【正文】 一套廢水處理系統(tǒng)，廢水處理工程的設計規(guī)模為 6000 m3/d。河北******紙業(yè)有限公司造紙廢水處理工程初步設計方案(6000 m3/d) *************環(huán)境工程有限公司二 O 一 O 年十月二十日概 述河北******紙業(yè)有限公司位于河北省廊坊市大成縣。該公司計劃新建一條年產(chǎn) 10 萬噸高強瓦楞紙生產(chǎn)線。一、工藝設計? 廢水處理采用我公司成熟可靠的物化與生化（水解酸化池+PAFR 厭氧反應器+改良活性污泥法）相結合的處理工藝，強化前處理，采用先進的脈沖布水系統(tǒng)、高效的布氣系統(tǒng)，使廢水處理系統(tǒng)高效、節(jié)能。? 廢水處理工藝流程：廢水→格柵→集水池→篩網(wǎng)平臺→初沉池→調節(jié)池→冷卻塔→水解酸化池→PAFR 反應器→好氧池→二沉池→終沉池→達標排放。二、主要工藝參數(shù)1. 調節(jié)池：（1 座）A(m2)H(m) = 停留時間：HRT=2. 初沉池：（1 座）D(m)H(m)= 表面負荷：q= 3/ m2?h3. 水解酸化池：（1 座）L(m)B(m)H(m)= 停留時間： HRT=4. PAFR 反應器：（ 1 座分 2 格）L(m)B(m)H(m)= 停留時間： HRT=容積負荷：Nv=(m 3d)6. 二沉池：（1 座）D(m)H(m)= 表面負荷：q= 3/ m2?h7. 終沉池：（1 座）D(m)H(m)= 表面負荷：q= 3/ m2?h三、經(jīng)濟技術指標1. 廢水處理設計規(guī)模：6000m 3/d2. 總投資： 萬元，噸水投資： 元/m 33. 總裝機容量：，運行功率：4. 直接運行費用： 元/m 35. 占地面積：約 8820m2備注：本運行費用為直接費用，不包括 pH 調節(jié)費、污泥運輸費、運行費用、折舊費、維修費、企業(yè)管理費等。每天產(chǎn)生廢水量約為 6000m3為保護周邊環(huán)境，滿足國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，走可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)模式，因此，公司決定興建一套廢水處理設施，主要處理生產(chǎn)車間排放廢水，廢水處理的設計規(guī)模為 6000 m3/d。 設計單位概況廣州中環(huán)萬代環(huán)境工程有限公司是中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)，廣東省環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會副會長單位?！罢\信為本，專注專業(yè)”是公司的宗旨。具體體現(xiàn)在公司不推廣不成熟的工藝，不使用性能不合格的設備，不承接沒有把握達標的工程，爭取把每一個工程都做成優(yōu)秀示范工程。十多年來，公司（包括其前身）先后承建了 300 多項污水處理工程，累計總污水量已遠遠超過 200 萬噸/每天，全部達標排放；并承建 20 多項給水處理工程，累計總給水量超過 50 萬噸/每天，全部做到達標處理。 2 我公司承建的日處理量達萬噸級以上的工程有五十余多項。出水都能達到國家或地方排放標準，深受社會各界及業(yè)主的一致好評。在工程施工過程中，嚴格按設計要求來控制工程質量，確保治理達標，因此贏得了廣泛的稱贊和信任。 3 第二章 設計依據(jù)、原則及范圍 設計依據(jù)(1) 業(yè)主提供的有關水質、水量資料及處理要求(2) 《中華人民共和國環(huán)境保護法》(3) 《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》GB500142022(4) 《制漿造紙工業(yè)水污染排放標準》GB35442022(5) 《室外排水設計規(guī)范》GB500142022(6) 其他相關專業(yè)規(guī)范及標準 設計目的針對廢水的特性，對廢水處理工藝、設備選型等進行多方面比較，確定適宜的廢水處理工程構（建）筑物布置，采用技術先進、處理效果好、運行穩(wěn)定、投資省、運行成本低的工藝，同時使工程獲得最佳的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。 