閩清某紙廠污水處理方案

第一章緒論一·工程概況：（一）造紙生產(chǎn)水污染及治理概況：造紙廢水污染已成為我國的一大環(huán)境公害，這已是不爭的事實(shí)。造紙工藝在制漿和造紙生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生三類廢水：黑液(來源于蒸煮工段)、中段廢水(來源于洗選漂工段)和紙機(jī)白水(來源于抄造工段)。其中黑液對環(huán)境的危害最大，是治污的關(guān)鍵，也是多年的老大難；中段水水量較大，其污染程度視黑液的提取率而定，提取率越高，污染負(fù)荷越低；紙機(jī)白水的污染程度雖然相對較輕，但因排放量大，也不可忽視。針對造紙行業(yè)廢水治理的主要設(shè)施─黑液的堿回收設(shè)施和以氣浮為代表的白水回收及中段水預(yù)處理設(shè)施，既去除了大量污染物質(zhì)，又回收了大量資源（水、堿、漿料等），并將其回用于生產(chǎn)過程，為節(jié)約用水，降低原材料消耗起到了積極作用。（二）閩侯縣造紙廠工程概況：福建省閩侯縣造紙廠主要以廢棄水泥袋、進(jìn)口廢紙為原料，用機(jī)械處理法磨漿生產(chǎn)80~220克的牛皮紙，生產(chǎn)過程不添加化學(xué)藥劑。該廠位于閩侯縣南嶼鎮(zhèn)高岐鄉(xiāng)，地處閩江流域福州段上游南港，是一家小型的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，現(xiàn)由閩侯騰龍紙業(yè)有限公司承包經(jīng)營。該廠目前有1092圓網(wǎng)造紙機(jī)三臺，可年產(chǎn)牛皮紙5000~8000噸，其造紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢水若直接排入閩江，必將對水質(zhì)造成嚴(yán)重污染，纖維的大量流失也增加了廠家的生產(chǎn)成本。隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對自身的生存環(huán)境也提出了更高的要求。在環(huán)境污染引起人們的普遍重視，污染治理的呼聲越來越高的今天，為保護(hù)環(huán)境、造福人類，閩侯縣造紙廠決定在廠內(nèi)興建一套完整的環(huán)保處理設(shè)施，以保證生產(chǎn)污水處理后能達(dá)標(biāo)排放，保護(hù)自然水體，同時要求能盡量回收流失的紙纖維以降低生產(chǎn)成本。本所受閩侯縣環(huán)保局和閩侯縣造紙廠的委托，對該廠的生產(chǎn)工藝和污水處理流程進(jìn)行了全面的分析和計算，按照設(shè)計計算的成果，編制了本工程設(shè)計方案。（三）加壓溶氣氣浮處理系統(tǒng)的特點(diǎn)：目前造紙廢水處理普遍采用物化處理方法，而在白水回收和處理方面，氣浮工藝以其獨(dú)特的優(yōu)越性能被廣泛采用。本工程采用的加壓溶氣氣浮處理系統(tǒng)集合了國內(nèi)氣浮凈水技術(shù)的開拓者--同濟(jì)大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院多項(xiàng)最新科研成果，以其卓越性能成為傳統(tǒng)氣浮的升級換代產(chǎn)品：①處理效果穩(wěn)定可靠，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。②低壓運(yùn)行，工作壓力僅為3kg/cm2。③高效能比，溶氣效率高達(dá)99%以上，釋氣率高達(dá)99%。④專利抗堵設(shè)計，釋放器免于清洗。⑤微氣泡與懸浮顆粒的高效吸附，提高了SS的去除效果。⑥勿需排氣，縮短空壓機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期，延長了空壓機(jī)壽命。⑦多層排泥，確保出水水質(zhì)。⑧全自動控制系統(tǒng)，維護(hù)極其簡便。雖然氣浮作為一種高效、經(jīng)濟(jì)的白水處理方法已得到了廣泛的應(yīng)用，但由于認(rèn)識上的原因，目前不少廠家仍在使用和準(zhǔn)備使用沉淀法作為白水處理和回收方法。