黏胶纤维和棉浆粕Word格式.docx
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(3)相关各专业执行标准、规范及设计手册。
(4)项目水质分析和试验结果。
1.2设计原则
(1)符合环境保护要求,处理出水达到国家规定的排水要求。
(2)对现有生产过程和废水处理设施进行全面了解,找到现有工程中存在的问题,在改造过程中予以解决。
(3)改造工程与现有处理设施有机结合,应力求总平面布置合理、紧凑、工艺流程顺畅、环境布置优美,并节约用地和节省投资。
(4)新建粘胶纤维废水处理采用技术适用先进、成熟可靠、系统效率高、操作简便及污泥量少、能有效操作控制的工业废水处理工艺流程。
(5)综合考虑废水水温及其他运行影响因素,并采取合理措施予以解决。
(6)机电设备尽量选用国产质优、价格合理、运行稳定的设备,减少设备维修。
1.3设计范围
(1)本项目设计内容包括现有50000t/a浆粕废水处理系统改造,以及80000t/a粘胶废水处理系统两部分。
(2)具体设计范围为:
污水处理工程内的废水处理工艺设计、污泥处理工艺设计、总图设计、建构筑物设计、设备选型、电气及自控设计以及给排水、暖通、消防等设计内容。
(3)进出水管及进线电缆以污水处理构筑物外1米为界,1米以外由建设单位负责。
粘胶进水管线从车间集水池开始设计。
(4)对污水处理工程内的供电供水提出要求,由建设单位统一考虑。
1.4建设条件
废水处理场地位于现有处理设施周边地块,原设计中已经预留部分土地,不足可向北扩展50米,向南扩展32米(至消防罐,并需留出通道),向西扩展5米(但应注意避开石油探井)。
1.5现有处理设施介绍
现有废水处理设施主要针对5万吨棉浆粕生产废水设计,设计处理水量为12000t/d,其中黑液4500t/d,COD11000mg/L;
中段水7500t/d,COD1000mg/L。
1.5.1处理工艺流程
中段废水→初沉池→进悬链曝气池
黑液→集水池→中和调节池→一沉池→厌氧池→悬链曝气池→二沉池→混凝反应池→三沉池→出水排放
系统污泥→污泥浓缩池→污泥贮池→离心脱水机→干泥外运处置
1.5.2主要处理构筑物
中和调节池:
30.00×
20.00×
5.50m,1座,停留时间6小时。
一沉池:
Φ22.00×
4.30m,2座,表面负荷0.66m/h。
厌氧池:
10.00×
7.80×
10.50m,16座,停留时间66小时(以黑液计)。
悬链曝气池:
74.50×
53.00×
5.50m,1座,停留时间39.5小时。
二沉池:
12.50×
6.00m,1座,表面负荷0.75m/h。
混凝反应池:
11.70×
3.00×
5.00m,1座,停留时间18分钟。
三沉池:
49.70×
14.00×
5.00m,1座,表面负荷0.72m/h。
污泥浓缩池:
Φ14.00×
4.30m,1座,有效容积540m3。
第二章废水处理工艺设计
2.1废水来源及水量水质
2.1.1棉浆粕生产废水
棉浆粕生产过程中,产生蒸煮黑液和中段废水,其中,黑液部分包括浓黑液。
按照年产5万吨棉浆粕生产量计算,每天排放的废水水量、水质如下表:
表2-1棉浆粕生产废水排放情况
项目
pH
CODCr,mg/L
BOD,mg/L
SS,mg/L
水量,t/d
浓黑液
13~14
40000
8000
5000
600
其他废水
12~13
2000
6000
2.1.2粘胶纤维生产废水
粘胶纤维生产过程中,产生酸性废水、碱性废水及其他废水等。
按照年产8万吨粘胶纤维生产量计算,每天排放的废水水量、水质如下表:
表2-2粘胶纤维生产废水排放情况
酸性废水
1~2
800
260
300
5712
原液碱水
11~12
3000
1600
417
中性废水
7~9
110
150
3360
弱碱废水
1200
400
4704
洗涤废水
1000
200
768
脱硫废水
1500
27
合计/平均
2~3
948