設計內(nèi)容1) 作廢水處理工程總體規(guī)劃；2) 廢水處理工藝選擇；3) 廢水處理工程各構筑物以及相關的建筑物設計；4) 設備、儀表的選型；5) 工程總造價估算；6) 運行費用的核算。設計處理流量：Q d=6000m3/d，變化系數(shù) Kz=；設計小時流量：Q ev=250m3/h設計最大瞬時流量：Q max=275m3/h 排污情況 排污情況由于河北******紙業(yè)有限公司的廢水排放的廢水主要來自廢紙車間的洗漿工藝污水。 廢水水質根據(jù)業(yè)主提供的資料，確定廢水水質如下表所示表 31 廢水進水水質 （單位：mg/L，水溫除外）項 目 濃 度 項 目 濃 度CODcr ≤4000 SS ≤2022BOD5 ≤1200 pH ～水溫 ≤50℃ 設計出水水質根據(jù)《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準》GB35442022 處理出水水質須達到以下要求（如表 32 所示）： 6 表 32 出水水質 （單位：mg/L，水溫除外）項 目 排放標準 項 目 排放標準CODcr ≤90 mg/L SS ≤30 mg/LBOD5 ≤20 mg/L pH ～ 污泥處理目標廢水處理站所產(chǎn)生污泥經(jīng)過濃縮、機械脫水后外運處置。污水的特點是 SS、COD 均較高，屬較難處理的污水之一。廢水中的主要成分是細小懸浮性纖維、造紙?zhí)盍稀U紙雜質和少量果膠、蠟、糖類，以及造紙生產(chǎn)過程中添加的各種有機和無機的化合物。 廢水處理工藝選擇為了取得最佳的處理效果及從系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性出發(fā)，降低投資成本、運行管理簡便、節(jié)約運行費用，結合本工程的自然、社會經(jīng)濟和管理水平情況，并根據(jù)本工程廢水特性，結合國內(nèi)外造紙廢水處理技術的發(fā)展狀況，我們選擇了物化與生化相結合的處理工藝。1. 細格柵由于本廢水中含有大量的懸浮物和殘留塑料碎片，會對水泵造成損害，對主體生化處理造成影響，因此在進入泵及主體構筑物之前對其進行攔截，設置細格柵攔截大尺寸雜物。篩網(wǎng)采用雙層結構，上層為斜篩，下層為集漿池。采用雙層結構篩網(wǎng)能有效減少清渣的勞動強度、改善勞動環(huán)境，減少操作工人數(shù)量。本廢水水溫波動較大，有時會達到 50℃，過高的水溫對微生物生長不利，因此需要進行降溫處理。4. 混凝反應池、初沉池由于廢水污染物濃度高，含有大量不利于生化處理的物質，需要進行混凝預處理，提高后續(xù)生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。根據(jù)我公司多年的運行管理經(jīng)驗總結，發(fā)現(xiàn)由于生產(chǎn)企業(yè)排放的廢水水質經(jīng)常處于變化之中，給投加混凝藥品帶來一定的困難。在廢水處理中有針對性的加入混凝藥劑，投加量保持在最佳點附近，污染物去除效果最佳，這就是選擇性物化技術。 9 本工程生化處理工藝選擇廢水的生化處理是利用微生物的氧化分解作用去除廢水中有機物的方法。好氧生物處理需要源源不斷的供給氧氣，處理速度快，污泥負荷相對低，出水水質好。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過程在無需提供氧氣的情況下，把水中的大分子有機污染物轉化為小分子有機物、無機物（CH 4 等）和少量的細胞物質。