廢水處理系統的改造經驗

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通過對廢水生化處理系統合理設計，改造構築物，充分發揮生物效能，實現廢紙造紙廢水封閉循環使用。結果表明：生化處理系統對CODCr的去除率達到80%以上，二沉池出水CODCr為500～1000mg/L，pH值7.5～8.5，滿足了實際生產的需求。

蘇州某紙業有限公司以國廢紙板為主要原料，生產箱紙板、瓦楞原紙，產量150t/d，廢水排放主要來源於篩選、濃縮及紙機白水等工序。原廢水處理設施運行成本偏高，出水水質不穩定，很難穩定達到GB 3544-2008排放的要求。主要原因是設計不合理，操作、管理不當，沒有將生物技術與水處理技術充分結合起來，必須進行工程改造完善生化處理系統。

1工藝流程

1.1原工藝流程

原水處理工藝流程見圖1。廢水經混凝沉澱後，SS減少，CODCr仍較高，直接進入曝氣池處理很難達到排放標準，出水水質還因廢水水質、操作管理、環境等因素變化而變化。封閉循環一個月後，水體發黑、發臭、發黏，總污水CODCr升高，對於原有廢水處理系統形成惡性循環，產品的產量和質量均有下降，造紙車間環境和成品紙均有難聞的氣味，成品紙顏色發暗，不能滿足紙機正常生產的需要。

圖1原水處理工藝流程

1.2改造後工藝流程

增加水處理單元，廢水分類，提高生化處理能力，改善水質，污泥經處理後回用造紙。對原有曝氣池改造，新增加水解酸化池、生物選擇池、生物曝氣蓄水池、污泥回用系統。改造後水處理工藝流程見圖2，設計處理能力2000m3/d。

圖2改造後水處理流程

1.3改造工藝特點

設計合理，充分利用原有構築物改造；根據生物學特性，充分發揮處理單元微生物效能；廢水分類處理，紙機廢水和製漿廢水分開處理；增加生物曝氣蓄水池，廢水處於動態充氧狀態，不發臭；經生化系統處理的廢水，可以滿足生產的需要，實現廢水封閉循環使用；造紙污泥（以細小纖維為主）和剩餘活性污泥經處理後回用於造紙。

2主要處理單元

2.1初沉池

採用豎流式沉澱池，表面負荷為0.8m3/m2·h，將原有混凝系統（PAC+PAM）停用，有利於粒徑較大的SS沉澱，沉澱後的污泥（以細小纖維為主）回用於造紙。混凝處理方法只能去除部分BOD5，絕大部分BOD5的去除主要採用生化方法解決。沉澱後的水富含大量的有機物、微量元素等物質，為後續生化系統提供充足的營養，而且沉澱後的廢水中不含有大量的PAC、PAM等化學藥劑，不使有害物質、化學藥劑等物質流入水體，從而大大降低了水處理負荷，減少了對微生物生長、繁殖的影響。

2.2水解酸化池

採用脈衝布水方式，每隔3min布水一次，巨大的衝擊力等價於攪拌器，以保證水解酸化池內泥水的充分混合，並加入一些營養料使厭氧微生物發揮最佳功效，HRT為24h，池內安裝彈性填料。廢紙造紙廢水中的BOD5值較低，BOD5與CODCr的比值一般為0.15～0.25，可生化性較差。廢水中的半纖維素、木質素及其衍生物、染料等難以生化降解的物質在厭氧菌作用下發生水解作用，降為小分子物質，有效提高了廢水的可生化性，BOD5與CODCr的比值一般提高為0.30～0.50，CODCr去除率為25%～35%。

2.3生物選擇池

預反應區體積占反應池總體積的10%左右。採用穿孔強力曝氣，氣水比為20∶1，有利於廢水中有毒氣體的釋放和菌膠團與廢水的充分混合接觸，增加了均質效果，因此該部分活性污泥在高BOD5負荷條件下運行，既強化了生物吸附作用，又促進了微生物的增殖。

