河北廊坊大成紙業有限公司造紙廢水處理工程初步設計方案6000M3/DGUANGZHOUCHINAEVERENVIRONMENTALENGINEERINGCO,LTD二O一O年十月二十日責任表項目名稱河北廊坊大成紙業有限公司造紙廢水處理工程工程編號ZHWD1048設計證號工程設計證書環境工程（水污染防治工程）甲級資質證書編號A144017963（建設部頒發）設計單位廣州中環萬代環境工程有限公司總經理高級工程師國家首批注冊環保工程師總工程師工程師國家注冊環保工程師注冊一級建造師設計人員工藝主管設計土建主管設計機電主管設計工程主管概述河北廊坊大成紙業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10萬噸高強瓦楞紙生產線。為保護周邊環境，促進當地經濟與環境持續、穩定、協調發展，同時響應“三同時”政策，該公司決定新建一套廢水處理系統，廢水處理工程的設計規模為6000M3/D。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、高效的布氣系統，使廢水處理系統高效、節能。采用我公司技術先進成熟、結構簡單、運行穩定可靠、處理成本低的厭氧處理技術水解酸化池，有效分解廢水中結構穩定的難降解大分子有機污染物；PAFR反應器，降低廢水COD，減小好氧池有機負荷。廢水處理工藝流程廢水格柵集水池篩網平臺初沉池調節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。污泥處理流程物化污泥、剩余污泥污泥濃縮池壓濾機干泥外運。二、主要工藝參數1調節池（1座）AM2HM194040停留時間HRT24H2初沉池（1座）DMHM20040表面負荷Q085M3/M2H3水解酸化池（1座）LMBMHM16550150停留時間HRT40H4PAFR反應器（1座分2格）LMBMHM165130120停留時間HRT82H容積負荷NV209KGCOD/M3D5好氧池（1座）LMBMHM33018060停留時間HRT120H容積負荷NV094KGCOD/M3D6二沉池（1座）DMHM22045表面負荷Q070M3/M2H7終沉池（1座）DMHM22040表面負荷Q070M3/M2H三、經濟技術指標1廢水處理設計規模6000M3/D2總投資10581萬元，噸水投資17635元/M33總裝機容量4581KW，運行功率2564KW4直接運行費用1487元/M35占地面積約8820M2備注本運行費用為直接費用，不包括PH調節費、污泥運輸費、運行費用、折舊費、維修費、企業管理費等。目錄第一章項目概況111項目背景112設計單位概況1第二章設計依據、原則及范圍321設計依據322設計目的323設計原則324設計內容4第三章工程規模、目標531設計規模532排污情況533設計出水水質5第四章處理工藝的選擇及設計741水質分析742廢水處理工藝選擇743本工程特色設備簡介1544污泥處理工藝選擇1945工藝流程1946設計處理效果預測2247廢水處理系統設計2248污泥處理系統設計3249附屬構筑物設計35第五章建筑和結構設計3751建筑設計3752結構設計3753防滲設計37第六章電氣設計3861設計依據3862設計范圍3863供、配電系統3864照明設計39第七章機構設置、勞動定員、工期4071管理機構4072勞動定員4073工期41第八章工程內容、投資概算及運行成本分析4281編制依據4282工程內容4283工程投資概算4284運行成本分析48第九章售后服務承諾及措施50第一章項目概況11項目背景河北廊坊大成紙業有限公司位于河北省廊坊市大成縣，該公司是一家生產高強瓦楞紙的造紙企業，年產10萬噸高強瓦楞紙。每天產生廢水量約為6000M3為保護周邊環境，滿足國家發展循環經濟，走可持續發展的生態模式，因此，公司決定興建一套廢水處理設施，主要處理生產車間排放廢水，廢水處理的設計規模為6000M3/D。廣州中環萬代環境工程有限公司受河北廊坊大成紙業有限公司委托，針對該類生產廢水的特性，編制了此設計方案。12設計單位概況廣州中環萬代環境工程有限公司是中國環保產業骨干企業，廣東省環境保護產業協會副會長單位。公司擁有國家建設部頒發的甲級工程設計證書、國家環保總局頒發的環保設施運營資質證書，已通過ISO90012000質量管理體系認證，是廣州市高新技術企業和中國環境保護產業協會常務理事單位、廣東省環境保護產業協會副會長單位、廣州環境保護產業協會副會長單位。“誠信為本，專注專業”是公司的宗旨。公司保證信守承諾，優質服務。具體體現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秀示范工程。公司擁有以CEAO工藝和雙流化床工藝為中心的一系列污水處理新技術，是污水處理領域工程技術水平最高的企業之一，是造紙廢水處理領域的佼佼者。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。其中多項被評為優秀示范工程。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。