（环境工程专业论文）山东化纤废水处理工艺优化的研究.pdf

山东大学工程硕士学位论文 摘要 二十世纪中期，化纤工业得到了迅速的发展，化纤废水成为整个社会生产废 水的重要组成部分，化纤废水的治理越来越受到人们的重视。但是化纤废水具有 有机物含量高，酸碱度高，排放量大，难于降解等特点，在处理过程中会遇到很 多的问题，这类废水的低成本、高效率处理工艺成为现阶段国内外环境保护领域 亟待解决的难题。目前普遍采用的是物化法和生物法相结合的组合工艺对化纤废 水进行处理，这种方法不仅成本低，而且处理效果良好，在化纤废水处理工艺设 计过程中应优先考虑。 本文围绕山东某化纤废水处理工艺改造优化项目，结合山东省流域内对生产 企业的废水排放标准要求逐步提高，通过对改造前的污水排放情况和处理工艺的 调研分析，发现原有的废水处理系统存在着一定的缺陷，论述了进行工艺改造的 必要性。确定了废水处理工艺改造方案，对处理工艺中各单元的优化设计就行了 详细的阐述，并对改造中配套建、构筑物提出了合理的设计方案。对改造中和改 造后的管理控制等一系列工作的论述，对改造后的处理工艺进行了效益分析，结 果表明改造方案达到了预期目标。需要特别指出的是，本设计方案中设计中涉及 到了可再利用资源的回收利用，也提出了合理的方案，这与当前所倡导的走可持 续发展之路完全吻合。 通过本次化纤废水处理工艺的改造，污水处理站外排废水c o d 口浓度值由 4 5 0m g l 降低到3 5 0m g l 以下，b o d 5 _ 1 0 0m g l ，s s _ 1 0 0m g l ，p h - 6 0 , - - - - 9 0 ， 各污染物浓度指标满足污水排入城镇下水道水质标准( c j 3 4 3 2 0 1 0 ) ，同时外 排总量达到指标要求。在改造过程中，增加了厌氧沼气回收设备和污泥回收、加 工设备，合理地回收可再利用资源，不仅降低了企业进行废水处理的成本，更重 要的是避免了这些物质对环境的二次污染。这大大地改善了当地环境质量，保障 了人民身体健康，促进了社会的稳定，带来了巨大的社会效益和经济效益，有利 于企业的可持续发展。 关键词：化纤废水，工艺优化，废水处理，单元设计 山东大学工程硕士学位论文 a b s t r a c t i nt h em i d d l eo f2 0 sc e n t u r y ，t h ec h e m i c a lf i b e ri n d u s t r yh a sb e e nd e v e l o p e d r a p i d l y c h e m i c a lf i b e re f f l u e n th a sb e c o m et h ei m p o r t a n tp a r to ff a c t o r ye f f l u e n ti n t h ew h o l es o c i e t y a n dt h et r e a t m e n to fw h i c hh a sa t t r a c t e dm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n w h i l ec h e m i c a lf i b e rh a st h ec h a r a c t e r i s t i co fh i g ho r g a n i cc o n t e n t ，h i 曲p o t e n t i a lo f h y d r o g e n ，l a r g ee m i s s i o na n dn o n - d e g r a d a t i o n s ot h e r ea r em a n yp r o b l e m sd u r i n g t h ep r o g r e s so fi t st r e a t m e n t h o wt or e a l i s t i ct h el o w - c o s ta n dh i g h e f f i c i e n t t r e a t m e n tn o wb e c o m e sad i f f i c u l t yt ob eo v e r c o m ei nt h ef i e l do fe n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o na th o m ea n da b r o a d n o w a d a y st h ec h e m i c a lm e t h o da n dt h eb i o l o g i c m e t h o da r eu s e dt o g e t h e rt ot r e a tc h e m i c a lf i b e re f f l u e n t , w h i c hi sn o to n l yl o wi nc o s t ， b u ta l s og o o de f f e c t , a n di sg i v e nh i g hp r i o r i t yi