這里，我們就沉淀和氣浮的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)做一個整體的比較，提供給建設(shè)方和環(huán)保部門參考。(詳見表1)表1污水處理方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較序項(xiàng)目內(nèi)容污水處理工藝方案號方案I沉淀池方案II氣浮池1技術(shù)可靠性傳統(tǒng)處理方法，效果穩(wěn)定，應(yīng)用廣泛。七十年代興起的物理處理方法，有數(shù)十年使用歷史，已積累較多使用經(jīng)驗(yàn)。2技術(shù)適應(yīng)性適用于所含懸浮物比重較大的污水，否則即使占地再大，用藥再多也達(dá)不到滿意的效果。適用于所含懸浮物細(xì)小，絮凝顆粒疏松的污水，不適用于懸浮物顆粒大而沉的污水。3工程可行性對白水回收來說不可行，因?yàn)榛厥章手挥?0~20%，沒有太大的經(jīng)濟(jì)效益，排放的污水也無法達(dá)標(biāo)?？尚校延写罅康膶?shí)例證明，纖維回收率可達(dá)80~95%，尾水可回用。4GB8978-88《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》達(dá)到二級：BOD5≤60CODcr≤100SS≤100達(dá)到一級：BOD5≤20CODcr≤60SS≤305投資費(fèi)用由于池體較大，土建投資較高，機(jī)械刮泥設(shè)備費(fèi)用也較大。池體尺寸較小，土建投資較低；設(shè)備投資在水量較大時較省。6運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低。由于要有回流和加壓，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用稍高。但由于回收量大，經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)大于沉淀池。7工程量和施工難易總工程量大，施工較難。總工程量小，施工較簡單。8運(yùn)轉(zhuǎn)操作和維護(hù)維修運(yùn)轉(zhuǎn)方便、使用動力少，污泥含水量大，處理困難。機(jī)械化程度高，運(yùn)轉(zhuǎn)方便。污泥含水量小，易于處理。

二·設(shè)計依據(jù)：1、《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《水污染防治法》2、室外排水設(shè)計規(guī)范（GBJ14-87）3、污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-1996）4、工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（TJ36-79）5、建筑設(shè)計防火規(guī)范（GBJ16-87）6、給水排水工程建設(shè)有關(guān)規(guī)范7、上級環(huán)保主管部門提出的處理要求8、福州市環(huán)境監(jiān)測站提供的該廠水質(zhì)監(jiān)測報告閩侯縣造紙廠提供的工程設(shè)計有關(guān)圖紙資料三·設(shè)計原則：1、工程目標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和福州市環(huán)境規(guī)劃要求，由于閩江福州段上游南港屬于保護(hù)水源，排入污水須符合GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)。地因制宜采用新工藝、新技術(shù)，在達(dá)到工程目標(biāo)的前提下簡化流程，降低造價；并通過資源的循環(huán)利用，達(dá)到能逐漸回收投資的目的。選用可靠的設(shè)備和適當(dāng)提高機(jī)械化、自動化程度，方便運(yùn)行管理，保證穩(wěn)定處理效果。針對現(xiàn)有工藝，從環(huán)保的角度對各個工序的運(yùn)行提出合理化建議，從源頭起控制污染的產(chǎn)生，減輕回用和處理設(shè)施的負(fù)擔(dān)。