吉林造纸厂日处理1万吨污水处理方案.doc

吉林造纸厂污水处理方案一、概述吉林造纸厂是我国大型造纸厂之一，现有职工8000多人，加上退休职工2000多人，总职工人数上万人。吉林造纸厂以木材为原料，采用碱法制浆，生产新闻纸和铜版纸等。随着规模的扩大，原有污水处理设施已不能满足处理要求，故需对原污水处理站进行改扩建。吉林造纸厂在80年代建有一套日处理1万吨中段废水的试验设施。由于运行时间较长，设备设施老化及处理能力的限制，已停止使用。造纸厂于91年建成了日处理能力为50,000m3/d的污水处理站，其工艺流程为： N、P排放二沉池接触氧化池 沉淀池 废水 接触氧化 二沉池 废水先经初沉池去除悬浮物（纸纤维等），再自流入接触氧化池。由于废水中N、P含量严重不足，故投加N、P营养源。通过接触氧化工艺去除废水中的COD及BOD5。然后自流入二沉池，为了强化处理效果，投加少量混凝剂提高处理效果。其主要构筑物见下表：原处理构筑物一览表序号名称 数量 规格（米） 备注1.2.3.初沉池 2座 f37m接触氧化池 3套 72m×15m×6m 总有效容积15120m3二沉池 二座 f37m二、编制依据与范围1. 编制依据1) 中华人民共和国造纸行业废水排放标准GB3544-922) （86）国环字第003号“建设项目环境保护管理办法”3) （87）国环字第002号“建设项目环境保护设计规定”4) 厂方提供的可研报告中环境保护部分资料2. 编制范围 本技术方案包括污水处理站内治理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程、自控工程、站内给水排水工程及消防。 废水及给水进口从废水处理站界区边线开始计算，动力线从废水处理站配电站进线开始，排水至废水处理站界区边线止。三、设计原则1. 严格执行环境保护的各项规定，确保经处理后污水的排放水质达到国家行业废水排放的有关标准。2. 采用技术先进，运行可靠，操作管理简单的工艺，使先进性和可靠性有机地结合起来。3. 采用目前国内成熟先进技术，尽量降低工程投资和运行费用。4. 平面布置和工程设计时，布局力求合理通畅，尽量节省占地。5. 废水处理站应尽量使操作运行与维护管理简单方便。四、废水水量与水质1. 水量根据改扩建后的生产规模，设计污水处理规模为：Q=50,000m3/d2. 水质根据厂方提供的数据，废水水质为：废水水质水量表序号车间名称流水量(m3/d)污染物(mg/l)pHCODBOD5SS1.2.3.4.5.6.7.一车间碱回收车间KP浆半漂浆实业公司CTMP车间APMP车间混合后150002600300018000400030003750493506205837701190805550773561659.024023329017531321342243492.22511675603183388961207408.78. 18.49.66.88.09.28.09.0故设计处理废水水量水质为:(1) CTMP及APMP车间Q=8000 m3/dCOD 6534 mg/lBOD5 2194.6 mg/lSS 1069 mg/lpH 89.2(2) 其它废水 Q=42000 m3/dCOD 886.5 mg/l BOD5 222.5 mg/lSS 304 mg/l pH 78.5五、排放标准根据GB3544-92造纸工业废水污染物排放标准及GB8978-1996废水污染排放标准，造纸废水经处理后应达到以下标准：CODcr350mg/LBOD5120mg/LSS 200mg/L PH 69六、 现有处理设施的一些问题1. 初沉池由于造纸废水中的悬浮物多是一些纤维等比重较轻的物质，沉淀性能不好。