造紙廢水處理設施改造工程探究

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[摘要]云南省某糖紙公司的污水處理廠經改造后,采用混凝沉淀預處理/水解酸化/接觸氧化/混凝沉淀處理工藝處理造紙廢水。運行結果表明，該工藝對造紙廢水的CODCr、BOD5、SS及色度去除率均穩定在95%以上，處理后的廢水水質達到《制漿造紙工業水污染物排放標準》(GB3544-2008)表2標準。

[關鍵詞]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蔗糖、紙漿、原色紙、白紙等產品，造紙廢水是其生產廢水的主要來源。造紙過程中不同工序所排出的廢水性質各有不同，混合后的廢水色度高，含有較多木質素、纖維素等難以被好氧微生物降解的有機物質，其BOD/COD值較低，可生化性較差[1]。廢水經廠區內的集水池收集后通過泵送至離廠區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，出水執行《制漿造紙工業水污染物排放標準》(GB3544-2008)表2制漿和造紙聯合生產企業標準的要求(見表1)。隨著企業發展壯大，產能不斷提升，污水排放量隨之增大。由于原污水處理廠建成時間久，部分設備老化嚴重，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；(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，反應效果不佳，加藥量大，運行成本高。

2工藝設計

根據企業生產廢水的特點、場地要求及操作要求等，選用工藝成熟可靠、操作簡便、運行穩定的混凝沉淀預處理/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座調節池、1座水解酸化池及3套加藥系統，改造后的工藝流程見圖2。

3主要構筑物與設備

整個改造工程在充分利用現有池體的基礎上新建1座調節池、1座水解酸化池及3套加藥系統(含6座加藥池)，主要構筑物及設備如表2所示。(1)調節池為新建水池，有效容積為3800m3，設計水力停留時間為6.1h。企業在生產過程中，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集水池后通過泵送至污水處理廠的調節池內，廢水在調節池內水質、水溫等得到一定調節，使后段處理系統穩定性提高。(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節池內的廢水與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，設計水力停留時間為19.2h，容積負荷為1.25kgCOD/(m3•d)，池內懸掛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的水解細菌、酸化菌將難生物降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質，從而提高污水的可生化性，也能在一定程度上降低COD濃度，減輕后續好氧生物系統的有機負荷，使整個系統的能耗比單獨使用好氧系統大為降低。(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)。接觸氧化池內的懸浮活性污泥通過附著在組合填料上，適應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，還能使池內水流充分攪動，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，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，池內采用斜管填料，池底設有泥斗，表面負荷為1.56m3/(m2•h)。設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)。加藥區設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發生凝聚、吸附、脫色、沉淀等一系列物理化學過程，進而達到凈化目的。終沉池出水自流至計量渠。

4生化系統調試

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，水體中逐漸出現絮狀物，此后，在原基礎上逐步增加進水量，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，接種完成后連續悶曝1周，然后，污泥在連續進出水的情況下進行馴化，污泥回流量控制為100%。馴化期間，每天對各項水質指標進行監測。當池內填料掛膜比較密實，且SV30=15%時，逐漸增加進水負荷，直至正常連續進水。4.4營養物質投加。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定后，按工藝流程聯動運行，30天后系統出水穩定達標。

5系統運行效果

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，選取最近半年的監測數據的平均值列表分析，各處理單元的處理效果見表3。從表3數據可知，廢水經初沉池處理后SS從416mg/L降至112mg/L，色度從430倍降至213倍，降低了后續處理單元的處理負荷。廢水經水解酸化池處理后，CODCr去除率達到41.7%，且廢水的B/C值得到提升，為好接觸氧化系統創造有利條件。經接觸氧化池處理后出水CODCr為189mg/L，再經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，均達到排放標準。

6運行費用

經改造后，該污水處理廠處理規模為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、企業管理費等。

7結語

(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，具有系統設計合理、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運行穩定，對于廢水的CODCr、BOD5、SS、色度去除率均穩定在95%以上，出水各項指標皆達到《制漿造紙工業水污染物排放標準》(GB3544-2008)表2制漿和造紙聯合生產企業標準的要求，為同類廢水改造項目及新建項目提供參考。

參考文獻

[1]丘治平．A/O工藝在造紙廢水處理中的應用[J]．廣州化工，2010，38(6)：181-185．

[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，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．

[4]丁春生，繆佳，王衛文．混凝沉淀—A/O工藝處理造紙廢水[J]．中國給排水，2008，24(18)：72-74．

[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]．造紙科學與技術，2015，34(2)：91-95．

作者:林康理 單位:湛江水生林環?？萍加邢薰?/p>