水解酸化-氧化溝工藝處理造紙廢水
某公司產(chǎn)紙量為3.5×10t/a，排出的黑液量為1000～1500m3/d、中段廢水量為1.85×104 m3/d。黑液原采用蒸發(fā)濃縮—燃燒法進(jìn)行堿回收，但回收工程進(jìn)展緩慢，目前采用酸析法提取木質(zhì)素作為臨時(shí)過(guò)渡措施，排出液與中段廢水則采取水解酸化—氧化溝工藝進(jìn)行處理，工程總投資為1160萬(wàn)元，2003年3月開始調(diào)試，2003年9月29日通過(guò)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局監(jiān)測(cè)驗(yàn)收。
1 設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)
設(shè)計(jì)處理能力為2×104 m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。
表1 設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng)目COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/LpH
混合水水質(zhì)17507507006~9
排放標(biāo)準(zhǔn)≤450≤100≤1006~9
2 工藝流程
工藝流程見下圖。
主要處理單元及設(shè)備
① 中段水池：HRT=1.0h，有效容積為850 m3。
② 斜網(wǎng)：采用60目尼龍網(wǎng)，水力負(fù)荷為16～18 m3/(m2·h)。
③ 水解酸化池：采用經(jīng)過(guò)改造的機(jī)械加速澄清池，利用澄清池內(nèi)部的污泥循環(huán)培養(yǎng)厭氧和兼性微生物以對(duì)廢水中有機(jī)物進(jìn)行水解和酸化，同時(shí)去除廢水中的懸浮物。尺寸：D=29.0m，H=8.0m，有效容積為3680 m3，HRT=4.4h。運(yùn)轉(zhuǎn)表明COD去除率可達(dá)28%，高于傳統(tǒng)的沉淀池。
④ 好氧生物選擇池：長(zhǎng)為12.0 m，寬為8.0 m，有效容積為432 m3，HRT=0.52h。設(shè)固定雙螺旋曝氣器20個(gè)。
⑤ 氧化溝：采用氧化溝作為好氧生物處理單元，溝長(zhǎng)為94.0m，寬為48.0m，單槽寬為24.0m，有效容積為1.8×104m3，HRT=22h，設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷為0.25kg BOD5/(kgMLSS·d);采用先進(jìn)的供氣方式低壓射流曝氣系統(tǒng)供氧。該系統(tǒng)將氧化溝中混合液用混流泵打入安裝在溝底的曝氣器，并在曝氣器的混合室內(nèi)與鼓風(fēng)機(jī)壓入的空氣混合，完成氧從氣相向液相的轉(zhuǎn)移，同時(shí)對(duì)混合液在氧化溝中的循環(huán)流動(dòng)起到推動(dòng)作用，動(dòng)力效率可達(dá)5.0～5.8kgO2/(kW·h)。實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)污泥負(fù)荷為0.22kg BOD5/(kgMLSS·d)。
⑥ 風(fēng)機(jī)：選用離心風(fēng)機(jī)3臺(tái)(2用1備)，單臺(tái)參數(shù)：Q=57.37m3/min，P=49kPa，N=75kW;配套設(shè)施有消聲器和減振基礎(chǔ)。
⑦ 二沉池：HRT=4.2h，選用D=36m的輻流式沉淀池1個(gè)，有效容積為3560m3，根據(jù)二沉池的污泥性質(zhì)，采用周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)1臺(tái)。
⑧ 污泥濃縮池：由水解酸化池排出的污泥總量約13t/d(干)，有效容積為615m3，D=14m。
⑨ 污泥脫水機(jī)：選用DYQ2000帶式脫水設(shè)備(3臺(tái))。
3 運(yùn)轉(zhuǎn)效果及成本分析
2003年3月20日正式進(jìn)水調(diào)試，接種污泥為石嘴山市城市污水廠的濃縮剩余活性污泥。在曝氣池中加入1/3池容的造紙廢水后悶曝，同時(shí)投加接種污泥約80～100m3/d，接種污泥投加5d后逐日增加進(jìn)水量約1000m3/d繼續(xù)曝氣、進(jìn)泥。10d后逐日增加進(jìn)水量，20d后則達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行。此時(shí)接種污泥投量約占曝氣池容積的8%，4月25日后系統(tǒng)出水指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。調(diào)試過(guò)程中，由于黑液酸析系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)整，有幾次致使混合池中的COD達(dá)到3800～4500mg/L，出水COD則高達(dá)690mg/L，5月份以后系統(tǒng)逐漸進(jìn)入正常、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)從二沉池回流至生物選擇池的污泥回流比控制為75%～100%，控制曝氣池中MLSS為3000～4000mg/L、溶解氧為2～4mg/L，每天按COD∶N∶P=300∶5∶1投加營(yíng)養(yǎng)鹽。
處理效果見表2。
表2 處理效果
項(xiàng)目COD/mg/LBOD5/mg/LSS/mg/LpH
混合池進(jìn)水16838065967.2~8.7
水解酸化池出水12035602607~8.5
二沉池出水359<89<877~7.6
去除率>78>89>86
注：混和廢水為中段水和酸析、木素分離后的黑液。
造紙廢水處理污泥中含有大量的細(xì)小纖維，其脫水性能較好。通過(guò)調(diào)試優(yōu)化，在污泥脫水時(shí)投加PAM量為0.1%～0.12%(干污泥量)，脫水后的污泥(含水率為70%～75%)外運(yùn)填埋。該工程實(shí)際總投資為980萬(wàn)元(其中土建投資為642萬(wàn)元，設(shè)備及安裝費(fèi)為236萬(wàn)元，其他費(fèi)用為102萬(wàn)元);占地面積為2.6hm2，總裝機(jī)容量為487.2kW，運(yùn)轉(zhuǎn)容量為386.1kW，中段廢水(包括污泥處理)處理運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為0.38元/m3，其中電費(fèi)：0.195元/m3，藥劑費(fèi)(包括營(yíng)養(yǎng)鹽)：0.166元/m3，人工費(fèi)：0.019元/m3。
4 結(jié)語(yǔ)
① 水解酸化—氧化溝工藝處理草漿造紙廢水，一級(jí)處理采用具有內(nèi)部活性污泥循環(huán)，并具有水解—酸化和澄清功能的澄清池，可使COD消減25%～30%，SS消減50%～60%，比傳統(tǒng)輻流式沉淀池的去除效率高。
② 將二沉池活性污泥回流至水解酸化池，利用其生物絮凝吸附作用提高了水解酸化池對(duì)COD和SS的去除效果。
③ 曝氣池前設(shè)置生物選擇池，有效地防止污泥膨脹。
④ 采用氧化溝作為好氧生物處理單元，進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)但出水比較穩(wěn)定。BOD污泥負(fù)荷≤0.25kgBOD5/(kgMLSS·d)，出水水質(zhì)穩(wěn)定、達(dá)標(biāo)。
⑤ 曝氣采用了先進(jìn)的供氣式低壓射流曝氣系統(tǒng)，氧轉(zhuǎn)移效率高、不堵塞、故障率低、污泥沉淀性能好;有效地降低了廢水處理的動(dòng)力消耗，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
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