1、再生纸污水综合治理技术改造项目可行性研究报告再生纸污水综合治理技术改造项目可行性研究报告第一章总论1.1 概述1.1.1 项目名称：再生纸污水综合治理项目1.1.2 项目承办单位： 有限公司项目主管单位： 1.1.3 项目建设地点： 1.1.4 建设性质：技术改造1.1.5 可行性研究单位：有限公司 法人代表： 1.1.6研究工作概况本项目可行性研究工作由 组织研究人员，对项目提出单位的生产及污染情况进行深入了解，主要对其废水污染进行综合治理，实现综合利用。1.1.7项目建设单位基本情况有限公司始建于*年， 2007年更为现名，企业性质为股份有限责任公司。公司占地面积*万平方米，建筑面积*万平
2、方米，注册资本*万元，固定资产总投资*万元，现有总资产*万元。公司现拥有两条1575纸机、一条涂布纸机和一条2640纸机生产线，年生产能力2万吨。现有员工188人，其中专业技术人员38人，组织机构设置为一室、七部、一站，即办公室、生产部、计财部、营销部、技质部、技修部、环保部、后勤部、收购站。主要产品有：纱管纸、高强瓦楞纸、木浆挂面纸等。1.2项目提出的背景和建设的必要性1.2.1 项目建设背景*有限公司自1993年投产以来，先后有过几次技改，但随着国民经济水平提高，人们的环保意识不断增加，环保节能理念深入人心，国家现已出台的造纸产业发展政策（草案）和造纸工业发展十一五规划纲要（征求意见稿）要
3、求造纸行业产生的废水不能外排。公司积极响应国家有关产业政策，坚持清洁生产，走循环经济之路，决定对生产中的废水进行治理，提高废水循环利用率，实现节能降耗。1.2.2 项目建设的必要性根据国务院关于环境保护若干问题的决定和*省环境保护条例规定，公司现行的废水治理设施不能达标，随着产业政策的变更，所有造纸企业必须安装污水流量计和水质自动在线监测装置，规范企业的排水去向。所以，该废水综合治理项目势在必行。1.2.3主要污染物排放执行标准废水污染物排放执行污水综合排放标准(GB8978-1996)表4二级标准；污染物排放标准参见表1-1。表1-1 废水污染物排放标准环境标准单位适用标准标准限值废水mg/
4、L污水综合排放标准(GB8978-1996)表4第二类污染物最高允许排放浓度二级标准BOD5最高允许排放浓度30mg/L,COD最高允许排放浓度150mg/L,SS最高允许排放浓度150mg/L。1.2.4小结*有限公司再生纸生产过程中的主要污染物为废水，对环境危害较严重，同时造成水资源的浪费，增加了企业生产成本，现有处理装置不能满足环保要求。该综合治理项目的建设势在必行，这不仅是国家标准的强制要求，也是企业可持续发展的需要。项目实施后不仅可以实现废水的循环再利用，且可降低生产成本、增加经济效益，是环境保护和经济发展的双赢措施。1.3 编制依据及研究范围1.3.1 编制依据 *有限公司*纸业有
5、限公司再生纸污水综合治理项目可行性研究报告委托书；*环保专项资金项目可行性研究报告基本内容*省环保局2006年；一九九七年国家环境保护最佳实用技术汇编1997年；投资项目可行性研究指南中国电力出版社2002年3月版； 建设单位提供的基础资料。1.3.2 可行性研究范围受项目承办单位委托，我单位组织有关专业技术人员在承办单位的积极配合下，对本项目进行了全面、深入的可行性研究。项目主要研究范围包括：项目建设必要性的分析和论证；根据承办单位的污染状况和现有环保设施及资金等基础状况，制定出技术可行，设备可行，经济合理，操作方便，运行成本合理的工程技术方案；根据可行性研究提出的土建及工程技术方案进行投资
6、估算与技术经济分析；论述项目建成后的环境保护状况及运行管理；工程实施计划等。1.4主要指导思想和技术原则1.4.1主要指导思想在严格遵守有关法律、法规的前提下，结合*纸业有限公司再生纸污水综合治理项目的生产工艺条件和污染物排放情况，依据相关的设计标准，针对废水的不同情况，结合企业的可用资金情况，做出合理、经济、效果突出的技术和投资方案，以满足环境保护和资金投入的双重标准。1.4.2主要技术原则全程控制原则：严格按照国家排放标准和相关技术规定，对生产过程中产生的污染物加以控制，实现达标排放；减量化原则：对生产全过程的生产设备、环保设备进行检查，杜绝不必要的跑、冒、滴、漏现象，减少废水排放的数量。
