大荔安盛废水方案7000.docx
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大荔安盛废水方案7000
一、项目背景
陕西大荔安盛纸业有限公司位于渭南市大荔县许庄镇,公司主要产品为高强瓦楞纸板,年生产能力达到6万吨。
陕西大荔安盛纸业有限公司以棉杆和国内废旧纸箱为原料,生产高强瓦楞纸板。
生产车间由制浆工段、抄纸和完成工段组成,其中制浆工段包括60t/d棉杆烧碱法半化学制浆生产线一条,140t/d国内废旧纸箱废纸制浆生产线一条,日生产能力达到200t/d。
陕西大荔安盛纸业有限公司的领导十分重视该厂的环保工作,针对本厂废水的性质和特点,公司先后派多名技术人员到省内外考察了相关造纸厂的废水治理工程,在充分调查研究的基础上,确定了本项目的废水治理工艺路线,并委托陕西科技大学造纸环保研究所承担该废水处理项目的工艺技术方案。
渭南市及大荔县各级环保部门十分关心陕西大荔安盛纸业有限公司的环境保护工作,对该厂的治污工作提出了许多建设性的意见和建议,并帮助企业积极行动,落实治污方案。
本技术方案的技术方案在保证社会、环境效益的基础上,本着“二低二高”(投资低、运行费用低、处理效率高、自动化程度高)的原则,力求使该项目废水处理工程工艺先进合理,设施美观实用,工程质量好,以使该废水治理工程尽快上马,使该企业的生产废水处理后能达标排放,保证企业的健康发展。
二、工程概况
2.1废水来源
陕西大荔安盛纸业有限公司生产废水可分为两部分,第一部分为烧碱法棉杆半化学制浆工段生产线产生的废水,该生产线日生产能力60吨,吨浆耗水60m3,日产生废水约为3600m3;第二部分为废纸制浆工段生产线产生的废水,由浓缩机提取出来,该生产线日处理能力140吨,吨浆耗水20m3,日产生废水约为2800m3,全厂日排放废水约6400m3。
以上废水混合后流入废水处理站,混合废水水质见3.2.4节。
2.2废水处理方法
制浆造纸生产废水的处理方法采用目前在国内制浆造纸厂广泛应用的厌氧-好氧生物法处理工艺,具体为ABR厌氧反应器-低压射流曝气好氧活性污泥法处理工艺。
该工艺与传统工艺相比较,具有BOD负荷高、动力消耗低、剩余污泥量少、细菌易于驯化以及运行管理方便等优点。
废水经该工艺处理后可达标排放,该工艺目前已在国内多家造纸厂成功运行。
为节约用水,降低清水用量,减少废水的排放,该厂计划将造纸废水全部回用到制浆生产线,用于制浆工段浆料的洗涤稀释、筛选设备的稀释喷淋用水等。
由于回用水质要求不高,只须去除白水中的纤维即可,白水处理可采用微滤机或斜网过滤工艺。
三、方案编制的原则、依据和范围
3.1方案编制的原则
3.1.1严格执行国家、陕西省、渭南市环境保护方面的各项政策和法规,确保出水水质达到国家环保部颁发的《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)规定的指标;
3.1.2在满足工艺要求的前提下尽力节省投资,充分考虑企业的经济承受能力。
从实际出发,选择工艺技术先进、成熟、可靠、工程投资低廉且保证质量、运行稳定、能耗小的工艺技术路线;
3.1.3在治污的同时,充分考虑资源的综合利用,以降低废水处理的成本,减少运行费用;
3.1.4合理利用或妥善处置分离出的固体废弃物,避免二次污染。
3.1.5操作管理方便,技术要求简单明了,易于掌握使用;
3.1.6工艺流程科学,工程布置合理,结构紧凑。
3.2方案编制的依据
3.2.1GB3544-2008《造纸工业水污染物排放标准》;
3.2.2陕西大荔安盛纸业有限公司提供的有关资料和数据;
3.2.3陕西大荔安盛纸业有限公司7000m3/d废水处理项目技术方案编制委托书。
3.2.4废水的水质水量
该厂废水主要来自生产车间的排水,水量约为6400m3/d,考虑废水流量的波动和系统运行的稳定性,设计水量按照7000m3/d,全厂废水的水量及污染物浓度见表3-1。
表3-1废水污染物产生量及浓度
废水来源
排水量
(m3/d)
污染物浓度(mg/l)
COD
BOD5
SS
色度
pH
生产废水
7000
2300
850
1600
110
7.72
3.3方案编制的范围
本技术方案包括全厂废水处理工程范围内的全部单项工程:
1.工艺工程;2.土建工程;
3.非标准设备的设计及制造图;4.工艺管道;
5.电气及控制;6.其它配套工程。
四、要求达到的排放标准
当地环保部门要求该公司处理后的废水水质要达到国家标准GB3544-2008《造纸工业水污染物排放标准》,即:
CODcr≤150mg/l;
BOD5≤30mg/l;