其中在造紙行業，我公司承建的東莞建暉紙業有限公司（生產涂布白板紙）40000M3/D的廢水處理工程全面達標，已正常投入使用五年多；山東榮成海盛紙業有限公司廢水處理及回用工程（20000M3/D，100回用）已成功投入運行并被評為國家級優秀示范工程；華鵬紙業有限公司廢水處理零排放工程；山東宏河礦業集團恒翔紙業有限公司26000M3/D綜合污水處理系統及回用工程已驗收合格；山東太陽紙業有限公司60000M3/D廢水處理改造工程成功投入運行并達標排放；山東泉林紙業有限公司100000M3/D廢水處理改造工程成功投入運行。出水都能達到國家或地方排放標準，深受社會各界及業主的一致好評。我們對每一個污染治理項目都進行深入調查，取得第一手資料，在深入調查研究的基礎上采用先進而實用的處理方法，并結合企業的實際情況，進行技術上先進、經濟上節約的工藝設計。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。工程質量、系統處理效果均得到了客戶的稱許和國家、地方有關部門、環保專家的首肯。第二章設計依據、原則及范圍21設計依據1業主提供的有關水質、水量資料及處理要求2中華人民共和國環境保護法3給水排水工程構筑物結構設計規范GB5001420024制漿造紙工業水污染排放標準GB354420085室外排水設計規范GB5001420066其他相關專業規范及標準22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、運行穩定、投資省、運行成本低的工藝，同時使工程獲得最佳的環境效益、社會效益和經濟效益。23設計原則1符合國家、地方的法律、法規和有關文件的各項規定及業主的要求，確保廢水處理工程在建設過程中及投產運行后系統安全可靠，無二次污染；2采用先進實用、簡便易行的工藝方法，以達到工程建設投資省、占地少及出水達標排放的目的；3采取切實可行的技術手段，提高裝備質量，提高自動化控制及管理水平，以保證廢水處理工程運行可靠、經濟合理；4基建投資在滿足工藝及工程要求的前提下應盡量節省，采用安全可靠、經濟合理的地基處理方法；5嚴格執行國家有關工程建設規范，使構（建）筑物達到適用、經濟、安全的目標。24設計內容1作廢水處理工程總體規劃；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。第三章工程規模、目標31設計規模根據業主提供的資料，確定廢水處理工程為6000M3/D。設計處理流量QD6000M3/D，變化系數KZ11；設計小時流量QEV250M3/H設計最大瞬時流量QMAX275M3/H32排污情況321排污情況由于河北廊坊大成紙業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。該廢水有機污染物濃度高、懸浮物含量高，廢水水質水量變化大，是較難處理的工業廢水之一。322廢水水質根據業主提供的資料，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CODCR4000SS2000BOD51200PH6090水溫5033設計出水水質根據制漿造紙工業水污染物排放標準GB35442008處理出水水質須達到以下要求（如表32所示）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CODCR90MG/LSS30MG/LBOD520MG/LPH609034污泥處理目標廢水處理站所產生污泥經過濃縮、機械脫水后外運處置。第四章處理工藝的選擇及設計41水質分析該污水屬于廢紙類造紙污水，是以美國廢紙和國內廢紙為主要原料。污水的特點是SS、COD均較高，屬較難處理的污水之一。廢紙類造紙是以1530美國廢紙11AOCC和7085國內廢紙LOCC為主要原料，生產高強瓦楞紙、T紙，排放的廢水主要來自廢紙的碎漿、篩選、浮選及抄紙過程中產生的廢水。廢水中的主要成分是細小懸浮性纖維、造紙填料、廢紙雜質和少量果膠、蠟、糖類，以及造紙生產過程中添加的各種有機和無機的化合物。廢水的特點是SS、COD均較高，在COD組成中，非溶解性的COD較高，約占60以上，而部分溶解性COD又是較難生物降解的。42廢水處理工藝選擇為了取得最佳的處理效果及從系統運行的穩定性、安全性、可靠性出發，降低投資成本、運行管理簡便、節約運行費用，結合本工程的自然、社會經濟和管理水平情況，并根據本工程廢水特性，結合國內外造紙廢水處理技術的發展狀況，我們選擇了物化與生化相結合的處理工藝。421本工程物化處理工藝選擇造紙工業廢水的綜合治理工藝路線中廢水的預處理工藝是非常重要的，它關系到整個系統的穩定運行和達標排放，同時也涉及到運行成本的高低，廢水進行預處理后可大大改善廢水水質，有利于下步處理，最終達到去除污染物之目的。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。2斜篩平臺紙漿池由于廢紙造紙工業廢水的特點是SS、COD均較高，在COD組成中，非溶解性的COD含量較高，通過篩網，可回收大量紙漿，并去除大量的非溶解性COD，降低后續處理的有機負荷。篩網采用雙層結構，上層為斜篩，下層為集漿池。紙漿由斜篩截留后流至集漿池，然后由泵提送到回用車間。采用雙層結構篩網能有效減少清渣的勞動強度、改善勞動環境，減少操作工人數量。3調節池廢水處理設備及構筑物都是按一定的水量標準設計的，要求均勻進水，特別對生物處理系統更為重要，為了保證后續處理系統的正常運行，在廢水進入處理系統之前，預先調節水量，使處理系統滿足設計要求。