造紙污水處理實例分析

摘要：造紙廢水具有污染物濃度大，可生化性差的特點。本文結(jié)合越南某紙廠實際工程案例探討適用于造紙廢水處理的工藝流程。

關(guān)鍵詞：造紙廢水;處理工藝;工程實例

中圖分類號：X703 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.027

Analysis of papermaking wastewater treatment examples

Hu Shengdi

（Tongji University， Shanghai 200092，China）

Abstract：Papermaking wastewater has the characteristics of large concentration of pollutants and poor biodegradability. This paper discusses the process flow applicable to papermaking wastewater treatment in combination with the actual engineering case of a paper mill in Vietnam.

Key words：Papermaking wastewater;Treatment process;Engineering example

某紙廠位于越南平陽市某工業(yè)區(qū)內(nèi)，污水處理站處理規(guī)模為20000m3/d。處理廢水類型為瓦楞箱板紙造紙廢水及廠區(qū)地溝水排水。

1 設(shè)計依據(jù)

根據(jù)同類型項目造紙廠廢水水質(zhì)情況，本項目的設(shè)計進水水質(zhì)指標(biāo)：CODcr≤4500mg/l，BOD5≤3000mg/l，SS≤2000mg/l，色度≤400。

廢水處理后出水指標(biāo)根據(jù)越南當(dāng)?shù)丨h(huán)保標(biāo)準執(zhí)行，要求出水水質(zhì)指標(biāo)：CODcr≤50mg/l，BOD5≤15mg/l，SS≤30mg/l，色度≤40。

2 工藝選擇

本項目造紙廢水采用三級處理工藝。

一級處理段采用以格柵機及沉淀池為主體的物化處理工藝，主要用于降低水中的SS并去除一部分COD。二級處理段采用預(yù)酸化-厭氧-好氧的生物處理工藝，利用厭氧好氧聯(lián)合的生物處理技術(shù)可有效去除水中可生化有機物。三級處理段采用的fenton藥劑氧化處理技術(shù)，進一步氧化廢水中難降解有機物并去除色度。

故本項目的總體工藝流程如下：

壓力流廢水→斜篩機→集水井→冷卻塔→初沉池→緩沖池→酸化池→厭氧反應(yīng)器→好氧曝氣池→二沉池→中間水池→Fenton流化床→Fenton后處理池→三沉池→放流池→達標(biāo)排放。

3 主要處理構(gòu)筑物設(shè)計

3.1 格柵

本項目生產(chǎn)廢水在輸送至污水處理站前已設(shè)置格柵截留大顆粒懸浮物。故僅在污水處理站內(nèi)設(shè)置篩網(wǎng)間距3mm的重力式斜篩機用于進一步去除SS并回收水中的纖維。

3.2 初沉池

初沉池采用2座?28.0m*4.3m（H）輻流式沉淀池，設(shè)計表面負荷0.68 m3/m2·h，設(shè)計水力停留時間4.4h。

3.3 預(yù)酸化池

為提高厭氧反應(yīng)器的處理效率，本項目對初沉后的廢水進行預(yù)酸化。設(shè)計1座（2格）總?cè)莘e1600m3預(yù)酸化池，設(shè)計水力停留時間為1.9h。并在酸化池區(qū)域設(shè)置NaOH，磷酸，尿素投加裝置以提供生物處理所需營養(yǎng)成分。

3.4 厭氧反應(yīng)器

本項目設(shè)計采用2座?18.0m*18.0m（H）升流式厭氧反應(yīng)器，設(shè)計污泥負荷0.16kgCOD/kgMLSS·d，設(shè)計水力負荷10.5kgCOD/m3·d，設(shè)計水力停留時間約10.4h。厭氧反應(yīng)器外置循環(huán)泵，回流部分處理后出水與反應(yīng)器進水混合后再次通過厭氧污泥層，使反應(yīng)器內(nèi)的污泥層保持較高的生物活性。

3.5 好氧反應(yīng)器

厭氧處理后的出水雖然CODcr和BOD5降低，但水質(zhì)較差，需要利用好氧工藝進一步處理。本項目新建一座4廊道推流式曝氣池（其中2格為遠期預(yù)留）。設(shè)計污泥負荷0.15kgCOD/kgMLSS·d，設(shè)計水力負荷1.6kgCOD/m3·d，設(shè)計水力停留時間約18h。

3.6 二沉池

為截流好氧反應(yīng)器出水中的活性污泥，本項目設(shè)置4座?28.0m*4.8m（H）輻流式二沉池，與曝氣池的4格廊道一一對應(yīng)。設(shè)計表面負荷0.68m3/m2·h，設(shè)計水力停留時間5h。污泥回流量按進水量的100%～200%設(shè)計。

3.7 深度處理設(shè)備

在完成生物處理后，出水中通常還含有一定的色度、溶解性無機物質(zhì)及難降解有機物。為了使水質(zhì)達到排放標(biāo)準，本項目深度處理段采用了Fenton流化床技術(shù)。

二沉池出水經(jīng)中間水池調(diào)節(jié)pH值至3～4后分別與FeSO4及H2O2溶液混合后進入2座?3.6m*15m（H）升流式Fenton反應(yīng)塔。反應(yīng)器內(nèi)裝填石英砂填料并外置循環(huán)泵將部分出水回流，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的流速（36～40m/h），從而使填料充分流體化并加速反應(yīng)進行。

