Visão geral do projeto
Introdução ao projeto
Um certo grupo em Jiangsu é uma empresa abrangente de nível nacional, classificada entre as 500 principais empresas do município, com operações abrangendo têxteis, tingimento e acabamento, produtos químicos, máquinas, materiais de construção e comércio. Em 2003, a empresa encomendou a Universidade de Donghua para projetar uma estação de tratamento de águas residuais integrada com uma capacidade diária de 15, 000 toneladas. Após mais de três anos de operação, a fábrica atendeu aos padrões de grau I da China'sPadrão de descarga de águas residuais integradas(GB 8978-1996).
No entanto, em 2007, ocorreu uma flor de cianobacteriana em larga escala no lago Taihu, impactando severamente a produção normal e a vida diária na bacia de Taihu. Em resposta aos requisitos do Conselho de Estado para fortalecer a proteção ambiental da água na região, as estações de tratamento de águas residuais na bacia de Taihu foram mandatadas para aumentar a qualidade do efluente, particularmente em termos de remoção de nitrogênio e fósforo. A província de Jiangsu emitiu posteriormente o padrão * db32/1072-2007 * para grandes descargas de poluentes de água de estações de tratamento de águas residuais urbanas e setores industriais importantes na região de Taihu, que entraram em vigor em 1º de janeiro de 2008.
Os requisitos de * db32/1072-2007 * são detalhados nas tabelas 2-5 e 2-6.
Sob esse padrão, o efluente tratado da indústria de tingimento e acabamento têxtil deve atender aos seguintes limites:
- Demanda de oxigênio químico (COD): 50 mg/l
- Nitrogênio de amônia (NH₃-N): 5 (8) mg/L
- Nitrogênio total (TN): 15 mg/L
- Fósforo total (TP): 0. 5 mg/L
Para o tingimento e acabamento têxteis, a indústria-um setor poluente fortemente com alto consumo de água, isso representa um padrão extremamente rigoroso. Muitas empresas enfrentaram desafios significativos, com algumas até as crises de sobrevivência. Consequentemente, numerosas empresas têxteis e tingidas na bacia de Taihu de Jiangsu iniciaram atualizações nas estações de tratamento de águas residuais existentes ou construíram novas instalações para cumprir os novos regulamentos.
Plano de design de economia de energia e redução de emissão
Dados os requisitos atuais de economia de energia e redução de emissões, apenas a adaptação das estações de tratamento de águas residuais é insuficiente. As atualizações devem incorporar controle de origem, práticas de produção mais limpas e utilização abrangente de recursos. Com base nas condições específicas do grupo, este plano propõe as seguintes medidas:
① Águas residuais têxteis de lã: Melhore a taxa de recuperação de lanolina a partir de águas residuais de alta concentração e alta turbidade, para reduzir o ônus do tratamento de águas residuais.
② Reutilização de água: Recicle as águas residuais de escuring de lã purificadas para reduzir o consumo de água doce, o uso de vapor e a dosagem química, alcançando a utilização integrada de água e energia térmica para economia de energia e redução de emissões.
③ Controle de fonte de águas residuais: Recupere os agentes de dimensionamento de álcool polivinílico relativamente puros (PVA) de dessizer as águas residuais como matérias -primas. Os agentes concentrados de dimensionamento composto podem ser reaproveitados como combustível para energia térmica. O líquido separado da recuperação pode ser reutilizado em banhos de deserto, redução do consumo de álcalis, uso de energia e descarga de poluentes.
④ Desempenho aprimorado do biofiltro: Reotimize os parâmetros de design do biofilter para garantir que o efluente atenda aos rigorosos padrões de grau 1A dos * db32/1072-2007 * de Jiangsu (consulte a tabela 2-6).
Escala de design e objetivos
Projete o volume de água
De acordo com o plano de desenvolvimento do grupo, o foco está no tingimento e acabamento (oficina de branqueamento e tingimento). Com base nas três linhas de produção existentes, três linhas de produção adicionais serão expandidas em 2004, alcançando o objetivo de dez linhas de produção.
Volume total de água: q (total)=15, 000 m³/d, q=625 m³/h.
Discriminação:
- Águas Residuais de Têxtil de Lã Fina: 3, 000 T/D
- Trocas de tricô e tingimento de águas residuais (algodão puro, largura de algodão de algodão): 2, 000 t/d
- Tingindo e impressão de águas residuais (algodão puro, largura de algodão-poliéster): 9, 000 t/d
- Águas residuais de limpeza de lã (lã australiana): 400 T/D
- Esgoto doméstico: 600 T/D
Qualidade da água influente
O projeto da fase I do grupo recebe principalmente quatro tipos de águas residuais: águas residuais têxteis de lã fina, tingimento e impressão de águas residuais, tricô e tingimento de águas residuais e esgoto doméstico. As características da qualidade da água desses quatro fluxos de águas residuais são detalhadas na tabela 2-7.
