纸浆造卫生纸白水循环用水—设计方案.doc

纸浆造卫生纸白水循环用水纸浆造卫生纸白水循环用水 设计人 设计人 2010 年年 10 月月 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 2 目 录 一 项目概述 3 二 设计水质 水量及处理要 3 2 1 设计依据 3 三 处理工艺设计 3 3 1 工艺流程选择 3 3 2 工艺流程 4 3 3 工艺说明 4 四 主要处理单元及设备的设计 4 1 集水池 5 4 2 格栅 5 4 3 混凝剂投加系统 5 4 3 1无机混凝剂配制投加系统 5 4 3 2高分子絮凝剂的配制和投加设备 6 4 4水解酸化池 6 4 5 气浮间及气浮设备 6 4 5 1主要工艺参数 6 4 5 2主要组件 6 4 6 浮渣槽 7 4 7 清水池 7 4 8管线 阀门 控制 7 五 技术经济核算 12 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 3 造纸工业是我国主要的水污染源 我国造纸行业每年要排放废水 30 亿 m3 为了减少对水资源的消耗和水污染物的排放量 造纸工业水的回用显得尤 为重要 特别是地处严重缺水地区的造纸厂 这将是一种节约水资源与减少水 污染的必然形式 有些工厂虽建立了废水回用设施 但因考虑不周或设计不合 理 设施不能发挥作用而闲置 同样在很大程度上造成水污染与水资源的浪费 一 项目概况 白水即抄纸工段废水 它来源于造纸车间纸张抄造过程 白水成分复杂 白水中主要含有细小纤维 填料 大量悬浮物 有机物 化学药剂和溶解了的 木材成分 以及添加的胶料 湿强剂 防腐剂等 以不溶性 COD 为主 可生 化性较低 其加入的防腐剂有一定的毒性 白水水量较大 但其所含的有机污 染负荷远远低于蒸煮黑液和中段废水 现在几乎所有的造纸厂造纸车间都采用 了部分或全封闭系统以降低造纸耗水量 节约动力消耗 提高白水回用率 减 少多余白水排放 废纸制浆中的碎浆机可直接使用纸机排出的白水 不需增加 任何水处理设施即可实现循环使用 由于白水中含有各种溶解的有机物 无机 物及微生物 当纸机的白水系统封闭后 随着进入系统的新鲜水量和排出的废水 量的大大减少 积累在系统中的有害物质将大大增加 造成水质下降 产生泡沫 产生腐浆 pH 值失控难以施胶 产生沉淀和污垢 堵塞网孔和毛毯 黏度升高 滤水困难等 给纸机湿部和成纸性能造成影响 直接使用白水不能达到很高的 利用率 由于没有经过统筹规划 一些系统没有足够的储备和平衡能力 白水不 能保证均衡 稳定地供给 连续度上供应不到位 直接回流使用白水这种方法 在工程上实用性不大 基于水资源成本 排污费用 排污要求和回用白水的处理费用等诸方面的 综合考虑 现在很多纸厂对废水回用的兴趣越来越大 对于用水要求不高的生 产系统 如生产瓦楞原纸 包装纸 纸板的纸机和抄制无漂浆的纸机 废水经过 适当处理后可部分或全部回用 一般大颗粒杂质用格栅 沉淀池 滤网 机 气浮池等可以大部分去除 达到可以排放的标准和循环使用的标准 生化处理 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 4 法是除去废水中有机物最有效的方法 经过生物处理后的废水基本可达到排放 标准 但如果要代替清水回用于某些用水要求较高的生产线则还需进一步处理 因为其中的悬浮物 细菌 盐分可能会对生产线中某些设备造成堵塞和腐蚀 在某些部位产生腐浆 并影响到纸页质量和生产运行 因此设计根据水质中含 有物质的成分水量情况 生化处理方式比较麻烦 设计采用设备过滤 再经絮 凝沉淀 水解酸化 气浮等处理后达到可以循环使用的标准后回用于生产系统 二 设计水质 水量及处理要求 根据多次的白水实测数据纸浆白水的水质情况如下 Ph 6 0 7 5 SS 500 1200mg L CODcr 650 900mg L BOD5 200 350mg L 处理水量 150T d 实际上为工厂一日 10 小时工作时间内排放的白水 已 考虑时变化系数 处理完后达到国家一级 B 标准 设计的出水水质 1 不投加混凝剂的情况下 SS 75 150mg L 去除率 85 CODcr 100 150mg L 去除率 84 BOD 40 65mg L 去除率 80 2 投加混凝剂的情况下 SS 50 120mg L 去除率 90 CODcr 80 120mg L 去除率 89 BOD 35 55mg L 去除率 85 3 