造紙廢水處理設(shè)施改造工程探究

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[摘要]云南省某糖紙公司的污水處理廠經(jīng)改造后,采用混凝沉淀預(yù)處理/水解酸化/接觸氧化/混凝沉淀處理工藝處理造紙廢水。運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝對(duì)造紙廢水的CODCr、BOD5、SS及色度去除率均穩(wěn)定在95%以上，處理后的廢水水質(zhì)達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)表2標(biāo)準(zhǔn)。

[關(guān)鍵詞]造紙廢水；水解酸化；接觸氧化

1工程概況

云南省某糖紙公司主要生產(chǎn)蔗糖、紙漿、原色紙、白紙等產(chǎn)品，造紙廢水是其生產(chǎn)廢水的主要來(lái)源。造紙過(guò)程中不同工序所排出的廢水性質(zhì)各有不同，混合后的廢水色度高，含有較多木質(zhì)素、纖維素等難以被好氧微生物降解的有機(jī)物質(zhì)，其BOD/COD值較低，可生化性較差[1]。廢水經(jīng)廠區(qū)內(nèi)的集水池收集后通過(guò)泵送至離廠區(qū)3km外的污水處理廠進(jìn)行處理，原廢水處理工藝見(jiàn)圖1，處理水量為8000m3/d，出水執(zhí)行《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)表2制漿和造紙聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求(見(jiàn)表1)。隨著企業(yè)發(fā)展壯大，產(chǎn)能不斷提升，污水排放量隨之增大。由于原污水處理廠建成時(shí)間久，部分設(shè)備老化嚴(yán)重，故障率高，且處理流程存在以下問(wèn)題：(1)綜合廢水污染物含量高，經(jīng)初沉池簡(jiǎn)單沉淀后直接進(jìn)入氧化溝，造成氧化溝負(fù)荷過(guò)高，出水不達(dá)標(biāo)；(2)終沉池采用自然沉淀，沉淀效果差；(3)淺層氣浮停留時(shí)間過(guò)短，反應(yīng)效果不佳，加藥量大，運(yùn)行成本高。

2工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)廢水的特點(diǎn)、場(chǎng)地要求及操作要求等，選用工藝成熟可靠、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定的混凝沉淀預(yù)處理/水解酸化/接觸氧化/混凝沉淀處理工藝[2-3]，將原氧化溝改造為接觸氧化池，原廢棄酒精廢醪液池改造為回流池，新建1座調(diào)節(jié)池、1座水解酸化池及3套加藥系統(tǒng)，改造后的工藝流程見(jiàn)圖2。

3主要構(gòu)筑物與設(shè)備

整個(gè)改造工程在充分利用現(xiàn)有池體的基礎(chǔ)上新建1座調(diào)節(jié)池、1座水解酸化池及3套加藥系統(tǒng)(含6座加藥池)，主要構(gòu)筑物及設(shè)備如表2所示。(1)調(diào)節(jié)池為新建水池，有效容積為3800m3，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為6.1h。企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，各工序所排放廢水的濃度、溫度及pH值各有不同，各股廢水匯集至廠區(qū)集水池后通過(guò)泵送至污水處理廠的調(diào)節(jié)池內(nèi)，廢水在調(diào)節(jié)池內(nèi)水質(zhì)、水溫等得到一定調(diào)節(jié)，使后段處理系統(tǒng)穩(wěn)定性提高。(2)初沉池利用原池體，為輻流式沉淀池，表面負(fù)荷為0.885m3/(m2•h)。由提升泵和管道混合器將調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水與PAC、PAM混合后定量輸送到初沉池，通過(guò)絮凝沉淀去除廢水中部分懸浮物、有機(jī)物、色度及大多數(shù)小纖維等。(3)生物選擇池容積較小(有效容積為400m3)保留其作為水解酸化池的中間水池。(4)水解酸化池為新建水池，有效容積為12000m3，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為19.2h，容積負(fù)荷為1.25kgCOD/(m3•d)，池內(nèi)懸掛6396m3組合填料作為微生物載體，填充率53.3%。主要利用在水解酸化池內(nèi)的水解細(xì)菌、酸化菌將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，從而提高污水的可生化性，也能在一定程度上降低COD濃度，減輕后續(xù)好氧生物系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷，使整個(gè)系統(tǒng)的能耗比單獨(dú)使用好氧系統(tǒng)大為降低。(5)接觸氧化池由原氧化溝改造而成，有效容積為14000m3，池內(nèi)懸掛7086m3組合填料作為微生物載體，填充率50.6%；曝氣采用盤(pán)式微孔曝氣器，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為22.4h，容積負(fù)荷為0.7kgCOD/(m3•d)。接觸氧化池內(nèi)的懸浮活性污泥通過(guò)附著在組合填料上，適應(yīng)水體中污染物的茵種會(huì)在這些載體上慢慢生長(zhǎng)，并形成一層優(yōu)勢(shì)微生物群落。利用盤(pán)式微孔曝氣器進(jìn)行曝氣，不僅能給接觸氧化池的好氧微生物提供溶解氧，維持微生物正常生長(zhǎng)，還能使池內(nèi)水流充分?jǐn)噭?dòng)，形成紊流，提高廢水與生物膜的接觸率。活性污泥絮體屬高親水性極性物質(zhì)，對(duì)有機(jī)物有強(qiáng)烈的吸附功能[4]，吸附有機(jī)物后通過(guò)好氧微生物的代謝活動(dòng)將廢水中的污染物降解，使水體得到凈化。(6)原廢棄酒精廢醪液池改造成回流池，回流池為平流式，池內(nèi)采用斜管填料，池底設(shè)有泥斗，表面負(fù)荷為1.56m3/(m2•h)。設(shè)立回流池是對(duì)廢水進(jìn)行初步固液相分離，將部分活性污泥沉淀收集，回流至水解酸化池及接觸氧化池，回流率控制在60%~100%。(7)終沉池利用原池體，為輻流式沉淀池，表面負(fù)荷為0.65m3/(m2•h)。加藥區(qū)設(shè)置在污泥回流池末端，通過(guò)投加PAC、PAM及脫色劑與廢水進(jìn)行混合，混合后的廢水進(jìn)入終沉池內(nèi)發(fā)生凝聚、吸附、脫色、沉淀等一系列物理化學(xué)過(guò)程，進(jìn)而達(dá)到凈化目的。終沉池出水自流至計(jì)量渠。

