15000方每天造纸废水处理工程设计方案.doc
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1、 废水处理工程设计方案(15000m3/d废水处理工程) 目 录第一章 概 述51工程概况51.1、项目名称:51.2、该污水有以下特点:5第二章 设计依据、原则及范围62.1 设计依据62.2 设计原则62.3设计内容7第三章 工程规模、目标83.1设计规模83.2进出水水质8第四章 工艺的选择和设计94.1 工艺选择94.1.1 水质分析94.1.2 工艺选择94.1.3 污泥处理工艺选择124.2工艺特点134.2.1 A/O工艺的特点134.3 工艺流程164.3.1 工艺流程说明164.3. 2 工艺流程图(见附页)174.4 设计处理效果预测174.5 各主要处理单元的设计和设备、
2、器材选型184.5.1 集水池、泵房、调节池184.5.3初沉池194.5.4 水解酸化池204.5.5 活性污泥池204.5.6 曝气系统214.5.7 生化沉淀池224.5.9清水池224.5.10放流池224.5.11 污泥浓缩池、污泥池224.5.12 污泥脱水间234.6辅助建筑物操作间244.7工艺设备清单254.8工艺构筑物清单27第五章 建筑和结构设计285.1建筑设计285.1.1 设计思路285.1.2 设计依据285.1.3 总体布置综述285.1.4 建设标准及装修285.2 结构设计295.2.1 设计原则295.2.2 主要构筑物结构选型比较295.3 防渗设计30
3、5.4 施工技术及安全措施315.4.1 基坑开挖及支护315.4.2 材料315.4.3 钢筋制作安装及砼浇捣325.4.4 施工缝的设置325.5 主要单体建筑和结构设计32第六章 电气与自控设计346.1 设计依据346.2 设计范围346.3 供、配电系统346.3.1 配电346.3.2 主要电气设备选型346.3.3 电缆、电线选型及敷设356.3.4 安全接地356.4 照明设计35第七章 节能、环境保护、安全卫生设计367.1 节能设计367.2 环境保护367.2.1 施工期环境影响的缓解措施367.2.2 污水处理站对外部环境的影响367.3 劳动保护及安全卫生377.3.
4、1 安全防范377.3.2 安全管理387.3.3 安全与卫生的预期效果38第八章 机构设置、劳动定员、工期398.1 管理机构398.1.1 机构设置398.1.2 组织管理措施398.1.3 技术管理措施398.2 劳动定员398.3 工期40第九章 工程投资概算及运行成本分析419.1 编制依据419.2工程内容419.3 运行成本分析419.3.1 基本数据419.3.2 运行成本分析41第十章 培训及调试计划4310.1 人员的培训4310.1.1 投产运行前培训4310.1.2 投产运行后培训4310.2 工程的调试4410.3 废水处理系统调试45第十一章 售后服务承诺及措施52
5、第十二章 工程投资概算表(见附表)53附:工艺流程图 平面布置图 第一章 概 述1工程概况1.1、项目名称:广西造纸废水处理工程1.2、该污水有以下特点:1.SS含量较大;2.BOD5/CODCr比值低,不易生化。我公司对该厂废水治理进行设计,本着实事求是的原则,对该厂废水出水做出各种化验与试验后,拟成了本设计方案。根据要求,排放水质指标执行污水综合排放标准(GB8978-2001)一级标准。我公司根据该公司提供的废水水质情况,特编制该建设工程方案设计,谨供业主和领导评审。第二章 设计依据、原则及范围2.1 设计依据(1). 提供的有关水质、水量资料及处理要求;(2). 造纸工业水污染物排放标
6、准(GB 3544-2001);(3). 污水综合排放标准(GB8978-1996);(4). 中华人民共和国环境保护法;(5). 室外排水设计规范GBJ14-87;(6). 给排水工程结构设计规范GBJ69-84;(7). 城镇废水处理厂附属建筑和附属设备设计标准CJJ31-89;(8). 建筑结构荷载设计规范(GB50009-2001);(9). 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002);(10). 建筑抗震设计规范(GB50011-2001);(11). 混凝土结构设计规范(GB50010-2002);(12). 地下工程防水技术规范(GBJ 108-87,1998年版);(13
7、). 建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202-2002;(14). 工业与民用配电系统设计规范(GB50052-95);(15). 低压配电装置及线路设计规范(GB50054-95);(16). 建筑防雷设计规范(GB50057-94);(17). 通用用电设备配电设计规范(GB50055-93);2.2 设计原则(1). 符合国家、地方的法律、法规以及有关文件的相关规定与要求;(2). 采用先进实用和简便易行的工艺方法,达到废水处理工程投资省、占地少、运行管理方便、出水水质好的目的;(3). 工艺流程布置简短、顺畅,避免迂回反复,减少管线长度,降低流程水头损失;(4). 采用切实可行
