纸业公司废水处理工程初步设计方案

PAGE7***市***纸业有限公司废水处理工程初步方案目录第一章工程建设规模和处理标准 3一、工程规模的确定 3二、污水处理程度的确定 3三、污泥处理工艺方案 3第二章设计依据及指导思想 4一、设计依据和规范 4二、设计原则 5三、设计范围 6第三章污水处理厂处理工艺方案 6一、污水处理工艺选择 6（一）科利尔生物接触氧化法污水处理工艺简介 6（二）KIC生物接触氧化法的特点 8二、污水处理工艺比较与选择 10三、污水处理工艺流程设计 11（一）工艺流程图 11（二）工艺流程说明 11（三）预计各反应阶段处理效果 13第四章污水处理工艺设计 14一、筛网过滤 14二、调节初沉池 14三、水解酸化池： 14四、KIC生物接触反应池 15五、混凝沉淀池 16六、风机配电房与清水回用池： 16七、污泥浓缩池 17八、污泥脱水机房： 17九、投资估算 20十、运行费用 22第一章工程建设规模和处理标准一、工程规模的确定******纸业有限公司所排废水主要由未经处理循环使用的水的排放。按照目前的生产能力，一期废水量约3000m3/d，其中1000m3/d经混凝气浮后回用，二期废水量6000m3/d，其中二、污水处理程度的确定***市***纸业有限公司造纸废水处理后，出水水质执行指标如下：***纸业污水处理进、出水水质指标单位：mg/L（PH值除外）监测项目CODcrBOD5SSPH进水水质3000100015006-7出水水质≤100≤20≤406-9三、污泥处理工艺方案采用科利尔生物接触氧化法工艺，污泥产量极少，处理设备简单；采用污泥浓缩池将污泥浓缩，然后采用污泥脱水机脱水，产出含水率很低的泥饼。泥饼可根据需要发酵堆肥或无害填埋。第二章设计依据及指导思想一、设计依据和规范1.《造纸工业水污染物排放标准》GB3544－20012.《地表水环境质量标准》 GB3838-20023.《污水综合排放标准》GB8978-964.《室外排水设计规范》（1997年版） GBJ14-875.《构筑物抗震设计规范》 GBJ50191-936.《钢筋砼结构设计规范》 GBJ17-887.《水工混凝土结构设计规范》SDJ20-788.《建筑结构设计统一标准》GBJ68-849.《建筑设计防火规范》GBJ16-8710.《基坑工程设计规程》DBJ08-61-9711.《建筑桩基技术规范》JGJ94-9412.《地下工程防水技术规范》GBJ108-8713.《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069-200214.《砌体结构设计规范》GB50003-200115.《建筑地基基础设计规范》GB50007-200216.《混凝土结构设计规范》GB50010-200217.《建筑抗震设计规范》GB50011-200118.《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-9219.《低压配电设计规范》GB50054-9520.《工业企业照明设计规范》GB50034-9221.建设方提供的有关废水资料二、设计原则本工程初步设计方案的编制遵循以下原则：1．严格执行国家及山东省环保政策、法律法规和技术标准，确保出水水质达到***市环保部门规定的指标。2．在******纸业有限公司总体规划指导下，结合目前已有部分设备的实际情况，充分发挥工艺优势，在满足工艺要求的前提下，充分考虑企业的经济承受能力，尽力节省投资和占地；从实际出发，选择工艺技术先进、成熟、可靠、工程投资低且运行稳定、能耗小的工艺技术路线。3．在污水处理工艺及工程的设计中，贯彻节约高效的原则，最大限度的降低污水处理成本，减少运行费用。4．在治理污染的同时，充分考虑资源的综合利用，将污水处理与利用相结合，以降低污水处理的成本，实现污水资源化；合理利用或妥善处置分离出的固体废弃物，避免二次污染。