造纸废水初步方案讲解.docx
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造纸废水初步方案讲解
河南省博民纸业
废水处理工程初步设计方案
一、前言
随着国民生活水平的提高，我国纸及纸板消费品种结构正在发生变化，市场需求主要是中高档印刷书写用纸、中高档纸及纸板和优质多品种中高档生活用纸三大产品，然而生活用纸在国内市场中不仅产量不能满足要求，而且产品机构不合理，中、低档产品较多，而且高档产品份额较低，品种单一，不能满足国内日益改善的国民小康生活的需要。
伴随着国民生活水平的提高，市场上中高档生活用纸的需求量越来越大。
在造纸“十一五”规划的行业调整与发展重点中要求大力发展高档新闻纸、中高档生活用纸等短线产品。
河南博民纸业有限责任公司以漂白商品木浆及“美废”为原料、生产中高档生活用纸，完全符合市场需求及行业政策。
由于在造纸生产过程中将排出一定量的废水，在发展经济、造福地方的同时，会给环境造成一定的负面影响，同时也会束缚企业的发展，因此公司领导本着减少污染，保护环境，使企业持续、稳定、健康的发展，实现经济效益、社会效益、环境效益的有机统一的目的，决定严格按照国家和省、市有关环保法规的规定和要求，建设一套与生产能力相配套的废水处理工程，对生产过程中产生的废水进行彻底的治理，实现企业外排废水的达标排放。
一般的废纸制浆造纸工艺，普遍采用分拣后水力碎浆将废纸碎解，然后进行除杂净化，再进行脱墨漂洗，进一步筛选疏解后进行抄纸。
因此该类企业的生产废水主要来源于脱墨漂洗以及逐级净化过程中产生的高SS废水、抄纸白水及其它综合废水。
本工程所从事的处理对象为制浆造纸工艺中所有的生产废水和其它综合废水，以及在废水处理过程中产生的污泥，使企业真正做到在达标排放的同时杜绝二次污染，为建设环境友好型、资源节约型企业奠定良好的基础。
二、工程设计的目的及任务
1、设计目的
a、按照企业的生产规模，设计建设配套的废水处理工程，使外排废水实现达标排放；
b、回收利用废水中含有的纤维，增加企业的经济效益，降低废水处理成本；
c、尽量采用合理、先进的处理工艺和技术以及高效、节能的设备；
d、工程运行管理简便且运行费用低；
e、因地制宜、合理规划，减少工程投资；
f、在对造纸废水进行处理的同时，不仅要回收废水中的纤维，而且要使处理后的废水尽可能回用，节约水资源。
大力发展循环经济，创建资源节约型、环境友好型企业。
2、设计任务
a、针对企业的生产规模，设计实现废水达标排放的工艺技术路线和处理方案；
b、根据生产工艺和水质状况，确定废水处理的工艺技术参数，合理设计处理工程的土建及构筑物；
c、根据工程设计参数，按照节能、高效的原则，合理设计、选用废水处理站内的所用设备、电器及各种管道、阀门等；
d、根据场地条件，设计合理的工程平面布置和高程布置；
e、设计配套的污泥处理系统，杜绝产生二次污染；
f、在工程设计时兼顾区域内的消防、安全及环境绿化。
三、工程设计基本条件
1、生产工艺
以漂白商品浆板及“美废”为原料，生产高、中档生活用纸。
2、生产规模
设计生产能力60t/d，年时基数340d/a，年生产能力20000t/a。
3、废水水量及水质
根据企业提供的资料，结合企业的生产工艺，参照国内同行业的情况，确定本工程的设计处理水量及水质如下：
废水水量：
2000m3/d。
废水水质：
CODcr≤1000mg/l，BOD5≤350mg/l，
SS≤1500mg/l，PH:
7～8。
四、处理要求及执行标准
1、处理要求
