造纸废水处理设施改造工程探究

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[摘要]云南省某糖纸公司的污水处理厂经改造后,采用混凝沉淀预处理/水解酸化/接触氧化/混凝沉淀处理工艺处理造纸废水。运行结果表明，该工艺对造纸废水的CODCr、BOD5、SS及色度去除率均稳定在95%以上，处理后的废水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)表2标准。

[关键词]造纸废水；水解酸化；接触氧化

1工程概况

云南省某糖纸公司主要生产蔗糖、纸浆、原色纸、白纸等产品，造纸废水是其生产废水的主要来源。造纸过程中不同工序所排出的废水性质各有不同，混合后的废水色度高，含有较多木质素、纤维素等难以被好氧微生物降解的有机物质，其BOD/COD值较低，可生化性较差[1]。废水经厂区内的集水池收集后通过泵送至离厂区3km外的污水处理厂进行处理，原废水处理工艺见图1，处理水量为8000m3/d，出水执行《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)表2制浆和造纸联合生产企业标准的要求(见表1)。随着企业发展壮大，产能不断提升，污水排放量随之增大。由于原污水处理厂建成时间久，部分设备老化严重，故障率高，且处理流程存在以下问题：(1)综合废水污染物含量高，经初沉池简单沉淀后直接进入氧化沟，造成氧化沟负荷过高，出水不达标；(2)终沉池采用自然沉淀，沉淀效果差；(3)浅层气浮停留时间过短，反应效果不佳，加药量大，运行成本高。

2工艺设计

根据企业生产废水的特点、场地要求及操作要求等，选用工艺成熟可靠、操作简便、运行稳定的混凝沉淀预处理/水解酸化/接触氧化/混凝沉淀处理工艺[2-3]，将原氧化沟改造为接触氧化池，原废弃酒精废醪液池改造为回流池，新建1座调节池、1座水解酸化池及3套加药系统，改造后的工艺流程见图2。

3主要构筑物与设备

整个改造工程在充分利用现有池体的基础上新建1座调节池、1座水解酸化池及3套加药系统(含6座加药池)，主要构筑物及设备如表2所示。(1)调节池为新建水池，有效容积为3800m3，设计水力停留时间为6.1h。企业在生产过程中，各工序所排放废水的浓度、温度及pH值各有不同，各股废水汇集至厂区集水池后通过泵送至污水处理厂的调节池内，废水在调节池内水质、水温等得到一定调节，使后段处理系统稳定性提高。(2)初沉池利用原池体，为辐流式沉淀池，表面负荷为0.885m3/(m2•h)。由提升泵和管道混合器将调节池内的废水与PAC、PAM混合后定量输送到初沉池，通过絮凝沉淀去除废水中部分悬浮物、有机物、色度及大多数小纤维等。(3)生物选择池容积较小(有效容积为400m3)保留其作为水解酸化池的中间水池。(4)水解酸化池为新建水池，有效容积为12000m3，设计水力停留时间为19.2h，容积负荷为1.25kgCOD/(m3•d)，池内悬挂6396m3组合填料作为微生物载体，填充率53.3%。主要利用在水解酸化池内的水解细菌、酸化菌将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，从而提高污水的可生化性，也能在一定程度上降低COD浓度，减轻后续好氧生物系统的有机负荷，使整个系统的能耗比单独使用好氧系统大为降低。(5)接触氧化池由原氧化沟改造而成，有效容积为14000m3，池内悬挂7086m3组合填料作为微生物载体，填充率50.6%；曝气采用盘式微孔曝气器，设计水力停留时间为22.4h，容积负荷为0.7kgCOD/(m3•d)。接触氧化池内的悬浮活性污泥通过附着在组合填料上，适应水体中污染物的茵种会在这些载体上慢慢生长，并形成一层优势微生物群落。利用盘式微孔曝气器进行曝气，不仅能给接触氧化池的好氧微生物提供溶解氧，维持微生物正常生长，还能使池内水流充分搅动，形成紊流，提高废水与生物膜的接触率。活性污泥絮体属高亲水性极性物质，对有机物有强烈的吸附功能[4]，吸附有机物后通过好氧微生物的代谢活动将废水中的污染物降解，使水体得到净化。(6)原废弃酒精废醪液池改造成回流池，回流池为平流式，池内采用斜管填料，池底设有泥斗，表面负荷为1.56m3/(m2•h)。设立回流池是对废水进行初步固液相分离，将部分活性污泥沉淀收集，回流至水解酸化池及接触氧化池，回流率控制在60%~100%。(7)终沉池利用原池体，为辐流式沉淀池，表面负荷为0.65m3/(m2•h)。加药区设置在污泥回流池末端，通过投加PAC、PAM及脱色剂与废水进行混合，混合后的废水进入终沉池内发生凝聚、吸附、脱色、沉淀等一系列物理化学过程，进而达到净化目的。终沉池出水自流至计量渠。

