閩清某紙廠污水處理方案分析

第一早-?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。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，污染負荷越低；紙機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)施一黑液的堿回收設(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、進口廢紙為原料，用機械處理法磨漿生產(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)濟建設(shè)的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提咼，人們對自身的生存環(huán)境也提出了更咼的要求。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)污水處理后能達標(biāo)排放，保護自然水體，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：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--同濟大學(xué)環(huán)境工程學(xué)院多項最新科研成果，以其卓越性能成為傳統(tǒng)氣浮的升級換代產(chǎn)品：處理效果穩(wěn)定可靠，抗沖擊負荷能力強。低壓運行，工作壓力僅為3kg/cm2。高效能比，溶氣效率高達99%以上，釋氣率高達99%。專利抗堵設(shè)計，釋放器免于清洗。微氣泡與懸浮顆粒的高效吸附，提高了SS的去除效果。勿需排氣，縮短空壓機連續(xù)運轉(zhuǎn)周期，延長了空壓機壽命。多層排泥，確保出水水質(zhì)。全自動控制系統(tǒng)，維護極其簡便。雖然氣浮作為一種高效、經(jīng)濟的白水處理方法已得到了廣泛的應(yīng)用，但由于認識上的原因，目前不少廠家仍在使用和準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)濟比較序項目內(nèi)容污水處理丄藝方案號方案1沉淀池/丄/亠L(fēng)i-rm—、丄 亠L(fēng)myh方案II氣浮池1技術(shù)可靠性傳統(tǒng)處理萬法，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。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，、用藥再多也達不到滿意的效果。適用于所含懸浮物細小，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，因為回收率只有10~20%,沒有太大的經(jīng)濟效益，排放的污水也無法達標(biāo)?？尚校延写罅康膶嵗C明，纖維回收率可達80~95%,尾水可回用。~~4~GB8978-88《污水綜合排放標(biāo)準》達到一級:BOD5<60CODcrW100SSW100達到一級BOD5<20CODcrW60SS〈305投資費用由于池體較大，土建投資較咼，機械刮泥設(shè)備費用也較大。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運轉(zhuǎn)費用運轉(zhuǎn)費用較低。由于要有回流和加壓，運轉(zhuǎn)費用稍咼。但由于回收量大，經(jīng)濟效益遠大于沉淀池。7工程量和施工難易、—十土豐巳/V丁口乙亠豐宀總工程量大，施工較難?？偣こ塘啃?，施工較簡單。 8運轉(zhuǎn)操作和維護維修運轉(zhuǎn)方便、使用動力少，污泥含水量大，處理困難。機械化程度咼，運轉(zhuǎn)方便。污泥含水量小，易?于處理。-設(shè)計依據(jù):1、 《中華人民共和國環(huán)境保護法》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（GB8978-1996）4、 工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準（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&福州市環(huán)境監(jiān)測站提供的該廠水質(zhì)監(jiān)測報告9、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水源，排入污水須符合GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準》一級標(biāo)準。2、 地因制宜采用新工藝、新技術(shù)，在達到工程目標(biāo)的前提下簡化流程，降低造價；并通過資源的循環(huán)利用，達到能逐漸回收投資的目的。3、 選用可靠的設(shè)備和適當(dāng)提高機械化、自動化程度，方便運行管理，保證穩(wěn)定處理效果。4、 針對現(xiàn)有工藝，從環(huán)保的角度對各個工序的運行提出合理化建議，從源頭起控制污染的產(chǎn)生，減輕回用和處理設(shè)施的負擔(dān)。5、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)備負擔(dān)。（3） 投資估算和結(jié)論。第二章工程設(shè)計-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)測項目SS(mg/l)CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)1紙機車間白水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占：八、、?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，若對工廠進行大規(guī)模改造的話，投資太大，可能性較小。因此我們認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）-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：（一）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)濟效益，因而迅速取代了其它回收技術(shù)，成為紙機白水回收中的最主要手段。1＞處理工藝流程:￥藥j空壓機k J￥藥j空壓機k J溶氣罐:— - 前1h造紙仁間牛水混合反應(yīng)池氣浮池出水井出水—#或冋用經(jīng)改造后，本糸統(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):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：1520X1520Xl750mm3,5格；反應(yīng)停留時間:12min；GT值：34000（滿足規(guī)范104-105的要求）；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。”….、3有效尺寸：3200X7180X2000mm;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：3200X600X2000mm3上升流速：16mm/s（回流比8.4%）3分離區(qū)結(jié)構(gòu)尺寸：3200X600X2000mm分離速度：1?7mm/s藥液溶解槽：硬聚氯乙烯溶解槽二只