本工程建成后，该公司生产系统所产生的废水可全部得到处理，无论是瞬时流量的变化，还是气候等外界条件的影响，都能保证处理水质的稳定达标。
在废水处理的同时，回收废水中的纤维，增加企业的经济效益，大量回用处理后的废水，节约水资源。
2、执行标准
经处理后的废水，水质满足国家环保总局颁布的《造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2001）》及河南省规定的地方排放标准《造纸工业水污染物排放标准（DB41/389-2004）》的排放要求，具体水质指标如下：
CODCr≤70mg/L，BOD5≤30mg/L，
SS≤80mg/L，pH:
6～9。
五、以生化为主、物化为辅的造纸废水综合处理技术
1、再生纸废水处理技术发展现状
长期以来，针对再生纸废水的处理，有多种技术在实际工程中进行应用，其中包括物理法处理技术、物化法处理技术、生化法处理技术（包括厌氧处理技术、好氧处理技术、兼氧处理技术等）、生化物化综合处理技术、超滤法处理技术、电渗析法处理技术、土地法处理技术等。
经过多年来不断的技术研究和工业运行检验，当前，针对再生纸废水的处理，经得起长期工业运行考验而被广泛采用的只有以生化处理为主、物化处理为辅的综合处理技术。
2、以生化为主、物化为辅的造纸废水综合处理技术
以生化法为主、物化法为辅的造纸废水综合处理技术，是在工业运行实践中开发和完善的。
它首先采用了物理法（收浆），其次采用生化法，特别是采用了以生物接触氧化技术为主的新技术，大幅度削减了废水的有机负荷。
再以物化法为辅助手段，能保证实现废水的达标排放或回用。
以生化法为主、物化法为辅的造纸废水综合处理技术已在国内外造纸企业得到普遍应用。
这类技术的广泛应用是有道理的，也是符合水处理科学的客观规律的。
国际上一般将废水处理方法分为三级。
一级以物理法为主，包括重力分离（沉淀、气浮）、离心分离、筛滤截留、热交换等；二级为生化法（厌氧法和好氧法），利用微生物大幅度降解废水中的有机物；三级为物化法，包括投药法与传质作用法（萃取、汽提、吹脱、活性炭吸附、离子交换、膜法——反渗透与电渗析等）。
三级处理的目的是进一步去除二级处理后残留的污染物，包括难以生物降解的有机物、氮、磷及可溶性无机物等，可以比喻为“精加工”阶段。
显然，一级处理方法最简单，运行成本最低，应首先选用；其次选择二级处理方法——厌氧法和好氧法；而三级处理（尤其是投药法）因为处理成本高，是迫不得已时才应用的方法。
据统计，如果一级处理（物理法）的运行成本为1，则二级处理（生化法）为1.5～2.4，而三级处理（物化法）则高达3.4～5.8。
国内有些单位曾试图用物化法（投药法）作为处理造纸废水的主要手段，结果造成运行成本过高，废水处理设施“建得起，用不起”的被动局面，这是不难理解的。
再考虑到近年来国家对BOD指标的重视，更进一步给试图以物化法应付一时的单位敲响了警钟（物化法对BOD的去除能力是很有限的）。
六、废水处理工程设计
1、废水处理工艺流程（见下页）
2、废水处理工艺描述及关键技术说明
a、工艺描述
废水经集水井收集后由提升泵送入微网过滤机进行纤维回收，回收的纤维回用于生产系统，经过滤后的废水自流入均调池，均调池出水自流入高效浅层气浮处理系统，在大幅度消减废水中悬浮物（SS）及污染负荷的同时，较大地提高了废水的可生化性。
废水经气浮处理后一部分回用于生产，剩余部分自流入兼氧池，兼氧池出水进入生物接触氧化池进行好氧处理。
经过生物接触氧化处理后的废水自流入二沉池进行泥水分离，上清液已基本达到排放要求，再经过生物滤池处理，可确保全天候达标排放。
