商丘宏达纸业有限责任公司废水深度治理循环利用工程项目专题分析.doc
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1、商丘宏达纸业有限责任公司废水深度治理循环利用工程项目专题分析商丘市环境保护科学研究所二OO七年八月目 录1 项目背景及必要性11.1企业概况11.2 项目背景11.3项目的必要性22 工程分析42.1企业工程概况42.2企业排污现状及达标情况62.3现有废水处理工程分析72.3 废水处理改造工程分析103卫生防护距离264平面布置合理性分析275清洁生产分析275.1清洁生产分析的重点275.2清洁生产水平分析285.3废水处理改造前后清洁生产指标变化295.4持续清洁生产措施296工程投资估算327 工程效益分析327.1 环境效益327.2 经济效益损益分析347.3 社会效益358环境管
2、理与监测368.1环境管理368.2环境监测361 项目背景及必要性1.1企业概况商丘宏达纸业有限公司位于河南省商丘市睢阳区古宋乡曹吴庄,厂址西侧1km处紧邻105国道,位于连霍高速东出口北1km,地理位置优越,交通便利。公司占地面积60亩,现有职工156人,其中管理人员5人,技术人员20人。公司拥有2800mm 9缸纸机1台、3200纸机1台,生产规模为5万吨/年,主要产品为3万吨瓦楞纸,2万吨高强木浆挂面箱板纸,拥有固定资产2400万元,2003年实现销售收入6300万元,上缴利税320万元。商丘宏达纸业有限公司于原建成一座污水处理站,设计处理规模为6700m3/d,采用“初沉活性污泥二沉
3、”的处理工艺,由于受当时技术条件的限制及管理要求等因素的影响,现有污水处理站的处理工艺、设施及运行均存在较多问题,并且处理费用过高,处理效果不理想,尽管现有污水处理工艺可使出水达到执行的造纸工业水污染排放标准(GB3544-2001)中造纸(4)本色(COD100mg/L)的要求,但出水水质不稳定,且废水及污染物排放量较大,对下游地表水体造成一定程度的污染,并对下游居民的生产、生活产生一定的影响。生产中产生的造纸白水未经处理直接回用,影响了产品质量。1.2 项目背景造纸工业是我国轻工业的支柱产业,近年来飞速发展。然而造纸工业是耗水量较大的行业之一,也是污染严重的行业之一。造纸过程需要大量的水对
4、纤维进行输送、洗涤,并使纤维与胶料、填料及助剂均匀分布。目前,国内大型纸(制)浆造纸企业的单位产品耗水量,本色硫酸(盐)法(NB KP)制浆一般在150m3-200m3/t浆,漂白木浆耗水量250m3-300m3/t浆,漂白草浆耗水量350m3/t浆,新闻纸耗水量在70m3-80m3/t纸。而且在造纸行业的许多环节中存在着水资源浪费、材料浪费及环境污染,譬如产生纸机白水(滤浆产生的水)中小型厂80-100m3/t纸,大型厂50-60 m3/t纸,而白水中含有较多的纤维和填料,流失率一般在3%-5%,这些纤维和填料如不加以回收和利用,既浪费资源又污染环境。因此,制约造纸行业发展的主要因素水资源短
5、缺和对现有水资源的浪费及污染。所以造纸工业要实现可持续发展,对废水进行深度处理及节水清洁生产已迫在眉睫,刻不容缓。造纸车间废水排放量很大,回收利用的价值也很大。对造纸废水进行循环利用,意味着节约生产成本,减少水资源浪费,对造纸废水的循环利用一直是人们不断追求与开发的技术。在提倡节流减污,加强循环、实施清洁生产的政策要求下,对造纸废水进行深度处理,回收利用将是一个非常适时的决策。商丘宏达纸业有限公司在综合考虑环境效益和经济效益的情况下,提出了对本公司原废水处理系统进行改造、废水深度治理及循环利用工程。1.3项目的必要性水资源紧缺是制约可持续发展的关键因素之一。我国水资源总量虽处世界前列,仅次于巴