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。使進入生化系統廢水溫度控制在38以內，本方案采用低噪聲環保型冷卻塔降溫。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，提高后續生化系統的穩定運行。混凝沉淀具有投資小、占地面積大、處理時間長、污泥含水率高、運行管理簡單、故障率低等優點。根據我公司多年的運行管理經驗總結，發現由于生產企業排放的廢水水質經常處于變化之中，給投加混凝藥品帶來一定的困難。因為投加混凝劑去除污染物時，并不是投加混凝劑品種多、投加藥劑量大時的去除效果好，而是有一個最佳點，這個點即可達到用最經濟的藥品量取得最好的去除效果。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。選擇性物化技術相對普通絮凝技術具有如下優點1選擇性物化在調試初期，承擔主要的污染物去除負荷，減輕調試初期對脆弱的生化系統的沖擊，廢水處理系統調試正常后，生化系統能夠承擔較高污染負荷，并且有較強的耐沖擊能力，可降低物化加藥量；2投藥方法上，可根據需要減少投藥量，或多加助凝劑少加絮凝劑，因而可減少污泥量及降低處理費用。422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。根據所利用的細菌對氧的要求不同，可以把生化處理分為好氧處理和厭氧處理兩大類。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。厭氧生物處理不需要供給氧氣，污泥負荷相對較高，能處理較難生物降解的物質，但所需時間長，出水一般需要后續處理才能達到排放標準。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（CH4等）和少量的細胞物質。厭氧過程可分為水解發酵階段、產乙酸產氫階段和產甲烷化階段。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，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代謝。前兩階段的產物被產甲烷菌轉化成為甲烷，廢水COD大為降低。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。對于本生產廢水處理工程，由于廢水含有部分難降解的物質，出水水質要求高，結合我司多年來在造紙廢水治理領域的工程經驗，本方案選擇“水解酸化池PAFR反應器改良活性污泥法”的生化處理工藝。4221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酵階段、產乙酸產氫階段及產甲烷階段。1、水解發酵階段復雜的大分子有機物，不能透過細胞膜，因此不可能為細菌直接利用。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。例如天然膠聯劑（主要為淀粉類），首先被轉化為多糖，再水解為單糖。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。半纖維素被聚木糖酶等水解成低聚糖和單糖。繼而這些小分子化合物在發酵細菌（即酸化菌）的細胞內轉化為更簡單的化合物并分泌到細胞外。這一階段的主要產物有揮發性脂肪酸（簡寫作VFA）、醇類、乳酸，原有少量小分子有機污染物被降解為二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時，酸化細菌也利用部分物質合成新的細胞物質，因此未經酸化處理的污水厭氧處理時會產生更多的剩余污泥。酸化菌對PH值有較大的適應范圍，產酸可在PH4條件下進行，而產甲烷菌的最佳PH值范圍為6872，超出這個范圍則轉化速度將減慢。2、產乙酸產氫階段在此階段，上一階段的產物被進一步降解為乙酸（又稱醋酸）、氫和二氧化碳，這是最終產甲烷反應的反應底物。3、產甲烷階段產甲烷菌是一種嚴格的厭氧微生物，與其它厭氧菌比較，其氧化還原電位非常低（330MV）。在此階段，前兩階段產生的乙酸、H2和CO2被產甲烷菌轉化成為甲烷，甲烷的轉化產率約為7075，故COD大為降低。厭氧過程前兩個階段速度相對較快，在工程上難以嚴格分離。甲烷化階段主要由產甲烷菌完成，產甲烷菌世代時間長，對環境要求非常嚴格，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。根據厭氧反應的三階段理論，針對本工程廢水水質特點，本工程厭氧處理工藝采用“水解酸化池PAFR反應器”，產酸和產甲烷兩個階段的反應分別在兩個單獨的反應器內進行，以創造各自最佳的環境，并將兩個反應器串聯起來，形成兩相厭氧發酵系統。1、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，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代謝。水解酸化的產物主要包括揮發有機酸（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。水解酸化池的特點1有效去除毒性物質、抑制物質或改變某些難降解有機物的分子結構，增加整個厭氧處理系統的運行穩定性。