改良型氧化沟工艺处理废纸造纸废水实例

摘要 ：介绍改良型氧化沟 +混凝沉淀工艺处理造纸废水的工艺参数 、运行效果和工程效益工程设计处理能力为 5000m³．d^-1。。 运行结果表明 ，该系统运行稳定 ，处理效果好 ，出水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标 》(GB3544—2008)中规定的标标准要求

关键词 ：造纸废水 ：改良型氧化沟；工艺设计

据报道，全国造纸企业的废水排放量超过了40亿t，占工业废水总排放量的20％左右。废纸造纸产生的废水量大，且水质不尽相同，大部分还含有难降解的有毒有害物质。如果不对其加以有效处理，也会给环境带来严重污染。

1 废纸造纸废水水质

江西省某纸业有限公司为新建企业，主要产品为花炮再生纸，年产量15万t，废水量约为5000m³．d^-1。废水水质指标如表1所示，要求企业废水排放指标达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)中规定的标准。

2 工艺流程

根据企业提供的污水处理系统总体设计规划和要求，结合废水水质特点，确定图1所示的工艺流程。

废水首先进入“格栅+调节池”预处理系统，截留去除水中较大的杂物与纤维，降低对后续工艺设备的破坏，同时在此阶段可以去除一部分悬浮物质，使废水中的SS含量达到部分降低的目的。预处理出水进入超效浅层气浮，去除26％左右COD、23％左右的BOD、80％左右的SS，之后经过初沉池沉淀，进一步降低废水中的悬浮物含量以及有机污染物的含量。然后再经IC厌氧系统，去除65％的COD和68％的BOD。

厌氧出水进入改良型氧化沟系统，在曝气的作用下，活性污泥与废水充分接触，活性污泥中的好氧菌群以废水中的有机污染物为代谢原料，经过好氧氧化作用消耗掉有机物，达到去除水中污染物的目的。通过采用新型的倒伞形表曝机，提高充氧效率，提高活性污泥与废水的混合效果，废水在氧化沟内经过大量的缺氧一好氧交替反应，达到较高的COD去除效果，改良型氧化沟通过延长废水的停留时间，充分发挥氧化沟好氧生物技术在造纸废水处理中的优势，COD的处理效率比常规氧化沟提高10％左右。在此工艺阶段中，能够去除83％左右的有机物及65％的SS。

废水经改良型氧化沟处理后进入二沉池。在重力作用下使泥水有效分离，出水COD低于130mg·L^-1。

如果有进一步降低COD的要求，二沉池出水可进入混凝沉淀系统，对生化出水进行深度处理，使COD低于60mg·L^-1，有机物去除率能达到55％以上，同时可达到80％的SS去除效果。

二沉池中的剩余污泥一部分经过污泥泵重新返回至氧化沟系统内，继续参与好氧生物反应；一部分排入污泥脱水车间，经脱水后外运处置。

3 主要构筑物及设计参数

3．1 预处理系统

(1)格栅渠。1座，钢筋混凝土结构。尺寸8．0mx0．7mX3．0m。

(2)调节池。1座，钢筋混凝土结构。尺寸10．0mx30．0mx6．0m。

(3)格栅。2台，设置2道格栅，安装于污水处理站调节池进口或者其他隐蔽的部位，中格栅间隙为10mm，细格栅间隙为5mm，用以拦截较大杂物，保护后续处理设备运行安全。

3．2 综合废水处理系统

(1)超效浅层气浮。1台。直径8．0m，配套离心泵1台，型号DFw8O一250B／2／30，Q=80m³·h^-1，H=60m．，N=30．0kW；空气压缩机1台，型号w—0．6／10，风量0．6m³·min-1，功率5．5kW；高压储气罐1台，有效容积1．0m³。

(2)初沉池。1座，钢筋混凝土。用于气浮后出水污泥的沉淀。设计表面负荷0．59m³·(㎡·h)^-1，尺寸30．0mx4．0m(超高0．5m)，配套半桥式周边传动刮泥机1台，周边线速度3m-ra—in～，Ⅳ一0．75kW；污泥泵2台(1用1备)，Q=40m³·h^-1，日=9m，N=3．0kW。

(3)事故池。1座，钢筋混凝土。用于特殊情况下，暂时贮存排除废液或废水。设计停留时间6h，有效容积2500m³，尺寸31．25mx20．0mx4．5m(超高0．5m)，内置潜水排污泵1台，Q=110m³·h^-1，H=11m．N=5．5kW。

