水解——好氧工藝處理草漿造紙廢水

陜西省歧山縣板紙廠位于歧山縣蔡家坡鎮(zhèn),主要生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞紙和紗管紙,產(chǎn)量約3×104ta,是歧山縣規(guī)模較大的造紙企業(yè)之一。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家論證,采用水解酸化—好氧工藝于1999年底建成一座處理量為12000ｍ3d的廢水處理站。

1　廢水水質(zhì)、水量該廠造紙?jiān)蠟辂湶莺蛷U紙板,制漿工藝采用石灰法蒸煮麥草和水力破碎廢紙板,其中麥草漿占總漿量的75%。生產(chǎn)廢水來(lái)自蒸煮、打漿和沖洗紙機(jī)等工序,外排水量約12000ｍ3d。
2　工藝流程蒸煮過(guò)程產(chǎn)生的黃液濃度高、可生化性差,故閉路循環(huán)使用,不外排。將打漿廢水和中段水混合,其BOD5 COD值為0.3左右,并含有大量木質(zhì)素、半纖維素、硅化合物等難降解物質(zhì),需通過(guò)水解酸化提高其可生化性后再進(jìn)行好氧處理。工藝流程見(jiàn)圖1。調(diào)節(jié)池水力停留時(shí)間為1ｈ。平流式沉淀池的有效水深為4.5ｍ,水力停留時(shí)間為3ｈ,排泥方式為機(jī)械排泥。水解池的結(jié)構(gòu)形式為多組多斗升流式污泥床,有效水深為4.5ｍ,水力停留時(shí)間為9ｈ。
曝氣池采用傳統(tǒng)活性污泥法,池型為雙廊道推流式,曝氣方式為單元組合式射流曝氣,池內(nèi)溶解氧控制在2mgL左右,混合液ＭLＳＳ約3000mgL,污泥回流比為40%,容積負(fù)荷為0.9ｋGCOD (ｍ3·ｄ),水力停留時(shí)間約24ｈ。二沉池為平流式沉淀池,有效水深為4.0ｍ,水力停留時(shí)間約3ｈ。
一般情況下,二沉池出水即可達(dá)標(biāo),但為確保外排水達(dá)標(biāo)穩(wěn)定可靠,設(shè)計(jì)了補(bǔ)充凈化設(shè)施即接觸氧化池和接觸過(guò)濾池。接觸氧化池的水力停留時(shí)間約1ｈ,內(nèi)置玻璃鋼蜂窩狀填料,接觸過(guò)濾池過(guò)濾面積為140ｍ2,內(nèi)置填料高度為0.75ｍ(卵石和石英砂),沖洗方式采用重力反沖洗。
3　調(diào)試及運(yùn)行結(jié)果
調(diào)試重點(diǎn)是水解池水解污泥和曝氣池活性污泥的培養(yǎng)。菌種均采用城市污水廠污泥。水解污泥的培養(yǎng)是將種泥投入水解區(qū),采用連續(xù)進(jìn)水方式,進(jìn)水量逐漸加大,在適宜的環(huán)境下水解顆粒污泥會(huì)逐漸形成。活性污泥的培養(yǎng)與馴化,是先啟動(dòng)部分曝氣設(shè)備及污泥回流設(shè)備,定時(shí)投加種泥,投加量一般以曝氣池混合液濃度的0.5%～1%為宜,為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)并排除對(duì)微生物增長(zhǎng)有害的代謝產(chǎn)物,要及時(shí)地適量換水。在水溫為20℃且養(yǎng)料充足的環(huán)境中,經(jīng)2～3ｄ后曝氣池內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)模糊不清的絮凝體。待污泥沉降比達(dá)10%～15%時(shí)可按設(shè)計(jì)負(fù)荷的1 4、2 4、3 4、4 4四個(gè)階段逐步提高運(yùn)行負(fù)荷,調(diào)試運(yùn)行時(shí)每日需進(jìn)行常規(guī)水質(zhì)項(xiàng)目的分析檢測(cè),每個(gè)負(fù)荷階段需在處理效果穩(wěn)定一段時(shí)間后才可提高負(fù)荷[1]。
經(jīng)2個(gè)月的調(diào)試運(yùn)行,水解污泥和活性污泥均培養(yǎng)成功。調(diào)試與試運(yùn)行3個(gè)月后,進(jìn)行了為期2ｄ的現(xiàn)場(chǎng)取樣,監(jiān)測(cè)結(jié)果表明出水指標(biāo)均達(dá)到要求。
水解池集沉淀、吸附、生物絮凝、生物降解于一體,對(duì)廢水中COD的去除率達(dá)30%,同時(shí)將BOD COD值從0.30提高到0.35,為后續(xù)的生化處理創(chuàng)造了條件。曝氣池采用單元組合射流充氧設(shè)備,氧傳遞效率高。通過(guò)在曝氣池入口處適量補(bǔ)充Ｎ、Ｐ來(lái)滿(mǎn)足微生物的營(yíng)養(yǎng)需求,具體投加量為BOD5∶Ｎ∶Ｐ=100∶5∶1[2],同時(shí)溫度、ｐＨ值皆有利于微生物對(duì)有機(jī)物的氧化分解,這些原因使得曝氣池對(duì)COD的去除率高達(dá)90%。
4　問(wèn)題討論
①　溫度對(duì)處理效果的影響
水解池水溫只要維持在10℃以上就能取得良好的處理效果,可見(jiàn)采用水解酸化預(yù)處理工藝處理石灰法制漿造紙廢水具有很大的優(yōu)勢(shì)。而好氧微生物的新陳代謝則受溫度影響很大,一般認(rèn)為生化處理以20～30℃最佳,15～35℃可行,低于13℃時(shí)出水水質(zhì)變差。因此,冬季時(shí)微生物處理效率會(huì)降低,此時(shí)應(yīng)啟動(dòng)補(bǔ)充凈化設(shè)施,必要時(shí)在接觸過(guò)濾池前投加聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺等化學(xué)藥劑以保證出水達(dá)標(biāo)。
②　泡沫的產(chǎn)生與控制
在調(diào)試過(guò)程中曝氣池易出現(xiàn)大量泡沫,泡沫過(guò)多時(shí)將從池面溢出,從而影響操作環(huán)境并帶走大量污泥,同時(shí)泡沫阻隔空氣、妨礙充氧。造成這一現(xiàn)象的原因是:水質(zhì)波動(dòng)較大,當(dāng)有沖擊負(fù)荷時(shí)易產(chǎn)生泡沫;污水中含有大量表面活性劑;水解池出水中含有大量污泥,嚴(yán)重影響曝氣池的微生物活性。在調(diào)試運(yùn)行期間可采取如下措施加以控制:向曝氣池中加入機(jī)油等消沫物質(zhì);采用高壓水噴淋消沫;延長(zhǎng)廢水在水解池內(nèi)的停留時(shí)間。
5　經(jīng)濟(jì)分析
該工程總投資為600萬(wàn)元,其中土建、設(shè)備、工藝管道、配電安裝、調(diào)試費(fèi)用共計(jì)480萬(wàn)元,配套設(shè)施費(fèi)用為120萬(wàn)元。運(yùn)行費(fèi)用平均為0.4元 ｍ3。
6　結(jié)語(yǔ)
采用水解酸化—好氧工藝處理石灰法制漿造紙廢水具有良好的處理效果。在進(jìn)水COD平均為2000mgL、BOD5平均為600mgL、ＳＳ平均為1000mgL時(shí),出水達(dá)到GWPB—1999《造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。該工藝可有效提高廢水的可生化性且節(jié)約能耗、運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)單、便于管理。