1000方造纸废水深度处理方案.docx
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1000方造纸废水深度处理方案
某市某纸业有限公司
1000m3/d污水深度处理工程
初
步
设
计
方
案
第一章项目概况
1.1企业概况
某市某纸业有限公司位于某县某村。
该公司原有一套污水处理设施,日处理量1000吨/天。
原有工艺为混凝沉淀+生化处理,现该公司相应国家号召,要对生产废水进行深度处理。
根据该公司提供的相关资料,结合我公司相同工程经验,特编制本设计方案。
1.2设计处理水量
根据业主提供的资料,设计处理水量为1000m³/d,运行时间:
24h
1.3设计进水水质
由于业主已有生产污水处理装置,本方案只涉及深度处理。
污水来源以生产污水为主,参考同行业污水,具体指标如下表所示:
表1.设计进水水质
控制污染物
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
PH
污染物浓度
150
60
50
6-9
1.4设计出水水质
根据业主要求,本项目设计出水水质参数见下表2:
控制污染物
CODcr(mg/l)
BOD5(mg/l)
SS(mg/l)
PH
排放标准
≤50
≤10
≤10
6~9
表2.设计出水水质
第二章工艺方案的确定
2.1废水的特点
SS浓度较高
SS(即悬浮物)来源于造纸过程中浆料的流失,造纸废水中含有大量的纸浆纤维,而SS与水形成乳状的胶体,较难从水中彻底分离,严重影响废水处理系统的处理效果。
通过纤维回收一方面可回用于造纸或外售作为低档纸的原料;另一方面降低废水处理负荷,提高去除效率,减少药剂消耗。
其他方面
造纸废水的好氧生化处理,比较容易产生污泥膨胀,因此设计时需考虑预防措施。
根据本项目排水要求对污染物的去除重要性和难度排序,为SS、BOD、COD。
2.2工艺流程的确定
2.2.1污水处理工艺技术比较
生化处理方法
生化处理方法是以悬浮生长的微生物在好氧条件下的生命活动过程对污水中的有机物、氨氮等污染物进行吸附和降解。
其常用三种工艺的特点、适用范围与投资水平等汇总于下表中。
表3.不同生物处理工艺的综合比较
工艺类型
优点
缺点
适用范围
投资
活性污泥法
对不同性质的污水适应性强。
运行稳定性差,易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想;
占地面积较大
规模大小均可采用,氧化沟除外
较低
生物接触氧化工艺
抗冲击负荷能力高,运行稳定;容积负荷高,占地面积小;污泥产量较低;无需污泥回流,运行管理简单。
部分脱落生物膜造成出水中的悬浮固体浓度稍高。
水量在10000m³以下
中
膜生物反应器
抗冲击负荷能力强,出水水质优质稳定,有效去除S;占地面积小;剩余污泥产量低甚至无。
气水比高,膜需进行反洗,能耗及运行费用高。
运行操作要求较高
规模大小均可采用
高
为稳定达到废水排放标准要求,同时最大限度节约投资,本设计采用膜生物反应器工艺。
膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)简称MBR处理工艺,是近年来发展和应用较快的一种新型生化处理工艺。
它是膜技术和生物技术的有机结合。
MBR系统一般由生化区、膜分离区、产水系统、清洗系统等部分组成。
目前应用较广的膜生物反应器形式为浸入式,即采用膜元件构成的组件浸放于膜分离区中,膜0.3微米的孔径可完全阻止细菌的通过,所以将菌胶团和游离细菌、原生及后生动物等全部截留在曝气池中,只将透过膜的水汇入集水管中排出,从而实现泥水分离,免除了二沉池;通过膜组件的高效分离,保证了出水悬浮物接近零的优良出水水质。
同时由于膜组件的隔离作用,可使生化池中的污泥浓度达到 8000~12000mg/L 以上,污泥中的微生物种群更加完善、丰富,这样不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能力,出水更加稳定不易受污泥恶化甚至解体的影响,提高了生化池的污泥负荷,减少了所需的生化池容积。
池容积的缩小又相应大比例降低了生化系统的土建投资。
MBR膜生物反应器的工艺特点
(1)出水水质优良、稳定,优于国家一级A标准.