2反應器中COD主要是形態發生轉化，進水與出水總COD基本保持一致。3為產酸菌提供最佳的生長條件，提高水解發酵階段的反應速率，出水嚴格控制出水PH值范圍控制在7002，提高產甲烷反應器中污泥的產甲烷活性。2、PAFR反應器脈沖厭氧流化床反應器（PULSEANAEROBICFLUIDIZEDREACTOR,簡稱PAFR）是我公司歷經八年開發，多次總結提高的一種新型超高效厭氧生物反應器。PAFR能高效處理各類難生物降解的有機工業廢水，如造紙廢水、印染廢水等。其操作簡單，投資省、運行費用低，去除效率高，是一種比傳統厭氧工藝更先進更符合國情的新型厭氧處理技術。在PAFR反應器內，廢水主要經歷產甲烷階段，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，既減輕了后續好氧工藝的有機負荷，也不會降低好氧池的處理效率。不論是在水解發酵階段或是在產酸產氫階段，COD主要是形態發生轉化，僅僅是由一種難生物降解的COD轉化為另一種可生物降解的COD。實際的COD去除發生在產甲烷階段，水解發酵階段和產乙酸產氫階段的產物可以在PAFR反應器中被產甲烷菌進一步降解為水和CO2、H2、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。未被去除的小分子污染物也可以在后續好氧生物處理過程中被好氧微生物分解代謝。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，節省大量的基建投資和處理費用。PAFR的優點如下1主體由鋼砼或鋼結構建成，一般高度為9180米，結構簡單，施工較易。2系統內有強力而又節省的攪動和上流的推動力。3獨特的脈沖效果有利于顆粒化污泥的形成。4反應器內由酸化、水解和產氣菌組成了高效、協調的厭氧生態群，其中產甲烷絲菌在顆粒污泥占主導地位。5特殊的污泥濃度分布規律和脈沖布水的強力攪動，帶來了高效率。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系統，其中包含了降解廢水中各種有機污染物的微生物種群，剩余污泥產量少且穩定。7PAFR反應器出水B/C值跟水解酸化池出水B/C值基本保持一致。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。9具有多種調控能力，因此適應性好，耐沖擊負荷。10處理成本低，具有較好的環境經濟效益。我公司對PAFR的工程進行了精心設計，通過多項工程的成功實施，積累了許多經驗。我們注重進水、出水、排泥、除氣、反沖洗防堵的每一個細節，力求做到盡善盡美。1脈沖布水器和顆粒污泥整個厭氧系統使用我公司的脈沖布水器，僅消耗部分勢能，無潛水攪拌等輔助設備。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，使主管道內形成一定的真空度，在管道內外大氣壓的作用下池內的水進入主管道后排入池中。由于水流速度快，布水能在短時間內完成，達到脈沖的效果，攪起池底的高濃度的污泥，使池內泥水處于充分混合狀態，厭氧菌與廢水中的有機物得到充分的接觸。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粒化污泥。顆粒污泥是快速高效的厭氧菌膠團，生物相容性好，沉降性能良好，抗水力負荷和沖擊負荷的能力強，對環境沒有二次污染。顆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1MM,一般為012MM,最大可達35MM；反應區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；反應區上部的顆粒污泥的揮發性相對較高。在顆粒污泥中主要包括各類微生物、無機礦物以及有機的胞外多聚物等，其VSS/SS一般為7090；顆粒污泥的主體是各類微生物，包括水解發酵菌、產氫產乙酸菌、和產甲烷菌等，根據相關資料記載細菌總數為141012個/GVSS。顆粒污泥中的細菌是成層分布的，即外層中占優勢的細菌是水解發酵菌，而內層則是產甲烷菌；顆粒污泥實際上是一種生物與環境條件相互依存和優化的生態系統，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。2三相分離系統PAFR反應器呈全封閉式，采用特有的泥水氣三相分離系統，它既能收集從分離器下的反應室產生的氣體，又使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來。泥水分離原理隨著污水與污泥相接觸而發生厭氧反應，產生大量主要成分為甲烷的氣體引起PAFR反應器內污泥擾動。在PAFR反應器產生的氣體中有一部分附著在污泥顆粒上，自由氣泡和附著在污泥顆粒上的氣泡隨著廢水上升至泥水分離器頂部，污泥顆粒上升撞擊到脫氣擋板的底部，這引起附著的氣泡釋放，自由氣體和從污泥顆粒釋放的氣體被收集起來；脫氣的污泥顆粒沉淀從廢水中分離并通過反射板落回到PAFR反應器的底部。分離氣體、固體后的廢水繼續上升，最后從出水堰溢流，經集水槽排出。