7、先进技术优先采用原则：充分利用建设场地的设计基础条件进行技术方案的优化研究、设计中积极采用国内外先进、成熟、可靠技术，最大限度地提高项目的综合效益。1.5 可行性研究结论*有限公司再生纸污水综合治理项目的建设符合国家的相关法律、法规和技术标准，按可行性研究报告中提供的方案，该项目从工艺上和设备上都较为先进、可靠。生产中排放的废水经治理后实现循环再利用，既解决了废水排放问题，又节约了资源，实现了社会效益、环境效益、经济效益的良好统一。因此，该项目的建设是十分必要和可行的。综合技术效益指标见表1-2。1-2综合技术效益指标类别排放源污染名称处理前处理后执行标准治理前后消减量排放浓度排放量浓度排放量
8、浓度排放量水生产过程水量50-5BOD56003025030-575-30COD1000501000150-900-50SS1500751000150-1400-75备注水量单位 万m3/a;排放浓度单位：mg/L； 排放量单位：t/a；第二章项目目标及效果分析2.1 国家发展规划以及有关政策法规根据全国“十一五”环境保护规划和国家环境保护总局关于印发2003-2005年全国污染防治工作计划的通知以及*省重点工业污染源全面达标排放实施方案要求，辖区内重点工业污染源，必须在2005年底前实现全面达标排放。2.2 污染现状及存在的环保问题*纸业有限公司再生纸污水综合治理项目属技改项目，目前的废水采
9、用絮凝+沉淀的治理方式。该方法不能满足环保要求，不能实现稳定达标排放，对环境污染严重，废水治理改造势在必行。2.2.1工艺流程分析2.2.1.1 生产工艺流程生产中共有两条生产线，分别为面浆生产线、芯、底浆生产线。处理工艺流程包括碎浆、除渣过滤、浓缩、磨浆、调浆、抄纸、烘干、卷取入库等。具体工艺流程如下：1.碎浆将收购来的废纸箱等原材料与水按一定比例加入到水力碎浆机中搅拌（面浆原料使用新鲜水混合，芯底浆原料使用循环污水），在强力的搅拌下，废纸被搅拌成浆状。2.除渣过滤将水力碎浆机搅拌好的浆料依次通过高浓除渣机和纤维分离器，除去浆料里面的杂质，再将浆料通过斜筛过滤，滤掉浆料中的大约50的水份。3
10、.浓缩将过滤后的浆料泵入圆网浓缩机，进一步浓缩浆料，将浆料的含水量控制在40左右。4.磨浆、调浆将浓缩后的浆料泵入双盘磨，进一步将浆料中的纤维磨到生产需要的细度，再根据生产要求调节浆料浓度。将调好浓度的浆料泵入抄前池待用。5.抄纸、烘干抄纸设备为网笼，共分四层进行抄取，最底一层抄取底浆，即1网笼抄取底浆，接下来2、3网笼抄取芯浆，4网笼抄取面浆，将抄好的纸送入烘干工序通过蒸汽进行烘干。6.卷取入库将烘干的纸按规定尺寸裁剪后即可卷取入库。2.2.1.2 废水治理工艺流程改造前的废水治理工艺流程是将生产中产生的废水集中收集于废水池，经过沉沙、转笼过滤后，加入药品进行絮凝、沉淀，再经5个沉泥池处理，
11、处理完后的污水进入5级沉淀后部分回用，部分外排；污泥进入污泥池，经过脱水后送入填埋场。该处理系统不稳定，时有发生废水排放不达标问题。现行废水治理系统已远远不能满足实际环保要求。改造后的废水治理工艺流程是在原有的治理设施基础上添加了曝气调节池、生物接触氧化池及气浮设施，具体流程为：废水经过沉沙、转笼过滤后，加入药品进行絮凝、沉淀，再经5个沉泥池处理，处理完后的污水进入曝气调节池、再经泵打入原先的5级沉淀池进行生物接触氧化(即是将改造前的5级沉淀池改为生物接触氧化池)，再经过气浮处理后进入二级砂滤池，达标后的水回用于水力碎浆机和抄纸环节。在5级沉泥池产生的污泥进入污泥池，经过脱水后外运做肥料。2.