加上原有初沉池为两座37米的幅流式沉淀池，水力负荷较高，为0.97m3/m2.h。故满负荷运行时沉淀效果不够理想，使进入好氧接触氧化池的悬浮物及COD偏高，影响了系统的处理效果。2. 接触氧化池接触氧化池水力停留时间为7.2小时，停留时间严重不足，容积负荷较高，加之前处理效果不够理想，使接触氧化池处理效果不太好。此外，接触氧化池采用散流曝气器，由于安装不易均匀，加之随着运行时间的增长，部分散流曝气器损坏，因此曝气效率不够理想。接触氧化采用软性填料，软性填料需要固定。固定软性填料的钢架由于长期处于曝气池中腐蚀严重,使部分固定架损坏.此外软性填料老化严重，易结团，挂膜效果不好，严重影响了挂膜效果。3. 二沉池二沉池水力负荷为0.97m3/h偏大，未设污泥回流系统，使接触氧化池 中的好氧微生物难以富集。严重影响了系统处理效果。此外，在二沉池中投加混凝剂使污泥中无机物成分过高，也不宜回流至接触氧化池。七、 工艺流程的选择由于现有污水处理站周围基本上无建设场地，只能利用原一期1万吨处理设施及配电房等占地。故可利用的用地很少。无法对现有处理设施作大的改扩建，只有有效的进行工艺组合，最大限度地发挥现有处理设施的潜力，达到处理目的。对废水的组成进行分析不难看出，化学机械磨浆（CTMP）和碱性过氧化氢（APMP）车间废水量不大，8000m3/h，但COD浓度较高。这两部分废水的水质为COD6534mg/l，BOD52194.6mg/l。BOD5/COD值为0.336，具有一定的可生化性。此外，温度在30以上。如将这两部分水与其它废水混合进行好氧处理，使废水浓度偏高，处理后出水很难达标，此外，运行费用也将大幅度提高。因此本方案建议先对这两部分水进行厌氧处理，经废水处理，去除大部分有机物后进入好氧处理系统。考虑到由于建设用地的限制只能充分利用原有污水处理设施进行改建本方案建议由以下几方面进行改建。第一、 强化初沉池处理效果由于CTMP和APMP车间废水先进行厌氧处理，处理后出水直接入好氧处理系统。使初沉池处理负荷减少，水力负荷由原来0.97m3/m2.h降至0.81m3/m2.h。从前提高了处理效果。此外，在初沉池投加少量混凝剂，一方面可以改善纤维等悬浮物的沉淀性能，另一方面对废水中难于生物降解的大分子有机物有一定程度的去除，从而减轻了后续处理的压力。第二、 强化接触氧化的处理效果原有接触氧化池由于水力停留时间短，填料性能及散型曝气头效果不好，严重的影响了处理效果。加之无法扩大现有曝气池，因此本方案从更换原有曝气头为薄膜式微孔曝气头，这样将大幅度提高氧的利用系数，确保好氧微生物生长所需的DO条件。同时也显著地减少了系统的能耗。此外，将原有已老化，功能欠佳的软性填料改为高效型悬浮型SNP填料。由于SNP填料采用特殊的材料，使之不但在水力条件、比表面积等诸多方面具有显著优点外，同时极易挂膜，使好氧微生物量大幅度提高，可达10gvss/l以上，从而接触氧化系统处理效果大幅度提高。第三、 强化污泥回流活性污泥法特点之一是有回流污泥，利用回流污泥保证接触氧化池内的MLSS值在较高范围，由于原有污泥处理设施中没有污泥回流系统，故应添加污泥回流系统，以保证接触氧化池中有较高的生物量。八、 处理工艺流程CTMP 加药 N、PUASB调节池气浮池APMP 加药 N、P二沉池接触氧化池一沉池 中段水 外排吉林造纸公司废水处理工艺流程九、工艺说明1. 气浮池采用全自动加压溶气气浮以强化悬浮物质的去除。当水中含有大量高压气体时，在压力骤降时，气体经释气装置以大量细小气泡分散于水中，并在絮凝剂作用下，这些小气泡与水中颗粒粘附在一起，使部分颗粒比重降低，上升浮于水面，经刮渣系统收集后去除。整个设备池深较浅，便于施工安装。