nd e s i g no fc h e m i c a lf i b e re f f l u e n t t h er e c o n s t r u c t i o np r o j e c to fe f f l u e n tt r e a t m e n tc r a f to fs t u d i e di nt h i sp a p e r m a n yd e f e c t sw e r ef o u n dt h r o u g ht h ei n v e s t i g a t i o na n da n a l y s i so fe f f l u e n te m i s s i o n c o n d i t i o na n dt r e a t m e n tc r a f t ，a n dd i s c u s s e dt h en e c e s s i t yo fc r a f tr e c o n s t r u c t i o n t h e n ，t h er e c o n s t r u c t i o np r o j e c to fe f f l u e n tt r e a t m e n tc r a f tw a sf i x e da n dt h eo p t i m a l d e s i g no f e a c ht r e a t m e n tc r a f tc e l l a l s o ，d e s i g np r o j e c to ft h es u p p o r t e db u i l d i n g sa n d s t r u c t u r e sw e r eg i v e nl a s t ，t h em a n a g e m e n ta n dc o n t r o lo ft h e p r o j e c t a n de c o n o m i ca n a l y s i so ft h et r e a t m e n tc r a f t a f t e rr e c o n s t r u c t i o nw e r e e x p l a i n e d t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tt h i sr e c o n s t r u c t i o np r o j e c tr e a c h e dt h ee x p e c t e d e f f e c t i ts h o u l db ep o i n to u tt h a tr e c y c l eo ft h er e c y c l i n gr e s o u r c ew a sm e n t i o n e di n t h i sp r o j e c t ，t h i sa c c o r dw i t ht h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n tw a y a f t e rt h er e c o n s t r u c t i o no fc h e m i c a lf i b e re f f l u e n tt r e a t m e n tc r a f t ，c o d c ro ft h e w a t e rd i s c h a r g e df r o mt h ee f f l u e n tt r e a t m e n ts t a t i o n si sn om o r et h a n3 5 0m g l ， b o d s 1 0 0m g l ，s s _ 1 4 ，建设专门储存池及配套设 施，将其送热电厂用于脱硫除尘。其余浆粕废水，根据其特点，分别经物化、厌 氧、生化处理后，达标排放。期间消耗药剂硫酸、盐酸、硫酸亚铁、聚丙烯酰铵、 聚铝、尿素、磷酸氢二铵以及电能。各浆粕废水处理系统效率及经济指标见表 2 1 2 。 1 7 山东大学工程硕士学位论文 一 污水处 理东站 污水处 理西站 混合黑液 处理系统 7 8 1 44 5 硫酸用量 盐酸用量 硫酸亚铁用量 0 1 4 1 6 4 0 1 电耗0 1 3k w h m 3 聚铝用量 鋈凳竺 生化处理系统 1 4 9 8 。8 0 聚丙烯酰铵用量 合计1 4 9 8 0 电耗 运行成本 0 5 8 0 0 1 3 1 1k w h m 3 2 4 6 元m 3 2 322 粘胶生产废水处理工艺 ( 1 ) 粘胶生产废水处理工艺 粘胶短纤维生产废水主要来自酸站排放的酸性废水、纺丝水洗产生的酸性废 水、过滤产生的碱性废水。同时其中还含有大量的锌盐和硫化物，治理难度较大， 采用常规的生化方法效果不是很明显【6 3 1 ，所以一直是化纤废水处理工艺中的难 点所在。林金画在常规的物化+ 生化处理工艺的基础上引入浅层气浮和铁碳过滤 的新工艺，处理后的水质能稳定地到达国家排放标准畔j 。 酸性、碱性废水在生产厂区混合后排入粘胶污水处理系统处理，处理后达标 排入市政污水处理厂。