8、的技术手段,提高装备水平,提高自动化控制及管理水平,以保证综合废水处理系统运行可靠、经济合理;(5). 废水处理工程在建设过程中和投产运行后,保证系统安全、可靠地运行,无二次污染;(6). 基建投资在满足工艺及工程要求的前提下应尽量节省,采用安全可靠、经济合理的地基处理方法。(7). 本工艺能采用水解酸化及活性污泥各两座可同时使用,也可单独用。可解决维修时因菌种难于保留,需重新培菌问题,只需将其中一池菌种引入不检修池即可。(8). 本工艺能采用投药式活性污泥法,可有效控制因污泥膨胀引起出水水质变差情况发生。活性污泥池菌种良好,可不投药,运行灵活可靠。(9). 活性污泥池溶氧量由在线溶氧仪控制风
9、机开启,可有效控制活性污泥池中溶解氧并起到节能降耗作用。2.3设计内容(1). 在业主指定区域内作废水处理站区总体规划;(2). 废水处理站的废水、污泥处理工艺选择;(3). 本项目所采用的主要废水处理设备的选型;(4). 废水处理站电气、自控等设计;(5). 对废水处理构筑物的计算和设计,包括主体构筑物以及必要附属建筑物;(6). 进行整个工程的投资估算和运行费用的核算。第三章 工程规模、目标 3.1设计规模根据广西造纸提供的资料,本方案的处理规模为:设计水量:15000 m3/d时平均水量:625 m3/d3.2进出水水质废水的主要成分是细小纤维悬浮物、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖
10、类以及造纸过程中添加的各类有机和无机化合物,使废水中的COD和SS较高,大部分的COD都是非溶解性悬浮物。根据业主提供的资料,并参考同类型厂家废水水质情况,确定该工程废水进出水水质如下表所示(表3-1):表:3-1 进出水水质 (单位:mg/L,色度除外)项 目pHCODCrBOD5色度SS进水水质6918002500300400100倍2800排放标准69902040倍60注:表中进水水质为进物化系统前的废水水质,经初沉池处理系统出水水质CODCr1000mg/L,SS100mg/L。第四章 工艺的选择和设计4.1 工艺选择4.1.1 水质分析造纸工业既是用水大户又是水污染大户,以废纸浆为原
11、料的造纸生产,根据生产规模、设备情况、生产管理等要素,吨纸耗水数为数十吨到上百吨不等。为了缓解和根治造纸工业废水对环境的污染,近几年大中型造纸企业先后对其废水处理进行改造、扩建或新建,新建项目都要求“三同时”, 使造纸企业经济效益和环境保护协调发展。废纸类造纸废水是蔗渣为主要原料,生产多种规格的白纸板、白卡纸、箱板纸、瓦楞纸等产品,废水中的主要成分是细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖类,以及造纸生产过程中添加的各种有机和无机的化合物。废水的特点是SS、COD均较高,在COD组成中,非溶解性的COD较高,约占60以上,而部分溶解性COD又是较难生物降解的。4.1.2 工艺选择早
12、期的造纸废水处理技术,因排放标准不严,所以大多采用一级物化处理(气浮、沉淀等)即可达标排放。但随着社会发展和科学的进步,污水排放标准越来越严,对环境的污染治理要求越来越高,促使废水需要深度处理才能达到排放要求。本工程的废水BOD/COD较低,可生化性较差,处理难度较大,大部分BOD最终主要依靠生物方法去除。我们认为,根据本工程生产企业的特点和产生废水的性状,将废水处理同纤维回收结合起来,作为一个完整的系统加以考虑,更为合理,使废水处理更能适应环境保护和生产发展的要求。此类废水SS、COD均较高,SS可以通过过滤、气浮、沉淀的方法得以去除,而要保证BOD达标必须强化生化处理。因此,本方案选择物化
13、与生化处理相结合的处理工艺。本方案的物化预处理采用新工艺加药初沉系统,不仅使处理后的废水达到排放要求,pH为69,CODCr1000mg/L,SS100 mg/L,BOD5300mgL,而且每天回收45 t纸浆,同时降低了运行费。造纸废水处理可用的生化方法很多,有普通活性污泥法、氧化沟法、A/O法、SBR法等工艺。各种处理工艺都有一定的适用条件,应结合项目的具体情况来慎重选择,应对废水处理工艺可靠性、技术的先进性、经济的合理性、运行的稳定性、操作管理的方便性、对水质水量变化的适应性、设备的可靠性等多方面进行分析比较。 在过去很多学术研究和工程实践中厌氧处理工艺在造纸废水中很少触及,甚至误认为厌
