气处理
484
228
52.89
从表3-2中可以看出，虽然水解酸化的效果比较良好，去除率可以达到40%以上，但出水CODcr仍有275mg/L；好氧处理去除率在70%以上，出水CODcr平均在136mg/L，高于80mg/L，但低于250mg/L；水解酸化+好氧处理出水CODcr在80mg/L以下，可以满足GB3544-2008一级排放标准。
从上述分析可以看出，除了水解酸化外，其它几种方式均可满足CODcr≤250mg/L的排放标准，但是满足不了GB3544-2008一级排放标准，因此选用水解酸化+好氧处理比较合适。
通过对污水的水质分析和现有工艺流程考察，结合实验分析，本改扩建工程拟选用的工艺为物化（自然沉降）+水解酸化+好氧处理相结合的方式。
采用的为沉淀+水解酸化+好氧处理的设计主要为保证出水水质，同时又兼顾投资和运营成本。
本方案选用的工艺在小试试验基础上而得出，并且运行成本较低，适合本工程处理。
结合造纸的成功案例，A/O法应用于造纸白水已经是一种比较成熟的工艺，完全可以达到预期目标。
3.4改扩建后工艺流程
改扩建后工艺流程如下图3-2。
图3-2改扩建后废水处理站工艺流程图
3.5改扩建工艺说明
正常生产时的污水经过曲筛，去除一些较大的悬浮物后进入初沉池，在初沉池再次进行固液分离后，悬浮物基本被去除，同时初沉池起到调节水质的作用，经过初沉池的综合作用处理之后（清洗纸机时，碱性高，在曲筛下面的承接水盘中投加硫酸进行pH值调节，设定的水量部分进入到初沉池中，进行后续生化处理，多余的污水进入到空置的调节池中，等到纸机正常时，将调节池的污水泵送到初沉池再进行处理），污水流入到水解酸化池，在此将大分子的有机物降解成小分子的有机物，之后自流到好氧池，在好氧污泥的吸附和氧化处理后，大部分的有机物得到降解，污水进入到后续二沉池，将泥水分离后，污水达标排放。
好氧污泥经过污泥浓缩后，送往带式压滤机进行脱水处理，脱水后的污泥经皮带输送机送入污泥堆场堆放。
3.6工艺原理说明（高效优势菌群P-A/O工艺）
3.6.1预处理“P”
1、固定“曲筛”
曲筛利用固定曲线，可滤除大部分纤维，去掉部分木质素，采用SUS304网与A3支架，能自行排渣，浆渣再经螺旋压滤机脱水。
2、平流式沉淀池
利用沉淀池可有效的将废水SS和CODcr部分的去除，满足预处理效果，而取代原“浅层气浮”净水装置，在满足处理效果的同时，更好的降低运行费用。
3.6.2水解酸化“A”
污水经初沉后，污水进入到水解酸化池内，通过水解和乳酸菌的作用对污水中的有机物进行降解。
将大分子的有机物降解成小分子的有机物。
3.6.3好氧池“O”
经沉淀后的出水自流进入“O”段，采用“活性污泥”对污水中的有机物和难降解的物质进行吸附氧化降解，从而去除了污水的污染物。
通过低能耗、低噪音的三叶罗茨鼓风机—悬挂链式曝气系统充氧，维持DO≥3mg/L，生物酶把大部分有机化合物降解为无机物H2O和CO2、N2等气体。
3.6.4二沉池
为了截留好氧池被流体带出的活性污泥，通过设立二沉池并带刮泥机，采用辐流式沉淀池把好氧污泥截留，同时回流部分的活性污泥，供好氧使用，剩余污泥排入污泥浓缩池。
第四章工艺选型
4.1构筑物设计
各处理单元、构筑物说明及主要设计参数
1.初沉池
◇功能：
分离悬浮物
◇类型：
钢砼结构
◇设计参数：
表面负荷：
1.5m3/m2·h
有效容积：
V=1915m3
尺寸：
28×12×6.0m
超高：
0.3m
数量：
1座
◇设计计算：
取表面负荷1.5m3/m2·h，初沉池长度28m，高度为6.0m，超高0.3m，则初沉池的宽度为500m3/h÷1.5m3/m2·h÷28m=12m，得出初沉池的尺寸为28×12×6.0m，有效容积为28×12×5.7m=1915m3。
◇相关设备：
刮泥机，加药系统
2.水解酸化池
◇功能：
降解大分子有机物。
利用新建调节池作为水解酸化池一部分，另外再新建一座水解酸化池，两者串联使用。
旧调节池在运行过程中作为缓冲洗机废水使用，正常运行时污水通过曲筛直接进入到初沉池，不再进入旧调节池。
新建调节池用作水解池时，内部结构不作改动，新建的水解酸化池内部设置组合填料，以截留部分的水解污泥，成为生物膜法。
◇类型：
钢砼结构
◇设计参数：
BOD5容积负荷：
0.33kg/m3·d
有效容积：
V=4109m3