粘胶废水处理站建于2 0 0 6 年5 月，设计处理规模1 5 0 0 0 r n 3 d j 采用调节中和+ 吹脱曝气+ 中和脱锌+ 生化曝气工艺【6 5 】。其处理工艺如下： 山东大学工程硕士学位论文 粘胶酸性废水和碱性废水在生产区混合后，通过调节沉淀池去除析出的部分 胶块和废毛，然后废水进入吹托池，通过气体的吹托原理，将废水中的部分h 2 s 和c 2 s 以气态吹脱出，混合粘胶废水的p h 很低，须投加石灰调节，同时利用 z n 2 + 的氢氧化物在p h 达到9 1 0 时的沉淀特性，去除废水中的锌。废水通过设 置沉淀池去除产生的沉淀物。废水接着进入生化系统，经过好氧曝气处理后，降 解废水中的有机物，经沉池沉淀后达标排放。沉淀产生的污泥，经污泥浓缩池浓 缩、板框压滤机脱水后，外运填埋。 其工艺流程见图2 - 6 ，主要建构筑物情况见表2 1 3 ，主要设备见表2 1 4 ，处 理效果见表2 1 5 。 钗 袋 翠 扑 书 瞪 骥 h 扑 斗 长 弓 耋 蠢掣 _ 藿霸 黍 稀 f 塞 一 鉴； 翁 是 圃 躲 錾 一 t、r1 _ _ 袭 蒸 蓁 媾 耍 暴 ji 熙 _ _ 墨 - 翅 邂 岖 ji _ _ 是 壤 - 餮 叵 螫 馁 _ 矮 i ： tt 三 舞震 悠螺 j 扭扭 j 牡靼 1 簧熙 噻寒 史赆 工弋 j lj 萋 重 i 蕊 l 、 剐 长 欺 餐 栏 j l 辐 匦芏圭臻舳h柱幕f怂剐衩*毽垡椠。山匝 r!。! 一 一 一 目ii 山东大学工程硕士学位论文 表2 1 4 粘胶废水处理系统主要设备一览表 序号设施名称规格 数量设备状况 1 卧式污水输送泵( 酸性) 2 卧式污水输送泵( 碱性) 罗茨鼓风机c r b 1 5 0 反冲洗泵 潜水搅拌机 射流曝气器 p a c 加药泵 c b l 5 0 0 型机械隔膜计量泵 2 台1 用1 备 备 备 l 用 用 2 1 厶口 厶日 厶口厶口 厶口 套 3 2 2 l 4 鲫 3 4 5 6 7 l2 山东大学工程硕士学位论文 ( 2 ) 粘胶废水处理系统经济运行情况 根据粘胶废水水质特点，采用调节中和+ 吹脱曝气+ 中和除锌+ 生化曝气处 理工艺，期间消耗药剂石灰及电能。各浆粕废水处理系统效率及经济指标见表 2 1 6 。 表2 1 6 粘胶处理系统运行参数及经济指标 山东大学工程硕士学位论文 2 4 现状分析 2 4 1 现有废水处理设施中存在的问题 近年来随着企业规模的扩大和国家环保要求的逐步提高，企业在保证环保设 施安全稳定运行方面做了大量工作，外排废水水质能够稳定达标，但存在以下问 题： ( 1 ) 运行成本高，企业难以承受 1 ) 药剂费用高：粘胶废水呈强酸性，其p n ：2 3 ，需消耗大量电石泥中和调 节；浆粕生产产生的混合黑液碱性强，其p h ：1 2 1 3 ，需大量硫酸、盐酸中和调节 后，方可进行厌氧处理。上述分别中和处理方式造成硫酸、盐酸、电石泥消耗量 大，运行成本高。 2 ) 动力费用消耗大。目前浆粕生化处理系统处理工艺为活性污泥法，其曝 气方式为穿孔管曝气，氧的转移率低，仅为6 左右，造成电能消耗高。 ( 2 ) 部分处理单元处理效率低 1 ) 因粘胶废水水温较高，约4 0 4 0 ，造成生化效果差，其生化段处理效 率仅为5 3 3 。 2 ) 污水处理东站厌氧采用接触法厌氧，污泥浓度低，处理效果差。 ( 3 ) 可资源利用物质没有利用 1 ) 厌氧产生的沼气目前直接排放，污染环境，资源浪费。 2 ) 粘胶废水处理系统污泥产生量大，每年约产生9 9 0 0 0t ( 含水率8 0 ) ， 运至市政垃圾填埋场填埋，不仅占用土地而且容易造成二次污染。因浆粕、粘胶 废水处理过程中产生的污泥，其含大量纤维，经压滤后其污泥含水率为8 0 ，纤 维含量为5 0 6 ，存在资源利用价值。 ( 4 ) 生化池受损严重 污水处理站生化池为砖混结构，池体多处开裂，需要改造。 2 4 2 针对问题采取的主要措施 造。 2 3 对于现有污水处理设施所存在的问题，本文主要采取以下措施进行优化改 山东大学工程硕士学位论文 ( 1 ) 通过对污水处理北站生化池扩容改建，改进曝气方式，由原来穿孔管曝 气，改为悬挂链微孔管曝气，提高氧的利用率。同时实现浆粕废水与粘胶废水混 合治理，解决粘胶废水水温高而生化效果的缺点。 ( 2 ) 对厌氧池进行扩容改造，采用升流式厌氧污泥床，在厌氧池内加填料和 三相分离器，提高厌氧池内污泥浓度，提高有机物去除率。 ( 3 ) 将酸性的粘胶废水( p h ：2 3 ) 和碱性的混合黑液( p h ：1 2 1 3 ) 进行中和， 达到降低酸碱药剂消耗的目的。 ( 4 ) 厌氧沼气及污泥资源化利用。 通过以上方式，使企业外排水质c o d = 主要设备： 污泥提升泵( 原有) 设备类型：耐腐蚀离心泵 设计参数：设计流量 q = 1 0 0m 3 h 扬程h = 1 5 r n 功率n = 5k w 设备套数：1 台 4 ) 水解池( 原有) 主要功能：利用兼性厌氧菌的作用，将大分子有机物转变成小分子有机物， 提高厌氧的生化性。 