4生化系統(tǒng)調(diào)試

4.1接種污泥。由于污水處理廠地理位置偏遠(yuǎn)，故選擇離本工程最近的城市生活污水處理廠的脫水污泥(含水率80%左右)作為接種污泥。4.2水解酸化池。接種前往水解酸化池注入少量稀釋的廢水(COD濃度約為700mg/L)，接種污泥量為池體有效容積的8%，分6天投加，期間保持少量進(jìn)水，監(jiān)測(cè)處理效果。在生化條件正常情況下，填料逐漸掛膜，水體中逐漸出現(xiàn)絮狀物，此后，在原基礎(chǔ)上逐步增加進(jìn)水量，直至填料掛膜相對(duì)密實(shí)且水中有大量懸浮污泥，污泥的馴化完成，可滿負(fù)荷運(yùn)行。4.3接觸氧化池。在接種前往池內(nèi)注入稀釋的廢水(COD濃度約為500mg/L)，接種污泥量同樣為池體有效容積的8%，分7天投加，水體DO值控制在4~6mg/L，接種完成后連續(xù)悶曝1周，然后，污泥在連續(xù)進(jìn)出水的情況下進(jìn)行馴化，污泥回流量控制為100%。馴化期間，每天對(duì)各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。當(dāng)池內(nèi)填料掛膜比較密實(shí)，且SV30=15%時(shí)，逐漸增加進(jìn)水負(fù)荷，直至正常連續(xù)進(jìn)水。4.4營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)投加。為保持菌種活性及加快菌種生長(zhǎng)，在污泥接種之日起每日向水解酸化池及接觸氧化池投加面粉、尿素、磷肥。由于企業(yè)所排放的造紙廢水氮、磷含量少，即使停止投加面粉后，仍每天向水中投加適量的氮肥、磷肥，以保證微生物生長(zhǎng)繁殖，進(jìn)而保持微生物的處理能力[5]。水解酸化池及接觸氧化池運(yùn)行穩(wěn)定后，按工藝流程聯(lián)動(dòng)運(yùn)行，30天后系統(tǒng)出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

5系統(tǒng)運(yùn)行效果

本工程竣工驗(yàn)收后，已投入運(yùn)行1年多，每天對(duì)各處理單元的出水進(jìn)行檢測(cè)，選取最近半年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值列表分析，各處理單元的處理效果見(jiàn)表3。從表3數(shù)據(jù)可知，廢水經(jīng)初沉池處理后SS從416mg/L降至112mg/L，色度從430倍降至213倍，降低了后續(xù)處理單元的處理負(fù)荷。廢水經(jīng)水解酸化池處理后，CODCr去除率達(dá)到41.7%，且廢水的B/C值得到提升，為好接觸氧化系統(tǒng)創(chuàng)造有利條件。經(jīng)接觸氧化池處理后出水CODCr為189mg/L，再經(jīng)混凝沉淀及脫色處理后廢水CODCr為49mg/L，BOD5為8mg/L，SS為20mg/L，色度為20倍，均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

6運(yùn)行費(fèi)用

經(jīng)改造后，該污水處理廠處理規(guī)模為15000m3/d，藥劑費(fèi)為0.51元/m3，電費(fèi)為0.46/m3，人工費(fèi)為0.047元/m3，則直接運(yùn)行費(fèi)用為1.017元/m3廢水，不包含維修費(fèi)、折舊費(fèi)、企業(yè)管理費(fèi)等。

7結(jié)語(yǔ)

(1)針對(duì)造紙廢水有機(jī)物含量高、色度高、懸浮物多等特點(diǎn)，采用“混凝沉淀預(yù)處理/水解酸化/接觸氧化/混凝沉淀處理”工藝進(jìn)行處理，具有系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效果好、方便管理等特點(diǎn)；(2)目前該廢水處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，對(duì)于廢水的CODCr、BOD5、SS、色度去除率均穩(wěn)定在95%以上，出水各項(xiàng)指標(biāo)皆達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)表2制漿和造紙聯(lián)合生產(chǎn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求，為同類廢水改造項(xiàng)目及新建項(xiàng)目提供參考。

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作者:林康理 單位:湛江水生林環(huán)保科技有限公司