351
330
14988
说明:
酸性废水包括纺炼酸性含锌废水、废气治理装置除酸雾槽排水、脱硫脱酸废水;
中性废水包括酸站污水循环冷却系统排水、清水冷却系统排水、冷却系统循环冷却水排水、废气治理系统循环冷却水排水(含清水循环冷却水系统排水和洗涤塔直接循环冷却水系统排水)、脱盐水装置自清式过滤器排水;
原液碱水为纤维溶解废水;
弱碱废水为纺炼碱性废水;
洗涤废水为洗涤塔碱液循环排污废水;
脱硫废水为活性炭脱硫废水。
2.2设计基础条件
2.2.1设计水量
1、对于棉浆粕生产废水,在现有处理设施基础上,进行改造和优化,使其达到6000t/d的处理规模,设计水量按照6000t/d,250t/h。
2、对于粘胶生产废水,除了粘胶生产线15000t/d生产废水外,棉浆粕生产线600t/d浓黑液也将纳入粘胶纤维废水处理系统,设计水量为15600t/d,650t/h。
2.2.2设计水质
1、对于棉浆粕生产废水,在现有处理设施基础上,按照下表水质进行改造和优化。
表2-3棉浆粕废水系统设计水质
碱度,mg/L
混合废水
2000~2500
10000
2、对于粘胶纤维生产废水,按照下表水质进行设计。
表2-4粘胶纤维废水系统设计水质
浆粕浓黑液
420
5720
碱性废水
1190
390
5500
碱性废水中包括表2-2中的弱碱废水、洗涤废水和脱硫废水。
2.2.3设计排放标准
粘胶纤维废水处理出水执行GB8978-1996《污水综合排放标准》中二级标准,棉浆粕废水处理出水排放执行GB8978-1996《污水综合排放标准》中三级标准:
表2-5设计出水排放标准
Zn,mg/L
色度,倍
二级标准
6~9
30
100
2
80
三级标准
500
-
2.3废水特性分析
2.3.1棉浆粕废水特性
棉浆粕生产是以棉短绒为原料经蒸煮、漂白、洗涤等过程而形成的产品,其生产过程类似于造纸的制浆过程,蒸煮液由氢氧化钠配制而成,排放的废水主要有制浆黑液及中段水。
1、产生的制浆黑液中主要含有大量的木素、纤维素、半纤维素及其降解的低分子产物,如糖类等,另外,黑液还含有蒸煮残碱(氢氧化钠)、灰份等无机物。
2、中段水主要是浆处理中产生的洗涤废水,废水中主要含有悬浮物、少量的溶解性的木素、纤维素、半纤维素及其降解的低分子产物以及由漂白产生的无机物。
2.3.2粘胶纤维废水特性
1、粘胶纤维生产废水主要包括原液碱水、酸性废水、碱性废水和中性废水等四大类,其中原液碱水为纤维溶解废水;
碱性废水包括纺炼碱性废水、洗涤塔碱液循环排污废水、活性炭脱硫废水;
中性废水包括酸站污水冷却系统排水、清水冷却系统排水、冷冻系统循环冷却水排水,废气治理系统循环冷却水排水(含清水循环冷却水系统排水和洗涤塔直接循环冷却水系统排水),脱盐水装置自清式过滤器排水。
2、粘胶纤维生产混合废水中的特征污染物为硫酸、硫化物、锌盐和纤维素。
其中硫酸、硫化物(主要是H2S、CS2等)和锌盐污染主要来自粘胶成形工段废水,且锌盐主要以硫酸锌和纤维素磺酸锌的形式存在;
纤维素主要是由于碱性废水中的粘胶纤维素与酸性废水混合后酸析而产生。
2.4处理工艺技术路线
2.4.1棉浆粕废水处理改造工程
1、改造过程基本保持现有处理主工艺流程不变,对现有系统的问题提出改进和优化,强化对废水的预处理和生化处理效率的提升,降低运行成本,提高出水达标稳定性。
2、现有处理工艺流程中,调节池不具备水量调节功能,对后续处理造成不利影响,因此,改造中考虑设置调节池,利用现有中和水解调节池改造。
3、现有处理工艺中,采用全部废水加酸中和调整废水pH,改造方案从有效利用硫酸,降低废水中难降解的木素的角度出发,考虑将一部分废水先酸析木素,再用另一部分碱性废水回调pH至中性,在不增加硫酸耗量的情况下,有效去除废水中的木素,降低了废水中不可生化的污染物底质,提高了废水的可生化性。
4、酸析后采用的“中和-沉淀-水解-厌氧”的处理工艺,新增中和池和水解池,加强厌氧系统的调试,使其运转稳定。