结构类型：半地下钢混矩形结构 池数：1 座 设计参数：设计流量 q = 5 0 0m 3 h 调节时间圄h 有效容积 v = 4 5 0 0m 3 山东大学工程硕士学位论文 3 3 总容积 平面尺寸 有效水深 超高 5 ) 中沉池( 原有) v = 4 8 0 0m 3 l x b = 5 0m ) ( 2 01 1 1 h 有效= 4 5r n h = 0 3r n 主要功能：进行固液分离，去除来水中的悬浮物。 结构类型：钢混结构，竖流式沉淀池 池数：1 座 设计参数：设计流量q = 5 0 0m 3 p a 表面负荷 q = 1 4 m 3 m 2 h 平面尺寸l b = 1 9 2m x l 8 8m 池深h = 6 5m 6 ) 提升泵站( 原有) 主要功能：将中沉池出水提升至厌氧池。 结构类型：半地下式钢砼矩形水池 池数：l 座 设计参数：设计流量 q a v e = 5 0 0m 3 h 集水池水力停留时间t = 1 2m i n 有效水深h = 4 r n 超高h=05 r n 平面尺寸l b = 5m x 5r n 主要设备：污水提升泵 设备类型：p w 泵 设备参数：流量q=180 m 3 h 扬程h=15m 功率n = 1 5k w 设备套数：4 台，3 用1 备( 原有3 台，新增1 台) 7 ) 厌氧池( 改扩建) 主要功能：利用厌氧菌的作用，去除废水中的绝大部分有机物。 山东大学工程硕士学位论文 结构类型：钢混结构 池数：4 座，每座分2 0 格( 原有2 座，新建2 座) 设计参数：设计流量q = 1 2 0 0 0m 3 d 容积负荷 q = 2 8k g c o d m 3 d 有效容积 v = 2 6 0 0 0m 3 总容积 v = 2 9 0 6 4m 3 单座平面尺寸l b = 3 4 6m 21m 池深h = 1 0 r n 主要设备： 填料 设备类型：组合填料 设备参数：数量q = 2 0 0 0 0m 3 ( 新增) 填料支架 设备类型：1 4 # 槽钢和( p 1 4 螺纹钢焊接 设备参数：数量8 0 套( 新增) 三相分离器8 0 套，7 2m 2 套( 新增) 布水器8 0 套( 新增) 排泥装置8 0 套( 新增) 水封罐d x h = i 0m x l 5r n ( 新增) 沼气储柜d x h = 8m x l 0m ，4 套( 新增) 脱硫装置d h = i 2m x 2m ，4 套( 新增) 脱水装置d x h = i 2m x 2r n ，4 套( 新增) 沼气增压装置1 套( 新增) 8 ) 终沉池( 新建) 主要功能：进行固液分离，去除来水中的悬浮物。 结构类型：钢混结构，竖流式沉淀池 池数：2 座 设计参数：设计流量q = 5 0 0m 3 h 表面负荷 q = 0 7m 3 m 2 h 山东大学工程硕士学位论文 平面尺寸l x b = 1 9 2m x l 8 8m 池深h = 6 5m 9 ) 污泥池( 原有) 主要功能：污泥减容，便于后续处理。 结构类型：钢混结构 池数：1 座 设计参数：有效容积 v = 4 9 9 2m 3 总容积v = 5 6 1 6m 3 平面尺寸l x b = 1 5 6m 8r n 池深h = 4 5m 1 0 ) 污泥脱水机房( 原有) 平面尺寸：长宽= 1 5m x l 4m 主要设计参数：污泥干固量 脱水前污泥含水率 脱水前污泥体积 脱水后污泥含水率 脱水后污泥体积 絮凝剂投加量 絮凝剂制备能力 主要设备：污泥脱水机 w = 2 5 0 0k g d s d r 1 1 = 9 8 q 1 = 1 2 5m d 1 1 1 _ _ 8 0 q l 1 2 5m 3 d c = 4g k g d s m = 6 0k g d ( 干粉p a m ) 设备类型：d n y 2 0 0 0 - n 型带式浓缩压滤脱水一体机及配套设备 设备套数：l 套， 功率：n = 1 5k w 3 3 2 粘胶污水处理站处理工艺优化改造 ( 1 ) 处理负荷 1 ) 设计水量 日均水量：q d = 1 1 0 0 0m 3 d 设计流量： q a v 。：4 5 8 3m 3 h 山东大学工程硕士学位论文 2 ) 设计废水种类 粘胶生产废水。 3 ) 设计污染物处理负荷： 设计污染物处理负荷见表3 _ 4 。 表3 _ 4 设计污染物处理负荷 ( 2 ) 单元改造设计 粘胶污水处理站处理全部粘胶废水，原设计规模为15 0 0 0m 3 d ，全厂污水 处理系统进行优化改造后，其中4 0 0 0m 3 d 粘胶废水去污水处理东站中和混合黑 液p h 值，粘胶污水处理站设计处理规模为11 0 0 0 万m 3 d ，经吹脱、沉淀脱锌、 脱钙后送至污水处理北站进行生化处理。 各构筑物具体指标如下： 1 ) 调节池( 原有) 主要功能：调节水质、水量，保证水质稳定，减少对后续处理工艺的冲击。 