廢水處理系統(tǒng)的改造經(jīng)驗

通過對廢水生化處理系統(tǒng)合理設(shè)計，改造構(gòu)筑物，充分發(fā)揮生物效能，實現(xiàn)廢紙造紙廢水封閉循環(huán)使用。結(jié)果表明：生化處理系統(tǒng)對CODCr的去除率達(dá)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(chǎn)的需求。

蘇州某紙業(yè)有限公司以國廢紙板為主要原料，生產(chǎn)箱紙板、瓦楞原紙，產(chǎn)量150t/d，廢水排放主要來源于篩選、濃縮及紙機(jī)白水等工序。原廢水處理設(shè)施運(yùn)行成本偏高，出水水質(zhì)不穩(wěn)定，很難穩(wěn)定達(dá)到GB 3544-2008排放的要求。主要原因是設(shè)計不合理，操作、管理不當(dāng)，沒有將生物技術(shù)與水處理技術(shù)充分結(jié)合起來，必須進(jìn)行工程改造完善生化處理系統(tǒng)。

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(jīng)混凝沉淀后，SS減少，CODCr仍較高，直接進(jìn)入曝氣池處理很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，出水水質(zhì)還因廢水水質(zhì)、操作管理、環(huán)境等因素變化而變化。封閉循環(huán)一個月后，水體發(fā)黑、發(fā)臭、發(fā)黏，總污水CODCr升高，對于原有廢水處理系統(tǒng)形成惡性循環(huán)，產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量均有下降，造紙車間環(huán)境和成品紙均有難聞的氣味，成品紙顏色發(fā)暗，不能滿足紙機(jī)正常生產(chǎn)的需要。

1.2  改造后工藝流程

增加水處理單，廢水分類，提高生化處理能力，改善水質(zhì)，污泥經(jīng)處理后回用造紙。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(tǒng)。改造后水處理工藝流程見圖2，設(shè)計處理能力2000m3/d。

1.3  改造工藝特點

設(shè)計合理，充分利用原有構(gòu)筑物改造；根據(jù)生物學(xué)特性，充分發(fā)揮處理單微生物效能；廢水分類處理，紙機(jī)廢水和制漿廢水分開處理；增加生物曝氣蓄水池，廢水處于動態(tài)充氧狀態(tài)，不發(fā)臭；經(jīng)生化系統(tǒng)處理的廢水，可以滿足生產(chǎn)的需要，實現(xiàn)廢水封閉循環(huán)使用；造紙污泥（以細(xì)小纖維為主）和剩余活性污泥經(jīng)處理后回用于造紙。

2  主要處理單

2.1  初沉池

采用豎流式沉淀池，表面負(fù)荷為0.8m3/m2·h，將原有混凝系統(tǒng)（PAC+PAM）停用，有利于粒徑較大的SS沉淀，沉淀后的污泥（以細(xì)小纖維為主）回用于造紙。混凝處理方法只能去除部分BOD5，絕大部分BOD5的去除主要采用生化方法解決。沉淀后的水富含大量的有機(jī)物、微量素等物質(zhì)，為后續(xù)生化系統(tǒng)提供充足的營養(yǎng)，而且沉淀后的廢水中不含有大量的PAC、PAM等化學(xué)藥劑，不使有害物質(zhì)、化學(xué)藥劑等物質(zhì)流入水體，從而大大降低了水處理負(fù)荷，減少了對微生物生長、繁殖的影響。

2.2  水解酸化池

采用脈沖布水方式，每隔3min布水一次，巨大的沖擊力等價于攪拌器，以保證水解酸化池內(nèi)泥水的充分混合，并加入一些營養(yǎng)料使厭氧微生物發(fā)揮最佳功效，HRT為24h，池內(nèi)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(zhì)素及其衍生物、染料等難以生化降解的物質(zhì)在厭氧菌作用下發(fā)生水解作用，降為小分子物質(zhì)，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(yù)反應(yīng)區(qū)體積占反應(yīng)池總體積的10%左右。采用穿孔強(qiáng)力曝氣，氣水比為20∶1，有利于廢水中有毒氣體的釋放和菌膠團(tuán)與廢水的充分混合接觸，增加了均質(zhì)效果，因此該部分活性污泥在高BOD5負(fù)荷條件下運(yùn)行，既強(qiáng)化了生物吸附作用，又促進(jìn)了微生物的增殖。

