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废水处理系统的改造经验

来 源:中华水网摘自网络   发布时间:2018-10-07 移动版

苏州某纸业有限公司以国废纸板为主要原料,生产箱纸板、瓦楞原纸,产量150t/d,废水排放主要来源于筛选、浓缩及纸机白水等工序。原废水处理设施运成本偏高,出水水质不稳定,很难稳定达到GB 3544-2008排放的要求。主要原因是设计不合理,操作、管理不当,没有将生物技术与水处理技术充分结合起来,必须进工程改造完善生化处理系统。

1  工艺流程

1.1  原工艺流程

原水处理工艺流程见图1。废水经混凝沉淀后,SS减少,CODCr仍较高,直接进入曝气池处理很难达到排放标准,出水水质还因废水水质、操作管理、环境等因素变化而变化。封闭循环一个月后,水体发黑、发臭、发黏,总污水CODCr升高,对于原有废水处理系统形成恶性循环,产品的产量和质量均有下降,造纸车间环境和成品纸均有难闻的气味,成品纸颜色发暗,不能满足纸机正常生产的需要。

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图1  原水处理工艺流程

1.2  改造后工艺流程

增加水处理单元,废水分类,提高生化处理能力,改善水质,污泥经处理后回用造纸。对原有曝气池改造,新增加水解酸化池、生物选择池、生物曝气蓄水池、污泥回用系统。改造后水处理工艺流程见图2,设计处理能力2000m3/d。

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图2  改造后水处理流程

1.3  改造工艺特点

设计合理,充分利用原有构筑物改造;根据生物学特性,充分发挥处理单元微生物效能;废水分类处理,纸机废水和制浆废水分开处理;增加生物曝气蓄水池,废水处于动态充氧状态,不发臭;经生化系统处理的废水,可以满足生产的需要,实现废水封闭循环使用;造纸污泥(以细小纤维为主)和剩余活性污泥经处理后回用于造纸。

2  主要处理单元

2.1  初沉池

采用竖流式沉淀池,表面负荷为0.8m3/m2·h,将原有混凝系统(PAC+PAM)停用,有利于粒径较大的SS沉淀,沉淀后的污泥(以细小纤维为主)回用于造纸。混凝处理方法只能去除部分BOD5,绝大部分BOD5的去除主要采用生化方法解决。沉淀后的水富含大量的有机物、微量元素等物质,为后续生化系统提供充足的营养,而且沉淀后的废水中不含有大量的PAC、PAM等化学药剂,不使有害物质、化学药剂等物质流入水体,从而大大降低了水处理负荷,减少了对微生物生长、繁殖的影响。

2.2  水解酸化池

采用脉冲布水方式,每隔3min布水一次,巨大的冲击力等价于搅拌器,以保证水解酸化池内泥水的充分混合,并加入一些营养料使厌氧微生物发挥最佳功效,HRT为24h,池内安装弹性填料。废纸造纸废水中的BOD5值较低,BOD5与CODCr的比值一般为0.15——0.25,可生化性较差。废水中的半纤维素、木质素及其衍生物、染料等难以生化降解的物质在厌氧菌作用下发生水解作用,降为小分子物质,有效提高了废水的可生化性,BOD5与CODCr的比值一般提高为0.30——0.50,CODCr去除率为25%——35%。

2.3  生物选择池

预反应区体积占反应池总体积的10%左右。采用穿孔强力曝气,气水比为20∶1,有利于废水中有毒气体的释放和菌胶团与废水的充分混合接触,增加了均质效果,因此该部分活性污泥在高BOD5负荷条件下运行,既强化了生物吸附作用,又促进了微生物的增殖。

在高基质浓度下,菌胶团和丝状菌基质积累与增殖速率降低较大,但菌胶团的增殖速率较大,其增殖量也较大,从而较丝状菌占优势。以基质作为推动力选择性的培养菌胶团细菌,成为曝气池中的优势菌,有效地控制了丝状菌膨胀的问题。污泥发生膨胀时,根据实际情况采取以下措施:大幅度降低污泥浓度,以减少二沉池固体负荷;减少回流污泥量;投加先期排至贮泥池的厌氧污泥,相应增加排泥量和充氧量。

2.4  曝气池

原有曝气装置为穿孔曝气,氧利用率仅为8%左右,在原有曝气管上安装特殊材质的膜片,空气经过膜片剪切,将原大气泡分解成小气泡,氧利用率提高一倍以上。动力消耗减少为原来的一半,降低了废水处理运行成本。膜片不易结垢、不易堵塞曝气微孔,减少了维护工作量,同时使用寿命长,价格低廉。为了减少剩余污泥量,HRT为16h,污泥稳定性好,脱水性好。去除1kgBOD可产生0.2——0.3kg剩余污泥,是原传统活性污泥法的60%左右。原有污泥负荷通常控制在0.04——0.05kgBOD/kgMLSS·d,改造后实际控制污泥负荷为0.2——0.3kgBOD/kgMLSS·d。原有曝气池为推流式结构,改造为旋转推流式结构。进水方式由原首端一点进水,改为阶段多点进水,提高了氧利用率,充分发挥微生物处理能力。

2.5  生物曝气蓄水池

由于采用穿孔曝气装置,增加了匀质效果,制浆废水实现了动态封闭短循环。将曝气池剩余活性污泥排入生物曝气蓄水池,增加和保证了池中生物量,由于打浆废水浓度高,属于高负荷运行,剩余活性污泥在充足氧和营养的条件下,继续发挥着生物效能,吸附和氧化分解有机物。随着水量的变化,微生物生物相、优势菌群和处理效能也发生变化,使有机物进一步降解。

3  调试、运行及经济分析

调试运行时,接种活性污泥取自附近城市污水处理厂,接种量按5%加入曝气池中。对活性污泥进行培养驯化20d左右,污泥颜色呈黄褐色,镜检可见原生动物如钟虫、轮虫等较多,污泥沉降性好,进水量也不断增加。各单元处理结果见表1,各单元处理效果基本达到了设计要求。

表1  各单元处理效果

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工程运行费用约为1500元/d,其中包括人工费、电费、营养物质费。因初沉不使用混凝法沉淀,与原工艺流程费用相比,节省了药剂费,降低了运行费用。CODCr总去除率达到80%以上。

4  对造纸的影响

(1)生化处理的循环水CODCr为500——1000mg/L,其中绝大部分为溶解性惰性物质(即不可生物降解或难生物降解的物质),回用到车间不会引起恶臭气体,环境和产品的臭味消失。

(2)经生化处理的循环水CODCr、BOD5浓度大幅度下降的同时,pH值稳定在7.5——8.5,对CaCO3的积累起到一定的抑制作用,设备结垢现象大为减轻,设备腐蚀程度也有所改善。

(3)系统封闭循环运行,清水的补充量较少,补充清水主要用于水针水、药剂稀释水及真空泵的密封水。处理过的循环水,回用的主要部位是制浆的水力碎浆机、稀释、纸机高压喷淋网和毛布、真空泵的密封水。循环水因有机物的浓度略高、发黏,易产生泡沫,可适当加入消泡剂调整。

(4)废水封闭循环使循环水水温升高,带来微生物生长加快,由于循环水处于高封闭、高溶解氧状态,一般溶解氧在0.5mg/L以上,循环次数增加,不易产生腐浆。

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