SS≤50mg/l;
色度≤50倍
pH=6~9
五、废水处理工艺方案选择及工艺流程
5.1废水处理方法的选择
制浆造纸废水的处理方法很多,常用的方法有物化法、生化法及物化--生化结合法。
物化法具有处理效果好,工程投资费用低等优点,但也具有污泥产生量大,运转成本高,化学污泥脱水难等缺点。
以好氧生化法为核心的二级处理具有BOD5去除率高,运转成本低,污泥生成量少,污泥易脱水等优点,但也具有废水脱色效果差,曝气池泡沫较难控制等缺点。
考虑到使受纳水体水质恶化的真正原因为BOD,而非不可生化的COD,根据制浆造纸废水的特点和国内外相关造纸厂同类废水处理的成功经验,综合考虑各种因素,确定陕西大荔安盛纸业有限公司生产废水的处理方法采用厌氧—改良氧化沟活性污泥法处理工艺,确保出水的各项指标达到新的国家排放标准的要求。
5.2废水处理工艺的特点
5.2.1厌氧折流板反应器(ABR)工艺
ABR反应器是一种新型的厌氧生物反应器,与传统的厌氧工艺相比较,具有突出的优点:
①反应器结构简单,不需要搅拌设备。
②水力条件好,有效容积高。
③沿反应器纵向将产酸过程和产甲烷过程分离,反应器以两相系统方式运行,运行的稳定性好。
④基建投资省、运行费用低。
⑤减少堵塞和污泥床膨胀,污泥性质稳定。
5.2.2改良氧化沟射流曝气工艺
本工程曝气池拟采用环形曝气池,该曝气池类似氧化沟工艺,具有氧化沟工艺的主要优点。
氧化沟工艺作为一种革新的活性污泥法工艺,与其他生物处理工艺相比,具有技术、经济方面的优点:
①工艺流程简单,构筑物少,运行管理方便。
应用该工艺可简化预处理过程,还可省去污泥消化过程;②曝气设备和构造形式的多样化,运行灵活。
氧化沟工艺可采用不同形式的曝气设备,在本方案中计划采用一种新型的低压射流曝气器作为曝气设备。
③处理效果稳定、出水水质好,并可实现生物脱氮。
④基建投资省、运行费用低。
⑤污泥产量少,污泥沉降性能好、污泥性质稳定。
⑥能承受水量、水质的冲击负荷,对高浓度工业废水有很大的稀释能力。
氧化沟因其水力停留时间和污泥龄较长,沟中水流不断循环等特点,对进水水量水质的变化有较大的适应性,能承受较大负荷变化的冲击而保持正常的处理效果。
由于以上突出特点,使该工艺具有很大的技术和经济优越性。
5.2.3低压射流曝气器的技术特点
低压射流曝气器与传统曝气器相比,具有突出的技术特点:
①氧转移系数大,氧溶解效率高,充氧效率可达28%~35%以上,可大大降低空气的需求量,从而降低曝气的动力消耗,比传统曝气工艺降低电耗20%~30%;②采用独特的抗堵塞设计,彻底消除传统曝气器堵塞清洗之苦;③低压运行,水压在0.049Kpa即可高效工作;④结构简单,运行稳定、可靠;⑤无易损运动部件,维修量小,安装、使用、维护方便,易于管理。
⑥投资、运行费用低。
⑦适用于大水深,曝气池水深可达5~8m,特别是北方地区由于冬季寒冷,增大水深可减少曝气池表面积以减少池表面的降温,有利于生物处理的正常运行。
低压供气式射流曝气器,融合了当今的射流曝气、物相强化传递、紊流剪切等技术,成功的提高了氧转移率,同时解决了曝气器的堵塞问题,而且设备经久耐用,维修量小,是目前国际先进的曝气器之一。
瑞典的PURAC公司、美国的EIMOC公司、法国的VIVENDI水务公司等利用类似射流曝气技术,相继在国内的太阳纸业、华泰纸业、镇江金河纸业、山东日照木浆有限公司、山东龙口造纸厂、广西南宁建成污水处理厂多个。
陕西科技大学与中国轻工业西安设计院合作,利用此项曝气技术共同完成的宁夏沙湖纸业(集团)有限公司、宁夏峡光纸业有限公司、陕西圣龙纸业有限公司、西安银泉纸业有限公司、平凉宝马纸业有限公司、湖北南漳华海纸业有限公司、福建泉州永春联盛纸品公司等造纸废水处理工程相继进入调试、正常运行阶段。
5.3废水处理的工艺流程
废水处理的工艺流程如下页图所示。
5.4废水处理工艺流程说明
⑴纤维回收:
采用微滤机回收纤维,效果好,投资省,运转费用低。
⑵一沉池:
废水经微滤机过滤后仍含有一定量的SS,这些SS需在进入生物反应池前完成固液分离,以消除SS对生物处理的不利影响,保证生物处理的效果,采用平流式沉淀池作为一沉池。
⑶ABR反应器:
废水在水解酸化菌的作用下,复杂的大分子有机物转变为简单的溶解性小分子有机物,并进一步发酵产生有机酸、醇、H2、CO2等,甲烷菌再将有机酸类有机物进一步分解,生成甲烷和二氧化碳等。
COD去除率可达60~80%。
ABR反应器设有反应区、厌氧污泥分离区。
反应区主要是厌氧微生物和污水中有机物的接触、反应,厌氧污泥分离区主要是将厌氧污泥和水进行分离。