6、西、加拿大、前苏联、美国和印尼,占世界第6位,但人均水资源占有量仅占世界平均数的1/4,排列世界第88位,属世界13个水资源贫乏国家之一。目前全国有16个省人均水资源拥有量低于联合国确定的1700m3用水紧张线,其中有10个省低于500m3的严重缺水线,全国669座城市中约有400座城市供水量不足,110座严重缺水,造成工农业用水紧张。城乡争水、地区间争水、超采地下水和挤占生态环境用水已是普遍现象。水资源不足已成为我国经济社会发展的制约因素。因此,提倡“节流优先”,不仅是根据我国水资源紧缺情况所应采取的措施,也是为了降低供水投资、减少污水排放、提高资源利用效率的最合理选择。是世界各发达国家城市
7、工业用水的发展方向,一些水资源丰富的国家,近年来也大力推行节水,主要是因为不堪承受污水处理的负担。我国工业万元产值取水量是发达国家的5-10倍 。因此,必须开发节水的工业生产技术,创建节水型工业和节水型城市。为了建立节水型的体制,不仅需提高公众认识,还要投入相当的资金和高新技术。根据分析,预测2010年供水设施的单位投资约为8元立方米,污水处理约为10元立方米,而节水仅需3元立方米左右。因此,增加节水的资金投入不但为可持续发展所必需,而且具有明显的经济效益。该项目处于淮河流域,经过几年的努力,虽然淮河水质有了明显的改善,但是由于该地区经济高速发展,人口增长过快,环境压力越来越大,广大人民群众要
8、求进一步改善环境,特别是改善水环境的呼声越来越高。流域内的工业企业虽然对水污染进行了治理,基本实现了达标排放,但是废水中主要污染物的排放量仍然很大,对工业企业的污染物排放量进一步削减势在必行。为了进一步改善淮河水质,我省下一步将要实施工业企业到2010年的减排目标及分阶段目标,到2007年底,主要水污染物COD和氨氮入河量在2000年的基础上分别削减25%和15%,COD入河量控制在16.5万吨,氨氮入河量控制在3.5万吨,所有排污工业企业达到排污许可证要求。到2010年底,主要污染物COD入河量控制在12.7万吨,氨氮入河量控制在3.2万吨,所有排污工业企业达到排污许可证要求。因此,该企业在
9、原来达标排放的基础上削减污染物排放量是责无旁贷的任务。随着可持续发展战略在各国取得共识以及21世纪议程的推进和实施,生态环境保护及污染治理成为可持续发展所面临的重要问题。为了进一步控制污染,必须减少工业和生活污水的排放,对污染水体进行有效治理。为了减少全公司的污水排放量,提高水资源的重复利用率,增加企业的经济效益和环境效益, 商丘宏达纸业有限公司提出对全公司达标排放的生产废水进行深度治理循环利用工程。采用节水新技术,新工艺,新设备,挖掘节水潜力,最大限度的降低单位产品水的耗量,节能降耗,积极推行清洁生产,促进水循环利用和水的综合利用,实现废水资源化,降低污水的排放量,改善水环境,实现“节流减污
10、”。鉴于上述情况,为了保证回用水的水质,稳定废水处理效果,降低运行费用,本项目项目纸机白水拟采用“气浮处理”后回用,综合废水拟采用“超效浅层气浮+活性污泥法+混凝沉淀+砂滤”深度处理技术进行处理,提高水的重复利用率,节约地下水资源。为企业创造良好的环境效益和一定的经济效益。该项目实施后,将最大限度地减少水污染物的排放量,减轻对周围水环境的污染,同时废水的深度处理和节水清洁生产可以解决水资源紧缺的问题,满足淮河流域进一步削减污染物排放的目标要求,实施企业的可持续发展。因此,项目的建设是很有必要的。2 工程分析2.1企业工程概况2.1.1原辅材料消耗本企业生产规模为5万吨/年,主要以废纸为原料生产
11、瓦楞原纸和挂面箱板纸。企业现有生产原辅材料、燃料、动力消耗情况见表2-1。表2-1 原辅材料及动力消耗表序号类别单耗年消耗量备注单位数量单位数量1废纸t/t1.3万t7.08外购2纸品拉力剂kg/t0.6t33.67外购3纸品挺硬剂kg/t1.6t84.48外购4造纸网m2/ t0.15万m20.817外购5新鲜水m3/t39.8万m3200自备深井6煤t/t0.3万t1.63潞安煤7电kwh/t550万kwh2994.75变电站供给8蒸汽t/t2.3万t12.52锅炉供汽9毛布kg/t0.15t8.17国内供应2.1.2生产工艺流程及产污环节生产工艺及产污环节分析见图2-1。从企业的生产工艺
