好氧接觸氧化法處理高濃度造紙黑液
摘要：在常溫條件下，采用兼氧、好氧生物接觸氧化處理高濃度制漿造紙廢水，色度去除率在75%；SS去除率在79%；CODcr去除率在97%。該工藝具有占地面積小，脫色效果好，處理效率高等特點，適合應用于制漿造紙廢水的實際工程中。
引言
制漿造紙廢水含有大量的纖維素及其分解產物（低分子量的半纖維素，甲醛、乙酸、糖類等易生物降解的有機物）、多量的腐植酸、木素、蠟質、無機鹽等有機污染物，這些有機污染物占化纖行業總污水CODcr的50～60%，是制漿造紙廢水治理的關鍵。由于這類廢水有機物污染負荷高,CODcr高達10000-20000mg/l，應首先通過物化方法將CODcr降到3000以下，再通過兼、好氧的方法將廢水處理達到國家排放標準。
1工藝流程
根據制漿造紙廢水具有CODcr濃度高、色度大的水質特點，確定的處理工藝流程如下：車間廢水首先進入調節池進行均質均量，經調節后的廢水由泵提升至兼氧池。由于廢水中含有諸多難生物降解的物質，而廢水色度的去除首先應破壞有機物的帶色基團，本工藝采用兼氧、好氧生物處理工藝，就是利用兼氧菌將廢水中的大分子有機物分解為低分子有機物，同時利用兼氧菌的水解作用破壞大分子有機物的有色基團，提高廢水的可生化性，然后在好氧池中利用好氧菌的同化和異化作用將兼氧菌所分解的產物進行降解，從而達到脫色、去除COD的目的。由于生化處理出水中夾帶諸如脫落的生物膜等難以沉降的懸浮物，故采用二次沉淀的方法以進一步提高處理效果。
2構筑物及設備
處理構筑物及其主要設備有調節池、兼氧池、好氧池和二沉池。
2.1兼氧、好氧池兼氧、好氧生物處理工藝采用生物膜法，中心處理構筑物是接觸氧化池，該池由池體、填料、布水和布氣裝置等組成。
2.1.1池體形式本處理系統采用直流式接觸氧化池，這是一種底部同時進水與進氣的接觸氧化池，在填料上產生液流，生物膜受上升的水流、氣流的強烈攪拌而加速更新，使其保持較高生物活性，同時又能克服填料的堵塞現象。另外上升氣流撞擊填料使氣泡破裂，增加了接觸面積，提高了氧的轉移效率。
2.1.2填料填料是生物膜生長的載體，是接觸氧化的核心部位，它直接影響生物接觸氧化處理的效能。本系統的接觸氧化池采用的是新型纖維組合填料。
2.1.3布水生物接觸氧化池的進水必須均布填料層，使廢水、空氣、生物膜三者之間相互接觸。布水管采用穿孔管，孔徑為5mm，間距為20cm。
2.1.4布氣生物接觸氧化池的布氣主要有三個作用，即充氧、攪拌，防止填料層的堵塞和促進生物膜更新。本處理系統供氣選用新型三葉羅茨風機，曝氣設備采用微孔曝氣軟管以保證并提高氧的轉移率。
2.2二沉池對于生化處理后出水中難以沉降等脫落生物膜，采用二次沉淀的處理方法加以去除，可以進一步提高出水水質。
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3細菌的培養與馴化
3.1接種污泥接種污泥取用某污水處理廠二沉池后經脫水的剩余污泥，兼氧和好氧兩池所接種的活性污泥量共計8噸。
3.2溫度和pH值對于生化處理過程，一般認為水溫在23℃～30℃時最好。考慮到企業所排放污水的實際水溫，調試過程中盡量使得污泥菌種在實際水溫下生長。排放的廢水PH值在6.5左右，調試中發現生化系統出水pH值在7以上，說明生化系統對廢水的pH值調節性能良好。
3.3微生物的營養微生物的新陳代謝需要一定比例的營養物質，除了BOD5表示的碳源外，還需要氮、磷和其他微量元素。制漿廢水則往往缺乏某些關鍵的元素如氮和磷。在調試過程中，可補充尿素和磷酸二氫鉀來補充細菌需要的氮和磷。一般對氮、磷的需要量可根據BOD5:N:P=100：5：1加以控制。
3.4溶解氧生化系統采用兼氧和好氧兩個系統。所謂兼氧系統采用間歇曝氣方法，一般每日曝氣8h以維持兼氧池DO為0.5mg/L，曝氣的同時起到水力攪拌和兼氧生物膜的強制剝落更新作用。好氧系統則采用連續曝氣方式，溶解氧濃度控制在2mg/L左右。
3.5進料方式調試初期，生化系統所承受的有機負荷應低一些，采用間歇悶曝和連續進水兩種方式交替進行調試。進入兼氧池和好氧池的污水按比例逐步增加，同時啟動好氧池的回流泵進行回流處理，直至整個系統CODcr去除率基本穩定。
3.6水力負荷和沖擊負荷啟動時水力負荷宜低，否則可能造成污泥流失，影響填料生物膜的生長。調試過程中既不宜突然提高負荷，也不宜長期穩定在低負荷下進行，應在出水污泥濃度及去除率都較高的條件下逐漸提高負荷。當兼氧池填料CODcr負荷達到1.6kg/m3*d；好氧池填料CODcr負荷達到1.18kg/m3*d時，系統處理效果較好，運行穩定。
3.7微生物的組成在調試運行穩定后，在好氧池內可以明顯看到水中存在大量的固著型纖毛類原生動物，如鐘蟲、蓋纖蟲等枝蟲和菌膠團。在一般情況下，這幾種原生動物多，說明游離細菌少，出水中有機物濃度較低。菌膠團較多，還可以說明污泥吸附、氧化有機物的能力大，填料掛膜已經達到預期效果。一旦填料掛膜成功，微生物培養馴化完成，系統處于連續實運轉。
4工藝運行
本工藝系統主要為生化處理部分，調試的難點是兼氧池、好氧池中填料的生物掛膜及微生物的培養馴化。結合當地氣候特點，每天同步監測調節池、兼氧池、好氧池、氣浮池出水中的pH值、色度、SS、CODcr等水質指標，每四小時取樣化驗，取一天6個水樣化驗的平均值。調試工作為期4月余，處理出水水質穩定。
在微生物掛膜及培養、馴化期間，隨著微生物的增長和逐漸適應，處理出水中CODcr及色度的去除率逐漸提高，第四個月基本調試正常。穩定運行后經過兼氧、好氧工藝處理，pH值從調節池出水的5.2達到二沉池出水的7.3；色度從252倍降到62倍，去除率在75%；SS從180mg/L降到38mg/L，去除率在79%；CODcr從3834mg/L降到106mg/L，去除率在97%。
5結論
兼氧、好氧生物接觸氧化法處理制漿造紙廢水COD、SS、色度去除效果良好，各項主要出水水質指標達到國家的排放標準。
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