尺寸为21×28×5.5m+10×20×6.0m
新建超高：
0.3m
水力停留时间HRT：
8.2h
数量：
1座
◇设计计算：
取BOD5容积负荷：
0.33kg/m3·d，水解酸化池削减的BOD5量为378-265=113mg/L，每天的削减量为113mg/L×12000m3/d=1356kgBOD5，得出水解酸化池的有效容积为：
1356kgBOD5/d÷0.33kgBOD5/m3·d=4109m3。
新建调节池有效容积为3000m3，另外新建一座容积为1109m3，取宽度为20m，高度为6.0m，超高0.3米，则水解池的长度为1109m3÷5.7m÷20m=9.73m，实际取10m，得出水解酸化池的尺寸为10×20×6.0m，有效容积为1109m3。
◇相关设备：
搅拌机，组合填料及支架，回流污泥泵
3.生物选择池
◇功能：
对回流污泥和水解流入好氧池的污泥进行选择。
◇类型：
钢砼结构
◇设计参数：
有效容积：
V=456m3
尺寸：
8×10×6.0m
超高：
0.4m
数量：
1座
◇相关设备：
出口集水槽，曝气管
4.好氧池
◇功能：
通过悬挂链移动曝气器为水体充氧，利用活性污泥去除水中的有机污染物质。
◇类型：
钢砼结构。
◇设计参数：
BOD5容积负荷：
0.62kg/m3·d
有效容积：
V=4878m3
有效水深：
5.4m
超高：
0.6m
水力停留时间：
HRT＝9.8h
数量：
1座
◇设计计算：
取BOD5容积负荷：
0.62kg/m3·d，好氧池削减的BOD5量为265-13=252mg/L，每天的削减量为252mg/L×12000m3/d=3024kgBOD5，得出好氧池的有效容积为：
3024kgBOD5/d÷0.62kgBOD5/m3·d=4878m3，其长度取为24m，高度为6.0m，超高0.6米，则好氧池的宽度为4878m3÷5.4m÷24m=37.63m，实际取38.0m，得出好氧池的尺寸为38.0×24.0×6.0m，有效容积为4878m3。
◇相关设备：
组合式悬挂链移动曝气器，鼓风机，排泥系统
5.二沉池
◇功能：
固液分离。
大部分污泥回流到好氧池前端，剩余污泥排放到污泥浓缩池。
◇类型：
钢砼结构
◇设计参数：
有效容积：
V=3617m3
有效水深：
4.8m
尺寸：
Φ32×4.8m
表面负荷：
0.62m3/m2·h
数量：
1座
◇设计计算：
取表面负荷0.62m3/m2·h，二沉池高度为4.8m，超高0.3米，则二沉池的直径为2×（500m3/h÷0.62m3/m2·h÷3.14）1/2=32m，得出二沉池的尺寸为Φ32×4.8m，有效容积为3617m3。
◇相关设备：
配水与出口集水槽、刮泥机、污泥泵
6.污泥浓缩池
◇功能：
贮存污泥。
◇类型：
钢砼结构
◇设计参数：
有效容积：
V=216m3
单池尺寸：
9×4×3.5m
有效深度：
3.0m
数量：
2座
◇相关设备：
上清液排放系统，污泥泵等
7.脱水房
◇功能：
放置螺旋压榨机
◇类型：
钢结构
◇设计参数：
有效面积：
S=30m2
高度：
5.0m
数量：
1座
8.风机房
◇功能：
放置风机
◇类型：
砖混结构
◇设计参数：
有效面积：
S=36m2
高度：
4.0m
数量：
1座
9.清水池
◇功能：
储存清水
◇类型：
钢砼结构
◇设计参数：
有效容积：
56m3
尺寸：
4×4×4.8m
有效高度：
3.5m
数量：
1座
10.集水池
◇功能：
储存污泥和浆渣脱干后的污水和收集路面污水
◇类型：
钢砼+砖混结构
◇设计参数：
有效容积：
5m3
尺寸：
2×2×1.5m
有效高度：
1.3m
数量：
1座
11.污水收集管路
◇功能：
收集路面污水和污泥浓缩池中上清液，将污水收集到集水池中
◇类型：
砖混结构
◇设计参数：
规格：
宽×高=0.4×0.4m
12.污泥堆场
◇功能：
堆放脱水后的污泥
◇类型：
砖混结构
◇设计参数：
规格：
长×宽×高=20×10×1.5m
数量：
1座
结构：
地面采用素混凝土，厚300mm，周边采用砖墙，抹灰处理，采用钢结构顶棚。
4.2各处理单元主要设备
1.固定曲筛（设置在原调节池面上）
数量：
1台
参数：
材质SUS304，根据悬浮物的多少可调整曲筛网的目数（3~5孔径）。
2.鼓风机（好氧池）
数量：
3台（2用1备）
升级会员 