(2)工艺流程短,运行控制灵活稳定,容积负荷高,占地面积小。
(4)污泥龄长,污泥排放少,二次污染小。
剩余污泥排放很少,只有传统工艺的30%,污泥处理费用低。
(5)对水质的变化适应力强,系统抗冲击性强。
防止各种微生物菌群的流失,有利于生长速度缓慢的细菌(硝化细菌等)的生长,使一些大分子难降解有机物的停留时间变长,有利于它们的分解,从而系统中各种代谢过程顺利进行。
(6)生物脱氮效果好。
SRT与HRT完全分离,有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖,系统硝化效率高;MLSS浓度高,反硝化基质利用速率高。
(8)模块化设计,易于根据水量情况进行自由组合。
由于高度的集成化,MBR形成了规格化、系列化的标准设备,用户可根据工程需要进行组合安装。
2.3工艺流程
生产废水
污水污泥药液空气
2.4工艺技术特点
2.4.1物理处理
本项目污水进行物理处理的主要目的是去除污水中的漂白粉等物质,调节水质水量,利于后续处理。
2.4.2生物处理
生活污水采用生物处理,一方面是降低水中的污染物浓度,达到排放标准;另一方面可保障消毒效果。
由于出水对SS和氨氮的要求高,本项目设计选用MBR工艺作为生化处理单元。
2.4.3污泥部分
本工程中产生的污泥为缺氧池,MBR膜池剩余污泥,污泥主要为硫酸钙和生化污泥,可通过板框压滤机压滤,采用定期外运处理的方式。
2.5处理效果分析
表5.废水处理效果一览表
处理单元
PH
COD
BOD
SS
混凝斜管沉淀池
进水
6~9
150
60
150
出水
6~9
143
57
23
去除率(%)
—
5
5
85
水解酸化池
进水
6~9
143
57
23
出水
6~9
121
51
18
去除率(%)
—
15
10
20
MBR池
进水
6~9
121
51
18
出水
6~9
48
8
9
去除率(%)
—
60
85
50
标准
6~9
50
10
10
第三章工程设计
3.1污水处理系统的设计
3.1.1调节池
功能:
对污水、污泥池上清液和压滤机压滤液进行收集,调节水质水量,为后续污水处理系统提供稳定的操作条件。
设计水量:
Q总=1000m3/dQh=41.67m3/h
构筑物
利用已有终沉池,当调节池用。
配套设备:
1、潜污泵:
型号:
80WQ43-13-3流量:
43m3/h
扬程:
13米功率:
3kw
数量:
2台,液位控制器自动控制启闭。
3.1.2混凝斜管沉淀池
功能:
通过加酸,发生沉淀反应,以去除水中的漂白粉等悬浮物。
设计水量:
Q总=1000m3/dQh=41.67m3/h
工艺尺寸:
L×B×H=8.0*4.0*3.0米停留时间:
0.7h
有效水深:
2.5m有效容积:
80m3
表面水力负荷:
1.5m³/(㎡.h)
结构形式:
钢砼数量:
1座
配套设备:
1.溶药罐
型号:
1.5m³功率:
0.37kw
材质:
PE数量:
2台
储存介质:
浓硫酸
2.加药泵:
型号:
GM0240流量:
235L/h
压力:
0.5MPa功率:
0.55kw
数量:
2台储存介质:
浓硫酸
3.玻璃钢罐
型号:
15m³材质:
玻璃钢
数量:
1台储存介质:
浓硫酸
4.混凝搅拌机
型号:
HHJB-450—2功率:
0.75kw
数量:
2台
5.污泥泵
型号:
40WQ12-15-1.5流量:
12m³/h
扬程:
15m功率:
1.5kw
数量:
2台
3.1.3水解酸化池
功能:
经过斜板沉淀处理后的废水仍然残存一定量的大分子难降解有机物,可生化降解性较差,用常规的好氧生物处理方法较难去除,出水不能保证达到排放标准。
大量研究和实践表明,废水进行水解酸化处理时,大分子有机碳链可以分解成为可降解的小分子物质,碳链破解使难降解物质转化为可生物降解物质,提高废水的可生化性,为好氧生化创造基础,使后续好氧处理的有机物去除率提高。
同时降低后续处理能耗。
设计水量:
Q总=1000m3/dQh=41.67m3/h
构筑物:
工艺尺寸:
L×B×H=8.0×9.0×4.0m
有效容积:
252m3有效水深:
3.5m
停留时间:
6.1h上升速度:
0.6m/h
结构形式:
钢砼(半地下)数量:
1座
配套设备:
组合填料
型号:
Φ150材质:
聚丙烯
长度:
2m数量:
144m3
3.1.4MBR膜池:
功能:
由于膜的高效分离作用,出水清澈,同时由于微生物被完全截流在生物反应器内,从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长,系统硝化效率得以提高,可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间,有利于难降解有机物降解效率的提高。
设计水量:
Q总=1000m3/dQh=41.67m3/h
构筑物:
工艺尺寸:
L×B×H=8.0×5.0×4.0m
污泥浓度:
2000mg/L污泥负荷:
0.15kgBOD/kgMLSS.d
有效容积:
140m3有效水深:
3.5m
停留时间:
3.4h
结构形式:
钢砼(半地下)数量:
1座
配套设备:
1.鼓风机
型号:
FSR-125风量:
8.42m3/min
压力:
44.1kpa功率:
11kw
转速:
1390r/min数量:
2台(一用一备)
2.MBR中空纤维膜组件
膜通量:
16L/m2.h膜孔径:
0.2um
材质:
PVDF数量:
2500㎡
3.抽吸泵
型号:
ZW80-65-25流量:
65m3/h
扬程:
25m功率:
7.5kw
数量:
2台(一用一备)
4.加药罐(MBR膜清洗)
容积:
500L材质:
PE
搅拌功率:
0.37kw数量:
2台
5.旋流式曝气盘
型号:
YJ-260材质:
ABS尼龙
数量:
40套
6.曝气管
材质:
U-PVC数量:
1套(面积40m2)
7.污泥泵
型号:
40WQ12-15-1.5流量:
12m³/h
扬程:
15m功率:
1.5kw
数量:
2台
3.1.5清水池
构筑物:
工艺尺寸:
L×B×H=8.0×1.5×4.0m
有效水深:
3.5m结构形式:
钢砼(半地下)
数量:
1座
3.1.6在线cod监测
构筑物:
巴歇尔流量槽
流量范围:
0.18-13.2L/S
结构形式:
砖混数量:
1座
简易设备房:
工艺尺寸:
4.0*3.0*3.0m
3.2污泥处理系统的设计
本系统污泥仅有生化系统排放的少量剩余污泥,污泥首先入原有浓缩池进行浓缩,然后压缩外运处理。
3.3工程主要设备
3.3.1设备选型原则
(1)各种设备的选型应在满足工艺需求的前提下,尽可能做到先进、高效、节能耐用,并配合土建构筑物型式的要求。
(2)设备的工作能力应满足设计规模和处理工艺的要求,充分考虑运行方式,留有适当的余量。
(3)机械设备均按成套设备考虑,包括就地控制箱,连接电缆等有效运行所必须的附件。
(4)泵类、罗茨风机、搅拌机、潜水推进器等污水处理核心设备,选用高效、节能耐用,具有良好声誉和使用业绩且技术先进的成套设备。