降低噪聲、消除異味，改善水處理站環(huán)境，避免二次污染。4.本方案的研究內(nèi)容包括：(1)對工程范圍內(nèi)的污水水量和水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測，確定合理的處理規(guī)模和處理程度。(2)對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的運(yùn)行和資源的合理使用提出合理化建議，目的是從源頭上減少污水的產(chǎn)生，減輕設(shè)備負(fù)擔(dān)。(3)投資估算和結(jié)論。第二章工程設(shè)計一·設(shè)計水質(zhì)水量：（一）設(shè)計水質(zhì)：福州市環(huán)境監(jiān)測站水質(zhì)測試結(jié)果如下(可參見附件1)：序號監(jiān)測項(xiàng)目SS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)1紙機(jī)車間白水20618448.22洗袋車間污水8064711753廠區(qū)混合污水235317129由以上結(jié)果可以看出，閩侯造紙廠的污水有以下幾個特點(diǎn)：1、白水車間污水濃度較低，SS的濃度要比一般造紙廠的低，這可能是采用了機(jī)械磨漿法并施以大水量沖洗的緣故。2、洗袋污水濃度較高，據(jù)觀察，其來源是廢棄的水泥袋上帶的水泥粉及運(yùn)輸過程的雜質(zhì)，易于沉淀。白水和洗袋污水的水量比大約是5：1。根據(jù)閩侯縣環(huán)保局的意見及閩侯縣造紙廠所處的地理位置，初步確定出水水質(zhì)為一級。（二）設(shè)計水量：閩侯縣造紙廠是個老廠，由于設(shè)備較陳舊，若對工廠進(jìn)行大規(guī)模改造的話，投資太大，可能性較小。因此我們認(rèn)為該廠的污水排放量按現(xiàn)有生產(chǎn)情況測定就可以了。通過對廠內(nèi)白水排放溝的流速和橫斷面測定，該廠的白水排放量約為2400t/d，洗袋污水則按水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果的比例計算，約為480t/d。綜合考慮閩侯縣造紙廠設(shè)備的實(shí)際情況和企業(yè)發(fā)展，我們確定的設(shè)計處理水量如下：白水回用處理設(shè)施：2400m3/d（合100m3/hr）洗袋污水處理設(shè)施：480m3/d（合20m3/hr）二·設(shè)計范圍：本工程設(shè)計范圍包括2400m3/d白水回用氣浮處理設(shè)施和480m3/d洗袋污水處理設(shè)施：１、處理工藝流程設(shè)計。２、建筑與結(jié)構(gòu)設(shè)計。３、工藝設(shè)備選型、布置和儀表控制設(shè)計。４、工藝設(shè)備動力配線（分配箱至工藝設(shè)備間）。三·處理工藝流程設(shè)計：白水回收工段氣浮工藝方案：造紙行業(yè)白水回收處理技術(shù)經(jīng)歷了澄清法（1975年經(jīng)前）、斜管沉淀法（1980年以前）、溶氣氣浮法（1980年以后）三個發(fā)展階段，溶氣氣浮法由于占地面積小、出水水質(zhì)好等諸多優(yōu)點(diǎn)逐漸成為首選技術(shù)。特別是在白水回用工段中，由于氣浮法的采用使得水和漿料回用方便，并由此帶來較高的節(jié)水、節(jié)漿經(jīng)濟(jì)效益，因而迅速取代了其它回收技術(shù)，成為紙機(jī)白水回收中的最主要手段。１、處理工藝流程：經(jīng)改造后，本系統(tǒng)的處理出水和漿料可回用于生產(chǎn)。２、主要處理構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)：①混合反應(yīng)池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)孔室旋流反應(yīng)池一座，分成五格。