同时针对厌氧池污泥流失问题,考虑预留气浮池以解决污泥流失造成好氧池需氧量增加的问题。
5、现有好氧处理系统存在曝气系统破损严重、处理效果不理想等问题,虽然可以通过停产改造使其获得较大改观,但由于对生产影响较大,不宜进行。
现拟另建一组曝气池与其串联运行,待正常运转后,超越现有曝气池进行检修和改造。
6、对于新建曝气池,从设备稳定运行的角度考虑,确定采用射流曝气系统进行供氧,可彻底解决曝气系统故障、破损、老化更换等问题。
7、好氧后的“二沉-混凝反应-三沉”、以及污泥处理系统维持现状。
2.4.2粘胶纤维废水处理设计
1、粘胶纤维废水处理部分包括粘胶纤维生产中的15000t/d废水和棉浆粕生产中600t/d浓黑液的处理。
2、棉浆粕生产过程浓黑液呈强碱性、污染物浓度高,含有较多的半纤维素、木素,有效去除其中的木素是处理出水稳定达标的一个重要因素。
同时粘胶纤维生产过程中产生一股强酸性废水,考虑用来酸析浓黑液,这样既可以“以废治废”,又有效去除了废水中的木素,从而可提高的废水的可生化性和达标稳定性。
3、为保证酸析处理的正常运行,调节池需分开设置,即将浓黑液、酸性废水、碱性废水(含原液碱水)、中性废水分别单独收集,定量配水。
4、木素中和酸析过程中,由于加入了大量的粘胶酸性废水,酸析沉淀后的废水量将增加到2100t/d,废水pH约3~3.5,考虑采用铁炭微电解进行进一步的预处理,可大大提高COD的去除效率,改善可生化性。
同时为了防止酸析沉淀池中的少量悬浮物对铁炭电解造成堵塞、板结等,考虑在进入铁炭电解池前设置过滤池。
5、碱性废水考虑与酸性废水定量混合,使其达到预期的pH,同时投加絮凝剂,使碱水中的污染物通过混凝沉淀去除。
6、中性废水中主要含有SS,其余污染物含量较少,因此考虑单独加药沉淀处理,然后直接进入生化系统。
7、铁炭微电解后的废水,以及剩余的粘胶酸性废水,此时废水呈酸性,必须进行中和才能进行生化处理。
从降低运行成本角度考虑,采用石灰作为中和剂,中和后进行沉淀分离。
8、石灰中和沉淀后的废水,其中含有较多的硫酸钙细小颗粒,同时硫酸钙微溶于水,如不进行脱钙处理,在后续的好氧处理过程中,硫酸钙会与空气中的二氧化碳反应形成碳酸钙,不仅堵塞管道,而且影响生物活性,因此,设计中考虑曝气脱钙。
9、由于废水的水温较高,夏季会对生化处理造成较大影响,设计中考虑设置冷却降温设施。
10、脱钙后的废水考虑采用活性污泥法进行生化处理,具体采用A/O工艺,在传统曝气池前设一生物选择池,可有效提高系统的稳定性。
从稳定运行角度考虑,采用射流曝气供氧。
11、污泥处理采用先浓缩减量,再根据污泥性质的不同,采用不同的机械脱水方式。
12、废水中的无机污染物硫和锌,可在处理过程中通过化学沉淀得以去除,处理中石灰中和后废水呈碱性,可使锌离子充分沉淀。
又由于铁炭反应过程产生大量的铁离子,可与硫离子形成沉淀,使硫得以去除。
因此排放的废水中锌和硫可保证达标。
2.5废水处理工艺流程
2.5.1工艺流程选择
1、现有棉浆粕废水改造
(1)现有中和水解调节池改造为调节池,增加酸析池、酸析沉淀池、中和池;
保留初沉池,新增水解酸化池。
(2)保留厌氧池,新增一座曝气池和配套的二沉池,保留现有悬链曝气池、二沉池、混凝反应池、三沉池。
(3)留污泥处理系统不变,酸析污泥并入粘胶废水处理系统。
(4)现有曝气池的维修、改造等待日后择机进行。
拟采用采取“兼氧水解-生物选择-好氧生化(A/A/O)”系统。
2、粘胶纤维废水和棉浆粕浓黑液的处理系统
(1)浆粕浓黑液与粘胶酸性废水混合进行酸析木素,然后进行铁炭微电解;
采取中性废水单独混凝沉淀处理后进生化系统;
碱性废水与石梁酸性废水混合,采取混凝沉淀处理;
(2)黑液经酸析和铁炭预处理后的废水,与剩余酸性废水进行混合,先投加石灰中和,然后进行曝气脱钙,再与预处理后的碱性废水、中性废水混合,采取“生化+物化”的处理工艺。
(3)生化处理采用A/O工艺,在传统活性污泥曝气池前设一生物选择池,可以有效抑制污泥膨胀,提高处理效率及稳定性。