5．操作管理方便，技术要求简单明了，易于掌握使用，便于维护管理。6．工艺流程科学，工程布置合理，结构紧凑，保证运行的安全性与厂区的整体美观。三、设计范围本工程初步设计范围为：1．废水处理、污泥处理处置工艺以及排污口规范化整治（含COD在线监测仪）方案设计；2．土建工程设计；3．设备选型设计，电气及其它配套工程设计。第三章污水处理厂处理工艺方案一、污水处理工艺选择（一）科利尔生物接触氧化法污水处理工艺简介科利尔生物接触氧化法污水处理工艺是湖北科亮生物工程有限公司经过多年研究开发出来的一套适合我国国情的高效、低耗、低运行成本的新工艺。该工艺是将从自然界中能高效降解水污染物的微生物菌体分离出来,并采用公司的专利技术，单克隆高密度三级发酵获得高密度菌粉，单克菌粉含活菌数可达数千亿个，处理污水的效率是传统活性污泥的几千至几万倍，并将这些菌附着在比表面积为50000m2/m3该污水处理工艺，具有运行稳定、管理方便，建设费用、运行费用、占地和能耗低等特点；特别是能保证冬季水温较低时的废水处理效果，确保处理后的出水水质的各项指标达到国家排放标准的要求。“生物带”是湖北科亮生物工程有限公司的一项专利技术，它将厌氧和耗氧工艺结合在一起，极大的提高了效率。在生物带的一个断面上，由外及里形成了好氧、兼性厌氧和厌氧三个反应区。将科利尔复合菌粉投加到反应池，菌粉会很快吸附在生物带上，菌粉中的休眠细菌在几小时内就迅速复活、运动，不同的细菌占据生物带的三个不大分子有机物大分子有机物小分子有机物氨氮磷二氧化碳氮气水硝酸盐ATP水中的污染物与生物带接触大分子有机物在厌氧区被分解，硝酸盐在厌氧区反硝化，其他物质在耗氧区被分解大分子有机物分解成小分子有机物，磷转化成ATP,小分子有机物分解成二氧化碳和水，硝酸盐氮转化成氮气小分子有机物进一步被分解成二氧化碳和水污染物降解过程示意图同的反应区，污染物基团由外及里通过生物带的三个反应区与细菌接触时，在好氧区，好氧菌将氨氮转化为硝基氮,并把小分子有机物转化为CO2和H2O，在厌氧区，厌氧菌将硝基氮转化为氮气和氧气(把难降解的大分子有机物分解为可降解的小分子有机物)。最终污染基团就被分解转化成逸出水体的N2、CO2和H2O，水体得到彻底净化。好氧过程厌氧过程1.CODH2O+CO22.NO3-N2好氧反硝化反应3.NH4+NO3-4.PO4-ATP硝化反应能量转换CO2CO2H2ON2短反水解酸化反应程硝水解酸化反应反化硝反化应反应硝态氮NO3-亚硝态氮NO硝态氮NO3-亚硝态氮NO2-富营养有机物氨态氮NH3、NH￥+氨化作用 亚硝化作用 硝化作用科利尔复合菌作用过程示意图从图中可以看出，污水中的有机污染物在科利尔复合菌作用下，不仅发生水解酸化和氨化作用，而且还发生亚硝化和硝化作用，以及反硝化作用等复合生物化学作用，加之高密度复合菌附着在高比表面积的生物带上，因而能高于普通活性污泥法数千乃至上万倍的效率去除污水中有机污染物，并将污水中的污染物彻底降解。（二）KIC生物接触氧化法的特点（1）结构紧凑，投资省。所有的池体均采用矩形，和传统处理工艺的圆池相比，矩形池可以共享池壁，矩形池之间的水力相通，中间隔墙仅起分格作用，池体结构简单，占地少；所需要的设备也较传统工艺少，整体基建和设备投资大约只有传统工艺的60～70％，吨水投资低；（2）各池之间采用渠道配水，并在恒定水位交替运行，减少管道、阀门、水泵等设备的的数量，水头损失小，降低了运行成本；（3）处理效率高,科利尔复合菌是高密度发酵的产物，活菌含量高，进入水体后可迅速形成优势菌群；污染基团在通过生物带时一次性经历了好氧、厌氧和兼性厌氧三个阶段，分解彻底迅速，效率极高，具有稳定的处理效果出水指标良好；（4）与常规法相比，由于采用交替运行，可以不建污泥回流设施，特别是采用生物脱氮、除磷系统可以节省大量投资及经营运行费用。