造纸废水处理
山东某纸业有限公司是一家私营企业,位于山东省西北部,公司始建于1995年,厂区占地为15000m2,现有员工400余人。该厂所排放废水中含有大量难降解有机物质,这些物质如不经过处理,排入自然水体将严重影响纳污水系的水体功能,所以必须建设污水处理站,控制污染源,使出水能够达标排放,减轻对周边环境的污染。
1废水水量、水质及处理标准
根据主体车间生产状况,污水处理站按照三班制24h连续运转设计,进入污水处理站的废水量为2×104m3/d,设计处理能力为最高日处理2×104m3/d,则污水处理构筑物的最高日平均设计流量为833.33m3/h。
该厂生产废水主要来源于打浆、洗浆工段和抄造工段,废水(超效浅层气浮出水)COD、BOD5、SS分别为2500、750、1600mg/L,pH值为6~9。
根据当地环境保护部门的要求,该厂外排水质应满足《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2001)中麦草制浆标准的要求,即COD≤300mg/L、BOD5≤100mg/L、SS≤100mg/L、pH值为6~9。
2废水处理工艺流程
该厂生产废水的特点是SS含量较大且B/C值较低,不易生化处理。根据国内外中段水处理的实际运行情况,采用物化处理/生化处理是一种比较稳妥可靠的方案,即在生化处理前,利用物化处理降低废水中COD、BOD5的浓度,可大大降低悬浮物的含量,提高废水的可生化性。
根据本项工程的水质、水量及处理要求,确定采用混凝沉淀/水解酸化/氧化沟处理工艺。废水经格栅去除大的杂质后流入集水井,用泵提升进入收浆系统,分离残浆后经混凝反应进入初沉池,在初沉池分离部分SS,上清液依次进入水解酸化池、氧化沟,氧化沟出水经二沉池进行泥水分离后达标排放。二沉池分离污泥大部分汇流至氧化沟和水解酸化池,剩余污泥进入初沉池与原水接触吸附后,经初沉池分离后流入污泥均质池,经脱水后外运,滤液回流至集水井。处理工艺流程如图1所示。
3主要构筑物设计
①格栅:设计时变化系数为1.2,设计流量为1000m3/h,过栅流速为0.8m/s,栅差为0.2m,宽度为1000mm,倾角为70°,格栅间隙为25mm,功率为0.75kW。
②集水井:尺寸为6.0m×6.0m×5.0m,设计流量为1000m3/h,水力停留时间为6min,内设污水提升泵3台(2用1备)。
③收浆系统和加药间:尺寸为24.0m×10.0m×8.0m,设计流量为1000m3/h,斜网为160m2,网隙为80目,加药装置为2套,单套功率为2.2kW。
④混凝池:尺寸为¢10m×3.5m,设计流量为1000m3/h,超高为0.5m。
⑤初沉池:尺寸为40.0m×6.0m×5.0m,设计流量为1000m3/h,表面负荷为0.8m3/(m2·h),有效水深3m,超高为0.3m。
⑥水解酸化池:尺寸为48.0m×15.0m×5.5m,设计流量为833.33m3/h,停留时间为4.32h,上升流速为0.78m/h。池内设弹性立体填料,有效容积为2160m3。
⑦卡鲁塞尔氧化沟:尺寸为108.0m×48.0m×5.0m,设计流量为833.33m3/h,污泥负荷为0.1kgBOD5/(kgMLSS·d),容积负荷为0.5kg-BOD5/(m3·d),污泥浓度为5000mg/L,停留时间为27h,有效容积为22630m3。
⑧二沉池:尺寸为40.0m×3.5m,设计流量为833.33m3/h,表面负荷为0.66m3/(m2·h),有效水深为3m,超高为0.3m,内设全桥刮吸泥机1台。
⑨污泥回流井:尺寸为3.0m×8.0m×5.0m,污泥回流井与二沉池合建,内设污泥回流泵3台(2用1备),剩余污泥泵两台(1用1备)。
污泥贮池:尺寸为6.0m×6.0m×4.5m,有效容积为120m3,沉淀池中的污泥泵送污泥贮池,污泥贮池污泥进污泥脱水间进行脱水。内设高速潜水搅拌机一台。
污泥脱水间:尺寸为24m×10.0m×4.5m,将污泥贮池中的污泥浓缩成饼状外运,滤液回流至调节池。内设带式压滤机一套,并配置清洗泵、螺杆泵、空压机各一台,以及加药装置一套。设计进泥量为600m3/d,设计出泥量为450m3/d,水力停留时间为8h。
4处理效果分析
污水处理各工段出水水质见表1。
混凝沉淀/水解酸化/氧化沟污水处理工艺能有效地去除废水中的COD、BOD5及SS,出水水质满足《造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2001)中的麦草制浆标准。
5经济分析
工程总投资估算为1000万元。包括构筑物、设备等直接投资950万元以及设计费、调试费、运输费等间接投资50万元。运行成本主要包括电费、人工费以及药剂费等。运行费用总计为15000元/d,直接运行费为13000元/d,折合成本为0.65元/m3。
6结论与建议
①造纸废水的SS含量大且B/C值较低,不易生化处理,采用物化/生化处理工艺切实可行。
②水解酸化工艺能有效提高废水的可生物降解性和生化处理效率。
③混凝沉淀能较好地减轻对后续生物处理系统的冲击。
④卡鲁塞尔氧化沟耐水质、水量冲击负荷的能力较强,能限制沟内丝状菌的过量繁殖,改善污泥沉降性能,出水水质稳定。
⑤培菌初期,曝气池会出现大量的白色泡沫,严重时会堆积在整个生化池走道板,这一问题是培菌初期的正常现象,只要控制好溶解氧和采取适当的消泡措施就可以解决。
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