該泥水分離系統由高強中空PP板制作，具有以下優點強度高，該板也稱瓦楞板或蜂巢板，由PP材料經過高溫一次擠壓成型，其瓦楞結構讓其有著非常好的強度，使用中不容易變形；耐腐蝕，PP材料本身決定了該板的耐酸堿性能好，高溫下同樣具有抗氧化性；壽命長，其安裝角度為60，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；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，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。3防堵塞布水系統造紙廢水中含有大量的紙漿纖維，經過前處理后，仍會不可避免的有部分細小的纖維和較大的雜質進入PAFR反應器，如薄膜袋、布條等，這些雜質容易造成布水孔堵塞。由于布水系統安裝在PAFR反應器底部，且PAFR反應器是一個密閉結構，清通布水系統需要耗費較大的人力、物力。為解決這個難題，我司根據多個工程的經驗，改進了布水系統的構造，增加水力反沖排渣管道，使布水系統具有良好的防堵塞功能，即便堵塞也能通過簡便的操作疏通布水管。防堵塞布水系統是根據PAFR反應器的結構、水力模型及多個造紙廢水處理工程的PAFR反應器布水系統運行情況總結改良得出。在以往的布水系統中，堵塞通常發生在布水管的末端，堵塞的雜質是薄膜袋、布條等，我公司在設計上在布水管末端增加反沖排渣管，脈沖布水器發生脈沖時將雜質沖至排渣管中，然后開啟反沖排渣閥門，利用高位水力壓差使PAFR反應器內的廢水通過布水管過水孔進入布水管內進行反沖，隨后進入反沖排渣管一起把雜質帶出，由此完成反沖排渣過程。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。4系統出水的均勻性結合公司多年的工程經驗，PAFR反應器出水采用先進的可調式不銹鋼溢流裝置，確保系統出水的均勻性，有效避免反應器脈沖時大量出水對好氧池系統的沖擊，增強后續系統的穩定性；每個溢流裝置末端增設液位控制器，不僅能夠控制好系統有效水位，而且還能起到有效水封作用。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。根據多個工程的實際情況，PAFR出水不帶有或帶有很少量的泥。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內的三相得到分離，因此調試、運行方便。4222好氧活性污泥法活性污泥法是利用在曝氣池內呈懸浮狀的微生物群體又稱活性污泥與廢水充分接觸，吸附、除去廢水中的有機污染物而使廢水得到凈化的方法。所謂活性污泥是向廢水中通入空氣，經過一段時間后產生的一種絮凝體菌膠團。這些絮凝體主要由大量繁殖的微生物組成，還包括微生物自身氧化的殘留物，吸附在表面的污染物等。它易于沉淀與廢水分離，并使廢水得到澄清。活性污泥法是通過曝氣，對廢水進行充氧和攪拌，使活性污泥呈懸浮狀態，并與廢水充分接觸，利用活性污泥吸附降解廢水中的污染物，并進行自身新陳代謝，廢水由此得到凈化。活性污泥工藝具有處理能力強，出水水質優良、投資、運行費用低等優點。我公司通過改進傳統好氧池布水、布氣方式，提高了傳統工藝的處理效率，成功地應用在多個造紙工業廢水處理工程中。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。活性污泥工藝具有處理能力強，出水水質優良、投資、運行費用低等優點。通過曝氣對廢水進行充氧和攪拌，使活性污泥呈懸浮狀態，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，作為污泥經沉淀分離，達到去除水中有機物的目的，廢水由此得到凈化。因此本工程采用的是我公司的改良活性污泥工藝，通過改進傳統好氧池池型結構、布氣方式，提高了傳統工藝的處理效率，更有效的處理高濃度有機廢水2改良型活性污泥法的優點1節省能耗，池型為無動力推流式池體，采用廊道式結構且具有推流作用，無需使用機械設備。2節約占地面積，工藝池型不受限制，最為省地。3兼有好氧池以及混合曝氣池的優點。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。5不停產檢修的曝氣系統使好氧系統運行更為穩定可靠。43本工程特色設備簡介我公司經過理論分析和多次的模擬試驗，開發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，可為業主單位節約大量運行成本。1、自動高效脈沖布水器自動高效脈沖布水器是根據厭氧池對水流狀態的要求及目前各種布水器的特點而研究開發出來的，是一種理想的高效節能、操作可靠的布水系統。自動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，使主管道內形成一定的真空度，在管道內外大氣壓的作用下容器中的水進入主管道后排入池中。由于水流速度很快，布水能在短時間內完成，達到脈沖的效果，攪起池底的污泥，使池內廢水、污泥不斷充分混合處于流化狀態，厭氧菌與廢水中的有機物得到充分的接觸反應。該布水器具有以下優點結構簡單，不需復雜設備，整個吸氣布水過程靠水力自動完成，維護管理方便；能耗低，效率高，除提升來水外無需其他的動力；配水均勻，水力攪拌效果好；使用壽命長等。下表對脈沖布水和潛水攪拌兩種比較常見的布水方式進行了比較，可以清楚的看出脈沖布水的優越性。