污水处理过程除了增氧设备耗电在，无其它大功率耗电设备；与传统的曝气系统比较，电耗低；吨水运行费用低；（5）KIC系统可以根据业主需要设置一套先进的生物监测和控制系统，可以实现处理过程的时间与空间的控制，从而可以使处理工艺运行灵活，确保整个系统的处理效果；（6）环境经济效益好，无二次污染。反应在常温和微孔曝气的条件下进行,无臭味逸出，厂区可选在城区的中心建设，节约大量的城市管网建设费用，尤其是老污水处理厂改造工程，无需搬迁新建；（7）由于结构简单，基建时间较短经系统调试后可以很快的交付业主使用。二、污水处理工艺比较与选择进水BOD5/COD＝0.4，污水容易生化处理，且出水需达到国家排放标准，宜选用生化二级污水处理工艺。几种常用污水二级处理工艺比较项目氧化沟法SBR法KIC接触氧化法基建投资大×较大△较小◎运行费用高△较高△低◎抗负荷变化能力抗水量、水质变化能力强○抗水量变化能力强、抗水质变化能力差△抗水量、水质变化能力强○环境影响噪声小，有臭味△有噪声，有臭味×无噪音，无异味◎污泥膨胀情况有污泥膨胀，调整简单△有污泥膨胀，不易控制×无污泥膨胀◎污泥回流100％，动力大×不需要○不需要◎能耗较大△较小○小◎占地面积大×较小○小◎操作管理简单○复杂△简单○BOD去除率90％以上○90％以上○92％以上◎气温、水温影响较小○较小○小◎综合评价○△◎注：×为差；△为一般；○为良好；◎为优良。由上表可以看出采用科利尔生物接触氧化工艺具有投资少、占地省、能耗低、运行费用低、抗冲击负荷能力强、出水水质稳定、操作管理简单等优点。根据造纸废水浓度高的特点，在好氧生化处理前要对废水进行厌氧生化处理，然后再进行好氧生化处理，厌氧处理后，可改善造纸废水的可生化性，确定***市***纸业有限公司的废水处理方案采用水解酸化＋科利尔生物接触氧化法处理工艺，以确保出水的各项指标达到回用及国家排放标准的要求。三、污水处理工艺流程设计（一）工艺流程图废水回用车间废水回用车间筛网过滤回收纸浆纤维筛网过滤回收纸浆纤维混凝气浮混凝气浮车间回用车间回用集水调节初沉池集水调节初沉池污泥浓缩池水解酸化池污泥浓缩池水解酸化池罗茨风机罗茨风机污泥泵KIC接触氧化池污泥泵KIC接触氧化池带式脱水机混凝沉淀池带式脱水机混凝沉淀池清水池干化污泥外运清水池干化污泥外运达标排放达标排放科利尔生物接触氧化法工艺流程图（二）工艺流程说明(1)筛网过滤回收纤维：采用孔径约2.5mm的筛网过滤，能够回收废水中的大部分纸浆纤维，这部分纤维可直接回收利用；可有效去除废水中SS，减轻后续处理构筑物的处理负荷，操作简便、效果好，运转费用低。(2)集水调节初沉池：废水经筛网过滤后仍含有一定量的SS，这些SS需在进入生物反应池前完成固液分离，以消除SS对生物处理的不利影响，保证生物处理的效果，采用平流式沉淀池作为集水调节初沉池，既可进一步去除一定的SS，减轻后续处理构筑物的处理负荷，又可调节水质、水量。其中一期1000m3(二期2000m3)的废水经过初沉池后进入混凝气浮设备，经过混凝气浮后回用(3)水解酸化池：因废水浓度高，在水解酸化池中对废水进行水解酸化作用，使废水中纤维素及半纤维素的降解产物在水解酸化菌的作用下发生水解，变成小分子的有机酸，提高废水可生化性，有利于下一步的生物处理。(4)KIC生物接触氧化池：本设计的KIC生物接触氧化曝气池为新型高效复合菌生物带接触氧化曝气池，曝气设备采用高效风机供气，微孔曝气管曝气系统。在KIC生物接触氧化曝气池内，借助于好氧、厌氧多种复合微生物的吸附、分解有机物的作用，使废水的CODcr、BOD5得于氧化降解。由于生物带复合菌微生物的综合协同作用，故不需要向废水中投加含有氮、磷的营养物质。(5)混凝沉淀池：混凝沉淀池的作用是使处理后废水中少量悬浮物从混合液中分离开来，因部分污水回用，因此采用投加少量混凝剂混凝沉淀，使出水悬浮物达到回用水要求，澄清废水溢流排出后进入清水池。