12、2.2污染状况分析废纸再生造纸工艺可分为制浆和抄纸两大部分。在制浆部分的过滤、浓缩、磨浆等过程中，产生大量的废水，此水不仅具有SS含量高、色度大,而且有大量成分复杂的COD物质。这些COD物质由可溶性的浆料、化学添加剂及不溶的纤维等有机物组成。在二次纤维再生造纸废水中，COD由非溶解性COD和溶解性COD两部分组成，通常非溶解性COD占COD组成总量的大部分，可溶解性的COD基本由分子量低于1000万的低分子量组分(废浆料中的可溶物)和分子量高达10万以上的高分子量(化学药品、树脂等)构成，而分子量居中的组分微量。当废水中SS被去除时，绝大部分非溶解性COD同时被去除。因此，废纸造纸废水处理要
13、解决的主要问题是去除SS和COD。废纸造纸废水中的BOD5值较低，BOD5与COD的比值一般为0.40.7，混凝处理方法只能去除部分BOD5，绝大部分BOD5的去除主要应采用生化方法解决。与通常的抄纸工艺一样，在废纸再生造纸的抄纸部分，也产生含有纤维、填料和化学药品的“白水”。该项目的废水中污染物成份为：COD1500 mg/L, BOD5 600 mg/L，SS 1500 mg/L。生产过程中污染物产生情况如下：过滤工序：斜筛过滤产生的废水。脱水工序：圆网浓缩机产生的废水。磨浆工序：双盘磨产生的废水。成型工序：抄纸机产生的废水。这四项废水经过处理后回用于生产（详见水平衡图）。现存的环保问题为
14、：现行的废水治理设施不能实现废水达标排放，不仅浪费了水资源，且排放的废水对环境污染严重。2.2.3 流程图生产工艺产污流程图见图2-1现行废水治理流程图2-2水平衡图见图2-3图2-3 水平衡图2.3 本项目拟采取的防治措施及实现的目标和预期效果本项目拟采取的防治措施和预期效果列于表2-1。项目类型排放源防治措施预期效果废水生产过程通过在原有的治理设施基础上增加曝气调节池、气浮设施，改造原有的5级沉淀池为生物接触氧化池，实现废水达标回用生产车间，实现了废水的综合利用。可实现年节约淡水24.3万立方米。废水的BOD COD SS 实现废水的回收利用，做到废水零排放。表2-1 治理工程防治措施和预
15、期效果治理工程完成后，拟实现的目标为废水回收利用于生产车间，实现了废水零排放，节能降耗。2.4 从清洁生产可持续发展的角度进一步阐述项目建设的必要性从原料角度分析，项目利用废纸箱(即二次纤维)为原料造纸，相对于原料制浆造纸（麦草等），原料比较清洁，水污染物产生量大大降低，较容易治理，且实现废物利用，降低成本，减少污染物排放。本项目的生产工艺属国内的通用工艺，在废水治理上采用了混凝气浮沉淀与曝气生化处理结合的方案，利用了两者的优势，即混凝气浮沉淀法易去除废水中的分子量较高的COD组分及SS，生化法易去除废水中的有机物(即BOD)和分子量较低的COD组分，实现了废水的有效治理。该项目选用的CAFP
16、涡凹气浮沉淀机是新型的固液分离处理设备，是山东轻工学院造纸机械研究所的专利产品，具有体积小、占地少，便于安装和操作管理的特点，与现在国内普遍使用的传统加压溶气式气浮系统相比，省掉溶气罐、高压水泵等设备，能耗是常规气浮设备的1/8，具有能耗低，自动出渣、无噪音，运行管理方便等优点。它可有效去除废水中的有机悬浮物，从而达到降低废水COD、BCD和SS的目的。由于调速刮渣板的作用，浮渣可以调节增浓到4%的浓度，该气浮设备是目前国内较先进的废水处理设备。因此，无论在处理工艺亦或设备的选择上，从清洁生产和可持续发展的角度来讲，本工程是可行的。第三章工程技术方案3.1 厂区总体规划及平面布置*纸业有限公司