(5)污泥脱水机、PH自动控制器等选用效果好、运行稳定、耐用、安全、管理维护方便的设备。
(6)所选设备的材质应考虑到污水处理环境的影响。
(7)所有设备必须符合ISO、GB、JB、CJ等有关标准。
(8)主要设备都应有自我保护措施,保证设备安全运行。
3.5供配电设计
3.5.1工程范围
本工程设计包括低压配电及全厂的动力、照明及控制系统的设计,不包括进场电源。
3.5.2供电方式
根据项目污水处理工艺和设备运行的要求,应按二级负荷考虑全站供电。
供电电源的电压等级为380V,进入控制室,正常运行时一用一备使用,当其中任一路电源出现故障时,能由另一路电源供给系统负荷,设备继续正常运行。
3.5.3供电设计
线路敷设方式:
配电干线以放射式或树干式敷设至各用电集中点之动力配电箱,直埋地敷设,穿越道路或进入建筑物时用相应钢管保护,室内敷设线以BV型电线沿池、墙暗敷穿钢管保护。
防雷接地:
低压接地采用TN-C-S,电阻小于4欧姆;重复接地电阻不大于10欧姆。
设置防雷保护的构筑物,其防雷接地装置冲击电阻不大于30欧姆,并充分利用构筑物的钢筋混凝土内主钢筋作引下线。
电机启动:
电动机采用Y/△启动,15kw以下电机均采用直接启动。
照明:
靠近站区道理部分借助厂区照明,远离道路部分在构筑物池顶设置照明灯具。
3.5.4控制方式
采用中央控制、就地控制相结合的控制方式。
所有用电设备均在现场设有控制柜或按钮箱,根据控制要求在现场控制箱上设有“手动/自动”控制选择开关。
自动时,由自控仪表进行控制;手动时,在现场控制柜上进行手动控制。
3.5.5电气负荷计算
表6.设备功率明细表
序号
名称
规格型号
装机功率(kw)
数量
总功率(kw)
1
潜污泵
80WQ43-13-3
3
2
6
2
溶药罐
1.5m³
0.37
2
0.74
3
加药泵
GM0240
0.55
2
1.1
4
混凝搅拌机
HHJB-450—2
0.75
2
1.5
5
污泥泵
40WQ12-15-1.5
1.5
2
3
6
鼓风机
FSR-125
11
2
22
7
抽吸泵
ZW80-65-25
7.5
2
15
8
加药罐
0.5
0.37
2
0.74
9
污泥泵
40WQ12-15-1.5
1.5
2
3
10
在线cod监测
0.37
1
0.37
合计
52.7
本工程总装机容量为53.45kw,一部分用电设备为1用1备,实际运转设备的装机功率为25.04kw/h。
3.6总图设计
3.6.1设计原则
废水处理站工程设计是院区总体规划中的一个重要组成部分,不仅要体现先进的工艺,并应在满足工艺要求的同时注重同地域、自然环境、人文环境的协调,成为院区环境中的积极因素和新的景观。
根据“合理布局,工艺流程有序,布置紧凑,尽量少占地,功能分区合理,既有利于生产又方便管理”的平面布置原则,同时考虑地形、地貌、风向等自然条件,结合进出水方向,院外道路和建筑物朝向等多方面因素,设计经过认真分析、论证、多方案对比后确定了厂区平面布置方案,并据此进行总图各专业管线布置。
3.6.2平面布置
1、总平面布置时,充分满足污水处理工艺流程和方便管理,处理好人流、车流的同时,努力创造优美、宁静的厂区环境,使厂区布置合理。
2、结合废水进水方向和处理后出水方向,使废水按照处理顺序依次进行,使水流尽量流畅。
3、废水处理站尽量利用现有周边道路,站内道路3米,人行走道1米。
构筑物及道路两侧设绿化带,呈环状布置,且与主要构筑物相连。
厂区内部空地充分绿化,点缀环境。
3.6.3竖向布置