2. 调节池 由于废水排放过程中废水量及排入杂质的不均匀性，使得废水的流量或浓度，在昼夜内有较大范围的变化。为使处理构筑物正常工作，不受废水高峰流量或浓度变化的影响，利用调节池，来调节水量和水质。调节池内废水通过水泵提升入后续厌氧生物处理工序。3. UASB反应器厌氧生物处理采用高效厌氧装置UASB（升流式厌氧污泥床反应器），主要利用高效厌氧装置中存在的大量厌氧微生物的作用来降解废水中含有的溶解性有机物及部分非溶解性有机物，分解后的主要产物是：CO2、H2O、CH4及厌氧微生物菌体。 UASB反应器是荷兰学者Lettinga教授在70年代中期开发的，其装置主要由污泥床区、污泥悬浮区和沉降区三部分组成。在沉降区设置固、液、气三相分离器，反应器中的污泥、污水和沼气得以很好的分离。污泥脱气后沉淀回污泥床区，从而最大限度地滞留反应器内的厌氧微生物量。沼气通过集气罩收集，污水经处理后排出反应器。UASB反应器的另一个特点是能在其污泥床区形成沉降性能优越，比活性很高的颗粒污泥。由于颗粒污泥良好的沉降性能，大幅度降低了厌氧微生物被冲出反应器的量，从而使整个反应器内的厌氧微生物浓度较别的反应器高，提高了反应器的效能。另一方面由于颗粒污泥的形成，大大地加强了厌氧细菌的种间氢转移，提高了污泥的活性，从而也提高了反应器的效能。 UASB反应器产生的颗粒污泥经浓缩后进行机械脱水，产生的沼气经收集后可直接排放。UASB装置主体为钢混结构，内部设置三相分离器系统及沼气气提内循环污泥搅拌系统，反应器内平均污泥浓度可达25g/l。通过厌氧处理后，废水COD去除率较高，厌氧出水进入接触氧化池。本方案中采用的UASB反应器为我公司高技术产品，具有自动化程度高，启动后不会产生酸化现象，处理水质稳定可靠。UASB反应池4座，容积负荷设计为6-8kgCOD/m3×d，水力停留时间18小时，有效容积1500m3,尺寸为10×25×6m。经厌氧处理后，反应器出水COD约为1960mg/L，去除率为65%。4. 初沉池由于造纸废水中的悬浮物大部分为一些细小的纤维等，因此必须进行悬浮物的强化去除。综合造纸废水的特点以及相类似行业的废水处理经验，确定采用初沉池作为悬浮物的强化处理手段。初沉池利用废水中悬浮物比重大于1的特性，利用重力作用进行自然沉降，从而达到悬浮物去除的目的。初沉池为原污水站已建构筑物。5. 接触氧化池 活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术，其处理系统历经几十年的发展和革新，至今已完全成熟。活性污泥法通过利用多种细菌和原生动物组成的微生物群体对有机污染物进行吸附和代谢，从而使污染物彻底分解为CO2和H2O。活性污泥法利用游离状态的微生物与废水充分进行混合，从而顺利进行对污染物的吸附和代谢作用。好氧处理目前已开发很多新的工艺，除传统的活性污泥法系统外，还有接触氧化处理工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等。在本方案中好氧处理系统选择上经过充分比较，我们主张选用接触氧化法，主要基于几点理由：(1)工艺成熟，易于运行与管理。对污泥膨胀，冲击负荷等易于采取措施；(2)根据前段处理单元运行的结果，可灵活调节该系统的运行参数与方式，从而在整体上保证废水达标处理前提下的最低运行费用；(3)与其它好氧处理工艺比较可节省设备投资费用。废水中有机物在好氧条件下被好氧微生物氧化为CO2和H2，从而去除有机物。反应池内采用SNP生物填料作为生物载体，极大地提高好氧微生物浓度，用风机作为供氧手段。曝气方式采用微孔型曝气，以提高氧的利用率。