某 棉漿廠

　廢水處理工程厭氧改造

　方案設計書

　目

　錄

　一、項目概況

　······················································ 3 二、設計原則及設計依據 ········································· 3 三、處理工藝方案選擇 ············································ 4 四、本處理工藝的特點 ············································ 7 五、工程投資概算 ·················································· 8 (一)

　土建工程投資概算 (二)

　設備材料投資概算 (三) 其他費用 (四) 稅金 六、效益分析 ······················································· 10 (一) 日常運行費用 (二) 收益分析

　一、項目概況

　漿粕黑液廢水的處理一直被化纖漿粕行業業界認為是世界級的處理難題，主要集中在中國和其他發展中國家，很多發達國家已經由于會導致高污染而禁產。在中國，由于國家對環保的重視程度逐年提高，以及生產企業對清潔生產、循環經濟等生產理念的變化，尋求漿粕黑液廢水處理難題的解決方案成為當前很多漿粕生產企業目前最重要的任務之一，也是嚴重制約漿粕生產企業健康發展的制約因素。漿粕黑液廢水具有COD濃度高、堿度高、可生物降解性差，通常BOD/COD一般小于0.3，單純采用生物處理方法，最終出水因含有大量不可生物降解的木質素導致出水CODcr濃度仍將很高而無法達標排放。

　二、設計原則及設計依據

　（一）

　設計原則

　1.嚴格執行國家環境保護的有關要求，確保各項出水指標達到國家有關標準。

　2.本著切合實際、技術先進、經濟合理、安全適用的原則，積極采用經過實踐考驗的先進成熟的新工藝技術，提高技術含量，完善節能措施。

　3.盡量采用先進的控制技術，減輕工人勞動強度，使廢水處理工程易操作、易管理、易維護，同時節省人員及費用支出。

　4.在工藝設計時，有較大的靈活性、可調性，以適應水量、水質的周期變化。

　5.污水處理主體設施采用混凝土和鋼砼結構，力求占地面積小、工程投資省、運行能耗低、處理效果好。

　（二）設計依據

　1.《污水綜合排放標準》

　（GB8978-1996）

　2.《給排水設計手冊》 3.《給水排水工程結構設計規范》

　（GB50069-2002）

　4.《建筑給水排水設計規范》

　（GBJ15-88）

　5.《全國統一安裝工程預算定額》

　三、處理工藝方案選擇 （一）

　水質工藝參數

　根據業主提供的廢水基本參數列于表1。

　表 表 1 1

　廢水設計參數

　 污水種類 排水量 SCODcr SBOD 5

　SS 色度 pH 單位 (m 3 /d) (mg/l) (mg/l) (mg/l) (倍)

　混合黑液 5000 10000 2900 1600 8000 12.5~13.5 中段水 5000 240 100 500 100 4~5 設計采取高、低濃廢水分流處理，即將漿粕黑液廢水作為高濃廢水經厭氧處理后，再進入好氧處理；中段水和粘膠酸性廢水的混合廢水作為低濃廢水直接進入好氧處理。

　漿粕黑液廢水經IC厭氧反應器處理后其COD去除率可達50％以上，IC出水COD控制在5000mg/L以下；與低濃廢水混合后COD約在2403mg/L左右，經好氧處理，去除率可確保達80％以上。即廢水經厭氧及好氧處理后，所能達到的出水水質如表2。

　 表 表 2 2 《污水綜合排放標準》化纖類的二級標準

　污水種類 CODcr BOD 5

　SS 色度 pH 單位 (mg/l) (mg/l) (mg/l) (倍)

　混合廢水 ≤300 ≤100 ≤150 80 6-9 （二）厭氧處理稀黑液小試研究 1.實驗條件 取棉漿廠生產排放出的稀黑液與中段水，用帕克公司提供的顆粒狀污泥進行厭氧生化小型靜態實驗。

　1．實驗結果

　實驗結果見表 3。

　表 3

　厭氧生化處理稀黑液小試實驗結果 項目

　序號 進水 反應 出水 產甲烷率 m 3 /kgCOD

　COD 去除率 % CODmg/L pH 溫度℃ 時間h COD mg/L pH 1 4000 7.5 35 60 1553 7.5 0.22 61.17 2 4000 7.5 35 72 1447 7.5 0.22 63.82 3 4232 7.5 35 60 1424 7.5 0.18 66.35 4 4232 7.5 35 72 1146 7.5 0.18 72.92 5 5256 7.5 35 60 1543 7.5 0.21 70.64 6 5256 7.5 35 72 1508 7.5 0.21 71.31 7 9552 7.5 35 48 2816 7.5 0.23 70.52 8 9552 7.5 35 72 2280 7.5 0.26 76.13 實驗結果證實：厭氧生化法適合于處理棉漿廠的廢水，當進水 pH 值為 7.5、污泥量約為 35%時，反應 48h 后基本能夠達到處理要求，去除率最低為 59.80%，最高為 76.13%。由表中可以看出，當進水 pH 值、溫度、污泥量等條件一樣的情況下，隨著進水有機物濃度的提高，COD 的去除率也逐漸提高。