Objetivos de tratamento
A estação de tratamento de águas residuais está em conformidade com os padrões de grau I do padrão integrado de descarga de águas residuais da China (GB 8978-1996, consulte a Tabela 2-8). Para certos indicadores específicos, os limites de descarga mais rígidos descritos nos * DB32/1072-2007 * da província de Jiangsu (principais limites de descarga de poluentes da água para estações de tratamento de águas residuais urbanas e os principais setores industriais na região do lago Taihu) são adotados (consulte a Tabela 2-9}).
Esses padrões de alta foram finalizados mediante aprovação pelas autoridades de proteção ambiental.
Pesquisa do processo de tratamento
Estudo do processo de tratamento
O projeto de fase I do grupo lida principalmente por tingimento têxtil e acabamento em águas residuais. Com base em pesquisas de longo prazo da Universidade de Donghua em várias qualidades de tingimento têxtil e acabamento de águas residuais, identificou-se que as águas residuais têxteis de lã fina do grupo incluem águas residuais de limpeza de lã. Embora a extração de lanolina do primeiro, o segundo e terceiro tanques de limpeza reduz significativamente o CODCR e o BOD, as águas residuais mistas finais ainda mantém um nível de CODCR superior a 3,2 × 10³ mg/L. Após o pré -tratamento via flotação ou sedimentação de coagulação química, aproximadamente 90% do COD podem ser removidos, reduzindo o CODCR para cerca de 4, 000 mg/L. No entanto, quando essa água residual se mistura com águas residuais de lã fina, o CODCR aumenta de 600 a 800 mg/L para 1.200-1.500 mg/L.
O tingimento e o acabamento das águas residuais consistem principalmente em águas residuais de desvio, com níveis de CoDCR, tão altos quanto vários milhares a dezenas de milhares de miligramas por litro, juntamente com pH elevado e PVA mal biodegradável. De acordo com os dados fornecidos pelo cliente, o tingimento e a impressão de águas residuais exibem níveis de coDCR acima de 2.500 mg/L. Por outro lado, a merceração de águas residuais tem um CODCR relativamente baixo (200 a 400 mg/L) devido à recuperação de alcalina, resultando em um pH geral de aproximadamente 11 para o tingimento e o acabamento das águas residuais do grupo.
O design original cumpriu o padrão integrado de descarga de águas residuais da China (GB 8978-1996), que define o limite de descarga do CODCR a 100 mg/L. No entanto, o novo padrão provincial de Jiangsu requer redução do CODCR de 100 mg/L para 60 mg/L. A obtenção de uma redução adicional de 40 mg/L no CODCR para águas residuais de tingimento têxtil em condições de baixo substrato é altamente desafiador. Em comparação, as estações de tratamento de águas residuais municipais precisam apenas reduzir o CODCR de 60 mg/L para 50 mg/L sob o mesmo padrão-a meros 10 mg/L de diminuição e as águas residuais municipais são muito mais biodegradáveis. Portanto, apenas a adaptação da estação de tratamento de águas residuais existente é insuficiente. O controle da fonte deve ser priorizado e os processos avançados de tratamento devem ser aprimorados (por exemplo, redesenhar os parâmetros de biofiltro).
O plano de retrofit de tratamento de energia, redução de emissão e tratamento de águas residuais inclui as seguintes medidas principais:
① Águas residuais têxteis de lã: Melhore as taxas de recuperação de lanolina a partir de águas residuais de alta concentração e alta turbora que limpam as águas residuais para reduzir a carga de tratamento. Ao otimizar os parâmetros de separação centrífuga, a recuperação de lanolina pode ser aumentada de 40 a 45% para 45 a 50%. Controle rigoroso do conteúdo de graxa e areia em tanques de variação (Tabela 2-10) aumenta ainda mais a eficiência da recuperação.
② Reutilização de água: Recicle as águas residuais de limpeza de lã purificadas para reduzir o consumo de água doce, o uso do vapor e a dosagem química, alcançando a utilização integrada de água e energia térmica. Por exemplo, a água removida de areia do primeiro tanque de limpeza pode ser reutilizada no mesmo tanque, aumentando a concentração de lanolina para facilitar a extração e reduzir os custos de energia de separação centrífuga.
③ Controle de fonte de águas residuais: Recupere os agentes de dimensionamento de PVA relativamente puros por meio da tecnologia de membrana cerâmica para reutilização como matérias -primas. Para agentes de dimensionamento composto, a concentração de membrana cerâmica de alta temperatura (90 graus) permite a recuperação como combustível. O líquido transparente separado pode ser reciclado em banhos de deserto, reduzindo os álcalis (refrigerante cáustico) e o consumo de vapor enquanto corta significativamente a descarga de poluentes.
④ Otimização de biofiltro: Atualize o meio de biofilter de partículas de cerâmica tradicionais para materiais leves e de alta porosidade, aumentando as taxas de filtração de adsorção para 6 m/h. Isso reduz o codcr efluente de 80 mg/L para abaixo de 60 mg/L, garantindo a conformidade com os novos padrões.
Fluxo do processo de tratamento
O processo adaptado mantém o fluxo de trabalho original (Figura 2-1), mas opera sob condições influentes aprimoradas: as concentrações de CODCR e o pH são significativamente menores, eliminando a necessidade de dosagem ácida e redução dos custos operacionais.