设计依据 1 造纸厂清洁生产调查 2 纸浆造卫生纸处理方案 3 设计合同 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 5 4 国家一级 B 排放标准 三 处理工艺设计 1 工艺流程选择 造纸白水中的成分复杂 主要污染物为悬浮物 白水中主要含有细小纤维 填料 大量悬浮物 有机物 化学药剂和溶解了的木材成分 以及添加的胶料 湿强剂 防腐剂等 以不溶性 COD 为主 可生化性较低 悬浮物中 90 以上 为填料盒纤维 回用的目的主要是回收纤维和回用白水 以这样的方式可以减 少填料盒纸浆流失及废水和污染物的排放量 从而取得较好的经济效益和环境 效益 由于纸浆造纸工艺的复杂性 全面实行水封闭循环目前还有很大的难度 考虑到造纸厂废水处理的经济性 以及清洁生产和纸机白水回用率的前提下 由水质条件决定 采用生化处理的方式是可以的 但考虑到水量不是太大 以 及动力的消耗 与规模的程度 决定设计采用混凝气浮的处理工艺的方法 工艺流程见下图 2 工艺流程 集 水 池 格栅气浮池清水池 绿化 浮渣槽 泵 高位槽投加 混凝剂 混凝水解酸化池 脱水后回用车间 车间 3 工艺说明 白水由车间出来后经过管线首先进入集水池 实际为一个均质均量的调节 池 首先进行白水的稳定 对白水中无机颗粒物质先进行沉淀 经由较大口径 的潜污泵 较大口径的潜污泵避免了污泥堵塞现象的发生 提升至格栅间中 白水回用工艺流程 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 6 经格栅过滤出大部分的浮渣 这些浮渣为较大的纤维 这部分浮渣经由管线排 入浮渣槽中 流水自流进入混凝水解酸化池 由机械除渣装置去除混凝后物质 混凝后物质进入浮渣槽 出水进入管线流至水解酸化池 进行 Ph 的调节与 PAM 的微毒性的调节 然后出水进入气浮池 进一步去除水中细小的纤维 符 合车间用水的用泵加压后送到车间 用于系统本身进行浆料的稀释 设备冲洗 和溶药的稀释 使出水进一步达标 处理完的水进入清水池 清水池中的部分 水进入厂区的绿化车间用水 达到白水的全部回用 以至于零排放的目标 从 而取得较好的经济效益和环境效益 四 主要处理单元及设备的设计 4 1 集水池 集水池直径为 6 米 深 2 5 米 地下式 两座分建 总容积 140 立方米 两座同时运行 设计有足够的容积能达到一座整修时单独运行 为了减少用地 集水池中间留出格栅槽的位置 集水池起调节水质 水量 的作用 因白水中固体物 如 滑石粉 碳酸钙 比重大 易下沉 为防止集水 池固体物沉积 在池中设置搅拌装置 4 2 格栅 此构筑物建造在两集水池的中间 充分利用土地 设计采用细格栅 栅条 间距 4mm 采用机械式清渣 格栅倾角 70 栅槽总长 3m 宽 0 5m 设计流 速 0 3m s 4 3 混凝剂投加系统 混凝池长 9m 宽 8m 深 2m 总容积 144 立方米 与水解酸化池联体建筑 中间留有过水廊道 500mm 混凝剂的投加系统有两个独立的无机混凝剂投加系统和有机高分子混凝剂 投加单元组成 上层放置气浮槽和无机混凝剂投加槽 高位槽 下层布置原水 泵 高压水泵 溶气罐 浮渣槽以及高分子絮凝剂和排水系统 4 3 1 无机混凝剂配制投加系统 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 7 无机混凝剂采用聚合氯化铝 Al2 OH nCl6 n m 此混凝剂碱化度要求在 40 60 对水温的适应范围宽 适应 Ph 5 9 投加后无需加碱 混凝效果好 耗 量少 设备简单 操作方便 腐蚀性小 溶药槽 1 个 直径 2m 高 1 5m 钢结构造 刷防腐漆 溶药槽搅拌器 1 个 搅拌速度 120r min 输液泵 离心式 1 台 扬程 5m 流量 15 20 立方米 小时 储药槽 1 座 投药器 1 个 包括过滤器 调节阀 流量计 止回阀 及压力稳定器等 投加采用将药剂由高位槽向泵的吸水口投加 管线采用 pvc 塑料管 输液 泵采用不锈钢离心泵 为了减轻工作强度 在附近设有自动吊动装置 储药槽 容积设计为 2d 的使用量 4 3 2 高分子絮凝剂的配制和投加设备 PAM 溶解机 1 台 投药组件 2 台 流量 15 20m3 h 由于固体高分子絮凝剂溶解困难 为了避免溶解不完全 溶解搅拌器采用 低速三角搅拌器 自动控制系统主要由液位计 电磁阀和时间控制器组成 投 加设备采用柱塞计量泵 PAM 聚丙烯酰胺 