(4)为防止夏季水温高对生化系统造成不利影响,考虑设置冷却塔降温。
(5)处理系统产生的酸性污泥和其他污泥分开处理。
2.5.2处理工艺流程
1、现有棉浆粕废水改造工艺流程
2、粘胶废水处理工艺流程
2.6处理效果预测
表2-7浆粕系统处理效果预测表(单位:
mg/L)
项目
CODCr
BOD5
SS
调节池
酸析沉淀
出水
3
7200
1900
去除率
10%
5%
50%
一沉池
7~8
6120
1710
15%
80%
厌氧池
3366
684
45%
60%
一级好氧
1346
137
二级好氧
二沉池
807
40%
混凝反应
三沉池
484
33
40
20%
三级排放标准
表2-7粘胶系统处理效果预测表(单位:
水量
棉浆粕浓黑液(原水)
粘胶酸性废水(原水)
粘胶碱性废水(原水)
1460
575
5920
粘胶中性废水(原水)
碱性废水与酸性水混合
8~9
1332
514
7440
沉淀池一
866
411
35%
沉淀池二
180
77
30%
黑液与酸性废水混合后
12000
2471
2100
沉淀池三
7800
1977
铁炭出水与酸性水混合
3863
1011
4800
沉淀池四
2511
860
脱钙沉淀池
2385
843
2%
所有预处理后的水混合
1185
472
15600
237
24
95%
沉淀池六
142
19
二级排放标准
第三章主要建构筑物及设备
3.1浆粕废水处理改造部分
1、调节池(现有中和水解调节池改造)
功能:
用于收集车间排放浆粕废水,均化水量水质。
设计水量:
250t/h
水池尺寸:
20.00m×
5.50m
有效水深:
5.00m
有效容积:
3000m3
参数校核:
停留时间12小时,可满足要求。
结构:
钢筋混凝土,半地下式
数量:
1座
混合形式:
机械混合搅拌
提升水泵:
形式立式排污泵
流量150t/h
扬程10m
功率7.5kw
材质不锈钢
数量4台,2用2备。
搅拌机:
形式潜水搅拌机
规格QBJ-4/8-620/3-480/S
功率4kw
数量2台
流量计:
型式电磁流量计
口径φ200mm
电极1Cr18Ni9Ti
衬里聚四氟乙烯
信号4~20mA
电源220V
数量2只
2、酸析池(新增)
用于混合废水加酸调节pH,使木素析出。
125t/h
反应形式:
机械搅拌混合反应
设计参数:
反应时间60分钟
7.00×
3.50×
5.50m
钢筋混凝土,环氧树脂防腐。
搅拌机:
型式直轴栅条式
转数15rpm
材质水下部分不锈钢,水上部分碳钢防腐
功率0.75kw
冷却塔:
形式方形逆流冷却塔
流量150m3/h
降温55→35摄氏度
功率4.0kw
材质玻璃钢
数量1台
pH仪表:
3、酸析沉淀池(新增)
用于酸析后木素的固液分离
沉淀形式:
圆形辐流式沉淀池
表面负荷0.6m/h
Φ16.00×
5.00m
边壁水深:
4.60m
刮泥机:
型式周边传动,半桥式
规格Φ16.00m
材质水下部分不锈钢,水上部分碳钢防腐。
污泥泵:
形式化工通道泵
流量50t/h
扬程12m
数量2台,1用1备。
4、中和池(新增)
用于酸析后废水与未处理原水的中和,均化水质。
停留时间1小时
13.50×
4.50×
4.70m
4.20m
数量3台
5、一沉池
用于废水中细小纤维颗粒的固液分离,排除污泥。
4.30m
表面负荷0.65m/h,可满足要求
钢筋混凝土
规格Φ22.00m
功率0.55kw
形式立时排污泵
流量75t/h
材质铸铁
6、预酸化池(新增)
用于厌氧处理前的废水预酸化,调整水质。
停留时间:
4小时
型式潜水搅拌机
规格QBJ-2.2/8-620/3-480/s
功率2.2kw
数量3台,2用1备。
7、厌氧池(现有利用)
在厌氧条件下,使废水中的有机物转化成甲烷和二氧化碳,使水质得到净化。
设计水
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