均调池、气浮、二沉池所产生的污泥，经集泥井收集后泵入污泥浓缩池，浓缩后的污泥经污泥脱水机脱水，含水率达到75～80%后外运，进行综合利用或填埋处置。
污泥浓缩池的上清液及脱水过程中的滤液回流入均调池进行再处理，杜绝产生二次污染。
废水处理工艺流程
集水井
加药
浅层气浮
部分回用于生产
兼氧池
营养盐
二沉池
生物滤池
清水池
说明：
“”示意污水处理流程；“”示意污泥处理流程，“”示意回流流程。
b、关键技术说明
微网过滤：
回收利用生产中流失的纤维，使企业减少流失，增加经济效益。
本工程采用的专用筒式细格筛收浆机，配置100目滤网，是在常规的过滤原理基础上，结合螺旋理论优化设计而成。
他利用相对的回转剪切力，通过特定的布流装置将待过滤废水均匀地布置在连续旋转的滤筒内，污水中的纤维等悬浮物被截留，并由螺旋导向板集中排出，回收的纤维可送入浆池抄造回用，滤出水流至下方水池，完成过滤程序。
均调：
废水经过滤后，进入均调池，以调节水量水质，使废水能比较均匀地进入后续处理单元，提高整个系统的抗冲击性能，同时还有沉砂除杂作用。
本工程依据静态重力沉降原理设计而成的均调池，水平方向折流调节后溢流外排，垂直方向重力沉砂后锥底外排。
高效浅层气浮：
这是运用“零速度”原理，在原平流气浮的基础上优化结构组合而研制的新型气浮设备，它通过特定的装置调配处理水，使之在设备内基本处于静止状态（水平方向），减少了水流的紊动，相对提高了上流速度，缩短了停留时间，提高了处理效率，整套设备集布水、浮上分离、撇渣刮泥和分流装置为一体，自动化程度高，工艺组合方便。
实际运行成本低、处理效果好、管理操作简便。
兼氧：
大量的好氧、厌氧、兼氧及酸化菌的作用，可以将废水中的大分子有机污染物降解转化为小分子的更易降解的有机物，同时进一步提高了废水的可生化性。
由于兼氧池的设置，还可大量截留废水中的胶体颗粒物质、悬浮物、泥沙等杂质。
生物接触氧化：
这一项集活性污泥法与生物膜法于一体的好氧处理技术，它不仅克服了活性污泥法需要大量污泥回流、极易频繁出现污泥膨胀等的缺陷，又弥补了生物膜法易堵塞、不耐冲击负荷的不足，使废水中的有机污染负荷在有氧环境和好氧微生物的作用下得到最大幅度的削减，与其它好氧处理技术相比，其易操作、维护方便、不产生污泥膨胀、耐冲击负荷、处理效率高等优点已被国内专业人士及诸多厂家所认可，实际运行经济、高效、稳定、可靠。
生物滤池：
这是利用附着在过滤材料表面的微生物的作用来处理有机污染物的方法。
污水通过布水装置连续均匀地喷洒到滤池表面上，在重力作用下，以滴流形式下落，一部分被吸附于滤料表面，成为呈薄膜状的附着水层，并逐渐形成生物膜，另一部分则以薄膜的形式渗流过滤料，成为流动水层，最后到达排水系统，流出滤池。
流动水层与附着水层相接触，在传质作用下，其中的有机胶体及可溶性有机物转移到附着水层而被生物膜降解，从而使流动水层在下流过程中得到净化。
污泥浓缩：
由均调池、二沉池以及气浮池底部排出的污泥，经集泥井收集由污泥泵送入污泥浓缩池进行重力浓缩。
本工程采用的浓缩池为两个60m3的竖流沉淀池交替使用，不仅节省了投资（无需刮泥机），而且无动力消耗，并且可确保浓缩后的污泥浓度。
污泥脱水：
通过药物和机械作用，将污泥液中的自由水和游离水去除，失去流动性的污泥成为碎泥饼，方便运输和处置填埋。
本工艺采用DYJ1000型带式污泥脱水机一套，该设备通过设定的重力段、楔形段、“S”形段的一系列剪切挤压作用，将一定浓度固体的污泥中的游离水最大限度的分离，使体积庞大的液态污泥成为可直接处置的固态污泥。
该设备具有脱水效率高，动力消耗少、劳动强度低、管理方便等优点，完全可满足工程需要。
