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北京塑料顆粒污水處理一級A工藝
欄目：案例展示 發布時間：2023-04-24 15:08:18
一、工程概況
1.1 產業政策和戰略規劃
項目建設背景
21世紀，人類進入知識經濟、循環經濟時代，世界各國正把“發展循環經濟”和“建立循環型社會”作為實現可持續發展的重要途徑。所謂循環經濟，是一種建立在物質不斷循環利用基礎上的經濟發展模式。它要求把經濟活動按照自然生態系統的模式組織成一個“資源-產品-再生資源”的物質反復循環流動的過程，使得整個經濟系統及生產、消費過程中基本不產生或很少產生廢棄物，他要求以廢舊物資“減量化、資源化、無害化、再使用、再循環”為社會經濟活動的行為準則。
隨著可持續發展理論的深入發展，為實現塑料與環境的相互協調，發達國家開始對包含廢塑料在內的垃圾資源回收利用體系和相關產業的建設給與了高度重視，已形成相當規模和相對完善的產業體系，稱之為“3R”產業，即Reduction（減少利用）、Recycle(回收循環)、Reuse（重復使用）。
隨著人口數量的不斷增長、社會經濟的發展和和人民生活水平的迅速提高，“白色污染物”的排放量猛增，污染日益嚴重。一些專家已把“白色污染”列為繼水污染、大氣污染后的第三大公害污染。所謂“白色污染”，是人們對塑料垃圾環境污染的一種形象稱謂，它主要是由聚苯乙烯、聚丙烴塑料、聚氯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等高分子化合物加工而成的各類生活用品。
為治理“白色污染”，各國政府相繼頒布了有關的實施辦法并成立了相應的監管機構。以日本為例，日本早在1971年就設立了塑料處理促進協會，來促進“白色污染”的治理工作。1991年日本政府又制定了“再生資源利用促進法”，對所有涉及“白色污染物”制品生產的行業進行限制。我國相關部門也出臺了一些相關政策，如國家環保局1997年頒布的《“白色污染”的現狀及防治對策研究》。
從根本上減少“白色污染”的最有效途徑是禁止生產使用一切不可降解的一次性塑料制品，然而價格和實用性不強，制約了這一過程的轉化。因此，解決“白色污染”的最好的辦法就是很好的將它們回收循環利用。“白色污染”通過回收循環利用過程，延長了資源的利用周期，既節約了生產原料，減少對環境的污染，又有助于社會經濟可持續發展，因此，回收循環利用是“白色污染”變“白色資源”的最重要的途徑。廢舊塑料資源被現代經濟家稱為“人類的第二礦藏”和“城市里的寶藏”。開發利用廢舊塑料資源，既可以治理污染，又可以制造經濟和環境效益，實力國利民的綠色環保產業。
廢舊塑料加工成塑料顆粒后，依然具有良好的綜合材料性能，可滿足吹膜、拉絲、拉管、注塑擠出型材等技術要求，大量應用于塑料制品的生產。日常生活中，再生塑料可用于制造各種塑料袋、盆、桶、玩具、家具、文具等生活用具和各種塑料制品。服裝工業方面，可用來制作服裝、領帶、紐扣、拉鏈。建筑材料方面，可用來制造各種建筑構件、建筑工具、塑料門窗、泥灰桶。農業方面可用來制造農膜、抽水管、農機具、肥料包裝袋、水泥包裝袋。機械方面，再生顆粒經特殊配方后，可用于制造機器零部件，各種形式的軸承、齒輪、凸輪、異輪、密封環、各種葉片、各種水泵葉輪。化學工業方面，用來應作反應釜、管道、容器、泵、閥門等。應用在解決腐蝕磨損的化工生產場所。另外，再生顆粒還應用在電器工業和電訊工業方面。因此，塑料回收利用成為解決原料緊張的一個重要手段。
1.2 廢水來源
再生塑料顆粒的簡稱，是屬于塑料顆粒這一范疇內，再生塑料則就是回收已經使用過的新料或廢棄的塑料通過螺桿機生產出來的塑料，再通過切粒機切成顆粒狀的一種塑料顆粒。各種塑料包裝物、購物袋、農用棚膜、地膜、滴灌帶、防蟲網、防鳥網、農用編織袋、塑料筐、農用遮陽網、噴霧罐、育苗袋、晾曬塑料平網、打捆繩、地籠網、飲料瓶、塑料盆、塑料壺、塑料桶、玩具、文具、塑料鞋、車輛保險杠、家用電器外殼、電腦外殼、廢聚氯管、工業廢舊塑料制品、塑料門窗、聚酯制品（聚酯薄膜、礦泉水瓶、可樂瓶等）以及塑料成型加工過程中的廢料等等。原料通過破碎機、清洗機、脫水機、喂料機、擠出機、切粒機等一系列工段最終產品為塑料顆粒。
因在生產過程中產生一定量的清洗廢水，企業領導非常重視對當地環境的保護，為了實現企業的可持續發展和保護周邊人民的身心健康，因此我們受企業委托對該廢水的處理進行方案編制，進行了廢水實驗小試和分析化驗，并且根據以往運行經驗，編制本廢水處理方案。
1.3 廢水水量、水質特點
根據提供的資料，生產過程中各工藝口排放的廢水量總計80m3/d,廢水中主要含有大量懸浮物、無機鹽、塑料顆粒、泥沙等雜質。