表41脈沖布水與潛水攪拌性能比較布水方式項目脈沖布水潛水攪拌布水效果布水效果好，生物污泥流失少布水效果一般，生物污泥流失多因此需設沉淀池和污泥回流系統施工方式需增設出水槽無出水槽配水均勻性均勻性良好均勻性一般設備維修方便易行不方便，需吊出水面維修設備性能穩定可靠國產設備難以達到要求進口設備價格較高動力消耗無、僅靠水泵自身揚程即可潛水攪拌機能耗較大由上表可以看出，在厭氧池中不管是從保證處理效果，還是從運行費用等來看，選擇脈沖布水是比較合適的。脈沖布水方式，保證了污泥濃度以及泥水混合效果，控制了易燃、惡臭氣體產生，這樣在較好的處理效果下，縮短了停留時間，減小了池容，降低了投資。2、管狀可變微孔曝氣器在廢水處理工程中，好氧曝氣系統的能耗是廢水處理能耗的最主要組成部分，因此應合理地選擇高效節能的曝氣器。一般常用的曝氣方式有射流曝氣、表面曝氣機和可變微孔管狀曝氣等，現將幾種主要曝氣方式的比較列表如下表42曝氣方式的比較曝氣方式項目管狀微孔曝氣射流曝氣表曝機動力效率高中低運行成本低中高氧利用率高高中應用范圍應用廣泛穩定可靠適合本好氧工藝多用于小型污水處理廠，并以活性污泥工藝為主中小型污水處理廠不適合本好氧工藝運行穩定性良好良好對設備要求高占地占地較大占地小占地小噪音噪音較大噪音小噪音小運行狀況運行穩定由于廢水中含有泥沙雜質，噴嘴易磨損，導致充氧效率大大降低國產設備性能較差進口設備價格高維修采用上浮式曝氣安維修不方便維修不方便裝維修方便本工程使用的管狀可變微孔曝氣器由廣州中環萬代環境工程有限公司研制生產的一種新型、高效的曝氣設備。可變微孔曝氣器是一種負壓設計的曝氣設備，是一種具有微孔曝氣、防堵塞、有效服務面積大、氣泡直徑小和氧氣利用率高等特點的高效曝氣設備。其氧氣利用率達15以上，并已在工程中長期運行使用，取得了良好曝氣效果，現已被廣泛運用于工程中。可變微孔曝氣器的膜采用高質量的進口原材料，確保了使用壽命。在廢水處理站的運行中，動力消耗是運行費用主體，而曝氣的動力消耗是整個系統動力消耗的主要來源。在運用管狀可變微孔曝氣器后，可減少風機的動力消耗，降低整個廢水處理系統的運行費用。3、先進實用的曝氣裝置可變微孔上浮式曝氣裝置是我公司根據水中氧氣的轉移原理及目前各種充氧曝氣方式的特點而研究開發出來的，它是一種理想的溶氧效率高、檢修方便、操作可靠的曝氣裝置。與其它曝氣裝置相比，該曝氣裝置具有以下優點不易被腐蝕，使用壽命長；檢修方便，維護簡單；曝氣效果好等。該裝置空氣支管裝在池體水面以上，避免與廢水接觸，因此不易被腐蝕。該裝置將曝氣器連接在一根曝氣管上，成“豐”字型，組成一曝氣平臺，還可以根據需要，兩個“豐”字型連接成一組。這樣的曝氣平臺再與曝氣主管通過法蘭連接，檢修時，只需將要檢修的曝氣平臺法蘭松開，把曝氣器從水中提上來即可進行檢修、更換，無需排掉池中的廢水。這種曝氣平臺停留在水深45M處，氣泡在其表面逸出時，直徑約為50M。如此微小的氣泡使得氧氣接觸面積增大和氧氣傳送效率提高。本曝氣系統更能充分發揮好氧池的去污功效，同時由于可變微孔曝氣器布置在池底部，曝氣均勻、曝氣效率高，對整個池內的泥水形成很好的攪動，提高了好氧系統的去污功效。44污泥處理工藝選擇441污泥處理的目的廢水處理廠是將廢水中部分SS、BOD等污染物質，轉化成污泥。污泥含水率高、有機物含量較高，不穩定，且易腐化，還含有致病菌和寄生蟲卵。因此，必須對污泥進行處理和處置，避免造成二次污染。污泥處理的目的是分解有機物，殺滅致病菌和寄生蟲卵，使污泥穩定化，盡量利用污泥中的資源。442污泥處理工藝根據本廢水處理工程實際情況，我們選擇濃縮脫水工藝處理污泥，經穩定、脫水的污泥外運處置。443污泥處理設備選擇常見的機械濃縮脫水有帶式和離心式污泥濃縮脫水一體化機械兩種，離心式污泥脫水機有操作環境較好，沖洗水用量少，不需加壓等優點，但設備價格較高、裝機容量較大。而帶式污泥脫水機雖然操作環境較差，反沖洗水量較大，但是設備價格較低，裝機容量小，維護管理運行費用低。從降低能耗，減少運行費用及控制投資方面綜合考慮，在本方案中，我們采用帶式壓濾機。444泥餅、濾液處置機械脫水后的泥餅外運填埋，或運至廢棄物處理廠按照固體廢棄物處置。濾液回流至集水池。45工藝流程451工藝流程說明從生產車間來的廢水經過格柵后進入1集水池后提升到篩網平臺，廢水經過濾去細小纖維和較小的漂浮物后，自流進入反應池。在反應池中使投加的絮凝劑與廢水混合，再通過初沉池沉淀，沉淀下來的污泥由刮吸泥機吸出，然后泵送至污泥濃縮池。初沉池的出水自流到調節池，調節水質水量后泵送到水解酸化池若廢水溫度過高，則先經冷卻塔降溫后再提升至水解酸化池。在水解酸化池中，胞外酶和酸化菌將污水中大分子有機物分解成小分子有機物，使污水中溶解性有機物顯著提高，在短時間內和相對較高的負荷下獲得較高的懸浮物去除率，改善和提高原水的可生化性。水解酸化池出水自流進入PAFR反應器，PAFR反應器由脈沖布水器進行布水，在產甲烷細菌的作用下，水解酸化池的厭氧產物被分解轉化為甲烷氣體，COD大大降低。PAFR反應器出水進入好氧池，在好氧池中，微生物利用好氧菌吸附、氧化、分解廢水中的有機物。好氧池所需的氧氣由鼓風機供給，好氧池出水進入二沉池進行泥水分離，沉淀下來的污泥由刮吸泥機吸出，部分污泥回流至生化系統。二沉池出水再進入2反應池、終沉池進行進一步處理后，出水達標排放。物化污泥和生化剩余污泥經濃縮后，利用帶式壓濾機對其進行脫水，脫水后的污泥外運處置。濃縮池上清液及污泥脫水時的濾液均返回集水池再處理。