12、来看,工程产生污染物的主要工序为锅炉房、碎浆、洗浆、精浆、压榨、冲洗等工段,产生的污染物有废水、废气、固废和噪声。工程的产污特点见表2-2。表2-2 工程产污特点一览表污染物名称主要来源废水主要有锅炉除尘水、洗涤水、压榨水、冲洗水、冷却水、生活污水等。废气主要为锅炉燃煤所产生的废气。噪声运输车辆噪声、锅炉房所产生的噪声及生产车间的设备噪声。固废主要有锅炉燃煤所产生的炉渣、除尘器所产生的煤灰、生产废渣、废浆、污水处理站所产生的污泥。废纸图2-1 企业生产工艺及产污环节图皮带输送机水力碎浆机高浓除渣器斜筛升流压力筛园网浓缩磨浆成浆池配浆箱低浓除渣器流浆箱纸机网部压榨部干燥部卷纸机成品入库捡选废水固
13、废固废、噪声固废废水固废噪声噪声噪声噪声噪声废水废水水力碎浆机损纸固废、噪声2.2企业排污现状及达标情况2.2.1废水废水排放量为5569m3/d,废水经处理后,废水中污染物浓度COD为93mg/L,BOD为35mg/L, SS为80mg/L。废水中污染物虽能满足现行标准河南省造纸工业水污染物排放标准(GB41/389-2004)中废纸(4)本色标准(COD100mg/L)的要求,但废水排放量较大,出水水质很不稳定,对纳污水体蔡河污染较严重。2.2.2废气商丘宏达纸业有限责任公司现有3台4t/h锅炉,采用水膜除尘,根据监测,烟尘和SO2排放浓度分别为120mg/Nm3、570mg/Nm3。能够
14、满足锅炉大气污染物排放标准GB132712001中二类区时段标准的要求。2.2.3废渣锅炉灰渣及除尘废渣产生量为2000t/a,全部外卖用于制砖。2.2.4噪声高噪声主要来自于各种泵及风机,经隔声降噪后,经现场监测四边厂界及环境敏感点曹吴庄和沈营的噪声环境质量现状昼夜均可满足城市区域环境噪声标准(GB309693)2类标准的要求。2.3现有废水处理工程分析2.3.1 现有废水处理基本情况现有污水处理基本情况见表2-3。表2-3 原有废水处理基本情况一览表序号项目名称内容1处理规模6700m3/d2实际处理量5569m3/d3主要工艺初沉活性污泥二沉4建设地点商丘宏达纸业有限公司5总投资290万
15、元6占地面积3000平方米7执行标准河南省造纸工业水污染物排放标准(GB41/389-2004)中废纸(4)本色8进水指标COD=1300mg/L SS=1200mg/L BOD=480mg/L9出水指标COD100mg/L SS 100mg/L BOD40mg/L10处理效率COD92.3% SS91.7% BOD91.7%2.3.2 现有废水处理工程主要构建筑物及设备详见表2-4和表2-5。表2-4 现有废水处理厂现有主体构筑物一览表序号名 称尺寸数量备注1斜网收浆系统25m2m1座网宽2m2初沉池40m18m5m1座3曝气池37m18.5m6m1座/2格4二沉池40m25m5m1座表2-
16、5 现有废水处理主要设备一览表序号名称型号(参数)数量(台、套)1曝气器 微孔曝气器12污泥浓缩机螺旋式12.3.3现有废水处理工艺 现有废水处理工艺见图2-2。图2-2 现有污水处理工艺流程造纸废水初沉池达标排放活性污泥二沉池干化场泥饼外运污泥回流污泥 2.3.4供水排水及水平衡企业现有清水用量为5904m3/d,其中生产用水量为5850m3/d,办公生活用水量为19m3/d,锅炉用水量为35m3/d。综合废水排放量为5569m3/d,其中生产废水排放量为5554m3/d,生活污水排放量为15m3/d。综合废水进入现有污水处理站进行统一处理,现有污水处理站每天实际处理废水5569m3。纸机白