(6)污泥脱水处理：初沉池、水解酸化池、KIC反应池以及混凝沉淀池污泥首先排至污泥浓缩池浓缩，然后采用带式高效污泥脱水机进行脱水处理，脱水后污泥堆肥或无害填埋。（三）预计各反应阶段处理效果项目CODcr（mg/L）BOD5（mg/L）SS（mg/L）原污水300010001500筛网过滤300010001200去除率（％）//≥20调节初沉池2550950840去除率（％）≥15≥5≥30水解酸化池1530646336去除率（％）≥40≥32≥60KIC反应池12219101去除率（％）≥88≥97≥70混凝沉淀池981731去除率（％）≥20≥10≥70排放标准≤100≤20≤40第四章污水处理工艺设计根据******纸业有限公司污水处理工程的规划，设计流量：Q=2000m3/d=83.3m3/h。（其中土建部分按一、筛网过滤功能:采用人工筛网2座，筛网间隙2.5mm，去除污水中的悬浮物。二、调节初沉池功能:调节水质水量，同时，沉淀污水中的大颗粒悬浮物；结构形式：半地下矩形钢混水池；设计参数：设计尺寸：L×B×H=25m×10m×4.5m；有效容积：1000m3三、水解酸化池：功能:水解酸化池内布置生物带，利用厌氧菌将部分难降解的大分子有机物转化成容易降解的小分子有机物，提高污水后续生化反应的可生化性。采用液下推进器作为推流式水解酸化池的混合设备，使废水与生物污泥良好混合。尾端设泥斗，处理后废水流入KIC复合生物带高效接触氧化池，污泥送到污泥浓缩池处理。结构形式：半地下矩形钢筋混凝土池。设计参数：设计尺寸：32m×10m×4.5m有效容积：约1280m3，污水停留时间:设水解酸化池每天去除BOD量为：一期（950-646）×2000/1000＝608（kg）（二期（950-646）×4000/1000＝1216（kg）），设计水解酸化池生物带负荷：0.4kgBOD/m2*d，则水解酸化池生物带用量为：一期608÷0.4≈1500（平方米）（二期912÷0.4≈3000（平方米））。四、KIC生物接触反应池功能：充分利用附着在生物带上的微生物菌群降解和去除污水中的大部分污染物质，达到预期的水质净化目标。结构形式：半地下矩形钢筋混凝土结构设计容积负荷：1.0kgBOD/m3*d，设计生物带负荷：0.5kgBOD/m2*d；设计尺寸：L×B×H=50m×10m×4.5m有效容积：2000m3设计KIC生物接触反应池每天去除BOD量为：一期（646-19）×2000/1000=1254（kg）（二期（646-19）×4000/1000=2508（kg）），则KIC生物接触反应池生物带用量为：一期1254÷0.5≈2500（平方米）（二期2508÷0.5≈5000（平方米））。每天所需总气量：采用KIC生物接触氧化工艺处理生活污水，降解1kgBOD约需要1.2kg的氧气。则每天所需气量为：一期Qo：=1254×1.2=1505（kgO2/d）（二期3010（kgO2/d））。曝气设备：采用罗茨风机和微孔曝气管进行增氧，氧利用率高。所需曝气管计算：4米水深氧利用率约为45g/m3，每天所需空气量为：一期1505kg/d÷45g/m3＝35444m3鼓风曝气系统：采用微孔曝气管，选用微孔曝气管一期580根，（二期1160根），出气量为：0.04m3/min*根，型号：50mm×1000mm，根据所需压力及空气量，决定采用2台RT－150罗茨鼓风机，风量23.21m3运行方式：根据工艺需要自动控制，正常情况下，一期1用1备（二期2用一备）。五、混凝沉淀池功能：投加絮凝剂，提高对生化处理后的混合液进行固液分离，以保证出水水质达到部分回用要求；结构：半地下矩形钢混结构；设计尺寸：L×B×H=15m×10m×4.5m有效容积：600m3；污水停留时间:3.主要设备:采用人工加药装置1套。六、风机配电房与清水回用池：功能：给水体提供空气，并根据需要70％的清水回用于车间。