　2．結論 經實驗研究可知：

　a. 經小試實驗，當控制 pH 值為 7.5~7.6，水力停留時間為 60~72 小時，稀黑液的 COD 去除率可達到 70%左右。隨進水有機物濃度的提高，COD 去除率也有所提高。

　b. 廢水的產甲烷率最高可達到 0.26m 3 /kgCOD，相對較低，在實際運行中產甲烷率將有所提高。

　c. 小試中，由于廢水中有機物大多在前 24 小時里去除此時容積負荷約為3kg/(m 3 ·d)。

　d. 生化厭氧工藝適合于棉漿廠廢水，具有去除效率高、出水水質好、污泥產量少、運行費用低等特點。

　 （ （ 三）

　）

　處理工藝流程及說明 1. 廢水處理工藝流程 根據廢水水質情況及處理后的要求，設計的本廢水處理工藝流程示于圖1。

　圖 1 廢水處理工藝流程示意圖

　2.處理工藝流程說明 廢水由高濃度廢水和低濃度廢水兩部分組成，其中低濃度廢水由中段水和粘膠酸性廢水組成。由于中段水和粘膠酸性廢水有機物含量較低經氣浮去除大量懸浮物后直接泵入接觸氧化池，漿粕黑液廢水經過格柵去除大顆粒固體物再經冷卻池，以達到后續處理的最佳溫度，后經調節池后進入預酸化池對廢水的pH進行初步調節。然后進入IC厭氧反應器進行厭氧處理，出水與經過氣浮池的低濃度廢水一并進入好氧曝氣池進行好氧處理，隨后進入二沉池沉淀后進入回用水池備用。

　注：a. 在高濃度廢水經調節池后出水，可以一部分流過冷卻塔，一部分不通過冷卻塔而通過跨越管直接流入預酸化池，在該跨越管線上裝有自控閥，通過該閥門啟閉度來自動調節廢水流經冷卻塔和流經跨越管的量，籍以達到穩定預酸化池內水漿粕黑液廢水 格柵井 調節池 冷卻塔 絮凝氣浮池 1 水解酸化池 循環混合罐 IC 反應器 中間池 接觸氧化池 二沉池 絮凝沉淀池 砂濾罐 回用水池 回用 其他廢水 格柵井 集水井 絮凝氣浮池 1 氣浮浮渣 沉淀污泥 污泥濃縮池 帶式壓濾機 污泥外運 沼氣收集罐 顆粒污泥罐

　溫的目的。

　 b.

　IC反應器內轉化的COD的2％將成為厭氧顆粒污泥，該污泥可定時通過厭氧污泥泵取出IC反應器，這部分顆粒污泥可被回收出售，用于其他厭氧反應器的啟動。

　（1）高濃廢水預處理 1）格柵井 按照常規的水力規范和工廠實際進水波動設計，配備10mm 、3mm間距的粗細兩道機械格柵，去除進水中的大顆粒固型物，如木屑、紙片、大纖維等，以保護后續運轉部件的安全。

　2）調節池 根據廢水的波動情況設計調節池的有效容積為960m3 ，為日均廢水量5,600m 3 /d，提供約4 個小時的水力調節時間。在調節池中配有潛水攪拌器使調節池廢水充分混和并防止固體顆粒沉淀。根據廢水水溫，廢水從調節池由預酸化池供料泵泵入預酸化池或冷卻塔。

　3）冷卻塔 廢水由泵從調節池提升到一套專門用于廢水處理的冷卻塔進行降溫。經冷卻后的廢水籍重力流入調節預酸化池。進入冷卻塔的廢水量是可以連續調節的，可以一部分流過冷卻塔，一部分不通過冷卻塔而通過跨越管直接流入預酸化池，在該跨越管線上裝有自控閥，通過該閥門啟閉度來自動調節廢水流經冷卻塔和流經跨越管的量，籍以達到穩定預酸化池內水溫的目的。廢水全部或部分流經冷卻塔調溫后重力流入預酸化池。

　4）絮凝氣浮 往氣浮裝置的反應區投加我公司專利產品――復合型高效絮凝劑和助凝劑。藥劑與廢水中的有機物及懸浮物形成絮體，經大量微氣泡的托浮，形成浮渣層。浮渣由刮渣機刮入渣槽后，排入污泥池。出水在重力的作用下溢流進入中間水池。