水解酸化能將難降解有機物分解成易降解有機物、將大分子有機物降解成小分子有機物，而微生物對有機物的攝取只有溶解性的小分子物質才可直接進入細胞內(nèi)，而不溶性大分子物質首先要通過胞外酶的分解才得以進入微生物體內(nèi)代謝。厭氧生物處理由于能耗極少，是一種低成本的廢水處理技術，十分適合用于處理污染物濃度高、可生化性差的廢水。 厭氧工藝的選擇厭氧反應是一個復雜的生化過程，微觀分析表明厭氧降解過程可分為三步：水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段及產(chǎn)甲烷階段。首先大分子有機物在厭氧菌胞外酶的作用下被分解為簡單的小分子有機物。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。繼而這些小分子化合物在發(fā)酵細菌（即酸化菌）的細胞內(nèi)轉化為更簡單的化合物并分泌到細胞外。與此同時，酸化細菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此未經(jīng)酸化處理的污水厭氧處理時會產(chǎn)生更多的剩余污泥。(2)、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段在此階段，上一階段的產(chǎn)物被進一步降解為乙酸（又稱醋酸） 、氫和二氧化碳，這是最終產(chǎn)甲烷反應的反應底物。在此階段，前兩階段產(chǎn)生的乙酸、 H2 和 CO2 被產(chǎn)甲烷菌轉化成為甲烷，甲烷的轉化產(chǎn)率約為 70－75%，故 COD 大為降低。甲烷化階段主要由產(chǎn)甲烷菌完成，產(chǎn)甲烷菌世代時間長，對環(huán)境要求非常嚴格，不但要絕對厭氧，而且對 pH、堿度、溫度等因素都有較嚴格的適應范圍。水解酸化池我們將水解酸化池的厭氧反應控制在前兩個階段。水解酸化的產(chǎn)物主要包括揮發(fā)有機酸（VFA） 、乳醇、醇類等微生物可直接攝取的有機物，大大提高廢水的可生化性。 11 (2). 反應器中 COD 主要是形態(tài)發(fā)生轉化，進水與出水總 COD 基本保持一致。 ，提高產(chǎn)甲烷反應器中污泥的產(chǎn)甲烷活性。PAFR 能高效處理各類難生物降解的有機工業(yè)廢水，如造紙廢水、印染廢水等。在 PAFR 反應器內(nèi)，廢水主要經(jīng)歷產(chǎn)甲烷階段，同時也進行著少量的水解酸化反應，因此 PAFR 反應器既能大幅度去除有機污染物，也可以保持出水B/C 不變，既減輕了后續(xù)好氧工藝的有機負荷，也不會降低好氧池的處理效率。實際的 COD 去除發(fā)生在產(chǎn)甲烷階段，水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段的產(chǎn)物可以在 PAFR 反應器中被產(chǎn)甲烷菌進一步降解為水和 COH 甲烷等氣體而從水中溢出，這樣污染物在整個厭氧處理中就得到徹底去除。因此，使用厭氧工藝進行廢水處理，可以大幅度縮短好氧的停留時間，節(jié)省大量的基建投資和處理費用。(2). 系統(tǒng)內(nèi)有強力而又節(jié)省的攪動和上流的推動力。(4). 反應器內(nèi)由酸化、水解和產(chǎn)氣菌組成了高效、協(xié)調的厭氧生態(tài)群，其中產(chǎn)甲烷絲菌在顆粒污泥占主導地位。(6). 易形成富含各種厭氧微生物種群的顆粒污泥，是具有自我平衡性能的微生態(tài)系統(tǒng)，其中包含了降解廢水中各種有機污染物的微生物種群，剩余污泥產(chǎn)量少且穩(wěn)定。(8). 無任何運動部件，而有成熟的防堵塞措施，因而安全可靠，使用壽命長。(10). 處理成本低，具有較好的環(huán)境經(jīng)濟效益。我們注重進水、出水、排泥、除氣、反沖洗防堵的每一個細節(jié)，力求做到盡善盡美。脈沖布水是利用虹吸管中快速流動的水流將主管道中的空氣帶走，使主管道內(nèi)形成一定的真空度，在管道內(nèi)外大氣壓的作用下池內(nèi)的水進入主管道后排入池中。