氧化溝結合水解工藝處理造紙廢水

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簡介： 廣西欽州竹國有限公司采用氧化溝結合水解工藝處理造紙廢水。實踐表明，該工藝處理效果良好，CODCr去除率達95%以上，各項出水指標均達到GB 8978—1996中的二級排放標準。
關鍵字：氧化溝 水解工藝 造紙廢水

1　廢水水量、水質

　　廣西欽州竹國有限公司是一采用毛竹為原料的造紙廠，其廢水主要來源于堿液浸泡(40%燒堿)后水洗產(chǎn)生的黑液和抄紙機廢水——白水。其中，白水連續(xù)排放(1 200t/d)，COD為700～1 200mg/L，pH值為7.2～9.5；黑液間歇排放(100t/d)，COD為12 000～24 000 mg/L，pH值為9.2～11.5。此外，還有部分生活污水(約100t/d)，COD為200mg/L。廢水主要成分有：纖維、纖維素分解生成的糖類、醇類、有機酸、木質素及其衍生物，少量的樹脂酸、脂肪酸等。
　　廢水的可生化性較好，BOD/COD值接近0.5，SS含量大(690 mg/L)，導致污泥產(chǎn)率系數(shù)大。根據(jù)這一特點，該廢水采用了利用兼氧技術的水解池和利于污泥好氧穩(wěn)定的氧化溝進行處理。

2　處理工藝及設計參數(shù)

2.1處理工藝
　　廢水處理工藝流程見圖1。

2.2設計參數(shù)
　　主要構筑物及設計參數(shù)見表1。

表1　構筑物尺寸及設計參數(shù)

構筑物

規(guī)格及參數(shù)

數(shù)量
(座)

停留時間
(h)

備注

集水池

V_總＝1000m³

3

20

廠內(nèi)原有

氣浮池

2m×5m×2m

2

0.5

暫時不用

水解酸化池

24m×12m×5m

1

24V

有效=1200m³，內(nèi)設填料650m³，分6格

氧化溝

36m×24m×3m

1

36

V_有效=1800m³

黑液箱

3m×3m×9m

1

0.5

一體化沉淀池

14m×12m×4m

2

4

過濾罐

R=570mm
H=3020mm

1

0.5

耐壓強度為980kPa,罐內(nèi)設金屬絲網(wǎng)、聚苯乙烯泡沫塑料(20目)

2.3工藝特點
　　①紙漿廢水的纖維含量高，因此回收利用前景十分可觀，其產(chǎn)量可達20 t/d(含水浮渣)。采用氣浮工藝能很好地予以回收，但由于目前該廠生產(chǎn)設備較為落后導致回收纖維無法充分利用，且不影響后續(xù)處理，故暫不采用氣浮工藝。
　?、谒獬厥羌嫜跫夹g的體現(xiàn)，兼性菌(主要是產(chǎn)酸細菌)在缺氧或厭氧條件下將廢水中主要有機污染物木質素、纖維素等分解成小分子中間產(chǎn)物——有機酸及醇類(如乙酸、乙醇)，同時一些有毒物質及一些帶色基團的分子鍵被打開。水解池出水pH值一般控制為5.8～6.8。
　?、垩趸瘻现饕糜诮到怆y降解有機物及脫氮除磷。氧化溝設計流速為0.3 m/s，相當于混合液在溝中平均環(huán)行了約204周，廢水經(jīng)稀釋、吸附，得到長時間的降解。氧化溝的污泥泥齡長(30 d)，因此經(jīng)過氧化溝處理后的污泥已經(jīng)得到好氧穩(wěn)定，VSS/SS值一般為60%，不需要另外消化；污泥也近于零排放，自開始運行至今只排泥一次。氧化溝中充分的供氧發(fā)生在反應池一端，受限制的供氧發(fā)生在反應池其余部分，混合液在曝氣和非曝氣段間循環(huán)，同時表曝機使池中形成上、中、下三種溶氧層次，使厭氧、兼氧、好氧菌的協(xié)同作用成為可能。這種大環(huán)境(包括死角)和大量微環(huán)境(菌膠團內(nèi)部形成的缺氧、厭氧段)的存在使有機物得到更好地降解、并為同時硝化反硝化提供了條件，使氧化溝兼具脫氮除磷功效。如出水對磷要求高，則可定期適當排泥。
　?、芤惑w化沉淀池1兼具沉淀池、回流污泥池、污泥濃縮池、出水池功能；一體化沉淀池2兼具沉淀池、絮凝反應池、污泥濃縮池、出水池功能。
　　⑤黑液、白水大致按1∶12的配比進入水解酸化池。