结构类型：地下钢混矩形结构 池数：1 座 设计参数：设计流量 q = 4 5 8 3m 3 h 调节时间t = 9 h 容积 v = 4 1 1 0m 3 主要设备： 污水提升泵 设备类型：卧式污水输送泵 设备参数：流量q = 1 5 0 m 3 h 山东大学工程硕士学位论文 扬程h = 1 5 m 功率 n = 1 5k w 设备套数：5 台，3 用2 备( 原有) 2 ) 吹脱曝气池( 原有) 主要功能：去除污水中的含硫气体 结构类型：钢混结构 池数：1 座 设计参数：设计流量 q = 4 5 8 3m 3 i l 容积 v = 7 3 6m 3 主要设备：鼓风机( 原有) 设备类型：罗茨鼓风机 设计参数：风量 q = 3 2 0 3m 3 m i n 风压 a p = 3 9 6 k p a 功率n = 5 5k w 设备套数：2 台 3 ) 电石泥加工站( 原有) 主要功能：粉碎电石泥，投加至反应池。 结构类型：砖混结构 数量：1 座 面积s = 2 1 6m 2 主要设备： 电石泥搅拌器4 台，单台功率2 2k w ( 原有) 渣浆泵4 台，单台功率3k w ( 原有) 4 ) 反应池( 原有) 主要功能：保证电石泥中的钙和废水中的锌充分反应，生成氢氧化锌沉淀。 结构类型：钢混结构 池数：1 座 设计参数：设计流量 q = 4 5 8 3r n 3 h 容积 v = 3 7 4m 3 山东大学工程硕士学位论文 5 ) 沉淀池( 原有) 主要功能：去除污水中的悬浮物和氢氧化锌 结构类型：钢混结构 池数：l 座 设计参数：设计流量 q - - 4 5 8 3m 3 h 容积 v = 7 2 2 0m 3 主要设备：反冲洗水泵( 原有) 设备参数：流量q = 5 0 m 3 h 扬程h=30m 功率 n = 1 1k w 设备套数：l 台( 原有) 6 ) 脱钙池( 原有) 主要功能：去除污水中过量的氢氧化钙。 结构类型：钢混结构 池数：1 座 设计参数：设计流量 q = 4 5 8 3r n 3 h 容积 v = 3 0 0 0m 3 主要设备：穿孔管曝气系统一套( 原有) 7 ) 污泥池( 原有) 主要功能：污泥减容，便于后续处理。 结构类型：钢混结构 池数：2 座 设计参数：单座容积 v = 6 9 5m 3 主要设备：污泥浓缩机( 原有) 数量：2 台 设备参数：直径d = 1 6 2r n 3 h 扬程h = 3 0m 功率 n = i lk w 设备套数：1 台( 原有) 3 8 山东大学工程硕士学位论文 8 ) 污泥脱水机房( 原有) 面积：s = 7 4 0m 2 主要设计参数：污泥干固量w = 1 0 1 5 0k g d s d 脱水前污泥含水率 1 11 = 9 6 脱水前污泥体积 q 1 = 2 5 4 m 3 d 脱水后污泥含水率 1 1 1 8 0 脱水后污泥体积 q l = 5 0 7 5m 3 d 絮凝剂投加量 c = 4g k g d s 絮凝剂制备能力m = 6 0k g d ( 干粉p a m ) 主要设备： 污泥脱水机( 原有) 设备类型：自动卸料板框式压滤机，单台过滤面积3 0 0 m 2 设备套数：6 台，4 用2 备 单台功率：n = 5k w 污泥进料泵( 原有) 设备参数：流 量 q = 1 0 0m 3 h 扬程h=40m 功率 n = 1 1k w 设备套数：6 台，4 用2 备 3 3 3 污水处理北站处理工艺优化改造 ( 1 ) 处理负荷 1 ) 设计水量 日均水量： q d = 3 0 0 0 0m 3 d 设计流量：q 眦= 1 2 5 0m 3 h 2 ) 设计废水种类 处理污水处理西站、污水处理东站、粘胶废水处理站处理后和混合废水。 3 ) 设计污染物处理负荷 根据清污分流后水质情况，设计污染物处理负荷见表3 5 。 山东大学工程硕士学位论文 ( 2 ) 单元改造设计 污水处理北站处理污水处理西站预处理后的浆粕中段水、污水处理东站厌 氧处理浆粕混合黑液和粘胶废水混合水、粘胶废水处理站预处理后和粘胶废水。 以便于生化处理的统一管理和运行。 各构筑物具体指标如下： 1 ) 集水池( 原有) 主要功能：提升污水至沉淀池。 结构类型：半地下式钢砼矩形水池 池数：1 座 设计参数：设计流量q a v e = 1 2 5 0m 3 h 调节时间t = - 3 1 2m i n 有效容积 v = 6 5 0m 3 总容积 v = 7 2 3 8m 3 有效水深h = 4 5m 超高h = 0 5m 平面尺寸l x b = 9 4m x1 5 4m 主要设备：污水提升泵 设备类型：单级离心泵 设备参数：流量q = 3 2 0m 3 h 扬程h=ilm 功率n = 1 8 5k w 设备套数：6 台，4 用2 备( 原有4 台，新上2 台) 2 ) 二沉池 4 0 山东大学工程硕士学位论文 4 1 主要功能：进行固液分离，去除来水中的悬浮物。 结构类型：钢混结构 池数：4 座( 原有2 座，新建2 座) 设计参数：设计流量 q = 1 2 5 0m 3 h 表面负荷 q = 0 8 2m 3 m 2 h 池径d = 2 2m 池深h=5m 主要设备： 刮吸泥机 设备类型：全桥式周边传动排泥装置 设备参数：周边速度 v = 2 3m m i n 桥跨l = 2 3 2m 功率 n = i 5k w 设备套数：4 套( 原有2 套，新上2 套) 3 ) 混凝沉淀池 主要功能：进行固液分离，通过加药混凝去除来水中的悬浮物。 