17、水直接回用于水力碎浆、斜网浓缩、圆网浓缩、配浆等工段。根据现场调查及现状监测,企业现有生产水量平衡见图2-3。现有污水处理站进水、出水水质指标见表2-6。表2-6 现有工程废水实际产排量一览表项目吨纸排水(m3/t)水量(m3/d)COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)PH色度(倍)进水37.95569130048012005-8150出水55699335806-980水力碎浆机配 浆 箱磨浆圆网浓缩斜网浓缩压力筛高浓除渣器锅 炉白水池水膜除尘干 燥 部低浓除渣机流 浆 箱污水处理站纸机湿部办公、生活国内废纸图2-3 现有工程水平衡图(单位:m3/d)3354582019585
18、0冷凝水30015582058205802580248504850298502985035蒸汽325200278103542229850250002402220010纸中水分蒸发270蒸汽损耗33 18 4新鲜水5904达标排放5569220010422由表26可以看出,综合废水经现有污水处理站处理后,外排废水中的各项污染物浓度可以满足河南省造纸工业水污染物排放标准(GB41/389-2004)中废纸(4)本色标准的要求。2.3.5现有工程存在的问题现有工程主要存在以下问题:1、白水未经处理直接回用,对纸品质量产生不良影响。2、废水处理中缺少水解酸化工段,可生化性得不到改善,使得好氧处理的曝气
19、量增大,运行费用高,且出水水质不稳定。3、二沉池采用水泵间歇排泥,排泥不均,沉淀效率低。4、现有污泥干化场,地面未进行“防渗、防水”处理,且污泥的最终填埋地不固定。2.3 废水处理改造工程分析2.3.1项目组成 本项目主要有以下三个部分组成:白水净化封闭循环利用工程;综合废水处理设施改造工程;废水深度处理及回用工程。项目组成详见表2-7。表2-7 项目组成表序号工程名称设计规模1白水净化封闭循环利用工程12000 m3/d2综合废水处理设施改造工程7000 m3/d3废水深度处理及回用工程7000 m3/d2.3.2 工程技术方案 本项目根据企业现有生产状况和现有污水站的实际情况,在分析水质特
20、性的基础上,选用合理的“超效浅层气浮+活性污泥+混凝沉淀+砂滤”处理工艺,使处理后水质可以回用到生产上,实现造纸废水排放的减量化。其技术改造主要内容为如下:白水处理后循环使用改造现有的白水循环利用系统,采用气浮法回收白水纤维。改善废水的可生化性由于废纸造纸废水的可生化性较差,BOD/COD=0.32,为了提高可生化性,减少曝气池内的供氧量,在好氧处理前加一级水解酸化单元,以提高废水的可生化性。采用深度处理后废水回用于抄纸工段在二级出水后新增混凝反应池、滤池、清水储存池及废水回用管道及附属设施。对现有的给排水管道做相应地调整,在尽量利用原有给排水管道的基础上,增加必要的管线、闸阀、闸门、电器、仪
21、器仪表等。2.3.3白水循环利用工程技术方案2.3.3.1白水处理工艺流程根据纸机白水处理的工程经验,提出了以气浮为主的白水处理工艺,具体的工艺流程如图2-4。出水回用白水集 水 池白水提升泵气 浮 设 备清 水 池回收纤维加 药图2-4 白水处理工艺流程图白水首先流入白水集水池储存,经提升泵抽升到气浮设备中,在气浮池溶气、释气系统产生的微小气泡的吸附及带动作用下,白水中的细小纤维及悬浮物浮上水面,浮渣被气浮设备的刮渣设备刮进浮渣收集器,达到悬浮物与水分离的目的。清液排出气浮设备后流入清水池储存待回用。2.3.3.2白水处理设计规模本项目白水实际产生量10422m3/d,设计处理规模为1200
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