452工藝流程框圖物化污泥回流污泥剩余污泥車間來水格柵集水池（提升）反應池初沉池調節池（提升）好氧池二沉池鼓風機鼓風曝氣污泥濃縮池圖41工藝流程圖上清液斜篩達標排放PAFR反應器冷卻塔PAC、PAM紙漿池紙漿污泥脫水間水解酸化池終沉池外運處理46設計處理效果預測根據進出水水質及處理要求，本工程要求的污染物去除率如下表所示（見表43）表43主要污染物去除效果一覽表單位MG/LPH除外CODCRBOD5SSPH原水40001200200069細格柵36001011762180010篩網2592（28）1058410129628初沉池1296（50）635040194485水解酸化池、PAFR反應器583255317550好氧池、二沉池1166852549233083終沉池875251982230969排放標準90203069注1、括號內的數據為該處理單元的去除率，各單元均為出水水質；2、以上數據僅為預測，實際運行時會有所波動，應以實際運行結果為準，本設計方案保證最終出水達標排放。47廢水處理系統設計廢水處理系統設計有關情況說明如下1、以下構筑物如無特別說明，均按6000M3/D設計；2、本方案暫定格柵井進水水位為地面下02米，進水水位根據實際情況調整；3、業主負責將廢水收集至新建的格柵渠，我方負責出水至終沉池壁外1米；4、業主負責高壓變配電系統。471格柵渠1功能設細格柵一道，用以去除大塊的漂浮物，以防止其后的處理構筑物管道、水泵等設備堵塞。2設計參數外形尺寸LMBMHM301520結構形式鋼砼結構數量1座3主要設備回轉式細格柵機型號GSHZ700數量1臺柵條間隙B3MM柵寬B07M格柵安裝傾角70電機功率N15KW472集水池、1提升泵房1功能調節水量水質，并將廢水提升到纖維回收系統。設計參數外形尺寸集水池SM2HM675M2401提升泵房LMBM8050集水池有效水深HE35M集水池停留時間HRT08H結構形式集水池鋼砼結構1提升泵房半地下式鋼筋混凝土框架結構，與集水池合建。數量各1座3主要設備A廢水提升泵型號KPS65150數量2臺（1用1備）流量Q275M3/H揚程H110M功率N15KW/臺B浮球液位計數量1套C電動葫蘆型號1T9M數量1臺起吊重量T1噸提升高度9米功率N15KW/臺D地溝排水泵型號50QW1010075數量1臺流量Q10M3/H揚程H10M功率N075KW473篩網、集漿池1功能通過篩網來攔截廢水中較小懸浮物，可大幅度降低廢水的懸浮物；集漿池回收紙漿。2設計參數A篩網平臺外形尺寸LMBM8060B集漿池外形尺寸LMBMHM80604結構形式篩網平臺框架結構，集漿池半地下式鋼砼結構數量1座3主要設備A斜篩80目數量1套B反沖洗水泵型號JQ10080296B數量1臺水量Q19M3/H揚程H185M功率N55KWC、紙漿泵型號JQ10080296數量2臺1用1備流量Q32M3/H揚程H12M功率N3KW注紙漿泵揚程需要根據實際情況調整，價格也隨之調整。4741反應池、初沉池1功能在1反應池加藥混凝反應，于初沉池中去除廢水中的懸浮物質及部分無機鹽。2設計參數外形尺寸反應池LMBMHM604045初沉池DMHM20040反應池停留時間HRT14MIN初沉池表面負荷Q085M3/M2H結構形式鋼砼結構數量各1座3主要設備A全橋式周邊傳動刮泥機型號CG20B數量1套功率N30KW/臺B、污泥泵型號JQ150100315數量2臺（1用1備）流量Q122M3/H揚程H125M功率N75KW/臺475調節池、冷卻塔平臺、2提升泵房1功能收集初沉池出水，調節水量水質、降低水溫并提升至生化系統。設計參數外形尺寸調節池SM2HM194M240冷卻塔平臺LMBM60502提升泵房LMBM14050有效水深HE35M調節池停留時間HRT24H結構形式調節池鋼砼結構2提升泵房半地下式鋼筋混凝土框架結構，與調節池合建。數量各1座3主要設備A廢水提升泵型號XA125/26數量2臺（1用1備）流量Q275M3/H揚程H190M功率N22KW/臺B冷卻塔型號GWNL250數量1套流量Q250M3/H功率N15KW進水溫度50出水溫度38C冷卻循環泵（置于2提升泵房）型號KPS65150數量2臺1用1備流量Q275M3/H揚程H110M功率N15KW/臺D電磁流量計型號LDT250規格QMAX400M3/H數量1套EPH在線儀型號PC350數量1套F超聲波液位計型號FMU231EAA31數量1套G地溝排水泵型號50QW1010075數量1臺流量Q10M3/H揚程H10M功率N075KWH方閘門型號SYF400數量1臺功率N075KWI電動葫蘆型號1T9M數量1臺起吊重量T1噸提升高度9米功率N15KW/臺476水解酸化池、PAFR反應器1功能水解酸化池利用其胞外酶、酸化菌等生物群體的綜合作用，提高廢水的可生化性。PAFR反應器中廢水進行甲烷化處理，在產甲烷菌的作用下，廢水中的有機物被轉化為沼氣逸出水體。PAFR反應器設有脈沖布水器，底部采用穿孔布水管，布水均勻，并可使泥水充分混合。布水主管末端設有排渣管，有效防止布水系統堵塞。