14、氧处理对造纸废水作用不大,随着理论研究的深入及相关工程在造纸废水领域的成功应用,人们逐渐改变了厌氧处理在造纸废水中作用的认识,只要合理设计工艺参数、提高布水设备混合和均匀布水的效果,选择优势菌种,厌氧处理在造纸废水中能起到重要作用。尤其是近几十年,国内外大量的工程实践证明了厌氧技术对制浆造纸废水有良好的处理效果。国内外近百家造纸废水处理运用厌氧技术实例有:瑞典AC Biotechnics和Purac公司开发的厌氧接触工艺已成功运用于美国Stonne Container和加拿大Stonne Containe两家制浆造纸废水,近几年国内也有大量工程采用厌氧技术,例如:福建南平纸厂、福建青山纸业改造
15、工程、宁夏沙湖纸业有限公司、岳阳纸业与东莞建晖纸业等,都取得较好经济效益,所以本工程考虑增设厌氧处理单元。因此采用水解酸化好氧处理工艺可最大限度地去除BOD。但为了取得最佳处理效果,根据原水水质,结合该项目的自然、社会经济和管理水平情况,本方案推荐我公司多年工程实践经验并改进的A/O(水解酸化好氧)废水处理工艺。我公司A/O主工艺是采用改进的厌氧-好氧生化处理工艺,采取多项措施改进布水、布气系统,极大地提高污泥负荷、容积利用率和氧利用效率,从而提高了废水单元处理能力、节约了供氧所需的能源动力,强化了整个生化处理过程。下面将常规曝气工艺和我公司A/O改进工艺进行比较和综合分析,以便选择安全可靠、
16、技术先进、节能、操作管理方便的成熟工艺。A/O主工艺(水解酸化好氧)和常规曝气工艺的比较见表4-1:表4-1 常规生化工艺和A/O工艺比较名 称常规曝气工艺A/O工艺 组 成设好氧过程处理构筑物及生化沉淀池A/O池(水解酸化+好氧)及生化沉淀池抗冲击负荷对水量、水质、温度变化适应能力相对较强,运行方式相对有一定变化调整(回流比等)。连续从水解酸化池进水,水解后出水溶解性有机物比例大大提高。系统对水量、水质、温度变化适应能力强,抗冲击能力强。维护管理自控要求一般,对技术人员水平要求较高。操作难度大,可能经常出现丝状菌污泥膨胀等问题自控要求低,维护管理简单方便。占地面积占地面积大占地面积小产泥量污
17、泥自身好氧消化,产泥量少产泥量也很少,易沉淀处理效果出水BOD能满足在排放要求范围内。由于好氧停留时间长,造成微生物自身氧化,污泥活性差,会出现生化沉淀池污泥沉降性能差,SS超标。出水SS、BOD能达到排放要求,由于采用“水解酸化好氧”,污泥活性好,沉降性能良好 运行费用延时曝气,好氧停留时间长,风机动力消耗大,能耗高,运行费用高有水解酸化,能耗低,运行费用低通过表4-1比较和根据本工程的水质水量特点及我公司多年来设计处理高浓度工业废水的经验,结合国内外的造纸废水处理工程设计实例,从处理的效果、占地面积、操作管理的复杂性,尤其是运行费用等综合因素来考虑,主工艺采用A/O工艺是最合理的选择,能够
18、保证COD的去除效果。4.1.3 污泥处理工艺选择污泥处理的目的是:分解有机物,杀灭致病菌和寄生虫卵,使污泥稳定化,尽量利用污泥中的资源;常规废水处理厂的污泥处理要求如下:(1). 减少有机物,使污泥稳定化;(2). 减少污泥体积,降低污泥后续处置费用;(3). 减少污泥中有毒有害物质;(4). 利用污泥中可利用物质,化害为利。 本工程有物化污泥和生化污泥,在浓缩池初步浓缩后,压滤脱水后装车外运。4.2工艺特点4.2.1 A/O工艺的特点(1). A/O水解酸化工艺概述厌氧处理工艺在工业废水的运用已有30多年的历史。近20年来,随着微生物学、生物化学等学科发展和工程实践的积累,通过不断的开发,
19、使它在理论和实践上有了很大进步,在处理高浓度有机废水方面取得了良好效果。厌氧处理是利用厌氧菌的作用,去除废水中的有机物,通常需要时间较长。厌氧过程可分为水解酸化阶段和甲烷化阶段,水解酸化的产物主要是小分子有机物,使废水中溶解性有机物显著提高,而微生物对有机物的摄取只有溶解性的小分子物质才可直接进入细胞内,而不溶性大分子物质首先要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内代谢。例如天然胶联剂(主要为淀粉类),首先被转化为多糖,再水解为单糖。纤维素被纤维素酶水解成纤维二糖与葡萄糖。半纤维素被聚木糖酶等水解成低聚糖和单糖。水解过程较缓慢,同时受多种因素的影响,是厌氧降解的限速阶段。在酸化这一阶段,上述第一
20、阶段形成的小分子化合物在发酵细菌即酸化菌的细胞内转化为更简单的化合物并分泌到细菌体外,主要包括挥发性有机酸(VFA)、乳醇、醇类等,接着进一步转化为乙酸、氢气、碳酸等。酸化过程是由大量发酵细菌和产乙酸菌完成的,他们绝大多数是严格厌氧菌,可分解糖、氨基酸和有机酸。另外,厌氧微生物对苯环化合物也具有降解作用。低分子量的苯环化合物受到厌氧降解时,要经过三个步骤。第一步是:惰性的化合物受到活化,其中包括羧基化反应、厌氧羟基反应和CoA硫醚键的形成,苯环化合物必须形成一些苯环中间产物,以便接受到还原攻击,这些反应包括脱羟基反应或转羟基反应;第二步:中心苯环中间产物受到厌氧微生物生物还原酶的攻击,形成脂环
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