接触氧化通过在填料上形成生物膜，这样大幅度提高了好氧处理系统中生物的滞留量，从而增加了处理效率，减小了反应器容积。同时由于接触氧化采用的生物膜系统，这样通过细菌的固定作用有利于固定生长缓慢、世代时间较长的硝化细菌，提高了废水中氨氮的去除。废水中磷的含量相对较低，大部分可转化为微生物细胞的原生质，其余部分可通过磷细菌去除。 本方案接触氧化池中投加的SNP-高效复合型悬浮生物填料，该填料属第三代新型填料，为我公司专利产品，并获得国际环保展金奖，其采用特殊材质制成，具有使用寿命更长，且更易挂膜。由于SNP-填料为悬浮型填料，不需要固定，安装方便，避免了固定方式的断绳，不便于检修等问题，并且SNP-填料不会结团而减少比表面积。同时SNP-填料能在填料的不同地方形成好氧、缺氧和厌氧区。这样能有效减少了污泥产量，同时具有较好的脱氮除磷效果。因为在好氧区内固定大量的硝化菌，进行硝化作用： 硝化菌 NH41.382O21.982HCO3 0.982NO20.018C5H7O2N1.036H2O1.891H2CO3NO20.003NH40.01H2CO30.003HCO30.488O2 硝化菌 0.003C5H7O2NNO3 而在缺氧区和厌氧区固定大量兼性的反硝化菌，进行反硝化反应： 反硝化菌 NO3H NO2H2O 反硝化菌 NO2H N2H2O 这样使整个系统具有较高的脱氮效果。 传统的活性污泥法和生物膜法可通过生物体合成去除城市污水中2025%的磷。由于磷细菌交替地处于厌氧条件和好氧条件时，它们能在厌氧条件下吸收低分子的有机物(如脂肪酸)，同时将细胞原生质中聚合磷酸盐异染粒的磷释放出来，提供主要的能量，在随后的好氧条件下，能吸收的有机物将被氧化并提供能量，同时从废水中吸收超过其生长所需的磷并以聚磷酸盐的形式贮存起来。由于系统必须经常排放剩余污泥，被细菌过量摄取的磷也将随之排出系统，因而可获得相当好的脱磷效果。 此外由于SNP-填料固定好氧微生物能力强，使接触氧化池内污泥浓度高，相应的污泥负荷较低，细菌的合成系数下降，从而使剩余污泥产量较别的系统明显减少。本工艺接触氧化池水力停留时间为7.2小时，有效池容为15000m3。钢筋混凝土结构。有机负荷为3.5kgCOD/m3.d。曝气采用鼓风曝气方式，鼓风机为原污水站设备。曝气头采用微孔曝气头，以提高氧的利用率，降低处理能耗。接触氧化池内投加SNP-高效复合型生物填料1500m3，接触氧化处理COD去除率大于75%。5. 二沉池 用于分离接触氧化池出水中的好氧微生物的二沉池，能有效实现微生物与上清液的分离。上清液达标排放，污泥部分回流，部分送至污泥处理系统进行浓缩与干化处理。在二沉池形式选择上，采用辐流式，机械刮泥系统。二沉池为原污水站已建构筑物。6. 加药装置 整个系统中有两处需投加药剂，即为气浮及一沉池处。 加药装置选用我公司生产的SAM系列产品。该产品质量保证，无泄漏，无堵塞，运转可靠，投加准确，易于维护。7. 废水水质沿处理工艺变化项 目原水气浮调节池UASB一沉池混合水接触氧化二沉池总出水COD(mg/l)71715COD(mg/l)879.2307.65307.65COD去除率30%-65%COD(mg/l)900720COD去除率65%COD去除率20%十、主要建构筑物及设备清单1. 主要建构筑物清单序号名称规格数量备注1UASB10×25×6m4座钢混结构2调节池20×20×5.5m1座钢混结构3综合楼200m21座砖混结构2. 