有效尺寸：1520×1520×1750mm3，5格；反應(yīng)停留時間：12min；GT值：34000（滿足規(guī)范104-105的要求）；②氣浮池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)氣浮池一座，其溶氣量按“氣-固比”參數(shù)計算。有效尺寸：3200×7180×2000mm3；反應(yīng)停留時間：17.7min；分接觸區(qū)和分離區(qū)二部分：接觸區(qū)結(jié)構(gòu)尺寸：3200×600×2000mm3上升流速：16mm/s（回流比8.4%）分離區(qū)結(jié)構(gòu)尺寸：3200×600×2000mm3分離速度：1.7mm/s③藥液溶解槽：硬聚氯乙烯溶解槽二只尺寸：1200×1200×1000mm3×２只３、主要機(jī)械和動力設(shè)備：序號名稱型號數(shù)量功率備注１空壓機(jī)Z-0.08/7-D12臺3Kw一用一備２清水泵IS100-80-160A2臺4Kw一用一備３刮渣機(jī)TL-31套0.25Kw6壓力溶氣罐TR-31套7溶氣釋放器TV-II4個洗袋廢水處理工藝方案：閩侯縣造紙廠的洗袋廢水量較少，成分單一，主要污染物是水泥袋上所帶的顆粒懸浮物。我們認(rèn)為采用一般的沉淀法即可達(dá)到較好的處理效果。１、處理工藝流程：主要處理構(gòu)筑物：混合反應(yīng)池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)水池有效尺寸：1300×1300×1000mm3平流沉淀池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有效尺寸：9650×2800×2000mm3藥液溶解罐：硬聚氯乙烯溶解槽一只尺寸：1200×1200×1000mm3×２只四·車間內(nèi)水量控制建議：以上設(shè)計都是針對車間外的污水治理，實(shí)際上，車間內(nèi)清水的浪費(fèi)也是相當(dāng)嚴(yán)重的，這造成了污水處理設(shè)施規(guī)模的擴(kuò)大，增加了生產(chǎn)成本，為此，我們利用勘察現(xiàn)場的機(jī)會，仔細(xì)分析了該廠的生產(chǎn)工藝，對該廠減少生產(chǎn)用水的可能性進(jìn)行了研究：閩侯紙廠廢紙造紙的工藝流程如下：水力碎漿機(jī)→沉砂溝→池→纖維分離機(jī)→池→脫水機(jī)→池→雙盤磨→離心篩→槽→鉅形除砂器→脫水機(jī)→貯漿池→網(wǎng)前箱→壓榨部→干燥部→壓光→卷取部→復(fù)卷包裝→紙庫。該廠有造紙機(jī)三臺，年產(chǎn)紙袋紙5000～8000t，以廢水泥袋紙為原料，排出廢水2900m3/d。該廠在生產(chǎn)過程中水量控制步驟如下：①該廠在打漿工段中大量使用清水，則貯漿池中漿料濃度較低，為保證紙機(jī)均衡并連續(xù)生產(chǎn)，貯漿池木漿的深度一般定為3～5%，不宜過稀。②該廠在銅網(wǎng)清洗過程中，無規(guī)范的方法，而是大量的清水沖洗，這樣造成清水的浪費(fèi)而且又達(dá)不到清洗的效果，在正常生產(chǎn)中須用高壓水經(jīng)常沖洗銅網(wǎng)，水壓大小又與漿料性質(zhì)和紙機(jī)抄速有關(guān)，一般宜在2-4公斤/厘米2為宜，若采用往復(fù)移動噴水管沖洗銅網(wǎng)，水壓多在10公斤/厘米2以上，噴孔直徑為1.1mm左右，孔間距為50mm，每分鐘往返移動30～60次，這樣洗網(wǎng)效果好。③該廠在毛毯洗滌過程中，使用大量清水進(jìn)行洗滌，水量沒有加以控制，而在正常生產(chǎn)中用高壓水洗滌，洗滌噴水管一般用鋼管或銅管制成，管徑在32-50mm之間，每為管長每分鐘噴水量應(yīng)控制為40～50kg。④該廠是最大的水資源浪費(fèi)是在抄紙過程中未使用白水事實(shí)上充分而合理地使用白水對生產(chǎn)極為有利，如沖漿、調(diào)節(jié)深度、稀釋漿料等，都要盡可能利用白水，而少用清水。這樣可以回收部分細(xì)小纖維和填料粒子。另外有些填料經(jīng)過幾次循環(huán)后，才能固定在紙頁中。五·電氣控制：1、設(shè)計原則：1)為確保安全，本設(shè)計為三相五線制線路（采用TN-S系統(tǒng)），電源進(jìn)線側(cè)接零線N與接地線PE相連。