结构类型：钢混结构 池 数：4 座( 原有2 座，新建2 座) 设计参数：设计流量q = 1 2 5 0m 3 h 表面负荷 q = 0 6 9m 3 m 2 h 池径d=24m 池深h=5m 主要设备： 刮吸泥机 设备类型：全桥式周边传动排泥装置 设备参数：周边速度v = 2 3m m i n 桥跨l = 2 5 2m 功率 n = i 5k w 设备套数：4 套( 原有2 套，新上2 套) 山东大学工程硕士学位论文 4 ) 污泥池( 原有) 主要功能：对污泥减容，便于后续脱水处理。 结构类型：钢混结构 池数：2 座 设计参数：池径d=15m 池深h=6m 主要设备： 吸泥浓缩机( 原有) 设备类型：全桥式周边传动排泥装置 设备参数：周边速度 v = 2 3m m i n 桥跨l = 2 3 2m 功率 n = i 5k w 设备套数：2 套 5 ) 污泥脱水机房( 原有) 平面尺寸：长x 宽= 3 0m x 2 0m 主要设计参数：污泥干固量 脱水前污泥含水率 脱水前污泥体积 脱水后污泥含水率 脱水后污泥体积 絮凝剂投加量 絮凝剂制备能力 主要设备：污泥脱水机 w = 18 6 0 0k g d s d q 1 = 9 8 0 q l = 3 7 2 m d l s 8 0 q 1 3 7 2m d c = 4g k g d s m = 1 0 0k g d ( 干粉p a m ) 设备类型：k n d y 2 0 0 0 型带式浓缩压滤脱水及配套设备 设备套数：3 套， 单套功率n = 1 5k w 3 4 污泥资源化利用 ( 1 ) 污泥资源化利用简介 4 2 山东大学工程硕士学位论文 浆粕生产废水和粘胶废水中含有大量的细小纤维，废水处理后的污泥中纤 维含量在5 0 - - 一6 0 ，原污泥全部外运至垃圾填埋厂，不仅占用大量土地，还可能 造成二次污染【6 6 ，6 7 1 。经过多次调研和试验，用浆粕生产废水和粘胶废水处理产生 的污泥制造各种包装板是可行的。该产品应用广泛，可替代目前市场上的木质及 草浆中密度板，适用于各类箱包内板、服饰包装盒、工艺品包装盒、陶瓷制品包 装、装饰内板等。生产工艺流程为例： 污泥一调成一中密度板机_ 成型板一压力烘干机_ 产成品_ 剪切打包_ 产品 ( 2 ) 污泥产生情况 污泥产生情况见下表。 表3 - 6 各污水处理站污泥产生情况表 4 3 ( 3 ) 单元改造设计 1 ) 调浆池 主要功能：调节污泥浆浓。 结构类型：钢混结构 池数：2 座 设计参数：容积v = 1 8 7 5m 3 池径d=5r n 池深 h = 3m 主要设备： 搅拌机( 新上) 设备类型：减速搅拌机 设备参数：转数 功率 n = 5 0r p m n = 2 2 k w 山东大学工程硕士学位论文 设备套数：2 套 污泥输送泵( 新上) 设备类型：螺杆泵 设备参数：流 量 扬程 功率 设备套数：4 台，3 用l 备 2 ) 浆板制备间 结构类型：砖混结构 平面尺寸tl x b = 3 0m x l 2m 主要设备t 成型机( 新上) 规格t1 3 5 0 x 1 2 0 0 ( m m ) 产量i4 6 t d 工作汽压：o 3 0 7m p a 功率t n = 3k w 设备套数：1 0 台 烘干机( 新上) 规格：1 4 0 0 x 1 1 0 0 ( m m ) 产量：4 - 6 t d 工作油压f1 0 m p a 工作汽压：o 3 0 7m p a 功率n = 2 2k w 设备套数：1 0 台 切边机( 新上) 规格t1 4 0 0 x 1 1 0 0 ( r a m ) 产量：4 - 6 t d 工作油压：1 0 m p a 工作汽压：0 3 0 7m p a q = 1 2m 3 h h = 2 0r n n = 5 5k w 山东大学工程硕士学位论文 l 厌氧池 2 生化池 3 二沉池 4 混凝沉淀池 5 调浆池 6 浆板制各间 7 2 6 6 m 3 6 3 0 0 0m 3 舻2 2 ) ( 5 9 2 4 5 5 3 3 0 0 x 1 2 0m 2 2 座 1 座 2 座 2 座 2 座 1 座 钢混 钢混 钢混 钢混 钢混 砖混 污水处理东站 污水处理北站 污水处理北站 污水处理北站 污水处理北站 污水处理北站 7 成品库 2 4 0 x 1 2 0m 2 1 座砖混污水处理北站 1 纸浆泵 q = 1 2 0m 3 h h = 17m , n = 7 5l 州 2 离心泵 q = 2 0 lm 3 h h = 1 4m , n = 1 5k w 3 污水提升泵q = 1 8 0l n 3 1 1 h = 1 5m , n = 1 5k w 4 组合填料 q 0 2 1 5 5 填料支架1 4 # 槽钢、m 1 4 螺纹钢 6 三相分离器7 2 m 2 套 7布水器 8配水器 2 台 1 台 1 台 2 0 0 0 0 m 3 8 0 套 4 0 套 4 0 套 4 0 套 污水处理东站 污水处理东站 污水处理东站 污水处理东站 污水处理东站 污水处理东站 污水处理东站 污水处理东站 山东大学工程硕士学位论文 3 6 改造前后指标比较 该改造工程在2 0 1 0 年9 月份完成，监测结果表明改造效果良好，污水排放 指标大大降低，满足排放标准和总量指标要求。 ( 1 ) 改造前后外排水c o d 比较 山东大学工程硕士学位论文 芒 b e 雠 矮 时i 司( 月) 图3 - 4 改造前后c o d 。比较 上图显示的是改造前后连续八个月的排放水c o d 盯的统计数据比较，在 改造之前，排放水c o d 盯值在4 3 0 4 7 0m g l 之间，改造之后降低至2 6 0 3 0 0m g l 之间，达到了预期目的。 ( 2 ) 改造前后外排水悬浮物比较 时间( 月) 图3 5 改造前后悬浮物含量比较 通过连续八个月的排放水c o d 盯的统计数据比较，在改造前后，固体悬浮物 的含量没有发生明显变化。仍然保持在4 5 5 0m g l 之间，也满足排放要求。 ( 3 ) 改造前后外排水氨氮含量比较 4 7 山东大学工程硕士学位论文 3 i e v 倒 疑 图3 - 6 改造前后氨氮含量比较 对废水处理工艺改造后，排放水中氨氮含量有了明显的降低。 ( 4 ) 改造前后外排水p h 值比较 。 瓷 e v 创 艇 图3 - 7 改造前后p h 值比较 改造前后，排放水的p h 值以为稳定在标准范围内。 通过上面的工艺改造前后的比较，可以明显的看出，污水处理系统进行改造 优化之后，排放水水质有了很大提高，稳定地达到了各级部门要求的排放标准。 4 8 山东大学工程硕士学位论文 3 7 其他优化改造工程 在污水处理东站改造增加沼气回收利用装置，利用厌氧菌的作用除去化纤 废水中的绝大部分有机物，同时收集该过程中产生的沼气，实现了可利用资源的 合理利用。 3 8 小结 黑液和粘胶废水按照2 ：1 比例混合可以将废水的p h 值调至中性，粘胶废 水经粘胶废水处理站脱硫、除锌预处理后送至污水处理北站和浆粕废水混合后进 行生化处理，并针对各污水处理站运行中存在的问题进行了优化改造。 通过对化纤废水处理工艺的优化设计，以原废水处理工艺为基础，在节约成 本的前提下，提出了合理的工艺条件，废水处理系统运行稳定，不仅满足了废水 处理的要求，排放水质有了很大的提高，c o d 凹、氨氮的排放浓度在一定程度上 有所降低，达到了工程优化的预期目的，同时对可回收资源进行了合理利用。 4 9 4 1 总图设计 第四章改造配套设计 本工程为废水处理优化改造项目，应结合现有工程的布局，合理进行总图布 局，确保于现有设施在功能分区、工艺流程的合理衔接，具体原则如下： ( 1 ) 按照功能分区布置，尽量靠近现有污水处理设施，并用绿化带分隔， 提高绿化率； ( 2 ) 在满足工艺流程顺畅简洁、合理的前提下，力求布局紧凑，管线短捷、 尽量少交叉，并充分利用现有管渠，注意节省占地； ( 3 ) 合理确定各处理构筑物之间的间距，便于各种管线施工和维修； ( 4 ) 充分利用现有公辅设施，与现有工程形成一个统一的系统，不影响各 个污水处理厂的总体布局； ( 5 ) 厂区主要人流与货流分开，主次道路分工明确，避免人流与物流交叉。 本废水处理优化改造项目，基本不改变原有各废水处理站的平面布置结构， 污水处理东站设计处理规模1 2 0 0 0m 3 d ，新增厌氧池2 座，占地1 5 0 0r n 2 ，建设 地点位于现有厌氧池东侧和原厌氧系统成为一体，便于管理和控制。 污水处理北站设计处理规模3 0 0 0 0m 3 d ，原处理规模1 5 0 0 0m 3 d ，生化池占 地6 0 0 0m 2 ，由于原用的是砖混结构，多出破损，借此拆除重建。新建生化池占 地1 2 6 0 0m 2 ，比原多余6 6 0 0m 2 ，利用原预留空地，向北扩建。污水处理北站新 建二沉池和混凝沉淀池建在西侧空地。 污泥纸浆板资源化综合利用共占地8 0 0m 2 ，建在生化池北侧空地。 污水处理西站和粘胶废水处理站，没有新建构筑物，平面布置不变。 4 2 公用工程设计 4 2 1 厂区管线及道路设计 在保证生产工艺管线短捷、顺畅的条件下，力求其它管线短捷、合理，并满 足间距要求。 山东大学工程硕士学位论文 厂区道路采用砼路面，为满足厂区内各建、构筑物之间的水平运输和消防要 求，建、构筑物四周均设有车行道和人行道，厂区内主要道路宽为6m ，次要道 路宽4m ，道路转弯半径3 , - - , 6m 。 4 2 2 供水系统 厂区生产、生活用水和消防用水引自污水处理厂自来水管道。厂区供水管网 与现有系统行成环状布置以满足消防要求，室外消防水量按1 0l s 考虑。新增污 泥制浆板每天用水6 0m 3 ，现有供水能力满足要求。 4 2 3 排水系统 厂区排水采用分流制排水系统。厂内污水包括生产和生活污水，由污水管渠 收集，根据平面布置分别排入各污水处理站前端的集水池内，与进厂废水一并处 理。 厂内雨水根据自然坡度可就近排入周围排水沟内。 4 2 4 供电系统 化纤废水生物综合治理资源化利用项目是对各污水处理站进行优化改造， 改造后装机容量为1 7 5 1 2k w ，比原来减少了1 1 5 8 8k w ，各污水处理站用电负 荷未增加。各污水处理站用电负荷满足要求。 4 2 5 供热通风系统 4 2 5 1 供热系统 按照民用建筑热工设计规范( g b 5 0 1 7 6 9 3 ) 的划分，我国的寒冷地区， 建筑物需要在冬季供暖。 