- Águas residuais de limpeza de lã: Após a recuperação de recursos, o CODCR cai de 4, 000 mg/l para 2, 000 mg/L (redução de 50%), permitindo que menos sopradores de aeração operem.
- Despertador de águas residuais: Reciclagem 300-500 T/D de águas residuais de alta concentração, reduz o codcr de 9, 000 t/d tingindo águas residuais de 2.500 mg/L para 1.200 mg/L (redução de mais de 50%).
Previsão de eficiência do tratamento
As eficiências de tratamento pós-retrofit para cada unidade estão resumidas na Tabela 2-11.
Estimativa de investimento do projeto
A quebra do investimento é fornecida na tabela 2-12.
Análise de benefícios econômicos
① Para águas residuais têxteis de lã, particularmente as águas residuais de lã de alta e alta turbora, melhorando a taxa de recuperação de lanolina reduz o ônus do tratamento de águas residuais. Ao otimizar os parâmetros técnicos do processo de reciclagem de águas residuais de limpeza de lã, a taxa de recuperação de lanolina de separação centrífuga pode ser aumentada de 40-45% para 45-50%. Com o preço de Lanolin em 12, 000 yuan/ton e a fábrica originalmente produzem 50-60 toneladas de lanolin mensalmente, o aumento 5-10}% na taxa de recuperação se traduz em um {8}}}}} {8}} tons de lanolin recuperado por mês. Assumindo um aumento mensal de 5 toneladas, a receita anual de vendas de lanolina aumentaria em aproximadamente 720, 000 yuan.
② Aumentar a reutilização de águas residuais de limpeza de lã purificada no processo de tratamento reduz o consumo de água, o uso de vapor e a dosagem química, alcançando a utilização abrangente da água e a energia térmica para conservação de energia e redução de emissões. Ao reciclar a água removida de areia do primeiro tanque de limpeza de volta ao mesmo tanque, a concentração de lanolina aumenta, melhorando a eficiência da extração e economizando energia para a separação centrífuga. Em termos de economia de vapor, a reciclagem de bebidas alcoólicas pode reduzir o consumo de energia térmica. O consumo mensal médio de vapor da fábrica é de 726 toneladas, com uso de água em 5.100 toneladas. Com uma taxa de reutilização de águas residuais de 70%, 3.570 toneladas de águas residuais de limpeza podem ser recicladas mensalmente. O limpeza da temperatura da água varia de 45-58 e a atualização do processo deve economizar 2 toneladas de vapor diariamente. A 148 yuan por tonelada de vapor, isso equivale a uma economia mensal de 60 toneladas (8.880 yuan) e redução anual de custos de vapor de 106.700 yuan. A reutilização diária de 100 toneladas de água residual economiza 3,8 yuan por tonelada (2,2 yuan para água + 1. 6 yuan para taxas de descarga), resultando em economia anual de água de 33, 000 toneladas e benefícios adicionais de 125.400 yuan.
③ Para desejar as águas residuais, a implementação do controle da fonte recuperando agentes de dimensionamento de PVA relativamente puro como matérias -primas e utilizando agentes de dimensionamento composto concentrado, à medida que o combustível atinge a recuperação de energia térmica. O líquido esclarecido do processo de separação pode ser reutilizado em banhos, salvando produtos químicos (alcalinos) e energia, reduzindo significativamente a descarga de poluentes. A fábrica possui duas linhas de produção para dessização, com consumo de alcalina de 2 toneladas por 10, 000 metros de tecido. A produção mensal excede 3 milhões de metros, exigindo mais de 600 toneladas de álcalis. Em 1, 000 yuan/ton, o uso de álcalis pode ser reduzido por 20-50%. Assumindo uma economia de 20%, isso se traduz em redução mensal de custos alcalinos de 120, 000 yuan e economia anual de matéria -prima de 1,44 milhão de yuan.
Análise de viabilidade da conservação de energia,Redução de emissão e descarga de conformidade
Através de melhorias no processo e medidas de pré -tratamento de águas residuais, a concentração de CODCR influente pode ser reduzida de 1.800 mg/L para 1.200 mg/L (redução de 30%), aliviando a carga no sistema de tratamento de águas residuais e criando condições para otimização adicional da qualidade do efluente. Para atender aos novos padrões de descarga, são necessárias atualizações para o sistema de tratamento de águas residuais. Ao ajustar os parâmetros de projeto do filtro biológico, a concentração final do CODCR do efluente pode ser reduzida em 25%, atingindo a meta da redução total de emissões do CODCR com benefícios ambientais significativos.
O sistema também atinge a redução de emissões e a conservação da água através da reciclagem de águas residuais, aliviando a escassez de recursos hídricos enquanto reduz os custos corporativos da água.
As melhorias do processo reduzem substancialmente a poluição na fonte, recuperam os recursos, permitem a utilização eficiente de materiais e a regeneração de recursos, promove a produção mais limpa e as práticas de economia circular para a empresa, oferecendo fortes benefícios sociais e gerando retornos econômicos consideráveis.