造紙廢水處理
山東某紙業有限公司是一家私營企業,位于山東省西北部,公司始建于1995年,廠區占地為15000m2,現有員工400余人。該廠所排放廢水中含有大量難降解有機物質,這些物質如不經過處理,排入自然水體將嚴重影響納污水系的水體功能,所以必須建設污水處理站,控制污染源,使出水能夠達標排放,減輕對周邊環境的污染。
1廢水水量、水質及處理標準
根據主體車間生產狀況,污水處理站按照三班制24h連續運轉設計,進入污水處理站的廢水量為2×104m3/d,設計處理能力為最高日處理2×104m3/d,則污水處理構筑物的最高日平均設計流量為833.33m3/h。
該廠生產廢水主要來源于打漿、洗漿工段和抄造工段,廢水(超效淺層氣浮出水)COD、BOD5、SS分別為2500、750、1600mg/L,pH值為6~9。
根據當地環境保護部門的要求,該廠外排水質應滿足《造紙工業水污染物排放標準》(GB3544—2001)中麥草制漿標準的要求,即COD≤300mg/L、BOD5≤100mg/L、SS≤100mg/L、pH值為6~9。
2廢水處理工藝流程
該廠生產廢水的特點是SS含量較大且B/C值較低,不易生化處理。根據國內外中段水處理的實際運行情況,采用物化處理/生化處理是一種比較穩妥可靠的方案,即在生化處理前,利用物化處理降低廢水中COD、BOD5的濃度,可大大降低懸浮物的含量,提高廢水的可生化性。
根據本項工程的水質、水量及處理要求,確定采用混凝沉淀/水解酸化/氧化溝處理工藝。廢水經格柵去除大的雜質后流入集水井,用泵提升進入收漿系統,分離殘漿后經混凝反應進入初沉池,在初沉池分離部分SS,上清液依次進入水解酸化池、氧化溝,氧化溝出水經二沉池進行泥水分離后達標排放。二沉池分離污泥大部分匯流至氧化溝和水解酸化池,剩余污泥進入初沉池與原水接觸吸附后,經初沉池分離后流入污泥均質池,經脫水后外運,濾液回流至集水井。處理工藝流程如圖1所示。
3主要構筑物設計
①格柵:設計時變化系數為1.2,設計流量為1000m3/h,過柵流速為0.8m/s,柵差為0.2m,寬度為1000mm,傾角為70°,格柵間隙為25mm,功率為0.75kW。
②集水井:尺寸為6.0m×6.0m×5.0m,設計流量為1000m3/h,水力停留時間為6min,內設污水提升泵3臺(2用1備)。
③收漿系統和加藥間:尺寸為24.0m×10.0m×8.0m,設計流量為1000m3/h,斜網為160m2,網隙為80目,加藥裝置為2套,單套功率為2.2kW。
④混凝池:尺寸為¢10m×3.5m,設計流量為1000m3/h,超高為0.5m。
⑤初沉池:尺寸為40.0m×6.0m×5.0m,設計流量為1000m3/h,表面負荷為0.8m3/(m2·h),有效水深3m,超高為0.3m。
⑥水解酸化池:尺寸為48.0m×15.0m×5.5m,設計流量為833.33m3/h,停留時間為4.32h,上升流速為0.78m/h。池內設彈性立體填料,有效容積為2160m3。
⑦卡魯塞爾氧化溝:尺寸為108.0m×48.0m×5.0m,設計流量為833.33m3/h,污泥負荷為0.1kgBOD5/(kgMLSS·d),容積負荷為0.5kg-BOD5/(m3·d),污泥濃度為5000mg/L,停留時間為27h,有效容積為22630m3。
⑧二沉池:尺寸為40.0m×3.5m,設計流量為833.33m3/h,表面負荷為0.66m3/(m2·h),有效水深為3m,超高為0.3m,內設全橋刮吸泥機1臺。
⑨污泥回流井:尺寸為3.0m×8.0m×5.0m,污泥回流井與二沉池合建,內設污泥回流泵3臺(2用1備),剩余污泥泵兩臺(1用1備)。
污泥貯池:尺寸為6.0m×6.0m×4.5m,有效容積為120m3,沉淀池中的污泥泵送污泥貯池,污泥貯池污泥進污泥脫水間進行脫水。內設高速潛水攪拌機一臺。
污泥脫水間:尺寸為24m×10.0m×4.5m,將污泥貯池中的污泥濃縮成餅狀外運,濾液回流至調節池。內設帶式壓濾機一套,并配置清洗泵、螺桿泵、空壓機各一臺,以及加藥裝置一套。設計進泥量為600m3/d,設計出泥量為450m3/d,水力停留時間為8h。
4處理效果分析
污水處理各工段出水水質見表1。
混凝沉淀/水解酸化/氧化溝污水處理工藝能有效地去除廢水中的COD、BOD5及SS,出水水質滿足《造紙工業水污染物排放標準》(GB3544—2001)中的麥草制漿標準。
5經濟分析
工程總投資估算為1000萬元。包括構筑物、設備等直接投資950萬元以及設計費、調試費、運輸費等間接投資50萬元。運行成本主要包括電費、人工費以及藥劑費等。運行費用總計為15000元/d,直接運行費為13000元/d,折合成本為0.65元/m3。
6結論與建議
①造紙廢水的SS含量大且B/C值較低,不易生化處理,采用物化/生化處理工藝切實可行。
②水解酸化工藝能有效提高廢水的可生物降解性和生化處理效率。
③混凝沉淀能較好地減輕對后續生物處理系統的沖擊。
④卡魯塞爾氧化溝耐水質、水量沖擊負荷的能力較強,能限制溝內絲狀菌的過量繁殖,改善污泥沉降性能,出水水質穩定。
⑤培菌初期,曝氣池會出現大量的白色泡沫,嚴重時會堆積在整個生化池走道板,這一問題是培菌初期的正常現象,只要控制好溶解氧和采取適當的消泡措施就可以解決。

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