保定钞票纸厂生产废水处理工程 5页

保定钞票纸厂生产废水处理工程张
秀
华(中国市政工程华北设计研究院,天津
300074)33

摘要
保定钞票纸厂废水处理厂工程设计规模40000m/d,其中制浆废水11000m/d、纸机33白水26000m/d、生活污水3000m/d。在前期试验研究的基础上,选用了带前置选择器的活性污泥法工艺方案,工程内容包括污水提升泵房、纤维回收装置、沉淀池、生化处理系统、污泥处理系统和DCS集散型控制系统。2005年6月全面投入运行,处理后的出水水质优于污水综合排放标准(GB38978!1996),完全满足排入白洋淀的要求。废水处理运行成本1.19元/m,纤维回收年创收益140余万元。脱水后的污泥用于生产包装盒,废水处理系统没有固体废物外排外运。关键词
造纸厂废水
活性污泥
工程调试31
工程规模与工艺方案确定区废水排放总量为39450m/d,工程设计规模确定31.1
工程设计规模为40000m/d。保定钞票纸厂拥有14条生产线,年生产能力1.2
设计进出水水质35000t,是我国目前最大的钞票纸生产基地。厂内进入保定钞票纸厂废水处理厂的生产废水主要来有4个分厂,一、二分厂采用烧碱蒸煮、次氯酸盐漂自4个分厂,由于建设年限不同,所采用的生产工艺不白制浆工艺;三、四分厂采用先进的碱性过氧化氢蒸同,其污染物种类及排放量也有所不同(见图1和图2)。漂制浆工艺。根据近3年废水排放量统计,一、二、三

一分厂与二分厂采用传统烧碱蒸煮制浆工艺,3分厂的废水排放总量为23000~25000m/d,当时四生产废水主要产生于蒸煮、洗选、漂白、打浆调料和分厂改扩建工程已总体验收,年生产能力8000t,生抄纸5部分,污染物排放量大,吨纸排放量分别为产工艺与三分厂相似,由此预测四分厂生产区的废CODCr329kg、BOD591.15kg、SS167.42kg。三3水排放总量为36450m/d;生活区污水排放量约为分厂采用NaOH
H2O2蒸漂一次完成新工艺,基本332000m/d,考虑发展,按3000m/d计;故预测厂上消除了黑液污染问题,与传统烧碱法制浆工艺相5
结论参考价格。(1)把根据工业区COD总量控制目标得出的万参考文献元产值COD排放量作为最高限制值,筛选出工业区内排污量很大而产值较小企业,进行产业结构调整,引进1
徐祖信,李怀正,屈计宁.对工业区推进污水处理厂建设的探讨.上海环境科学,2005,24(3):93~95排污较低、附加价值高、盈利能力强的企业,从而提高2
徐祖信,屈计宁,傅威,等.工业区污水治理路线和政策探讨.环境工业区内企业技术含量、促进产业结构调整和升级。保护,2005,(1):30~32(2)推动工业内企业清洁生产审核,降低万元产值水耗,使得∀十一五#期末万元工业产值废水排

∃通讯处:200233上海市钦州路508号上海市环境科学放量达到工业区COD总量控制目标对万元工业产研究院
朱环值废水排放量要求。电话:(021)64085119
3212(3)提高区(县)内生活污水纳管率,为工业发E
mail:zhuh@saes.sh.cn展腾出容量。本文得出单位生活COD交易额为收稿日期:2007
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1812.63万元/t,可作为上海市生活COD排放量交易修回日期:2007
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27给水排水
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3n表1
一、二、三各分厂污染物排放量统计排放量废水水质/mg/L污染物排放量/t/d项目/m3/dpHCODCrBOD5SSCODCrBOD5SS制浆黑液121.811.101008035703401.230.040.04一分制浆中段水12589.707302155050.920.640.64厂纸机白水46617.406061453992.821.861.86制浆黑液23911.101008035703372.410.080.08二分制浆中段水24879.707262105001.811.241.24图1
一分厂与二分厂制浆造纸工艺主要废水产生示意厂纸机白水92197.406001403955.543.653.65三蒸漂污水15679.378482641711.330.270.27分厂纸机白水45765.506481705272.972.412.41其他生产废水11011.204467710300.050.11生活污水2107.60160581200.030.03总计2445019.1110.33表2
四分厂设计废水水量及水质水量CODCrBOD5SS图2