结构：采用半地下矩形框架结构。设计尺寸：L×B×H=15m×5m×7m；风机配电房与清水回用池为合建式构筑物，分2层，地下层高3m，为清水池，地上层高4m，为风机配电房及中水回用泵房。清水池有效容积：200m3主要设备:混凝气浮设备2台，中水回用泵2台，罗茨风机2（3）台，配电柜1座。七、污泥浓缩池功能：将污水处理过程中产生的污泥进行浓缩、脱水，降低污泥含水率，减少污泥体积，便于污泥进入后续处理；结构：地下式钢混结构；设计参数：池数：1座，规格：Ф=5m，H=5m。八、污泥脱水机房：功能：将污泥浓缩池的污泥脱水，减少污泥体积，便于污泥堆肥或填埋处理；结构：地上式框架结构；设计参数：1座，规格：L×B×H=6m×5m×4m。主要工艺设备一览表序号项目名称型号规格单位数量备注一、人工筛网过滤池1人工筛网1m×1.5m，间隙2.5mm座2人工自制二、调节初沉池1提升泵Q＝90m3/h,H=24台2（3）1开1备二期2开1备2桁车式刮泥机HGLM-4台1扬州绿都公司三、混凝气浮池1混凝气浮设备台1（2）三、水解酸化池1生物带3m×4m填料m21500（3000）专利产品2液下搅拌器N=0.8kw台2（4）南京三元公司四、KIC反应池1生物带3.5m×4m填料m22500（5000）专利产品2微孔曝气管出气量：Q≥0.04m3尺寸：67mm×1000mm根580（1160）上海仁创五、混凝沉淀池1人工加药装置套1公司产品六、清水池及风机配电房1污水提升泵Q＝90m3/h,H=4m台2清水回用2罗茨风机Q=23.01m3/min，N=台2（3）上海仁创3配电柜1m×0.6m座1人工自制4COD在线监测仪LC-3000套1东莞永先电子厂七、污泥浓缩池和污泥脱水机房1螺杆泵Q=2-3m3台2宜兴双力环保设备厂2带式脱水机Q=2-5m3套13空气压缩机压力：0.2mpa，N＝1.5kw台14清洗泵Q＝5m3/h,H=7m,N=0.台15污水潜水泵Q＝20m3/h,H=7m台2上清液回流备用主要建筑物一览表名称尺寸结构备注筛网过滤池5m×1m×1.5m砖混调节初沉池25m×10m×4.5m钢混水解酸化池32m×10m×钢混KIC反应池50m×10m×钢混混凝沉淀池15m×10m×钢混清水池及风机房15m×5m×7m框架污泥浓缩池Φ5m×5m钢混污泥脱水机房6m×5m×4m框架九、投资估算1.土建投资：118.15万元，土建按砖混500元/m2。钢混900元/m2计。名称尺寸结构金额（万元）筛网过滤池5m×1m×1.5m砖混0.25调节初沉池25m×10m×4.5m钢混22.50水解酸化池32m×10m×钢混28.80KIC反应池50m×10m×钢混45.00混凝沉淀池15m×10m×钢混13.50清水池及风机房15m×5m×7框架4.50污泥浓缩池Φ5m×5m钢混1.80污泥脱水机房6m×5m×4m框架1.80合计118.152.一期设备及安装费用：235.38万元项目名称数量单价（元）金额（万元）罗茨风机2台75000.0015.00混凝气浮设备1台150000.0015.00科亮生物带4000平方米225.0090.00微孔曝气管580根210.0012.18人工格栅2座2000.000.40提升泵4kw2台8000.001.60污水提升泵4kw2台8000.001.60污水潜水泵0.75kw2台1000.000.20桁车式刮泥机1台50000.005.00液下搅拌器1台5000.000.50人工加药装置1台50000.005.00COD在线监测仪1台30000.003.00螺杆泵1台2000.000.20带式脱水机1台100000.0010.00空气压缩机1台4000.000.40清洗泵1台1000.000.10生物带支架820.001.60曝气管支架320.000.60管道阀门1项60000.006.00电缆及配电系统1项250000.0025