造紙廢水處理設(shè)施改造工程探究

時間:2022-09-23 03:20:33

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造紙廢水處理設(shè)施改造工程探究

[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。運行結(jié)果表明,該工藝對造紙廢水的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)廢水的主要來源。造紙過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泵送至離廠區(qū)3km外的污水處理廠進行處理,原廢水處理工藝見圖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題:(1)綜合廢水污染物含量高,經(jīng)初沉池簡單沉淀后直接進入氧化溝,造成氧化溝負荷過高,出水不達標(biāo);(2)終沉池采用自然沉淀,沉淀效果差;(3)淺層氣浮停留時間過短,反應(yīng)效果不佳,加藥量大,運行成本高。

2工藝設(shè)計

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)廢水的特點、場地要求及操作要求等,選用工藝成熟可靠、操作簡便、運行穩(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圖2。

3主要構(gòu)筑物與設(shè)備

整個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)計水力停留時間為6.1h。企業(yè)在生產(chǎn)過程中,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,通過絮凝沉淀去除廢水中部分懸浮物、有機物、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)計水力停留時間為19.2h,容積負荷為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)的有機負荷,使整個系統(tǒng)的能耗比單獨使用好氧系統(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%;曝氣采用盤式微孔曝氣器,設(shè)計水力停留時間為22.4h,容積負荷為0.7kgCOD/(m3•d)。接觸氧化池內(nèi)的懸浮活性污泥通過附著在組合填料上,適應(yīng)水體中污染物的茵種會在這些載體上慢慢生長,并形成一層優(yōu)勢微生物群落。利用盤式微孔曝氣器進行曝氣,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,還能使池內(nèi)水流充分?jǐn)噭?,形成紊流,提高廢水與生物膜的接觸率?;钚晕勰嘈躞w屬高親水性極性物質(zhì),對有機物有強烈的吸附功能[4],吸附有機物后通過好氧微生物的代謝活動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,表面負荷為1.56m3/(m2•h)。設(shè)立回流池是對廢水進行初步固液相分離,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,表面負荷為0.65m3/(m2•h)。加藥區(qū)設(shè)置在污泥回流池末端,通過投加PAC、PAM及脫色劑與廢水進行混合,混合后的廢水進入終沉池內(nèi)發(fā)生凝聚、吸附、脫色、沉淀等一系列物理化學(xué)過程,進而達到凈化目的。終沉池出水自流至計量渠。

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,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,期間保持少量進水,監(jiān)測處理效果。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)上逐步增加進水量,直至填料掛膜相對密實且水中有大量懸浮污泥,污泥的馴化完成,可滿負荷運行。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)進出水的情況下進行馴化,污泥回流量控制為100%。馴化期間,每天對各項水質(zhì)指標(biāo)進行監(jiān)測。當(dāng)池內(nèi)填料掛膜比較密實,且SV30=15%時,逐漸增加進水負荷,直至正常連續(xù)進水。4.4營養(yǎng)物質(zhì)投加。為保持菌種活性及加快菌種生長,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,以保證微生物生長繁殖,進而保持微生物的處理能力[5]。水解酸化池及接觸氧化池運行穩(wěn)定后,按工藝流程聯(lián)動運行,30天后系統(tǒng)出水穩(wěn)定達標(biāo)。

5系統(tǒng)運行效果

本工程竣工驗收后,已投入運行1年多,每天對各處理單元的出水進行檢測,選取最近半年的監(jiān)測數(shù)據(jù)的平均值列表分析,各處理單元的處理效果見表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)處理單元的處理負荷。廢水經(jīng)水解酸化池處理后,CODCr去除率達到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,均達到排放標(biāo)準(zhǔn)。

6運行費用

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

7結(jié)語

(1)針對造紙廢水有機物含量高、色度高、懸浮物多等特點,采用“混凝沉淀預(yù)處理/水解酸化/接觸氧化/混凝沉淀處理”工藝進行處理,具有系統(tǒng)設(shè)計合理、耐沖擊負荷能力強、處理效果好、方便管理等特點;(2)目前該廢水處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定,對于廢水的CODCr、BOD5、SS、色度去除率均穩(wěn)定在95%以上,出水各項指標(biāo)皆達到《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,為同類廢水改造項目及新建項目提供參考。

參考文獻

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[2]張海洋,龐金釗,張鳳山,等.混凝-A/O-混凝工藝處理造紙廢水[J].中華紙業(yè),2009,30(22):67-70.

[3]楊龍君.水解酸化—接觸氧化法處理廢紙造紙廢水[J].中國造紙,2007,26(10):65-66.

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[5]張安龍,郗文君.造紙廢水活性污泥馴化過程中微型生物的指示作用[J].造紙科學(xué)與技術(shù),2015,34(2):91-95.

作者:林康理 單位:湛江水生林環(huán)??萍加邢薰?/p>