塑料顆粒清洗廢水的特點是：有機懸浮物含量高，易腐敗，排入水體會消耗水中的溶解氧，而且車間廢水分批次排放，排放不均勻。現擬對塑料顆粒清洗廢水進行處理，污水要求循環利用。
1.4方案編制單位
山東尚清環保科技有限公司技術部
2.1設計依據
2.1.1建設項目環境保護管理辦法（1986年3月26日國務院環境保護委員會、國家計劃委員會、國家經濟委員會頒發）；
2.1.2建設項目環境保護管理條例（1998年11月18日國務院第10次常務會議通過）；
2.1.3《室外排水設計規范》GB50014—2006；
2.1.4甲方提供的有關數據資料。
2.1.5其它規范及標準：
《室外排水設計規范》 GB50014-2006；
《工業防腐設計規范》GBJ46-82；
《工業污染物產生和排放系數手冊》；
《城市區域環境噪聲標準》 GB3096-93；
《供配電系統設計規范》GB50217-94；
《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003;
《自動化儀表選型規定》HG20507-92;
《低壓配電設計規范》GB50054-95；
《泵站設計規范》GB/T50265-97；
2.2設計原則
2.2.1嚴格執行國家和地方環保、衛生和安全等法規，經處理后主要水質指標符合國家有關標準；
2.2.2設計中堅持科學態度，采用的水處理工藝既要體現技術先進、經濟合理，又要成熟、安全可靠，并具有操作簡單、運行管理方便等特點；
2.2.3 處理單元相對緊湊、占地盡可能少，在確保運行穩定、出水水質達標的前提下，盡量降低工程造價及運行成本；
2.2.4設計中堅持污水生化處理與生態化處理思想相結合的原則，營造和諧的污水處理生態環境。
2.3項目范圍
本方案設計范圍包括污水處理工程內的污水處理工藝、土建、電氣控制和污泥貯池等。污水處理工程以外的管網收集、污泥外運處理、出水外排、總電源引線等由業主負責實施。
2.4設計處理規模
根據提供資料，塑料顆粒清洗廢水水量為80m3/d。廢水主要產生于塑料清洗、造粒冷卻時產生的污水。
2.5設計進出水水質
2.5.1進水水質
根據塑料行業污水水質特點及我公司歷年來對塑料行業污水的經驗分析，確定該污水水質情況如下：
序號 | 項 目 | 進 水 |
1 | COD (mg/l) | 2000 |
2 | BOD (mg/l) | 950 |
3 | SS (mg/l) | 900 |
4 | 氨氮 (mg/l) | 40 |
5 | PH值 | 6-9 |
6 | 動植物油類 | 20～30mg/L |
2.5.2設計出水水質：
排水水質應符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB8979-2002）中的一級A排放標準，剩余污水可回用于生產及農田灌溉。主要指標如下：
執行排入地表水體的水污染物排放限值
項目 | 廢水水質（mg/L） |
CODcr | ≤50 |
BOD | ≤10 |
SS | ≤10 |
pH | 6-9 |
NH3-N | ≤5 |
動植油 | ≤1 |
大腸菌群數（個/L） | ≤1000 |
表中單位均以mg/l計，PH除外。
三、處理工藝分析
塑料顆粒清洗廢水中含有大量懸浮物、無機鹽、塑料顆粒、土沙粒等雜質。根據對廢水水質特點分析和水樣測試以及排放標準的綜合分析對比后確定：
3.1該塑料顆粒清洗污水前段預處理采用氣浮法和沉淀法同時進行，需要排放的污水后續處理采用“生化工藝處理+MBR膜工藝”以確保達標排放。
3.1.1氣浮沉淀裝置選用氣浮沉淀一體機。氣浮沉淀一體機具有以下特點：
⑴處理能力大、效率高、占地少，去除水中的懸浮物及不可溶性COD，工藝過程及設備構造簡單，便于使用、維護。
⑵不用機械刮泥設備，每個貯泥斗單獨設排泥管，各自獨立排泥，互不干擾，保持沉淀濃度
（3）曝氣機可以調節氣泡大小，以保證最有效的絮凝效果
（4）集沉淀絮凝氣浮于一體，大大減少了設備基礎投資
（5）COD除去率75%-85%，SS除去率90%-98%
3.1.2生化處理單元
生物接觸氧化法在池內設有填料，部分微生物以生物膜的形式固著生長于填料表面，部分則是絮狀懸浮生長于水中。因此，它兼有活性污泥法與生物濾池二者的特點。生物接觸氧化法中微生物所需的氧常通過人工曝氣供給。生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進行厭氧代謝，產生的氣體及曝氣形成的沖刷作用會造成生物膜的脫落，并促進新生膜的生長，形成生物膜的新陳代謝，脫落的生物膜將隨水流出池外。