17、位于*工业区，厂区西面为办公生活区和污水处理区，东面为生产区。该厂准备在污水处理区安装建造污水生化处理设施，并同时扩建沉淀池。*纸业有限公司厂区总体规划及总平面布置见附图1。3.2 治理方案3.2.1 工艺比较 传统的造纸废水治理方法有混凝沉淀法、生化处理法、化学处理法。现在常用的治理方法有气浮沉淀法。混凝沉淀法混凝沉淀法具有过程简单、操作方便、效率高、投资少的特点。其基本原理是：在混凝剂的作用下，通过压缩微颗粒表面双电层、降低界面电位、电中和等电化学过程，以及桥联、网捕、吸附等物理化学过程，将废水中的悬浮物、胶体和可絮凝的其它物质凝聚成“絮团”；再经沉降设备将絮凝后的废水进行固液分离，“絮团
18、”沉入沉降设备的底部而成为泥浆，顶部流出的则为色度和浊度较低的清水。实践证明，用混凝沉淀法处理废纸造纸废水，其SS去除率可达85%98%，色度去除率可达90%以上，CODCr去除率可达60%80%。由于处理后的清水水质较好，可将其回用于碎浆和抄纸；而得到的泥浆可作为箱板夹层纸纸浆回用。混凝沉淀法处理废纸造纸废水的工艺流程如图3-1所示。图3-1混凝沉淀法处理废纸造纸废水工艺流程混凝沉淀法处理废纸造纸废水的效果，取决于混凝过程的好坏。首先，应选择适当的混凝剂。目前，主要采用无机和有机高分子混凝剂，如：聚合硫酸铁、聚合氯化铝、二元或三元金属盐的复合物、聚丙烯酰胺及其衍生物等。可视废水情况选用其中的
19、一种或两种。实际应用表明，无机和有机高分子混凝剂合理地搭配使用能有效提高废水的絮凝质量，得到的“矾花”大而致密，处理效果好。影响混凝过程的其它因素如混凝剂的加量、混凝剂的加入方式、混凝反应时间等可通过具体实验来确定。由于混凝沉淀法只能去除部分COD物质，所以经处理后的废水COD含量难以达到排放要求。这是导致混凝沉淀法在实际应用中存在较大局限性的原因。生化处理法生物接触氧化法是一种好氧生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。该工艺兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。池内加设适宜形状和比表面积较大的生物膜载体填料，这样在填料表面形
20、成生物膜，由于内部的缺氧环境势必形成生物膜内层供氧不足甚至处于厌氧状态，这样在生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的长食物链的生物群落，能有效地将不能好氧生物降解的COD部分厌氧降解为可生化的有机物。由于高分子量的COD物质可生化性差,所以对废纸造纸废水不经前处理而直接进行生化处理是不合适的。生化处理去除COD的效果随废水BOD/COD比值的变化而变化。目前，已经提出了几个指标判断能否进行生化处理。例如，若BOD/COD0.6即能生化处理；若BOD/COD0.2，则不能进行生化处理。资料指出，对于废纸造纸废水，BOD/COD0.40.7时宜于生化处理。实验表明，废纸
21、造纸废水经混凝沉淀处理后，其BOD/COD几乎均在0.40.7以内，适合于生化处理。同时，通过混凝沉淀处理还可除去能降低生化污泥活性的细微无机质颗粒（如颜料、填料等）。因此，废纸造纸废水在生化处理前进行混凝沉淀处理（即所谓一级处理）是必要的，生化处理只能作为废水的深度处理（二级处理）过程。生化处理中，通过下列机理去除废水中的有机物（BOD成分）：有机物氧化；活性污泥中微生物细胞质的生成与增长，即活性污泥的增殖；活性污泥微生物的细胞质氧化，即活性污泥的自身分解。因此，生化处理中，所培养驯化的活性污泥的活性及供氧能力是决定其处理效果的重要因素。用于处理废纸造纸废水的活性污泥应进行培养驯化，在适宜条