三分厂制浆造纸工艺主要废水产生示意项目pH/m3/d/mg/L/mg/L/mg/L比,吨纸CODCr排放量由329kg降低到182kg,制浆废水110008573201669.1CODCr污染负荷降低45%。新改建的四分厂生产工造纸废水260006431205827.8艺与三分厂相近,可参考三分厂的指标。生活污水3000319119887.7合计400006781754318.2由于钞票纸产品的特殊性,对产品质量要求高,白水的利用受到限制,与其他造纸厂相比吨纸耗水%20mg/L、SS%30mg/L。量大,从而降低了废水中污染物的浓度。参考近几1.3
工艺方案的确定年的水质水量统计数据及现有废水处理设施的运行在初步设计之前,利用厂内原有废水处理设施结果,废水SS较高,SS中含有细小的棉纤维和较多进行试验研究,进行了不同工艺流程组合的方案优填料(如钛白粉、明胶等);生活污水比例低,缺乏N、选试验。由于现场条件所限,中试的水流状态均为P等营养物;污水的CODCr去除率与棉纤维回收的完全混合流态,试验结果表明,CODCr、BOD5两项指SS去除效果密切相关。标均能达到出水要求,但试验过程中均出现污泥膨依据一、二、三各分厂废水水质水量监测结果(见胀现象,生化池中存在大量的丝状菌,导致出水SS表1),加权平均,考虑四分厂投产后对水质水量的影有时过高、有时很低的现象,出水达标保证率低,另响,预测的废水处理厂进水水质如表2所示。根据实外废水中的钛白粉含量对出水SS的影响也很大。测资料以及水质、水量分析,确定废水处理厂为此调整中试研究方案,选定带有选择器的不同处设计进水水质为CODCr678mg/L、BOD5175mg/L、理方式进行试验,通过综合比较分析后,选定∀选择器SS431mg/L。+推流曝气生物处理#作为该项目的工艺实施方案。废水处理厂处理后的出水排入府河,最终进入2
工艺流程及设计参数白洋淀。省、市环保局提出的出水排放标准为污水2.1
工艺流程综合排放标准(GB8978!1996)二级标准。为保结合厂区现有排水系统,进行清污分流改造,证出水水质的安全可靠,保定钞票纸厂提出了严于制桨与纸机生产工段的废水分开排放,以保证纤GB8978!1996二级排放标准的要求,确定废水处维回收的质量。为便于运行管理,厂区雨水泵站理厂的出水排放标准为CODCr%100mg/L、BOD5与污水提升泵站联建。废水处理厂总体工艺流程6
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2007n包括预处理工段、生物处理工段和污泥处理工段这两种污泥在重力浓缩池中一起浓缩,污泥体积大(见图3)。为减小,再经过离心脱水处理后,污泥的含水率可降到75%以下,可装车外运。2.2
主要工艺单元及设计参数(1)预处理站。二层生产车间,一层为水泵、格栅间,地下安装回转式机械格栅6台、潜水泵9台,均分3组,安装螺旋压榨机3台,分别处理生活污水与制浆废水,纸机废水,厂区雨水;二层为纤维回收间,设置2台(80目)纤维回收机,回收纸机污水中纤维。(2)初沉池。圆形辐流式沉淀池2座,直径3230m、池深3.5m;表面负荷1.65m/(m&h),图3
废水处理厂工艺流程示意HRT2.12h,堰负荷3.7L/(s&m);刮泥机2台,211
预处理工段(预处理站和初沉池)污泥泵3台,单池堰长90m。预处理站包括格栅、提升泵和纤维回收机。设(3)生化池。如图4所示,生化池包括均质池、置格栅以减少水中杂质对纤维回收质量的影响。为选择池、曝气池,设计流量40000m3/d。均质池:3提高纤维回收质量,对纸机废水(26000m/d)进行HRT4h,池子尺寸70m∋15m∋6.8m,有效池容单独纤维回收。设置潜水泵提升废水,满足后续处6300m3,池中设置3台潜水泵,潜水搅拌器4台,理工段的水头损失,处理后的出水自流到受纳水体单台功率7.5kW。选择池:HRT0.5h,单池尺寸中。设置纤维回收机,回收水中纤维,降低水中污染35m∋2m∋6.8m,2组,有效池容840m3,池中设物的含量,并产生一定的经济效益。置4台潜水泵,潜水搅拌器2台,单台功率2kW,池厂区管道系统较完善,已采用分流系统,进入废底设置穿孔管曝气。曝气池:HRT15.12h,污泥负水处理厂的废水含砂量少,不必设置除砂工段。设荷0.21~0.32kgCODCr/(kgMLSS&d),MLSS2~置初沉池,去除水中的悬浮固体,降低后续生物处理3g/L。单池尺寸35m∋60m∋6.8m,2组,有效工段的负荷。3池容25200m,硅胶膜管式微孔曝气器900套。212
生物处理工段(生化池和沉淀池)(4)二沉池。圆形辐流式沉淀池2座,直径40m、生化池包括均质池、选择器和曝气池。设置均32池深4m;表面负荷0.93m/(m&h),HRT4.3h,质池,主要均衡来水水质,由于生产过程及各个生产分厂之间排放的废水水质不同,因此在此池中进行均质,减小对后续生化处理的负荷冲击。设置选择池,抑制丝状菌的生长,防止污泥膨胀,保证生化系统的正常运行和外排水水质。曝气池采用推流式延时曝气方式设计,使活性污泥微生物生态系统具有生物种类多、稳定性好的特点,为分解难生物降解有机物的微生物提供较好的生存环境,使该CODCr的去除得到强化。沉淀池采用低负荷辐流式沉淀池,将生化处理后的混合液进行固液分离,降低出水中的SS。213