有一定的毒性 在水出气浮池后 流去水解酸化池进行调节 4 4 水解酸化池 水解酸化池长 8m 宽 4m 深 2m 目的是对无机混凝剂的 ph 值进行调节和有机高分子混凝剂 PAM 的微毒性 进行调节 对上一步没有处理的彻底的纤维 固体悬浮物 没有彻底利用的无 机 有机混凝剂做进一步的处理 使得出水的标准化再一步提高 4 5 气浮间及气浮设备 4 5 1 主要工艺参数 气浮要求空气量 25m3 h 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 8 压缩空气压力 0 8MPa 分离时间 20min 出水 SS 50 120mg L 表面负荷 8 12m3 m2 h 4 5 2 主要组件 气浮池 平流式气浮池 长度 9 5m 宽 8m 深 2 5m 总容积 152m3 池中 有效水深 2m 半地下式建筑 地下深 1m 布气气浮的方式 空压机 Q 25m3 h P 10MPa 2 台 一用一备 浮渣清除装置采用机械式自动清除装置 溶气水的回流比的确定需根据处理水 SS 含量高低来确定 4 6 浮渣槽 一座 有效容积 100m3 10m 10m 1m 对格栅和气浮池中出来的渣做临 时的储存 浮渣槽还是脱气脱水的装置 脱除气浮分离出的纤维和填料中的空 气以及格栅渣中的含水量 保证浮渣 纤维和填料 回用的方便性 4 7 清水池 清水池尺寸为 10m 6m 2m 本设计的清水池的有效容积为 120m3 设在 地面下 从水解酸化池中出来的清水经水解酸化池边缘的溢流装置重力式流至 清水池 根据清水池的水质情况 确定对清水的回用情况 可以用于造纸系统 的用水 厂区的绿化 厂区厕所冲洗的用水 以减少工厂对新鲜水的使用 根 据不同情况的需水要求 合理利用清水池中的水 使得处理的废水达到在厂区 的完全利用 4 8 管线 阀门 控制 PAM 溶液加药管为不锈钢管 直径 180mm 无机混凝剂为 pvc 管 其余 管线为镀锌钢管 混凝剂投加系统的阀门为球阀和隔膜阀 工艺用水管线上阀门采用球阀 其它为闸阀 设备的开关和液位计报警采用控制盘集中操作 混凝剂和助凝剂制配设备 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 9 采用现场控制方式 五 技术经济核算 该工程的构筑物总占地面积约 550 平方米 劳动人员为 5 人 工程造价概 预算为 120 万元 其中工艺设备 管道及安装的 20 万元 电器设备及安装 10 万元 土建费 用 70 万元 包含人工费用 另含有不可预见费 设计费 调试费及税金 药剂 费等等 共计 20 万元 表表 1 1 投资估算投资估算 万元万元 总价 序号名 称规 格数量 万元 备注 一土建尺寸容积 m3个数总价 万元材料 集水池 6 2 5m 140215钢砼 格栅槽05 3m1 512钢砼 混凝池8 9 2m144110钢砼 水解酸化池 8 4 2m 6416钢砼 气浮池8 9 5 2152112钢砼 清水池10 6 2120110钢砼 浮渣槽10 10 110015钢砼 土建费小计土建费小计70 二设备 集水池搅拌器 5 5m 20 2 潜污泵 Q 3 0m3 h H 2 0 0m20 5 机械格栅e 4mm11钢结构 溶药槽 2x1 5 4 810 4钢结构 溶药槽搅拌器10 3钢结构 混凝池除渣机10 2 药槽输液泵 Q 15 20m3 h H 5m20 8离心式 储药槽10 4钢砼 投药器10 4 PAM 溶解机12 有机混凝储药 槽511 纸浆造卫生纸白水循环用水设计 10 加药计量泵32 药槽支架22钢结构 空压机 Q 25m3 h 0 8M Pa24 气浮池除渣机33 滤网3mm 3mm100m22钢结构 滤网支架10 6 会用水用泵Q 15 20m3 h31 设备费小计 22 三直接费合计 92 四其他费用 设计费直接费 5 5 4 6 调试费直接费 3 3 2 76 设备安装费设备费 5 5 4 6 管理费直接费 3 5 2 76 税金工程总价 4 3 3 96 小计 18 68 五 各种直径管道 阀门 仪器 开关 电表等 等9 六工程总费用 119 68 约约 120 物料消耗 无机混凝剂采用聚合氯化铝 Al2 OH nCl6 n m 50kg d 有机混凝剂 PAM 25kg d 动力消耗 由机械设备耗电量多少 估算本工程实际电耗为 400kWh d 折算成单位 废水的电耗为 2 8kWh m3 废水 按电价