该反应器去除效率高,结构简单,生物项自然分区,容易控制和管理,是一种新型的高效厌氧生物反应器。
⑷曝气池:
本设计的曝气池形式为完全混合式的环形曝气池,为氧化沟工艺的一种形式。
根据废纸脱墨制浆废水易起泡的特点,采用高效供气式低压射流曝气工艺。
在曝气池内,借助于好氧微生物的吸附、分解有机物的作用,使废水的BOD5、CODcr降低。
鉴于制浆废水中缺氮、缺磷,为使生物污泥中的微生物能良好地生长繁殖,保持较高的生物活性,需要向废水中投加一定量的含有氮、磷的营养物质。
⑸二沉池:
二沉池的作用是使活性污泥与废水进行沉淀分离,沉降到二沉池底部的污泥采用刮泥机刮出排到污泥池,其中大部分活性污泥回流到曝气池中参加生化反应,剩余污泥回用造纸。
澄清废水达标排放。
(6)污泥回用:
一沉池污泥、厌氧反应器污泥、二沉池剩余污泥首先排至集泥池贮存,然后送造纸车间回用。
六、处理效果预计
全部生产废水,均匀混合后进入生物处理系统及深度处理系统进行处理,预计的处理结果见表2。
表2废水处理预计结果
指标
工段
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS
(mg/l)
色度
(倍)
pH
微滤机
进水
2300
850
1600
110
7.0-8.0
出水
2070
825
1360
110
7.0-8.0
去除率(%)
10
3
15
--
一沉池
进水
2070
825
1360
110
7.0-8.0
出水
1863
743
204
77
7.0-8.0
去除率(%)
10
10
85
30
ABR厌氧反应器
进水
1863
743
204
77
7.0-8.0
出水
652
223
82
65
6.0-7.0
去除率(%)
65
70
60
15
曝气池、
二沉池
进水
652
223
82
65
6.0-7.0
出水
≤150
≤30
≤30
≤50
7.0-9.0
去除率(%)
80
92
65
15
七、主要建、构筑物及设备选型
⑴集水池:
HRT=0.5小时,Q=292m3/h,V总=200m3。
⑵提升泵:
选用200HW-8型混流泵2台,其中备用1台。
单台参数:
Q=360m3/h,H=8m,N=11kw。
⑶微滤机:
采用过滤面积为16m2的微滤机2台,Q=292m3/h,N=3kw。
⑷一沉池:
表面负荷q=2m3/m2.h,选用15×10×4.5m的平流式反应池1个,V总=600m3。
⑸ABR反应器:
容积负荷:
5kgCOD/m3.d,选用24×15×8m的折流板式反应池1个,V总=2900m3。
利用原有UASB反应器,6kgCOD/m3.d,采用Φ6×13m的上流式反应池2个,V总=800m3。
⑹曝气池:
HRT=22小时,选用32×60×7.6m的推流式反应池1个,V总=10000m3,有机负荷:
0.60kgBOD/m3.d;内设低压射流曝气系统,共设置LPJ-30型射流曝气器72套。
⑺风机:
经计算,选用CKSR200型罗茨风机3台,其中备用1台。
单台参数Q=45.1m3/min,△P=68.8kpa,N=75kw,n=1150r/min,配套选用消声器,减振基础等。
⑻循环泵:
选用350HW-8混流泵2台,单台参数Q=1000m3/h,H=8m,N=30kw,作为射流曝气的循环泵。
⑼二沉池:
选用Φ26×4m的幅流式沉淀池1个,V总=2122m3,根据二沉池的污泥性质,采用单周边刮泥机1台,驱动电机功率1.1kw。
⑽回流污泥池:
HRT=0.5小时,选用5×5×5.5m水池,V总=138m3。
⑾回流污泥泵:
选用200HW-5型混流泵2台,其中备用1台。
单台参数:
Q=360m3/h,H=5m,N=7.5kw。
(12)加压水泵:
选用IS100/200-18.5型离心泵2台,其中备用1台。
单台参数:
Q=88m3/h,H=44m,N=18.5kw。
(13)集泥池:
每天由一沉池、二沉池排出的污泥总量约21吨,采用12×6×3m的污泥池1个,V=216m3。
(15)污泥泵:
选用G70-1螺杆泵3台,2用1备。
单台参数Q=31m3/h,△P=0.3Mpa,n=571r/min,N=5.5kw。
(16)配药设备:
共设配药罐2个,规格Φ1200×1600,每个设搅拌电机1个,N=2.2kw,设加药泵3台,2用1备,单台N=1.5kw,总装机8.9kw,备用1.5kw。
(17)配电、化验、休息间:
S=72m2,砖混结构。
八、装机容量
废水处理系统装机容量为:
438.1kw,其中备用功率130kw,运转功率308.1kw。
九、消防安全及劳动保护
9.1消防