在 PAFR 反應器啟動階段，接種在 PAFR 中的普通絮狀污泥，通過脈沖布水的沖擊作用形成連續(xù)的上升下降過程，污泥不斷互相碰撞、摩擦，易形成致密結構的顆?；勰唷ｎw粒污泥的外觀上是多種多樣，有呈卵形、球形、絲形等；其平均直徑為 1 mm,一般為 ~2 mm,最大可達 3~5 mm；反應區(qū)底部的顆粒污泥多以無機粒子作為核心，外包生物膜；顆粒的核心多為黑色，生物膜的表層則呈灰白色、淡黃色或暗綠色等；反應區(qū)上部的顆粒污泥的揮發(fā)性相對較高。顆粒污泥中的細菌是成層分布的，即外層中占優(yōu)勢的細菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌；顆粒污泥實際上是一種生物與環(huán)境條件相互依存和優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)，各種細菌形成了一條很完整的食物鏈，有利于不同菌種間氫和乙酸的傳遞，其活性很高，能夠高效處理廢水中難降解的大分子有機物。泥水分離原理：隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應，產(chǎn)生大量主要成分為甲烷的氣體引起 PAFR 反應器內(nèi)污泥擾動。分離氣體、固體后的廢水繼續(xù)上升，最后從出水堰溢流，經(jīng)集水槽排出。減少水流的紊動，縮短了顆粒沉降距離，避免厭氧顆粒污泥在板面上沉積，從而減少了板面的承重，使其不易變形或坍塌；④性價比高，高強中空 PP 板市場上較為常見，容易采購因此其價格較不銹鋼板低廉許多，且非常穩(wěn)定，不會如金屬價格波動大，其強度高、耐腐蝕的性能非常適合用作制造三相分離系統(tǒng)，整體制作成本僅為 304 不銹鋼材質的八分之一，因此性價比非常好。由于布水系統(tǒng)安裝在 PAFR 反應器底部，且 PAFR 反應器是一個密閉結構，清通布水系統(tǒng)需要耗費較大的人力、物力。防堵塞布水系統(tǒng)是根據(jù) PAFR 反應器的結構、水力模型及多個造紙廢水處理工程的 PAFR 反應器布水系統(tǒng)運行情況總結改良得出。整個反沖排渣過程僅需要進行閥門的開啟，操作非常的簡便，且反沖排渣效果好。5. 操作維護簡便PAFR 反應器無運轉設備，脈沖部分完全自動化運作，可以做到無人值守。另外我公司運用有效的氣水分離功能，可以確保反應器系統(tǒng)內(nèi)的三相得到分離，因此調試、運行方便。所謂活性污泥是向廢水中通入空氣，經(jīng)過一段時間后產(chǎn)生的一種絮凝體(菌膠團)。它易于沉淀與廢水分離，并使廢水得到澄清?；钚晕勰喙に嚲哂刑幚砟芰?，出水水質優(yōu)良、投資、運行費用低等優(yōu)點。1. 改良型活性污泥法工藝選擇該造紙廢水有機污染物種類多，用好氧活性污泥法可有效去除污水中有機污染物。通過曝氣對廢水進行充氧和攪拌，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)，并與廢水充分接觸，通過活性污泥生物降解污水中的有機污染物，好氧細菌增殖降解，形成菌膠團，作為污泥經(jīng)沉淀分離，達到去除水中有機物的目的，廢水由此得到凈化。(2). 節(jié)約占地面積，工藝池型不受限制，最為省地。(4). 設備少，可手動、自動控制切換，對自動化控制依賴程度較低，運轉靈活。 本工程特色設備簡介我公司經(jīng)過理論分析和多次的模擬試驗，開發(fā)出自動高效脈沖布水器、管狀可變微孔曝氣器、先進實用的曝氣裝置等特色設備，有效地保障了工藝的應用，可為業(yè)主單位節(jié)約大量運行成本。自動 16 高效脈沖布水器是利用虹吸管中快速流動的水流將主管道中的空氣帶走，使主管道內(nèi)形成一定的真空度，在管道內(nèi)外大氣壓的作用下容器中的水進入主管道后排入池中。該布水器具有以下優(yōu)點：①結構簡單，不需復雜設備，整個吸氣布水過程靠水力自動完成