(4)IC反应器。1座，碳钢防腐。两级分离内循环厌氧反应器(IC)是世界上最先进的厌氧处理技术，该技术在第三代厌氧反应器UASB的基础上，把多级处理技术、流化床技术、污泥颗粒化技术、内外循环等技术整合在同一个反应器内，在反应器中，颗粒污泥(厌氧细菌)将废水中有机污染物降解生成cl{4等气体。两级分离内循环厌氧反应器(IC)是基于气体提升原理，而由上升管和下降管中所含气体量的不同而产生的，受反应器气流的驱动，循环流比率取决于进水COD浓度，因此可达到自行调节。有效容积1100m³，反应器尺寸8．0mx22．0m，配套进水泵3台(2用1备)，Q=155m³·h^-1，H=27m，N=22kW；DN250、DN300流量计各1台；配套pH计2台。

(5)改良型氧化沟。1座，钢筋混凝土。改良型氧化沟在处理制浆造纸废水中展现了独有的优势，曝气溶氧效率更高，处理效果更好，在处理同等负荷下，该工艺更为节能，该氧化沟在去除COD、脱除氨氮、除磷方面均有优良表现，通过采用新型的倒伞形表曝机，工艺的设计能够满足厂区长期运行需要。改良型的氧化沟通过延长废水的处理时间，充分发挥氧化沟好氧生物技术在造纸废水处理中的优势，使其比常规氧化沟处理效率提高10％左右。设计污泥负荷0．25kgCOD·(kgMI．SS·d)^-1，尺寸86．0mx32．0mx5．0m(超高0．5m)，设置3台倒伞型表面曝气机：型号DS325，r=3250mm，N=55kW，充氧量115．5kg·h-，低速推流器4台，型号Q旧5／4—2500／2—56／P，N=5kW，额定电流17A，叶轮直径2500n1lI1，叶轮转速56r．min^-1。

(6)二沉池。1座，钢筋混凝-t--。活性污泥回流与沉淀。设计有效容积3176m3，表面负荷0．46m³·(m·h)^-1，反应器尺寸34．0mx4．0m(超高0．5m)，配置周边传动刮泥机1台：外缘线速度1．5～3m·min^-1，N =0．75kW；污泥回流泵2台(1用1备)：型号200WL250-11-15，Q=250m3·h-，H=l1m，N=15kW；剩余污泥泵2台(1用1备)：Q=30m³·h^-1，H=11m．，N=3kW。

(7)混凝沉淀池。1座，钢筋混凝土。用于生化尾水深度处理，实现水质的有效净化，出水水质达标。设计表面负荷0．77m·h^-1，混合时间1min，沉淀池停留时间3．92h；设置桨叶式搅拌器8套，分别为Ⅳ=2．2kW两套，N =1．1kW两套，N=0．75kW两套，N=0．55kW两套；污泥泵2台(1用1备)：Q=30m³·h^-1，日=11m，N=3kW。

(8)污泥池。1座，钢筋混凝土。用于储存废水系统的剩余污泥。有效容积942m³，尺寸20．0mX3．5m(超高0．5m)，配置1套板框压滤机：XMGZ200／1250-30U，过滤面积3000㎡，滤室容积3m³，过滤压力0．6MPa，电机功率4kW；设置污泥泵2台(1用1备)：DFW65-250A／2／22，Q=44m³．h^-1，H=70m，r=2900r．min^-1，N=22kW。

4  运行效果及效益分析

4．1 运行效果

以改良型氧化沟为主体处理工艺的废水处理系统已经建设完成，经调试正常运行后，系统的出水水质指标均可达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)。图2、图3、图4分别是超效浅层气浮、改良型氧化沟、混凝沉淀系统连续24d的各个工艺段的废水处理效果。

从图2看出，由于超效浅层气浮系统为化学处理法，COD的去除效果变化不大，去除率维持25％左右，基本上达到了预计的去除效果。由图3看出，改良型氧化沟在调试完成稳定运行后，COD的去除率可以达到92％以上，高于设计预期COD去除率的近10％。出水COD低于220mg·L左右。

由图4看出，由于混凝沉淀系统也是化学处理方法，故其去除效果仅受加药量影I1向，按照设计加药量投加运行，其COD去除率比较稳定，基本维持在65％左右。当改良型氧化沟正常运行后，其出水经过混凝沉淀处理后，出水COD可以稳定维持在80mg·L以下，出水水质可以达标排放。

4．2 效益分析

此造纸废水处理工程的运行费用为每吨废水1．55元，其中电费1．057元，药剂费0．41元，人工费0．08元。系统稳定运行后，每年削减COD₅．3t、NH₃一N0.13t、SS4.5t、BOD₅2．15t，极大地减轻了水体污染，因此也会促进区域经济和改善生态环境的协调发展。

5 结论

该废水处理系统运行情况表明，采用改良型氧化沟+混凝沉淀工艺处理造纸废水，工艺运行简单稳定，出7LTkN-好，处理效率高，出水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2O08)标准的要求。

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