主要设备清单及报价（1）厌氧部分设备清单及报价序号名称型号数量价格（万元）备注1提升泵6PW2台4一开一备2三相分离器100个400玻璃钢3布水器4套114不锈钢4水封气水分离器4套44钢5在线PH计5套206在线温度计5套57加药装置SAM-II/62套8进口计量泵8储药箱4m32个2.2玻璃钢制9PLC7610电控2211沼气火炬56.614合计751.8序号项目价格(万元)备注1土建2设备751.83运输费22.55(2)×3.0%4调试费67.66(2)×9%5税金28.71(1+ +4)×3.41%6合计870.72（2）好氧部分设备清单及报价序号名称型号数量价格（万元）备注1微孔曝气头6480116.642SNP填料1500m33753合计491.64序号项目价格(万元)备注1土建2设备491.643运输费14.75(2)×3.0%4调试费34.41(2)×7%5税金18.44(1+ +4)×3.41%6合计559.24十一、运行费用1.用电费序号名称数量总装机容量(kw)运行时间(h)总电耗(kwh)1厌氧提升泵2台1102413202鼓风机4台176024316803加药装置2套1.524364一级提升泵4台1802432405回流泵3台2102433606照明及其它10101007合计39736合计用电量为39736kwh/d，每度电按0.5元/度计，则39736×0.5=19868元/天2.药剂费气浮及一沉池投加聚丙烯酰胺，投药量分别为10mg/l和15mg/l，聚丙烯酰胺按20000元/吨计。 8000×102×2042000×1.5×102×20250×1%×1000×0.003×20=14350元/天N、 P费用：尿素为1000元/吨，磷酸氨1500元/吨。 1.33×0.10.42×0.150.196万元/天3.人工费 污水处理站稳定运行后，设26人运转，其中1名主管，3名化验员，2名工艺人员，4名维修工人，16名操作工人，实行四班三运转制，每人月工资为800元/月×人，则800×26÷30693.33元/天4.运行费不计折旧及维修费，合计运行费为36871.33元/天，折合单位废水为0.74元/吨水。十二、人员培训与要求为了使甲方能够正确操作废水处理站内设备，保证整个系统正常运行，我公司提供免费人员培训两次。第一次培训地点在现场，培训人员26人次，内容为污水处理基本知识和化验方法，第二次培训地点也在现场，内容为污水处理站内设施操作方法和紧急事故处理方法。整个培训计划在废水处理设施调试过程中完成。 污水处理系统涉及到物理、化学及生物学的处理机制,并在处理过程中使用许多大型的机械设备及自动控制装置,在检测工作中还使用一些技术先进的测试仪器等。因此每个运行人员，除具备一定的文化知识外,应在物理、化学、微生物学等方面具有一定的专业知识。 应熟悉所处理的污水的水质性质，整个处理工艺流程、原理，每个处理步骤的作用，各步骤处理单元在处理系统中的地位，即懂原理、作用。熟悉操作的具体步骤，综合分析运行数据，进行工艺调整，即会开车、会调整工艺。懂处理设备的原理、型号、操作步骤及有关规程。会进行污水处理的有关运行中的工艺数据的测定。 会维护使用处理设备。会处理异常运行中的工艺问题。懂处理工艺的安全操作知识及处理事故的应急措施。熟悉本厂的有关技术规定。 污水处理厂的处理机械设备品种多，大型化多，传动型式多，型式各有不同，除以上还有电器，仪表自动控制装置等 。因此本厂维护工作应包括机修钳工、管工、电工及仪器仪表维修工等的工作。但由于各单位人员设置不同，建议以日常维护处理设备的正常运转为原则，应设置必要的维修人员。其余维修由造纸厂机修厂维修。维修工作要求设备维修人员应懂得处理设备的原理，会看懂处理设备的图纸资料，会合理使用工具，维修人员应懂处理设备的作用、型号及机械性能。维修人员应会正确拆装设备，科学检修，维护人员会检查设备中的不正常现象，能正确处理，熟悉本专业的有关安全知识及对应急事故的处理。第 14 页