l 生物接觸氧化法的主要特點
1、由于填料的比表面積大，池內的充氧條件良好，生物接觸氧化池內單位容積的生物固體量高于活性污泥法曝氣池的生物固體量，因此，生物接觸氧化池具有較高的容積負荷；
2、由于相當一部分微生物固著生長的填料表面，不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便；
3、由于生物接觸氧化池內生物固體量多，水流屬完全混合型，因此，生物接觸池對水質水量的驟變有較強的適應能力；
4、由于生物接觸氧化池內生物固體量多，當有機容積負荷較高時，其F/M比可以保持在一定水平，污泥產量可相當于或低于活性污泥法。
5、由于該系統日產生的污泥量很少，根據相關設計規范的要求，污水經沉淀后，污泥可直接排入污泥槽，同化糞池污泥一起定期清理。
膜生物反應器（MBR）是高效膜分離技術與活性污泥法相結合的新型污水處理技術，可用于有機物含量較高的市政或工業廢水處理。雖然有氧MBR過程的技術應用可以追溯到20世紀70年代，但是它在污水處理領域的大規模商業應用也是在過去的10年間剛剛開始的。
MBR是高效膜分離技術與生化技術相結合的新型污水處理技術。它繼承了膜分離技術和生化處理技術的特點并強化了生化處理效果。
2、 與傳統的活性污泥法相比，MBR具有以下優點：
(1)0.05微米膜過濾產水，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用；
(2)與傳統處理系統相比，可節省50%的土地使用面積；
(3)由于膜的高效截流作用，微生物完全截流在反應器內，實現了反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，使運行控制更加靈活穩定；
(4)反應器內的微生物濃度高達5000-8000毫克／升，生化效率高，耐沖擊負荷強；
(5)泥齡(SRT)長，有利于增值緩慢的硝化細菌的截流、生長和繁殖，系統硝化效率得以提高；
(6)反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡條件下運行，剩余污泥排放量少；
(7)膜分離使污水中的大分子難降解成分在生物反應器內有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率；
(8)系統自動化程度高，采用正泰電子元件，可實現全程自動化控制；
(9)模塊化設計，結構緊湊，占地面積小，運行費用低廉。
3.2本工藝采取以下措施：
（1）大顆粒懸浮物和雜質易堵塞泵，會影響整個后續工藝處理，故方案中采用細格柵。
（2）有機物含量較高，采用氣浮沉淀一體機處理，通過加藥攪拌絮凝后，懸浮物通過溶氣水上浮到水面，通過刮渣系統將懸浮物刮出；沉淀物沿斜管下滑到設備底部，由排泥管將沉淀污泥排出；該設備可去除大部分懸浮物和沉淀物以及不溶性有機物。
（3）排放污水進入生化處理單元，通過生物菌降低水中有機物含量，后續進入MBR膜池以使出水達標排放。
（4）應業主要求，處理后污水可達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB8979-2002）中的一級A排放標準,剩余污水可回用于生產，并用于農田灌溉。
四、工藝流程設計
4.2 工藝流程說明
塑料顆粒清洗廢水由收集管網收集，自流進入格柵渠，經細格柵去除水中較大的懸浮物，出水自流進入調節池，在調節池內調節水量和均化水質；調節池內設置污水提升泵和液位控制器，當水位到達限值時由水泵將污水提升進入氣浮沉淀一體機，經過加藥設備將攪拌均勻的PAC/PAM溶液輸送至反應區，在反應區污水與PAC/PAM溶液充分混合反應，將污水中的有機物絮凝成團。在該系統內，通過釋放溶汽水，水中的懸浮物在微小氣泡黏附下上浮到水面，由刮渣設備將懸浮物刮至污泥池，去除懸浮有機物；比重大的有機物會沉降慢慢下滑至設備底部，通過排泥閥排至污泥池內。經設備處理后的上清液自流進入緩沖池，在緩沖池內調節水量和均化水質，再由污水提升泵將水提升至微生物生化處理單元，通過生物的吸附降解作用，去除廢水中剩余的污染物質，再進二沉池，使從填料表面脫下的生物膜在二沉池中沉淀，大部分污泥回流重新進入厭氧池進行反硝化，剩余污泥定期抽進污泥儲存池。氣浮池浮渣和排泥管的沉降污泥排入污泥儲存池，定時外運處理，生化系統出水進入MBR膜池進行深度凈化，凈化污水達標排放，也可回用于生產及農田灌溉。
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