根据GBJ16-87《建筑设计防火规范》的规定,室内不设消防火栓给水系统,废水处理站内由厂方酌情与厂内消防系统并用即可。
9.2安全保护
造纸废水处理系统为一般的工业装置,无特殊要求,无易燃,易爆,易腐蚀物,必要的地方设置围栏即可。
十、劳动定员及人员培训
10.1劳动定员
操作工三班制,每班3人,三班共计9人。
废水处理站化验员1人。
则废水处理站人员总计10人。
10.2人员培训
废水处理站是专门处理全厂制浆造纸废水的独立机构,所有上岗人员必须经过专业培训,熟练掌握岗位技能后方可上岗。
岗前培训由污水处理站工程承担单位负责进行,培训时间为二周。
十一、建设工期
该污水处理工程建设工期为220天。
其中:
编制技术方案及评审20天;
工程设计50天;
设备采购及制作60天;
土建施工100天;
安装调试50天。
以上工期不同项目可交叉进行,以节省工期。
十二、投资估算
12.1废水处理工程投资估算
表5废水处理工程投资估算表
序号
名称
规格
单位
数量
价格(万元)
一
土建部分
1
集水池
V=200m3
个
1
6.00
2
微滤机基础
S=40m2
个
1
4.80
3
一沉池
V=600m3
个
1
27.00
4
ABR反应器
V=4000m3
个
1
72.50
5
曝气池
V=10000m3
个
1
219.00
6
二沉池
V=2122m3
个
1
53.05
7
回流污泥池
V=138m3
个
1
4.14
8
集泥池
V=216m3
个
2
6.48
9
配电、化验、休息间
S=72m2
个
1
5.76
土建合计
398.73
二
设备部分
12
提升泵
200HW-8
台
2
2.84
13
微滤机
S=16m2
套
2
9.80
14
ABR反应器部件
套
24
44.00
15
罗茨风机
CKSR200
台
3
28.60
16
曝气池循环泵
350HW-8
台
2
16.40
17
曝气元件
LPJ-30
套
72
41.60
18
回流污泥泵
200HW-5
台
2
6.84
19
二沉池刮泥机
R=13m
台
1
17.70
20
加药设备
套
2
7.80
21
污泥泵
G70-1
台
3
9.60
22
管道、阀门
70.00
23
电控、电缆、仪表
26.00
设备合计
281.18
安装费
22.60
总计
702.51
12.2直接投资702.51万元
12.3间接投资21.00万元
12.3.1设计费16.00万元
12.3.2调试费5.00万元
12.4工程总投资723.51万元
十三、运行费用估算及分析
13.1操作运行费用
13.1.1电费
该工程总装机容量为438.1kw,运转308.1kw,电价按0.50元/度计。
电费=308.1×0.5×0.8×24÷9000=0.423元/m3
13.1.2人工费
以10人编制计,每人每年工资编制为18000元。
人工费=10×18000÷7000÷360=0.071元/m3
13.1.3药剂费
1曝气池营养盐尿素投药量按0.045kg/m3,药剂价为1200元/T;
药品费=0.045×1200÷1000=0.054元/m3
2曝气池营养盐磷酸盐投药量按0.026kg/m3,药剂价1900元/T;
药品费=0.026×1900÷1000=0.049元/m3
3一沉池混凝剂PAC投药量按0.10kg/m3,药剂价1500元/T;
药品费=0.10×1500÷1000=0.15元/m3
13.1.4处理费用
1m3污水处理费=0.423+0.071+0.054+0.049+0.15+=0.75元/m3
13.2主要经济技术指标
13.2.1吨污水处理费用:
0.75元/m3
13.2.2污水处理工程总投资:
730.77万元
13.2.4污水处理总装机容量:
438.1千瓦
13.2.5劳动定员:
10人
十四、工程业绩
序号
用户名称
工程名称
处理规模
主体工艺
1
平凉宝马纸业公司
制浆造纸废水
15000m3/d
射流曝气氧化沟
2
西安银泉纸业公司
制浆造纸废水
8000m3/d
射流曝气氧化沟
3
宁夏沙湖纸业有限公司
制浆造纸废水
20000m3/d
射流曝气氧化沟
4
陕西百特纸业有限公司一分厂
废纸制浆废水
3000m3/d
射流曝气氧化沟
5
岐山县天德纸业公司
制浆造纸废水
8000m3/d
射流曝气氧化沟
6
陕西省户县造纸厂
废纸制浆废水
10000m3/d
射流曝气氧化沟
7
安徽萧县虹光纸业公司
板纸制浆废水
15000m3/d
射流曝气氧化沟
8
西安汉兴纸业有限公司
制浆造纸废水
15000m3/d
射流曝气氧化沟
9
宝鸡瀚森园公司