處理后的出水經(jīng)過中和池中和酸度，脫氣池脫去反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣、絮凝池混凝及三沉池除去反應(yīng)產(chǎn)生的鐵鹽后排放。

4 運行效果分析

4.1 調(diào)試階段

本項目厭氧污泥及好氧污泥均采用接種及馴化的培養(yǎng)方式。接種用的污泥量按運行初期半負荷設(shè)計，由其他同類型紙廠提供1400m3厭氧污泥置于一座厭氧污泥反應(yīng)器內(nèi)及800m3好氧污泥置于一格推流式曝氣池內(nèi)。

污水處理站運行初期，由于來水COD總量遠小于設(shè)計處理能力，為保證好氧污泥活性，污水經(jīng)過酸化池預(yù)處理后直接進入推流式曝氣池內(nèi)進行好氧處理，為剛接種的好氧污泥提供較好的生長環(huán)境。同時根據(jù)二沉池出水水質(zhì)調(diào)整Fenton系統(tǒng)加藥量以保證最終出水水質(zhì)滿足排放要求。由于利用當(dāng)?shù)赝愋臀鬯幚碚緝?nèi)較新鮮的活性污泥進行接種并提供了充分的營養(yǎng)源，好氧污泥馴化過程較順利。

待紙廠來水水質(zhì)及水量穩(wěn)定后，開始將污水導(dǎo)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)開始厭氧處理段調(diào)試。厭氧反應(yīng)器調(diào)試初期出水中死泥較多并導(dǎo)致推流式曝氣池起始段有明顯惡臭?，F(xiàn)場將部分污水直接進入好氧處理段以降低厭氧反應(yīng)器的處理負荷，待厭氧反應(yīng)器出水穩(wěn)定后再逐步提高進水量。該措施效果明顯，厭氧污泥活性恢復(fù)良好。

4.2 調(diào)試完成

整個污水處理系統(tǒng)經(jīng)2個半月的調(diào)試已能滿足設(shè)計要求?，F(xiàn)場測定指標(biāo)（5日均值）如下：

指標(biāo) 測量點

厭氧反應(yīng)器出水 二沉池出水 放流水

CODcr（mg/L） 460.2（≤1350） 77.6（≤135） 15.8（≤50）

SS（mg/L） 90.4（≤400） 9.6（≤30） 7.6（≤30）

色度 —— —— 14.4（≤40）

注：括號內(nèi)為設(shè)計值。

現(xiàn)場藥耗如下（5日均值）：

項目 濃度% 實際用量 設(shè)計用量

NaOH 30 0.06 kg/m3 0.12 kg/m3

H2SO4 98 0.22 kg/m3 0.25 kg/m3

H3PO4 85 0.48 kg/m3 0.48 kg/m3

尿素（含46%N） —— 0.20 kg/m3 0.20 kg/m3

FeSO4 5（Fe2+濃度） 2.38 kg/m3 4.76 kg/m3

H2O2 27.5 0.43 kg/m3 0.60 kg/m3

5 結(jié)語及經(jīng)驗

本項目中有如下實際工程經(jīng)驗可供參考：

（1）對造紙廢水進行完整的厭氧處理工藝可有效去除大部分可生化有機物。對比僅采用預(yù)酸化-好氧處理工藝的造紙廠污水處理站[1][2]，生物處理的去除率僅為進水總CODCr的60%～80%。本項目中使用了厭氧反應(yīng)器進行厭氧處理后，厭氧反應(yīng)器出水CODCr實際去除率達到了85%，整個生物處理段的CODCr實際去除率達到了98%。

（2）回流厭氧反應(yīng)后的出水至預(yù)酸化池，可利用厭氧反應(yīng)出水的堿度減少藥劑用量，節(jié)省處理費用。為保證厭氧反應(yīng)進行需要提供一定的堿度中和有機物水解酸化產(chǎn)生的酸度。本項目回流部分厭氧反應(yīng)器的出水，利用厭氧反應(yīng)器出水的堿度配合作為N營養(yǎng)源的氨水及造紙廢水中本身的堿度，使實際運行時，酸化池內(nèi)基本不需要投加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH。

（3）本項目在Fenton反應(yīng)器中投加了石英砂載體截留Fenton反應(yīng)產(chǎn)生的Fe（OH）3，該物質(zhì)具有一定的催化反應(yīng)進行的作用，可減少作為催化劑的FeSO4的投加量[3]，使本項目FeSO4的實際投加量遠低于理論值。FeSO4和H2O2的理論摩爾投加比為1.5：1，實際投加比達到了1.2：1。

（4）采用同類型紙廠的生物污泥接種，污泥恢復(fù)效果良好，可有效縮短調(diào)試周期。由于厭氧菌增殖較慢，厭氧反應(yīng)器的初次啟動過程緩慢，一般需要8～12周，本項目采用同類型紙廠的厭氧污泥進行接種，進水4周后已基本恢復(fù)活性。

參考文獻

[1]趙一凡.造紙廢水處理工程設(shè)計[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（26）：60-61.

[2]劉宇涵，吳昊，張雪嬌. 造紙廢水處理工程實例及分析[J].當(dāng)代化工研究，2018（11）：29-32.

[3]馮勇，吳德禮，馬魯銘.鐵氧化物催化類Fenton反應(yīng)[J].化學(xué)進展，2015（07）：1219-1227.

收稿日期：2019-06-26

作者簡介：胡圣迪（1990-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向為給排水工程設(shè)計。