对于室内温度有较高要求的房间，通过厂区集中供热管道集中供暖，对湿度 有特属要求的房间可安装独立的冷暖分体式空调机，达到人为控制室内温湿环境 的目的。需要采暖的房间包括：变配电室、各工段有空调要求的房间，如办公室、 值班室、控制室、仪表室等。 山东大学工程硕士学位论文 散热器面积或空调设备性能参数由房间体积、朝向和建筑作法等诸多因素确 定，选择不同规格型号的设备。 4 252 通风系统 厂内不设集中式通风系统，为了确保设备正常运行和职工安全生产，针对某 些高湿及有毒作业区设局部排风装置。 4 2 6 化验设施 山东某化纤公司各污水处理站的日常水质化验设施比较完善，实验室工作人 员的技术水平较高，依托现有条件即可满足日常化验工作的需要。 4 3 工程结构设计 4 3 1 设计原则 在遵守国家现行标准、规范和满足工艺要求的前提下，结合当地实际情况， 采用地方标准、规范和习惯做法，尽可能做到保护环境、安全高效、经济合理。 4 3 2 工程地质条件 ( 1 ) 工程地质概况 本工程地质条件依据山东某化纤公司提供的地质报告。 ( 2 ) 地下水对混凝土的影响 场区地形较平坦，地貌单一，属河流冲积平原地貌单元。地层构造简单，层 位较稳定，分布较均匀，地基土层随深度的增加状态变好，强度变高； 场区地下水埋藏较深，一般在1 5 米以下，勘察期间勘探深度范围内未见地 下水。按建筑抗震设计规范( g b 5 0 0 1 1 2 0 1 0 ) 中有关规定，场区内1 5 米深 度范围内粉土层可判定为非液化土层。 山东大学工程硕士学位论文 4 3 3 场地类别及地基地震效应 根据建筑抗震设计规范( g b 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ) ，企业所在地抗震设防烈度为 度，设计基本地震加速度值为0 1 5g ，设计地震分组为第一组。场区内1 5 米 深度范围内粉土层可判定为非液化土层。 4 3 4 结构选型方案与设计 ( 1 ) 设计原则 本设计按国家现行规范，并参照当地的习惯作法及( 建) 构筑物的要求，制 定结构方案。 ( 2 ) 结构设计 1 ) 基本设计规定 结构的设计使用年限为5 0 年，结构的安全等级为二级。砼结构的环境类别 为：二类b 。 钢筋砼构筑物的最大裂缝宽度限值应根据构筑物的部位和环境条件确定： t o m a x _ 0 2 0 - - 0 2 5t o n i 。 构筑物在基本组合作用下，构筑物上浮设计稳定抗力系数1 0 5 。 2 ) 材料要求 砼：一般情况下，构筑物砼强度等级为c 3 0 ，建筑物的砼强度等级为c 2 5 ， 构筑物砼的抗渗等级为s 6 ，素砼垫层为c 1 5 ，水灰比应小于0 5 ，砼的抗冻等级 为f 1 5 0 。在构筑物的混凝土中，要加入一定比例的具有补偿收缩功能的防水剂。 钢筋：h p b 2 3 5 、h r b 3 3 5 ，直径小于1 2r a m 用h p b 2 3 5 ，大于等于1 2m m 时用h r b 3 3 5 ，对部分内力较大的构筑物也可采用h r b 4 0 0 。 4 4 主要建、构筑物设计 污水处理厂的办公管理设施利用原有建筑，根据工艺要求，在现有处理设施 基础上进行改造，新增和改造部分处理设施，以达到新的设计要求。改扩建的主 要包括污水处理东站新建厌氧池2 座，污水处理东站新建生化池1 座，二沉池2 座，混凝沉淀池2 座。污泥浆板制造间和成品库。 山东大学工程硕士学位论文 在新建上述深度处理设施的同时，须对原有的中和池、絮凝反应池、加药间、 n a o h 投加池、p a m 溶药池氧化沟进行工艺改造，以达到新的设计要求。其他 构筑物改造以工艺设备调整为主，土建主要配合工艺进行，在原有构筑物上改造。 由于工艺改造的部位较多，不可避免存在开洞、封堵、拆改池壁的情况。设 计时要用改造后的工艺布置及荷载情况对原结构进行核算，不满足结构安全的要 进行加固。改造过程中要采取措施避免渗漏隐患的出现，如新增套管要设置防水 翼环，接口位置要增加防水涂料。另外，新老砼结合面，要进行结合面清理，并 涂刷环氧粘合剂。在原结构上新增的结构部分( 如走道板、池壁加高等) ，可采 用：将原结构钢筋凿出并与新结构的钢筋焊接、植筋等方法进行改造。当原结构 强度不足，可采用植筋增加截面、粘贴碳纤维片材的方法进行补强。 厂区内建筑物一般采用砖混结构或框架结构，屋面板及楼板均采用钢筋砼现 浇板，设计中常用构件优先选用当地标准图集，不满足设计要求时选用相关的国 家标准图集。 4 4 1 地基处理 主要拟建构筑物为地下式钢砼水池。根据勘察结果，该拟建场地地表下4 米 处分别为第层粉质粘土、第层粘土及第层粉质粘土，其中第层粉质粘土 具中高压缩性，第层粘土及第层粉质粘土具中压缩性，状态与强度差别不 大，均可作地基持力层；污泥浆板制造间，无重大设备，可采用天然地基，以第 层粉质粘土作地基持力层。 4 4 2 抗渗、抗冻 抗渗措施要求： 采用防水混凝土，混凝土中添加w s p 系列高效复合防水剂。根据构筑物的 水力梯度大小，确定抗渗标号为s 6 。 抗冻措施要求： 本地区标准冻土深度为0 5 0m 。 现场混凝土中掺加外加剂，混凝土抗冻