1、在满足工艺流程前提下,尽量做到减少土方开挖、回填及外运,以减少基建投资。
2、在布置构(建)筑物时,基础最好全部放在原状土层,避免回填土层,尽量少做或不做人工基础,以保证设施安全。
3、竖向布置综合考虑投资及水流畅通的因素,在以重力流为主的前提下,尽量避免采用提升方式。
4、本污水处理工程参照所在区域设计室外地面标高按相对标高±0.000m。
考虑到厂内建筑结构设计标准,室内外地面高差为300mm,确定室内设计地坪为+0.300m。
3.6.4地下管线及管线综合
管线综合的基本原则是:
污水、污泥工艺管道流程顺畅,各种管线的相互平面和垂直间距满足有关地下管线综合的规定,平面布置在保证管线功能的前提下使管线尽可能短;竖向布置在满足最小覆土深度要求的条件下使各种管线埋深尽可能浅;当管线交叉时,原则上压力管道让重力管道,小管道让大管道,高程布置将电力、自控管沟放在最上层,中层是给水管、小口径污水、污泥压力管,最下层是大口径污水污泥管、院内污水管。
3.7结构设计
3.7.1设计原则
遵守国家现行的有关规范、规定,在满足工艺要求的前提下,力求做到技术先进、安全可靠、经济合理、保护环境,在设计中并尽可能的根椐当地实际情况,采用地方标准、规范和习惯做法。
3.7.2厂区地质条件
由于本项目目前尚无工程地质勘察报告,建议在施工图设计之前一次完成工程详勘工作,以保证构筑物的可靠性。
项目用地基本地质条件有待进一步了解,方案中暂按常规地质条件考虑。
3.7.3地基处理
暂定采用天然地基作为拟建建构筑物基础。
在出现下列情况下应进行局部地基处理,考虑采用换填处理:
构筑物埋深较浅,基础坐落在表层土上时;基础超挖时;局部有软弱土、扰动土时;存在不均匀地基时。
3.7.4结构设计
构筑物抗浮原则上采用自重抗浮。
对体积较大的构筑物,进行抗浮验算。
当浮力较小时,采用配重抗浮,当浮力较大时,采用抗拔桩抗浮。
建筑物:
一般情况下,采用框架或混合结构;独立基础或片筏基础。
构筑物:
本工程主要构筑物均为储水构筑物,对结构防水性能有较高的要求,故较大储水构筑物均采用钢筋砼结构。
在储水构筑物的混凝土中,要加入一定比例的防水剂,用于补偿混凝土的收缩变形,以避免混凝土在温度、干缩、徐变等作用下引起的开裂。
同时,还可提高混凝土的密实度和抗渗性,也使混凝土结构的防腐蚀性得到了提高。
长度超过30m的矩形池,一般情况下,要设温度缝,内设橡胶止水带。
3.7.5建筑材料及施工要求
(1)建筑材料
混凝土:
构筑物主体结构混凝土等级为C30,抗渗等级为S6,并根据水池大小和埋深等要求掺入抗裂防渗添加剂。
钢筋:
采用HPB235、HRB335、HRB400钢筋。
砌体:
地上部分采用Mu10烧结普通砖,M10水泥砂浆砌筑;地下部分采用C15密实砌块,M10水泥砂浆砌筑。
钢材:
采用Q235钢材。
(2)施工要求
本工程的地下式现浇钢筋砼水池,对裂缝宽度、抗渗性等控制严格,施工精度要求高,砼捣制要求连续施工,对施工单位的施工能力和装备水平要求比较高,要求具有水工构筑物施工经验。
第四章工程投资概算
4.1概算依据
(1)《河南省市政工程单位综合基价》;
(2)《河南省建筑工程概算定额》;
(3)《给水排水工程概算与经济评价手册》;
(4)《全国统一安装工程预算定额及安装工程单位估价表》;
(5)建设部《市政工程可行性研究投资估算编制办法》;
(6)管道、设备价格按生产厂家提供及电话询价并考虑保管、运输等综合因素计取;
(7)工程设计费、勘察费、竣工图编制费:
按《工程勘察设计收费标准》2002年修订本计算。