2設計參數水解酸化池外形尺寸LMBMHM16550150有效水深HE145M有效容積VE1014M3停留時間HRT40H結構形式半地上式鋼砼結構數量1座外形尺寸LMBMHM165130120容積負荷NV209KGCOD/M3D有效水深HE110M有效容積VE2046M3有效停留時間HRT82H結構形式鋼砼結構數量1座分2格3主要設備3主要設備A水解酸化池布水系統數量1套B水解酸化池可調式溢流裝置材質304不銹鋼數量4套C脈沖布水器數量2套DPAFR反應器布水系統數量2套EPAFR反應器可調式溢流裝置材質304不銹鋼數量4套F三相分離系統數量2套G內循環回流泵型號KPS65150數量4臺2用2備流量Q140M3/H揚程H120M功率N11KW/臺477好氧池1功能好氧微生物在氧氣充足的條件下，利用新陳代謝的作用將廢水中的有機物分解成二氧化碳和水，從而降解有機污染物，并進行自身增殖，維持系統中高濃度的生物群體。2設計參數外形尺寸LMBMHM33018060有效水深HE55M有效容積VE2992M3污泥負荷NS027KGCOD/KGMLSSD容積負荷NV094KGCOD/M3D有效停留時間HRT120H結構形式地上式鋼砼結構數量1座污泥濃度MLSS3000MG/L溶解氧DO1530MG/L設計氣水比151需氧量計算按以下計算公式進行計算VRXBQSAO2其中O2活性污泥池需氧量（KG/D）A氧化每千克BOD5需氧千克數，取052B污泥自身氧化需氧率，取014SR去除BOD濃度，0292KG/M3XVMLVSS，取245KG/M3Q每天處理水量，6000M3/DV好氧池有效容積，2992M3K安全系數，一般取1120O205260000292011299224517174KG/D716KG/H供風量計算首先將實際充氧量R（716KG/H），換算成標準脫氧清水充氧量R0，以便選用曝氣器。采用微孔曝氣器，鋪設于距池底025M處，淹沒水深525M，計算溫度定為30。查表得水中溶解氧飽和度CS20917MG/L；CS30763MG/L曝氣器出口處的絕對壓力（PB）PB101310598103H（PA）1013105985251031528105PA空氣離開曝氣池面時，氧的百分比即10279ATEOEA曝氣器的氧轉移率，取值15OT184曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）即4210625TBSTSBOPC取最不利溫度條件，按30考慮，則CSBT892MG/L換算為20條件下，脫氧清水的充氧量，即2020041TTSBSCR氧轉移折算系數，取085氧溶解度折算系數，取090C廢水中實際溶解氧濃度（MG/L），取20大氣壓影響修正系數，取10R07169170850910892201024（3020）10109KG/H曝氣池供氣量，即1028ASEGGS供空氣量（M3/H）；R0標準脫氧清水（20，1013247PA）的總氧量；02821133，其中21為氧在空氣中所占的體積百分數，133為20時氧的密度。GS101090281510024069M3/H實際空氣需求量為GS15361035M3/H6017M3/MIN每立方米污水的供氣量為361035600024144即氣水比為1441取設計氣水比1513主要設備A布氣系統數量1套B在線溶氧儀型號OOM223數量1套C微孔曝氣器規格L580MM數量1250支478鼓風機房1功能鼓風機運行、維護。通過鼓風機供氣和曝氣系統，為好氧微生物提供足夠的氧氣。同時對曝氣池內的泥水進行攪拌，讓廢水與污泥充分接觸，提高微生物分解有機物的速率。每臺風機的進風管上均設有消聲器及彈性接頭。2主要參數外形尺寸LMBM10070結構形式框架結構數量1間3主要設備A三葉羅茨鼓風機型號SSR200HB數量3臺2用1備風量Q3116M3/MIN風壓PA686KPA功率N55KW/臺B軟啟動型號ATS48C14Q數量1套C變頻器型號ATV61HD55N4數量1臺D軸流風機型號4B4數量4臺流量Q4500M3/H風壓P110PA功率N025KW/臺479二沉池1功能廢水在二沉池中進行泥水分離，分離出來的水繼續進入下一處理單元進行處理，污泥則通過污泥泵一部分回流到生化系統，剩余部分排到污泥濃縮池。2設計參數外形尺寸DMHM22045表面負荷Q070M3/M2H結構形式鋼砼結構數量1座3主要設備A雙周邊傳動全橋刮吸泥機型號CGXB22數量1套功率N22KW/臺B污泥回流泵型號KPS65150數量2臺（1用1備）流量Q250M3/H揚程H110M功率N15KW/臺47102反應池、終沉池1功能通過投加混凝劑，對二沉池出水進行深度處理,降低出水COD、SS。2設計參數外形尺寸2反應池LMBMHM805545終沉池DMHM22040反應池停留時間HRT30MIN表面負荷Q070M3/M2H結構形式鋼砼結構數量各1座3主要設備A雙周邊傳動全橋刮泥機型號CG22B數量1套功率N30KW/臺B污泥泵型號JQ10080296數量2臺1用1備流量Q32M3/H揚程H12M功率N3KW48污泥處理系統設計481污泥量計算1細格柵柵渣SS計算進水SS為2000MG/L，出水SS為1800MG/L，含固率1560002000180001510008T/D絕干泥12T/D2纖維回收平臺回收SS進水SS為1800MG/L，出水SS為1296MG/L，含固率15600018129601510002016T/D絕干泥30T/D3初沉池污泥量可采用以下公式計算450980101426010PQMSQVEKG/D578078T/D絕干泥90T/D式中V初沉池污泥量，KG/D；Q設計廢水流量，M3/D；M每噸廢水加藥量，KG（藥劑）/M3（廢水）；Q藥劑轉化為污泥率，取1；SS0進水SS濃度，KG/M3；SSE出水SS濃度，KG/M3；P污泥含水率，