　5）預酸化池

　預酸化池總共提供近4 個小時的水力預酸化時間，有效池容定在1,280m3 。預酸化池中配備有潛水攪拌器，使廢水在預酸化池內充分混合并防止固體顆粒沉淀。預酸化池的設立是專門加速厭氧的水解（第一步反應）和酸化（第二步的反應）。在此，廢水中的有機污染物被酸化菌部分酸化為揮發性脂肪酸（VFA）。

　6）循環混合罐 黑液通過循環池供料泵泵入循環池，循環池供料泵的流量由控制閥和電磁流量計實現自動控制。在循環池中，由調節預酸化池泵入的廢水與來自立管的部分IC反應器的出水相混合，為保證混合均勻，在循環池中設有一臺潛水攪拌器連續運行。

　循環池可使IC反應器獲得恒定的進水流量，保持上流速度，從而使得懸浮物質洗出IC反應器，避免反應器內惰性懸浮物質的積累；另一方面循環池的設置能對IC反應器內的生物過程起到穩定的作用，不僅可降低pH調整過程中CO 2 的消耗量，而且可將廢水中毒性物質稀釋到甲烷菌可耐受的濃度而保持IC反應器內甲烷菌高活性。而且，即便在水量不足生產試車階段，依舊能保證啟動的順利，測量循環泵于維持循環罐pH和溫度的測定回路的流量。在循環池中也配有潛水攪拌器，并防止固體顆粒沉淀。

　（2）其他廢水（中段水和粘膠酸性廢水）

　1）格柵井 按照常規的水力規范和工廠實際進水波動設計，配備10mm、3mm 間距的機械格柵，去除進水中的大顆粒固型物，如木屑、紙片、大纖維等，以保護后續運轉部件的安全。依靠提升泵，廢水泵送到低濃度廢水初沉池。

　2）集水井 廢水經格柵后，依靠重力自流到集水井，同時設置加藥裝置調節pH值，并能夠比較均勻的控制進入絮凝氣浮設備的水量。

　3）絮凝氣浮 往氣浮裝置的反應區投加我公司專利產品――復合型高效絮凝劑和助凝劑。藥劑與廢水中的有機物及懸浮物形成絮體，經大量微氣泡的托浮，形成浮渣層。浮渣

　由刮渣機刮入渣槽后，排入污泥池。出水在重力的作用下溢流進入中間水池。

　（3）IC 內循環厭氧反應器 廢水自預酸化池進入IC 內循環厭氧反應器，IC厭氧反應器出水依靠重力，流入曝氣池。

　IC厭氧反應器出水的pH 和溫度連續監測。IC頂部脫氣罐裝有液位開關，若其液位過高則產生高位報警。

　整個厭氧反應器內部沒有運轉部件，不消耗額外的電能。

　（4）厭氧污泥池 IC厭氧反應器內轉化的COD 的2%將成為厭氧顆粒污泥，每日的產量約189kg（絕干量），該污泥可定時通過厭氧污泥泵取出IC 厭氧反應器，這部分顆粒污泥可被回收、出售，用于其他厭氧反應器的啟動。

　(5)接觸氧化池 在鼓風條件下利用生長在生物填料上的好氧微生物，降解廢水中的有機物，好氧生化可去除廢水中的絕大部分有機物。且不會出現污泥膨脹與反應池內水質惡化的現象。管理方便，操作人員少，降低了運行成本。在接觸氧化池中發生實質性的COD 到CO 2 和H 2 O 轉化，從而氧化降解污水中的有機物。

　（4）二次沉淀池 經曝氣池曝氣的混合廢水進入二沉池。在二沉池中通過重力沉降和泥層的過濾作用將污泥與水分離，經處理和澄清過的二沉池出水溢流到回用水池。

　3.各部分單元廢水處理效果分析見表 4。

　表4 4

　各工藝 處理效率分析

　處 理 單 元 名稱

　水質標準 格柵 絮凝氣浮池 水解酸化池 IC反應器 中間水池 接觸氧化池 二沉池 混凝沉淀池 砂濾池 出水 CODcr 進水(mg/l) 10000 10000 7500 6000 1494 1494 298 298 239 191 去除率(%) -- 25 20 50 -- 80 -- 20 20 BOD 5

　進水(mg/l) 2900 2900 2320 1856 434 434 130 130 104 83 去除率(%) -- 20 20 55 -- 70 -- 20 20 SS 進水(mg/l) 500 425 418 418 362 362 289 144 43 26 去除率(%) 15 65 -- 20 -- 20 50 70 40 色度 進水(mg/l) 7000 7000 3150 2205 1323 1323 463 463 138 62 去除率(%) -- 55 30 40 -- 65 -- 70 55

　.厭氧顆粒污泥：一次生物啟動量，F 6 =40.0萬

　合計本工程總投資概算為：2756.4萬元

推薦訪問： 實施方案 化纖 集團