22、件下培养出的活性污泥才具有较好的活性及沉降性能。研究表明，用未经培养驯化的污泥处理混凝沉淀出水，其BOD去除率仅为28.2%，COD去除率为68.9%；而用培养驯化的污泥处理该废水，其BOD去除率可达76.1%，COD去除率达81.2%。生化处理的供氧方式有多种，如活性污泥法采用向废水中加空气或富氧的方法（即曝气）为系统提供所需的氧；而生物转盘则利用盘体旋转交替与废水和空气接触，使吸附在盘体生物膜上的微生物和有机物充分和空气接触而得到所需的氧。当被处理废水的性质一定时，可通过提高气液相间的接触面积、接触时间和气液相间氧的浓度差来提高装置的供氧能力。由于废纸再生造纸产生的废水量大，采用富氧作氧化
23、剂的成本较高，所以一般采用通空气的方法。活性污泥法处理再生纸废水的工艺流程如图3-2所示。图3-2活性污泥法处理废纸造纸废水的工艺流程化学处理法废水中的某些溶解性的污染物，可通过化学氧化还原过程将其转化为容易从水中分离的形态，然后再用常规的处理工艺（如混凝沉淀、吸附等）将其从水中除去；或将其转化为无害的新物质（如CO2），以达到去除COD、BOD的目的。通常的作法是将化学处理与混凝沉淀结合在一起。化学处理剂（即氧化剂）可以先加入到废水中以进行预氧化，然后再进行混凝沉降；也可以与混凝剂同时投加，以产生混凝剂与氧化剂的协同作用效果；还可以在混凝沉淀后的某个处理阶段投加，以进行废水的深度处理。 气浮
24、沉淀法气浮沉淀法包括溶气气浮法（DAF），散气气浮法（IAF），电解气浮法，其中溶气气浮法有加压溶气气浮法和溶气真空气浮法。溶气气浮法的原理是：取部分处理后的出水将空气通过泵及射流器(或空压机)加压溶于其中，再减至常压经释放器释放出微气泡与污水汇合，微气泡粘附于杂质颗粒上，形成比重小于水的浮体，上浮到水面，被往复式刮渣机刮入渣槽，自流到浮渣箱，从而使杂质颗粒得以分离。散气气浮法（IAF），其原理是靠高速旋转叶轮的离心力所造成的真空负压状态将空气吸入，成为微细的空气泡而扩散于水中。气泡由池底向水面上升并粘附水中的悬浮物一起带至水面。达到固-液分离的目的。形成的浮渣不断地被缓慢旋转的刮渣板刮出池外
25、。水流的机械剪切力与扩散板产生的气泡较大（直径达1mm左右），不易与细小颗粒和絮凝体相吸附，反而易将絮体打碎，因此，散气气浮不适用于处理含颗粒细小与絮体的废水。散气气浮设备气浮时间约为30min，溶气量达0.51m3/m3（气/水），旋转叶轮周边线速度约为12.5m/s。电解气浮系统是用不容性阳极和阴极直接电解废水，靠电解产生的氢和氧的微小气泡将已絮凝的悬浮物载浮至水面，达到固-液分离的目的。电解法产生的气泡尺寸远小于溶气气浮和散气气浮产生的气泡尺寸，而且不产生紊流。该方法去除的污染物范围广，对有机物废水除降低BOD5外，还有氧化、脱色和杀菌作用，对废水负载变化的适应性强，生成污泥量少，占地少
26、，不产生噪声。近年来发展很快。电解气浮设备目前尚存在电解能耗及极板损耗较大，运行费用较高等问题，因此限制了该种设备的推广使用。涡凹气浮（CAF）系统是指经过予处理后的污水流入装有涡凹曝气机的小型充气段，污水在上升的过程中通过充气段与曝气机产生的微气泡充分混合，曝气机将水面上的空气通过抽风管道转移到水下。曝气机的工作原理是利用空气输送管底部散气叶轮的高速转动在水中形成一个真空区，液面上的空气通过曝气机输入水中，填补真空，微气泡随之产生并螺旋型地上升到水面，空气中的氧气也随之溶入水中。由于气水混合物和液体之间密度的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，将SS带到水面。上浮过程中，微气泡会附着到SS上，