4.2工程投资概算
4.2.1土建投资概算
表7.构筑物土建投资概算表单位:
万元
序号
项目名称
结构尺寸(m)
数量
金额
备注
1
综合池
8*18*4.0m
1座
钢砼
2
设备房
8*4*3m
1座
砖砌
3
不可预见费
1项
4
税金
11%
5
小计
4.2.2设备部分投资概算
表8.设备部分投资概算表单位:
万元
序号
名称
规格型号
数量
单位
单价
总价
备注
1
潜污泵
80WQ43-13-3
2
台
2
溶药罐
1.5m³
2
台
耐硫酸
3
加药泵
GM0240
2
台
耐硫酸
4
玻璃钢罐
15m³
1
套
耐硫酸
5
混凝搅拌机
HHJB-450—2
2
台
碳钢
6
污泥泵
40WQ12-15-1.5
2
台
7
组合填料
Φ150
144
平方米
聚丙烯
8
鼓风机
FSR-125
2
台
9
MBR中空纤维膜
2500
平方米
10
抽吸泵
ZW80-65-25
2
台
11
加药罐
0.5
2
台
pe
12
旋流式曝气盘
YJ-260
40
套
upvc
13
曝气管
40
平方米
upvc
14
污泥泵
40WQ12-15-1.5
2
台
15
在线cod监测
1
套
16
管道
1
批
17
电缆
1
批
18
合计
4.2.3其他部分概算
表9.其他部分费用概算表单位:
万元
序号
项目名称
金额(万元)
备注
1
设计费
2
安装费
3
调试费
4
设备运输费
5
小计
4.2.4工程总投资费用
综上所述,本污水处理工程总投资为XXX元。
其中土建部分费用XXX万元,设备部分费用XXX万元,其他部分投资为XXX万元。
第五章运行成本分析
5.1电费
整个污水处理站的总装机功率为52.70kw。
经过计算,正常运行时该污水处理工程的实际运行的总功率为25.02kw/h,电价按0.60元/kw·h计,每天运行24h,则平均处理每吨污水的电费为0.35元。
5.2人工费
污水处理站采用兼职当班巡视制度,人均月工资按1500元计,则每天工资50元,则平均处理每吨污水的人工费为0.05元。
5.3药剂费
硫酸:
0.3元/m3·污水
MBR膜药剂:
0.05元/m3·污水;
5.4总运行成本
人工费+电费+药剂费=0.75元/m3·污水
第六章工程进度计划
6.1工程建设计划
本污水处理项目建设周期拟分为四个阶段实施,具体分为项目成立阶段、开工前期准备阶段、施工阶段、调试与运行阶段。
项目成立阶段:
主要包括编制污水处理工程具体设计方案。
开工准备阶段:
包括工程设计、地质勘查、三通一平等。
施工阶段:
包括土建施工、设备订货、设备制造及配套设备的施工、安装等。
调试运行阶段:
工程完成后在生物处理池中投加菌种,进行工程启动运行;对各个设备进行试运转,以达到工程设计目标。
在工程建设计划中应考虑工程设计,设备采购及施工合理交叉进行,以缩短整个工程建设周期。
6.2工程建设工期
本项目工程建设周期拟定为两个月,各阶段的实施进度计划见下表:
表10.工程进度计划表
周期
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
工程设计
土建施工
设备制作与采购
工程设备安装
工程运行调试
验收
注:
上表中每9天为一个工程周期
第七章环境保护
7.1本工程在生产过程中对环境影响的主要因素
1.二沉池产生的污泥;
2.风机、泵和各类管道介质的流动产生的综合性噪
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