尺寸：1200X1200Xl000mm3X2只3、主要機械和動力設(shè)備:序號名 稱型號數(shù)量功率備注1空壓機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TL-31套0.25Kw6壓力溶氣罐TR-31套7溶氣釋放器TV-II4個（二）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。我們認為采用一般的沉淀法即可達到較好的處理效果。1、處理工藝流程:加藥洗袋車間」洗袋車間」混合反應(yīng)池| 」平流沉淀池|出水污水2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：1300X1300X1000mm3①平流沉淀池：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有效尺寸：9650X2800X2000mm3③藥液溶解罐：硬聚氯乙烯溶解槽一只尺寸：1200X1200Xl000mm3X2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，實際上，車間內(nèi)清水的浪費也是相當(dāng)嚴重的，這造成了污水處理設(shè)施規(guī)模的擴大，增加了生產(chǎn)成本，為此，我們利用勘察現(xiàn)場的機會，仔細分析了該廠的生產(chǎn)工藝，對該廠減少生產(chǎn)用水的可能性進行了研究：閩侯紙廠廢紙造紙的工藝流程如下：水力碎漿機—沉砂溝—池—纖維分離機—池—脫水機-池一雙盤磨一離心篩-槽—鉅形除砂器—脫水機—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：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。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而且又達不到清洗的效果，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)和紙機抄速有關(guān)，一般宜在2-4公斤/厘米2為宜，若米用往復(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。該廠在毛毯洗滌過程中，使用大量清水進行洗滌，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。該廠是最大的水資源浪費是在抄紙過程中未使用白水事實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: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。為使廢水處理工程正常運行，確保水處理效果，建議本系統(tǒng)的低壓供電采用雙進線，即設(shè)一路備用電源，采用人工切換。2、 控制方式：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，以達到自動控制目的。一旦自動控制失靈或變更使用工藝所需，本系統(tǒng)可進行手動控制，以信號燈觀察運行正常與否。3、 裝置及裝接容量：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。本設(shè)計動力裝接容量為：白水回收處理氣浮系統(tǒng)：8Kw第三章運行管理?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-動力計算:項目數(shù)量X功率X利用率空壓機Z-0.025/62X1.5X50%=1?5清水泵IS65-50-160A2X4X50%=4刮渣機TL-31X0.25X20%=0.05浮渣泵AS10-2CB1X1.0X20%=0.2其它1.2合計6.95Kw-運行成本計算：一）白水回收系統(tǒng)運行成本計算：1、動力費：電費按0.50元/度計E1=6.95X24X0.50/2400=0.035元/噸水2、加藥費：加藥費用以0.06元/噸水計E2=0.06元/噸水3、 人工費：職工工資福利按500元/人?月計E3=500/2400X30=0.007元/噸水4、 運行成本：總費用E=E1+E2+E3=0.035+0.06+0.007=0.102元/噸水（二）洗袋污水系統(tǒng)運行成本計算：1、加藥費：加藥費用以0.08元/噸水計E4=0.08元/噸水2、人工費：由于氣浮池已計算人工費，此處不計人工費。（三） 系統(tǒng)運行總成本計算：運行成本：總費用E=（E1+E2+E3+E$）/2400=0.10元/噸水第四章投資估算系統(tǒng)投資估算一）工程直接費：（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Z-0.025/6臺20?505清水泵IS65-50-160A臺20?406刮渣機TL-3臺11.577壓力溶氣罐TR-3只11.718溶氣釋放器TV-n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 12.0二）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12.0

b設(shè)計費工程直接費X6.0%0.72c調(diào)試費工程直接費X5.0%0.60d人員培訓(xùn)費工程直接費x1.0%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)境的危害極其嚴重，徹底根治所需投資又太大，這一