4生化系统调试

4.1接种污泥。由于污水处理厂地理位置偏远，故选择离本工程最近的城市生活污水处理厂的脱水污泥(含水率80%左右)作为接种污泥。4.2水解酸化池。接种前往水解酸化池注入少量稀释的废水(COD浓度约为700mg/L)，接种污泥量为池体有效容积的8%，分6天投加，期间保持少量进水，监测处理效果。在生化条件正常情况下，填料逐渐挂膜，水体中逐渐出现絮状物，此后，在原基础上逐步增加进水量，直至填料挂膜相对密实且水中有大量悬浮污泥，污泥的驯化完成，可满负荷运行。4.3接触氧化池。在接种前往池内注入稀释的废水(COD浓度约为500mg/L)，接种污泥量同样为池体有效容积的8%，分7天投加，水体DO值控制在4~6mg/L，接种完成后连续闷曝1周，然后，污泥在连续进出水的情况下进行驯化，污泥回流量控制为100%。驯化期间，每天对各项水质指标进行监测。当池内填料挂膜比较密实，且SV30=15%时，逐渐增加进水负荷，直至正常连续进水。4.4营养物质投加。为保持菌种活性及加快菌种生长，在污泥接种之日起每日向水解酸化池及接触氧化池投加面粉、尿素、磷肥。由于企业所排放的造纸废水氮、磷含量少，即使停止投加面粉后，仍每天向水中投加适量的氮肥、磷肥，以保证微生物生长繁殖，进而保持微生物的处理能力[5]。水解酸化池及接触氧化池运行稳定后，按工艺流程联动运行，30天后系统出水稳定达标。

5系统运行效果

本工程竣工验收后，已投入运行1年多，每天对各处理单元的出水进行检测，选取最近半年的监测数据的平均值列表分析，各处理单元的处理效果见表3。从表3数据可知，废水经初沉池处理后SS从416mg/L降至112mg/L，色度从430倍降至213倍，降低了后续处理单元的处理负荷。废水经水解酸化池处理后，CODCr去除率达到41.7%，且废水的B/C值得到提升，为好接触氧化系统创造有利条件。经接触氧化池处理后出水CODCr为189mg/L，再经混凝沉淀及脱色处理后废水CODCr为49mg/L，BOD5为8mg/L，SS为20mg/L，色度为20倍，均达到排放标准。

6运行费用

经改造后，该污水处理厂处理规模为15000m3/d，药剂费为0.51元/m3，电费为0.46/m3，人工费为0.047元/m3，则直接运行费用为1.017元/m3废水，不包含维修费、折旧费、企业管理费等。

7结语

(1)针对造纸废水有机物含量高、色度高、悬浮物多等特点，采用“混凝沉淀预处理/水解酸化/接触氧化/混凝沉淀处理”工艺进行处理，具有系统设计合理、耐冲击负荷能力强、处理效果好、方便管理等特点；(2)目前该废水处理系统运行稳定，对于废水的CODCr、BOD5、SS、色度去除率均稳定在95%以上，出水各项指标皆达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)表2制浆和造纸联合生产企业标准的要求，为同类废水改造项目及新建项目提供参考。

参考文献

[1]丘治平．A/O工艺在造纸废水处理中的应用[J]．广州化工，2010，38(6)：181-185．

[2]张海洋，庞金钊，张凤山，等．混凝-A/O-混凝工艺处理造纸废水[J]．中华纸业，2009，30(22)：67-70．

[3]杨龙君．水解酸化—接触氧化法处理废纸造纸废水[J]．中国造纸，2007，26(10)：65-66．

[4]丁春生，缪佳，王卫文．混凝沉淀—A/O工艺处理造纸废水[J]．中国给排水，2008，24(18)：72-74．

[5]张安龙，郗文君．造纸废水活性污泥驯化过程中微型生物的指示作用[J]．造纸科学与技术，2015，34(2)：91-95．

作者:林康理 单位:湛江水生林环保科技有限公司