所有水處理系統(tǒng)的設(shè)備金屬外殼均與PE線相連。2)為使廢水處理工程正常運(yùn)行，確保水處理效果，建議本系統(tǒng)的低壓供電采用雙進(jìn)線，即設(shè)一路備用電源，采用人工切換。2、控制方式：1)根據(jù)工藝要求，對廢水提升等系統(tǒng)中的主要環(huán)節(jié)可進(jìn)行集中控制及現(xiàn)場控制，所有處理構(gòu)筑物采用液位計傳遞迅號，以達(dá)到自動控制目的。2)一旦自動控制失靈或變更使用工藝所需，本系統(tǒng)可進(jìn)行手動控制，以信號燈觀察運(yùn)行正常與否。3、裝置及裝接容量：1)管線：動力線管采用厚壁焊接鋼管。管子連接必須焊跨接，良好接地，所有配出線用BV塑銅線，信號線用KVV型電纜。2)本設(shè)計動力裝接容量為：白水回收處理氣浮系統(tǒng)：8Kw第三章運(yùn)行管理一·人員編制：由于本廢水處理所采用的溶氣氣浮系統(tǒng)設(shè)計機(jī)械化、自動化程度較高，沉淀池操作也比較簡單，故增加操作人員一名即可二向兼顧。二·動力計算：項(xiàng)目數(shù)量×功率×利用率空壓機(jī)Z-0.025/62×1.5×50%=1.5清水泵IS65-50-160A2×4×50%=4刮渣機(jī)TL-31×0.25×20%=0.05浮渣泵AS10-2CB1×1.0×20%=0.2其它1.2合計6.95Kw三·運(yùn)行成本計算：白水回收系統(tǒng)運(yùn)行成本計算：１、動力費(fèi)：電費(fèi)按0.50元／度計E1=6.95×24×0.50/2400=0.035元／噸水２、加藥費(fèi)：加藥費(fèi)用以0.06元／噸水計E2=0.06元／噸水３、人工費(fèi)：職工工資福利按500元／人·月計E3=500/2400×30=0.007元／噸水４、運(yùn)行成本：總費(fèi)用E=E1+E2+E3=0.035+0.06+0.007=0.102元／噸水洗袋污水系統(tǒng)運(yùn)行成本計算：１、加藥費(fèi)：加藥費(fèi)用以0.08元／噸水計E4=0.08元／噸水２、人工費(fèi)：由于氣浮池已計算人工費(fèi)，此處不計人工費(fèi)。（三）系統(tǒng)運(yùn)行總成本計算：運(yùn)行成本：總費(fèi)用E=(E1+E2+E3+E$)/2400=0.10元／噸水第四章投資估算系統(tǒng)投資估算工程直接費(fèi)：(單位：萬元人民幣)序號名稱規(guī)格單位數(shù)量價格１池體(含反應(yīng)池、氣浮池、沉淀池)鋼砼結(jié)構(gòu)240m3（10x8x3m3）座14.0２貯漿池磚砌7.5m3座10.30３污泥干化池磚砌7.5m3座10.304空壓機(jī)Z-0.025/6臺20.505清水泵IS65-50-160A臺20.406刮渣機(jī)TL-3臺11.577壓力溶氣罐TR-3只11.718溶氣釋放器TV-Ⅱ只40.69液位計套10.1510鋼軌及拉線桿套10.1611管配件及閥門等套10.6012配電柜自控系統(tǒng)及電纜套12.0工程直接費(fèi)12.0工程總造價：(單位：萬元人民幣)序號名稱計算價格a工程直接費(fèi)12.0b設(shè)計費(fèi)工程直接費(fèi)×6.0%0.72c調(diào)試費(fèi)工程直接費(fèi)×5.0%0.60d人員培訓(xùn)費(fèi)工程直接費(fèi)×1.0%0.12e稅金(a+b+c+d)×3.41%0.45工程總造價14.35第五章處理效果和環(huán)境效益造紙生產(chǎn)過程產(chǎn)生的污水因水量大、濃度高，不治理對環(huán)境的危害極其嚴(yán)重，徹底根治所需投資又太大，這一對矛盾一直是困擾環(huán)保界的一大難題。因此，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)二方面同時著手，考慮企業(yè)的承受能力，以較小的投資、用適當(dāng)?shù)霓k法盡可能降低污染負(fù)荷，減輕對自然環(huán)境的影響；各項(xiàng)處理工程逐步實(shí)施，是當(dāng)前比較