污泥处理工段(浓缩池和污泥脱水)污泥浓缩采用重力浓缩,脱水采用离心脱水机。图4
生化池布置示意废水处理过程中产生的污泥,来自初沉池和二沉池,给水排水
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5n堰负荷1.32L/(s&m);刮泥机2台,污泥泵3台,鼓风机运行状况比较稳定;纤维回收机采取开1备单池堰长246m。1的运行方式,即可满足废水处理与纤维回收需要;(5)鼓风机房。单级高速离心风机3台,最大污泥脱水机也基本上达到设计能力,其中1台完全333设计流量240Nm/min,风压0.0686MPa。平面达到设计处理能力15m/h,另一台12m/h,脱水尺寸11.4m∋22.5m,高8.1m。污泥含固率25%左右。(6)污泥回流泵池。平面尺寸7m∋6.7m,池深3.2
活性污泥培养驯化35m;回流污泥泵4台,单台流量560m/h,扬程6m;完成联动试车后,立即采用自然培养方法开始3剩余污泥泵4台,单台流量84m/h,扬程12m。活性污泥的培养驯化。2005年5月16日起,厂区3(7)污泥浓缩池。圆形,2座,直径12m,池深生活污水(约2000m/d)全部引入生化处理系统,24.5m,固体负荷45kgDS/(m&d),浓缩时间7.4利用生活污水进行活性污泥培养,没有投加其他营h,中心传动浓缩机2台。养盐和菌种,采取边培养边驯化的连续方式进行调3(8)脱水机房。平面尺寸24m∋15.3m,设置试。废水处理量12000~14000m/d,曝气池DO3卧螺离心机2台,单机处理能力10~15m/h,工作时控制在2mg/L以上。在活性污泥培养驯化阶段,3间24h;偏心螺杆泵2台,单台能力4~25m/h,扬程生活污水比例较大,营养比较丰富,再加上季节适30.2MPa;污泥切割机2台,单台能力25m/h,螺旋宜、温度较高,活性污泥生长较快,处理效果明显提3式污泥输送机2台,单台处理能力6m/h。高。经过20d的调试运行,曝气池MLSS就达到(9)工艺控制系统。废水处理厂集散控制系统2000mg/L左右,出水CODCr降低到100mg/L以下。(DCS)采用以监控管理计算机、可编程控制器(PLC)和经过一个月的活性污泥培养驯化,于6月16通讯总线构成冗余计算机监控系统。控制系统应用日,将包括三分厂在内的全厂所有生产废水和生活3SIEMENS公司的PCS7系统架构,整个系统由中央管污水(约20000m)全部引入该处理系统,进行负荷理级、自动化控制级和现场设备级三大部分组成。试车。生化处理单元仍然只开一个系统。运行结果3
调试与运行表明,整个处理系统处于良好的运行状况,处理效果本工程自2003年10月动工,经过一年多紧张稳定。经过两个阶段调试,2台污泥脱水机运行正3施工,2004年底完成全部土建工程和设备安装任常,处理能力达到15m/d左右。5月份脱出污泥33务。2005年初进行设备单体调试和设施渗水试验,307m,6月份402m。污泥含固率25%左右。随后立即制定并实施了废水处理设备(设施)调试方3.3
废水处理效果案。总体上分为两个阶段,即联动试车和活性污泥2005年6月16日全厂所有生产废水和生活污培养驯化。水进入处理系统,为观察生化处理系统的处理能力3.1
联动试车与处理效果,对两套生化处理系统,采取开一停一、自2005年3月15日起,按照流程顺序先后调交替使用的方式进行试运转。结果表明,整个处理试和启动初沉池、均质池、曝气池和二沉池。4月1设备设施运行良好,每个处理系统的处理能力都可3日,开始调试和运行鼓风机、脱水机和纤维回收机。以达到20000m/d的设计值。部分运行统计数据4月21日,将全厂除三分厂以外的所有生产污水参见表3~表5。3(约10000~12000m/d)引入新的废水处理系统,2005年6月21~23日,河北省环境监测中心并启动所有工艺设备,进入联动试车阶段。站的监测结果表明(见表3),处理后的出水水质达纤维回收机、脱水机和鼓风机是影响整个污水到了GB8978!1996二级标准,也达到了国家经贸处理系统正常运行的关键设备,在联动试车阶段,重委和中国人民银行批复的设计要求,初沉池进水平点对废水处理场的前端设备(纤维回收机)和末端设均水质为SS637mg/L、CODCr709mg/L、BOD5备(污泥脱水机)进行考核试车,同时对影响生化处197mg/L,二沉池出水平均水质为SS13mg/L、理的关键设备(鼓风机)进行考核。经过联动试车,CODCr57mg/L、BOD55.5mg/L。6
6给水排水
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2007n表3