3、处理效果分析
CODcr（mg/l）
BOD5（mg/l）
SS（mg/l）
原水
1000
350
1500
微网过滤
900（10%）
333（5%）
1350（10%）
均调池
810（10%）
316（5%）
1215（10%）
浅层气浮
243（70%）
158（50%）
243（80%）
兼氧池
219（10%）
150（5%）
219（10%）
生物接触氧化
88（60%）
30（80%）
88（60%）
生物滤池
62（30%）
21（30%）
62（30%）
排放标准
70
30
80
总去除率
93.8%
94%
95.9%
七、工程建设内容
1、土建及构筑物设计参数
集水井：
V=27m3，3m×3m×3.5m，全地下砖混结构，1座，HRT=20min；
均调池：
V=400m3，10m×8m×5.5m，全地上砼结构，锥底重力排泥，1座，HRT=5h；
兼氧池：
V=280m3，12m×6m×4.5m，砖混结构，1座，HRT=4h；
生物接触氧化池：
V=1150m3，24m×12m×4.5m，1座，砖混结构，HRT=14h；
混合反应池：
V=3×30m3，3m×3m×4m，砼结构；
二沉池：
V=450m3，φ12m×4.5m，砼结构，1座，HRT=5.5h；
生物滤池：
S=78m2，φ10m×3m，砖混结构，1座；
清水池：
V=280m3，12m×8m×3.5m，砖混结构，1座，HRT=4h；
集泥井：
V=27m3，3m×3m×3.5m，全地下砖混结构，1座；
污泥浓缩池：
V=2×60m3，φ4m×5.5m，砼结构；
2、主要设备及材料规格参数
序号
设备名称
规格型号
配用功率
数量
备注
1
微网过滤机
WL-100
1.5kw
1台
2
废水提升泵
Q:
100m3/hH:
12m
5.5kw
2台
一用一备
3
浅层气浮
QCF-90
22kw
1套
4
混合搅拌
φ600
4kw
1台
5
反应搅拌
φ2000
0.75kw
2台
6
溶药罐
φ400
2.2kw
4台
二用二备
7
刮泥机
GJ-12
1.1kw
1台
8
罗茨鼓风机
Q：
20m3/minP:
40Kpa
22kw
2台
一用一备
9
反冲装置
4kw
1套
间断运行
10
潜水污泥泵
Q:
25m3/hH:
22m
4kw
2台
间断运行
11
污泥泵
Q:
20m3/hH:
7m
0.75kw
1台
间断运行
12
污泥脱水机
B1000
3.15kw
1套
间断运行
13
好氧填料
半软性φ150
720m3
14
微孔曝气器
WKP-250
720个
3、相关电器设备
站内总装机容量109.05kw，用电设备19台（套），实际运行功率65.9kw，瞬时最大运行功率73.65kw，最大单台用电设备22kw。
站内用电设备凡露天安装的都要加装防雨罩。
用树干式和放射式结合的供电方式，采用集中控制和就地控制相结合的控制方式。
对于长期工作的低压用电设备，设置短路保护和过负荷保护，保护设备为自动开关和继电器。
照明电压380V/220V，一般照明220V，检修36V。
水池边及池边的动力设备设工作照明和事故照明，其他为多回路交叉供电。
室外照明及动力供电线路均采用穿管地下暗敷。
工程所需主要电器设备见下表：
序号
名称
数量
规格（总功率×因数）
1
配电房低压配电柜
2
14组开关
2
风机房动力配电柜
1
22×2
3
脱水机房动力配电柜
1
1.5+3×0.55
4
现场操作开关箱
11
4、其它配套设施