在高基質(zhì)濃度下，菌膠團(tuán)和絲狀菌基質(zhì)積累與增殖速率降低較大，但菌膠團(tuán)的增殖速率較大，其增殖量也較大，從而較絲狀菌占優(yōu)勢。以基質(zhì)作為推動力選擇性的培養(yǎng)菌膠團(tuán)細(xì)菌，成為曝氣池中的優(yōu)勢菌，有效地控制了絲狀菌膨脹的問題。污泥發(fā)生膨脹時，根據(jù)實際情況采取以下措施：大幅度降低污泥濃度，以減少二沉池固體負(fù)荷；減少回流污泥量；投加先期排至貯泥池的厭氧污泥，相應(yīng)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(zhì)的膜片，空氣經(jīng)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(yùn)行成本。膜片不易結(jié)垢、不易堵塞曝氣微孔，減少了維護(hù)工作量，同時使用壽命長，價格低廉。為了減少剩余污泥量，HRT為16h，污泥穩(wěn)定性好，脫水性好。去除1kgBOD可產(chǎn)生0.2——0.3kg剩余污泥，是原傳統(tǒng)活性污泥法的60%左右。原有污泥負(fù)荷通�？刂圃�0.04——0.05kgBOD/kgMLSS·d，改造后實際控制污泥負(fù)荷為0.2——0.3kgBOD/kgMLSS·d。原有曝氣池為推流式結(jié)構(gòu)，改造為旋轉(zhuǎn)推流式結(jié)構(gòu)。進(jìn)水方式由原首端一點進(jìn)水，改為階段多點進(jìn)水，提高了氧利用率，充分發(fā)揮微生物處理能力。

2.5  生物曝氣蓄水池

由于采用穿孔曝氣裝置，增加了勻質(zhì)效果，制漿廢水實現(xiàn)了動態(tài)封閉短循環(huán)。將曝氣池剩余活性污泥排入生物曝氣蓄水池，增加和保證了池中生物量，由于打漿廢水濃度高，屬于高負(fù)荷運(yùn)行，剩余活性污泥在充足氧和營養(yǎng)的條件下，繼續(xù)發(fā)揮著生物效能，吸附和氧化分解有機(jī)物。隨著水量的變化，微生物生物相、優(yōu)勢菌群和處理效能也發(fā)生變化，使有機(jī)物進(jìn)一步降解。

3  調(diào)試、運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)分析

調(diào)試運(yùn)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(jìn)行培養(yǎng)馴化20d左右，污泥顏色呈黃褐色，鏡檢可見原生動物如鐘蟲、輪蟲等較多，污泥沉降性好，進(jìn)水量也不斷增加。各單處理結(jié)果見表1，各單處理效果基本達(dá)到了設(shè)計要求。

表1  各單處理效果

工程運(yùn)行費用約為1500/d，其中包括人工費、電費、營養(yǎng)物質(zhì)費。因初沉不使用混凝法沉淀，與原工藝流程費用相比，節(jié)省了藥劑費，降低了運(yùn)行費用。CODCr總?cè)コ�率達(dá)到80%以上。

4  對造紙的影響

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

（2）經(jīng)生化處理的循環(huán)水CODCr、BOD5濃度大幅度下降的同時，pH值穩(wěn)定在7.5——8.5，對CaCO3的積累起到一定的抑制作用，設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象大為減輕，設(shè)備腐蝕程度也有所改善。

（3）系統(tǒng)封閉循環(huán)運(yùn)行，清水的補(bǔ)充量較少，補(bǔ)充清水主要用于水針?biāo)�、藥劑稀釋水及真空泵的密封水。處理過的循環(huán)水，回用的主要部位是制漿的水力碎漿機(jī)、稀釋、紙機(jī)高壓噴淋網(wǎng)和毛布、真空泵的密封水。循環(huán)水因有機(jī)物的濃度略高、發(fā)黏，易產(chǎn)生泡沫，可適當(dāng)加入消泡劑調(diào)整。

（4）廢水封閉循環(huán)使循環(huán)水水溫升高，帶來微生物生長加快，由于循環(huán)水處于高封閉、高溶解氧狀態(tài)，一般溶解氧在0.5mg/L以上，循環(huán)次數(shù)增加，不易產(chǎn)生腐漿。

責(zé)任編輯：葛