爆破制浆废水
3000m3/d
射流曝气氧化沟
10
西安兄弟纸业有限公司
中段废水
15000m3/d
射流曝气氧化沟
11
西安奥辉纸业有限公司
中段废水
38000m3/d
射流曝气氧化沟
12
武威市纸业有限公司
中段废水
18000m3/d
射流曝气氧化沟
13
陕西圣龙纸业公司
石灰法半化学浆废水
18000m3/d
射流曝气氧化沟
14
福建泉州永春联盛纸品公司
废纸制浆废水
20000m3/d
射流曝气氧化沟
15
福建省联盛纸业有限公司
废纸制浆废水
28000m3/d
射流曝气氧化沟
16
日本独资伊天果汁(陕西)有限公司
果汁废水
2500m3/d
射流曝气氧化沟
17
海升果汁(青岛)有限公司
果汁废水
6000m3/d
射流曝气氧化沟
18
丹尼斯克甜味剂(安阳)有限公司
甜味剂废水
6000m3/d
射流曝气氧化沟
19
西安市长城造纸厂
板纸制浆废水
15000m3/d
射流曝气氧化沟
20
陕西省户县天丰包装材料厂
板纸制浆废水
7600m3/d
射流曝气氧化沟
21
咸阳恒盛纸业有限公司
板纸制浆废水
9000m3/d
射流曝气氧化沟
22
蒲城康钰纸业有限公司
石灰制浆废水
10000m3/d
射流曝气氧化沟
23
陕西武功东方纸业公司
废纸制浆废水
20000m3/d
射流曝气氧化沟
24
蒲城永丰利亚纸业有限公司
石灰制浆废水
15000m3/d
射流曝气氧化沟
25
蒲城龙源福利造纸厂
石灰制浆废水
10000m3/d
射流曝气氧化沟
26
大荔高明纸业有限公司
石灰制浆废水
9000m3/d
射流曝气氧化沟
27
湖北南漳华海纸业有限公司
中段废水
10000m3/d
射流曝气氧化沟
28
湖北宜城华明浆粕有限公司
中段废水
6000m3/d
射流曝气氧化沟
29
河南邓州老廷纸业有限公司
中段废水
20000m3/d
射流曝气氧化沟
30
河南济源京源纸业有限公司
废纸制浆废水
8000m3/d
射流曝气氧化沟
31
河南新乡宏达纸业有限公司
综合废水处理
25000m3/d
射流曝气氧化沟
32
浙江吉安纸容器有限公司
板纸制浆废水
25000m3/d
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河北广平昌盛纸业有限公司
中段废水
20000m3/d
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昆山钞票纸厂
生化出水回用
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混凝沉淀+砂滤
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广西粤景纸业有限公司
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12000m3/d
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黑龙江方正晟丰纸业有限公司
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榆林市大漠纸业有限公司
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吉林镇赉新盛纸业有限公司
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10000m3/d
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棉浆废水
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河南武陟县广源纸业有限公司
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12000m3/d
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老河口市金瓒阳纸业有限公司
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福建港兴纸业有限公司
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山东凯赛生物技术有限公司
有机酸废水
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