3　實際運行效果

3.1生化池接種、馴化
　　為縮短培養(yǎng)、馴化時間，接種污泥采用附近鳳凰紙業(yè)廠的生化污泥(含水率99.6%)，投加于水解酸化池為5m³，氧化溝9m³(受運輸?shù)葐栴}限制)。開始培養(yǎng)時，氧化溝內(nèi)放1/4白水、3/4清水進行悶曝，并投加面粉50kg/d，換水30t/d。當污泥沉降比(SV)持續(xù)3d為3%時，逐漸增加換水量，并按BOD5∶N∶P=100∶5∶1的比例投加尿素和磷肥營養(yǎng)物。經(jīng)一個月左右的培養(yǎng)和試運行，SV=12%，已達到滿負荷進水條件，微生物生長良好，出水穩(wěn)定。
3.2DO分布情況
　　表曝機在不同的轉速下，池內(nèi)各點的溶解氧濃度(溶氧儀測)見表2、圖2。實際運行表明，當表曝機附近的DO維持在2.0mg/L時，池內(nèi)以好氧處理為主，同時底部存在缺氧或厭氧區(qū)，使好氧、缺氧、厭氧菌并存，協(xié)同作用。當表曝機附近的DO維持在1.0 mg/L以下時，則池內(nèi)好氧區(qū)大大減少，除碳、硝化及脫氮都受到很大限制。DO太高，污泥繁殖快，產(chǎn)泥多，不利于操作，也耗電。因此，最好控制轉速，使表曝機附近的DO維持在2.0 mg/L左右，實踐表明在該條件下的運行情況良好。

表2　穩(wěn)定運行時氧化溝內(nèi)DO分布　　　　　 mg/L

轉速

35 r/min

32 r/min

30r/min

28 r/min

25 r/min

位置

A

B

A

B

C

A

B

C

A

B

A

B

1

2.95

2.05

1.65

1.25

0.80

2

2.85

2.10

2.00

1.65

1.05

0.80

0.65

0.40

0.70

0.25

0.35

0.10

3

2.35

2.30

1.80

1.80

1.00

0.70

0.70

0.35

0.40

0.30

0

0

4

2.20

2.10

1.75

1.65

0.90

0.60

0.55

0.35

0.40

0.40

0

0

5

2.10

2.15

1.75

1.75

0.65

0.80

0.80

0.40

0.60

0.50

0.20

0.10

6

2.50

2.50

1.60

1.60

0.95

0.95

0.90

0.65

0.65

0.55

0.20

0.10

7

3.00

2.20

1.60

1.05

0.80

8

3.10

2.25

1.65

1.25

0.80

9

3.40

3.00

2.30

1.90

1.05

1.50

1.30

0.70

1.15

0.90

0.40

0.20

10

2.30

2.30

1.60

1.55

0.85

1.00

1.00

0.65

0.70

0.75

0.25

0.15

11

2.55

2.30

1.80

1.20

0.65

0.80

0.80

0.40

0.50

0.60

0.15

0

12

2.10

1.85

1.40

0.95

0.25

0.60

0.55

0.25

0.40

0.10

0.15

0

13

1.80

1.30

1.25

0.85

0.20

0.70

0.45

0.10

0.40

0.20

0.20

0

14

3.20

2.10

1.80

1.35

0.85

注　　A、B、C分別為水面下0.3、1.0和2.0 m處。

3.3運行結果
　　廠方和監(jiān)測站提供的監(jiān)測數(shù)據(jù)見表3。

表3 廢水處理效果

水溫(℃)

進水

出水

去除率(%)

黑液

白水

pH

COD(mg/L)

pH

COD(mg/L)

pH

COD(mg/L)

19.2

10.87

18426.3

7.63

749.3

6.82

88.3

95.8

18.1

10.65

21123.6

8.51

1018.6

7.13

114.7

95.5

18.9

10.74

20341.5

7.56

968.8

6.89

95.0

96.1

20.3

11.60

17863.4

7.05

872.7

7.27

88.6

95.9

21.2

9.13

16720.5

8.21

1004.5

6.94

82.1

96.3

21.3

10.03

13483.6

9.43

1491.4

6.65

81.4

96.6

21.3

11.20

12080.8

8.31

1258.8

6.74

94.2

95.4

21.5

10.60

13162.2

8.46

1148.0

6.51

86.5

95.8

20.8

11.20

13026.7

8.80

1120.2

6.32

88.2

95.6

21.0

11.02

12102.0

8.54

1036.5

6.79

98.6

94.7

　　從表3可以看出，在穩(wěn)定運行期間的COD總去除率達95%以上。
3.4設施投資及運行費用
　　該工程占地面積約1 700m²,總投資為256.37萬元，日常運行費用為0.83元/m³(不包括折舊費和回收利用費)，節(jié)省排污費約20萬元/a。

4 結論

　　采用氧化溝、水解工藝處理造紙廢水，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，管理操作方便，COD去除率可達95%以上，出水各項指標均達到國家二級標準。實踐證明，該項技術可用于處理造紙廢水。