在高基質濃度下，菌膠團和絲狀菌基質積累與增殖速率降低較大，但菌膠團的增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌佔優勢。以基質作為推動力選擇性的培養菌膠團細菌，成為曝氣池中的優勢菌，有效地控制了絲狀菌膨脹的問題。污泥發生膨脹時，根據實際情況採取以下措施：大幅度降低污泥濃度，以減少二沉池固體負荷；減少迴流污泥量；投加先期排至貯泥池的厭氧污泥，相應增加排泥量和充氧量。

2.4曝氣池

原有曝氣裝置為穿孔曝氣，氧利用率僅為8%左右，在原有曝氣管上安裝特殊材質的膜片，空氣經過膜片剪切，將原大氣泡分解成小氣泡，氧利用率提高一倍以上。動力消耗減少為原來的一半，降低了廢水處理運行成本。膜片不易結垢、不易堵塞曝氣微孔，減少了維護工作量，同時使用壽命長，價格低廉。為了減少剩餘污泥量，HRT為16h，污泥穩定性好，脫水性好。去除1kgBOD可產生0.2～0.3kg剩餘污泥，是原傳統活性污泥法的60%左右。原有污泥負荷通常控制在0.04～0.05kgBOD/kgMLSS·d，改造後實際控制污泥負荷為0.2～0.3kgBOD/kgMLSS·d。原有曝氣池為推流式結構，改造為旋轉推流式結構。進水方式由原首端一點進水，改為階段多點進水，提高了氧利用率，充分發揮微生物處理能力。

2.5生物曝氣蓄水池

由於採用穿孔曝氣裝置，增加了勻質效果，製漿廢水實現了動態封閉短循環。將曝氣池剩餘活性污泥排入生物曝氣蓄水池，增加和保證了池中生物量，由於打漿廢水濃度高，屬於高負荷運行，剩餘活性污泥在充足氧和營養的條件下，繼續發揮著生物效能，吸附和氧化分解有機物。隨著水量的變化，微生物生物相、優勢菌群和處理效能也發生變化，使有機物進一步降解。

3調試、運行及經濟分析

調試運行時，接種活性污泥取自附近城市污水處理廠，接種量按5%加入曝氣池中。對活性污泥進行培養馴化20d左右，污泥顏色呈黃褐色，鏡檢可見原生動物如鍾蟲、輪蟲等較多，污泥沉降性好，進水量也不斷增加。各單元處理結果見表1，各單元處理效果基本達到了設計要求。

表1 各單元處理效果

工程運行費用約為1500元/d，其中包括人工費、電費、營養物質費。因初沉不使用混凝法沉澱，與原工藝流程費用相比，節省了藥劑費，降低了運行費用。CODCr總去除率達到80%以上。

4對造紙的影響

（1）生化處理的循環水CODCr為500～1000mg/L，其中絕大部分為溶解性惰性物質（即不可生物降解或難生物降解的物質），回用到車間不會引起惡臭氣體，環境和產品的臭味消失。

（2）經生化處理的循環水CODCr、BOD5濃度大幅度下降的同時，pH值穩定在7.5～8.5，對CaCO3的積累起到一定的抑制作用，設備結垢現象大為減輕，設備腐蝕程度也有所改善。

（3）系統封閉循環運行，清水的補充量較少，補充清水主要用於水針水、藥劑稀釋水及真空泵的密封水。處理過的循環水，回用的主要部位是製漿的水力碎漿機、稀釋、紙機高壓噴淋網和毛布、真空泵的密封水。循環水因有機物的濃度略高、發黏，易產生泡沫，可適當加入消泡劑調整。

（4）廢水封閉循環使循環水水溫升高，帶來微生物生長加快，由於循環水處於高封閉、高溶解氧狀態，一般溶解氧在0.5mg/L以上，循環次數增加，不易產生腐漿。

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