环境监测站水质监测结果表5
2006~2007年处理水量及进水出水水质初沉池进水初沉池出水二沉池出水曝气池污泥水量初沉池进水水质总出水水质日期SSCODCrSSCODCrSSCODCrSVMLSS日期SSCODCrBOD5CODCrBOD5/m3pHSSpH/mg/L/mg/L/mg/L/mg/L/mg/L/mg/L/%/g/L/mg/L/mg/L/mg/L/mg/L/mg/L0516507882363192913406013614913158.244079.3107.954.42.80518192209191612514006024334303878.5577168128.1583.10519284301351853717506034137195238.078429877.648.44.40520404402332093215306044600174277.969422777.542.33.605232123154138211406054080804578.174725147.736.73.1053024429522151139906064154965478.775321167.8443.73.50531378502312122412210.13206074057784708.5774023787.9843.33.3306083606765688.5783123887.9653.93.47060134840412165512706093956713658.7268918777.9450.65.47060220022912141412910.12506103544534238.0257414487.7649.43.2406031733438191213420.1940611停机060645448728101169120.18806122932662388.6454317757.7947.42.8106082904572220312903.50.30607014980122728.2840915657.6738.53.2506107865282532048210.12607024085703518.4650120568.0140.93.770613212266242461871100.59207034911674968.3159525577.9241.93.54061514201510222151363140.74807044591814358.1660324697.4744.64.660617464546191941683150.79007054286173548.2356819497.5753.34.430627299564155160.8990629243367354211.3224
经济效益分析保定钞票纸厂废水处理工程总投资7228.71万表4
2005年处理水量、出水水质及泥浆产量元,全部企业自筹。经过近两年的运行统计,运行成水量SSCODCrBOD5浆量泥量33月份pH本为1.11元/m,其中工资性费用成本0.45元/m、/m3/mg/L/mg/L/mg/L/m3/m333电成本0.231元/m、水成本0.068元/m、劳保费用1405342807.6029568617.46247.8833成本0.012元/m、药剂成本0.016元/m,其他费用2459314877.5728392613.02225.3830.331元/m。每天污泥脱水消耗药剂为15kg。3357684647.3730682507.79216.025
环保验收44548421337.8430970537.01264.35485679458.2816444724.25501.47该项目于2005年7月通过环保验收,同年106515398317.9011017762.22628.26月被国家环保局授予河北省唯一的∀国家环境友好7435496137.52514443.99570.45企业#,2007年初,通过国家发改委组织的工程总体8停机验收。目前该厂正在进行再生水项目的筹备阶段,911268477.473172643.47有望达到企业污水的零排放。10142196107.6628341.03117.411126667597.80354311.867.83

∃通讯处:300074天津市气象台路99号12404446147.9483707.61387.37电话:(022)23545212E
mail:zhangxiuhua@vip.sina.com

自2005年7月正式运行以来,运行一直比较稳收稿日期:2007
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19定,处理效果均优于排放标准(见表4、表5)。修回日期:2007
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