27、到达水面后SS便依靠这些气泡支撑和维持在水面。浮在水面上的SS间断地被链条刮泥机清除。刮泥机沿着整个液面运动，并将SS从气浮槽的进口端推到出口端的污泥排放管道中。污泥排放管道里有水平的螺旋推进器，将所收集的污泥送入集泥池中。净化后的污水流入溢流槽再自流至生化处理部分。开放的回流管道从曝气段沿着气浮槽的底部伸展。在产生微气泡的同时，涡凹曝气机会在有回流管的池底形成一个负压区，这种负压作用会使废水从池底回流至曝气区，然后又返回气浮段。这个过程确保了40%左右的污水回流及没有进水的情况下气浮段仍可进行工作。比较结果通过对以上几种方法的对比，可以看出，混凝沉淀法对悬浮物和色度的去除有较好的效果，同时也
28、能去除部分溶解性的COD，但废水经处理后COD指标仍较高，难以达到排放标准。所以，混凝沉淀法只能作为废纸造纸废水的一级处理过程。再生纸废水经混凝沉淀处理后适宜于生化处理。生物接触氧化法具有挂膜快、无污泥回流系统、无污泥膨胀危害、日常运行管理容易等优点，并且生化处理能去除较低分子量的有机物，弥补了混凝沉淀法的缺陷，因此，由这两种方法组成二级处理流程是合理的。废纸造纸废水经此流程组合处理后，各项指标均能达到排放标准。该方法的优点是处理效果好、运行费用低；在中小型有机废水处理中应用较多。用化学法处理废纸造纸废水同样具有处理效果好、处理费用低等优点，但是目前存在的问题是处理效果不稳定，有待进一步的实验
29、与探讨。涡凹气浮系统具有固液分离效率高，能去除废水中的大部分SS、溶解性的大分子量COD组分。结合本厂的实际情况，现有多级沉淀池可直接改为涡凹气浮池、曝气调节池、只需新挖一座生物接触氧化池，因此选用絮凝沉淀-气浮-曝气调节-生物接触氧化结合的方法来处理废水。3.2.2设备选型由于目前生化处理均采用生物接触氧化法，处理设备相对单一。在此分析比对曝气与气浮系统。1.气浮设备目前国内废水处理普遍使用的固液分离处理设备为传统加压溶气式气浮系统，根据具体现状，该企业决定采用涡凹气浮系统，且经过仔细筛选，结合企业现状，决定选用山东轻工学院造纸机械研究所的专利产品CAFP100涡凹气浮沉淀机，它可有效去除废
30、水中的有机悬浮物，从而达到降低废水COD、BCD和SS的目的。该机与别的同类产品相比，具有以下专利特征：首先，废水中的有机物与PAM发生絮凝反应，使废水中的SS和胶体物反应形成大的“矾花絮团”，此时仍未形成大的可气浮絮团的物质，在CAFP箱体内若干个物理斜板表面上再发生物理絮凝作用，从而形成大的可气浮“矾花絮团”。经投药后形成的化学絮团和物理絮团在曝气机所产生的密集气泡群的浮升作用下，迅速浮上液面，被刮板刮入污泥输送机排出池外。而废水中极少量比重比较大的悬浮物则在CAFP箱体内迅速下沉到沉淀锥体内，经自然浓缩而通过阀门定期排出设备外。CAFP100涡凹气浮沉淀机具有体积小、占地少，便于安装和操作管理的特点，它由曝气头、刮渣机、出渣机、物理絮凝斜板、沉淀锥体等组成，总装机容量为3KW，与现在国内普遍使用的传统加压溶气式气浮系统相比，省掉溶气罐、高压水泵等设备，能耗是常规气浮设备的1/8，具有能耗低，自动出渣、无噪音，运行管理方便等优点。由于调速刮渣板的作用，浮渣可以调节增浓到4%的浓度，该气浮设备是目前国内最先进的废水处理设备。2.曝气设备通过*厂家的试用结果比对，公司决定选用宜兴市凌泰环保设备有限公司的膜管式曝气器系列中的LGB-升降式曝气器，以满足现行的工艺要求、池型结构及安装形式。 其特点为： a.充氧效率高，节能效果显著；b.曝气膜片采用进