处理站新建化验室一座，配置设备满足污水处理系统日常运行主要指标（COD、SS、DO、PH）的检测需要，如条件允许，最好增配BOD5、色度以及N、P的检测设备；站内应有自来水接入，用于工作人员化验及办公，供水量不少于20m3/h；所有管道应保温，具体材料的选用及施工由厂家根据实际情况进行。
八、工程投资概算
1、土建及构筑物
序号
名称
数量（座）
投资（万元）
1
集水池
1座
1
2
均调池
1座
8
3
兼氧池
1座
4
4
好氧池
1座
12
5
混合反应池
3座
6
6
二沉池
1座
25
7
生物滤池
1座
5
8
集泥井
1座
1
9
污泥浓缩池
2座
8
10
清水池
1座
5
11
其它配套土建
10
合计
85
2、设备及材料
序号
名称
数量
投资（万元）
备注
1
微网过滤机
1台
2.5
非标外购
2
废水提升泵
2台
0.7
标准
3
浅层气浮
1套
30
全套
4
混合搅拌
1台
1.5
非标自制
5
反应搅拌
2台
3
非标自制
6
溶药罐
4台
8
非标自制
7
罗茨鼓风机
2台
7
标准
8
半软性填料
720m3
7.9
含支架
9
微孔曝气器
720个
7.2
含支管
10
刮泥机
1台
8
含附件
11
滤池附件
1套
2.5
非标自制
12
滤料
155m3
10
13
污泥泵
4台
1.4
标准
14
污泥脱水机
1套
18
含加药系统
15
管道阀门
10
16
电控电器
3
17
化验设备
1套
2
合计
122.7
3、工程不可预见费10万元
以上合计，工程投资概算总计为217.7万元。
九、人员编制与工作制度
1、废水处理站人员编制共10人，其中操作人员8人，化验人员1人，管理人员1人。
2、工作制度：
四班三运转，每班8小时。
十、运行成本分析
1、电费：
本工程总装机容量为109.05kw，实际运行功率为65.9kw，如电价按0.60元/kw.h计，则每天电费948.96元。
2、人工费：
污水处理站采用四班三运转工作制，定员10人，如人均日工资按30元计，则每日人工工资300元。
3、折旧费
a、工程土建及构筑物投资85万元，使用年限以20年计，则每日折旧费用为116.44元。
b、工程设备及材料投资112.7万元，使用年限以10年计，则每日折旧费用306.85元。
以上两项合计，每日折旧费用为423.29元。
4、化学品消耗
a、絮凝剂每日消耗费用450元
b、助凝剂每日消耗费用100元
c、营养盐每日消耗费用150元
以上四项合计，每日化学品消耗费用为700元。
5、滤料补充：
补充流失滤料费用平均每日以20元计。
6、维修基金：
维修基金平均每日以50元计提。
以上六项合计，每日运行费用为2442.25（直接投入2018.96）元，折合吨产品增加成本40.70（33.65）元，吨水处理成本1.22（1.01）元。
十一、工程占地面积
本设计方案预计占地面积约1500m2。
方案编制说明
一、本方案为初步设计方案，仅供参考。
贵公司如欲采用，我们将在此基础上编制详细的设计方案，以指导工程的设计和实施。
二、设计工艺中有关设施可作调整，具体可根据实际情况由企业自行决定。
三、我方可负责整个工程的设计、安装、调试、人员培训及常年技术跟踪指导服务。
四、如有未尽事宜，可在工程实施时根据具体情况作出调整。
五、本设计方案保留在设计施工图阶段可能作局部修改的权利。
六、本设计方案不作为工程设计合同具有法律效力的附件。
河南省科学院环境工程技术中心
2007年5月
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