某造纸废水处理工程设计
2017-04-11汤俊广东省环境保护工程研究设计院广东广州510635
汤俊(广东省环境保护工程研究设计院,广东广州 510635)
某造纸废水处理工程设计
汤俊(广东省环境保护工程研究设计院,广东广州 510635)
某造纸企业生产废水主要为废纸制浆废水、造纸白水,该废水所含污染物主要为CODcr、BOD5、SS、色度等,采用气浮+过滤+水解酸化+接触氧化工艺处理该造纸废水,CODcr、BOD5、SS均达到较高的去除率,处理后废水满足尾水排放标准要求并能部分回用生产。该工艺运行稳定,处理效果较好。
造纸废水;气浮;过滤;水解酸化;接触氧化
造纸生产废水中含有大量的CODcr、BOD5、SS等污染物。与生活污水相比,造纸废水具有水量较大、悬浮物及有机物浓度偏高的特点。本工程采用气浮+过滤+水解酸化+接触氧化工艺,工艺运行稳定、操作管理方便、运行费用低,排水水质优于水质排放标准。
1 设计规模、进出水水质
本项目废水设计处理规模为:4000吨/天,按24小时运行处理计,平均167吨/小时。先经过气浮、过滤物化预处理后,其中2000吨/天回用生产,剩余2000吨/天经生化处理后达标排放。项目进出水水质如下:
进水水质:pH=7~8,CODcr≤2000mg/L,BOD5≤400mg/L,SS≤1500mg/L,色度≤100mg/L;根据环评批复,出水水质需达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)表2标准和广东省《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)表4(第二时段)一级标准两者中较严者:pH=6~9,CODcr≤90mg/L,BOD5≤20mg/L,SS≤30mg/L,色度≤40mg/L。
2 工艺流程
项目主要工艺流程如下:
造纸废水→调节池→隔板反应池、气浮池→纤维过滤器→水解酸化池→生物接触氧化池→穿孔旋流反应池、沉淀池→清水池→达标排放;其中,沉淀池产生的污泥进行浓缩脱水后外运处置,脱水清液进入调节池再处理。工艺流程具体说明如下:
造纸废水首先经过细格栅去除大的杂物、纸屑等,然后自流进入调节池。调节池主要起到调节水质水量的作用。调节池的废水由水泵提升到隔板反应池,分别投加混凝剂及助凝剂,废水在隔板反应池中反应、絮凝,废水中的纤维、有机物、悬浮物、胶体等结成絮凝体。然后进入平流气浮池,经气浮固液分离,上部浮渣为纸浆纤维,通过刮渣机定时刮到纤维池回收再用,而池下部清水去除了大部分SS、CODcr等。出水提升至一级高效纤维过滤器,经过滤去除废水中剩余细小的悬浮物、纤维等,出水自流进入水解酸化池。
废水通过水解酸化池池顶的多管布水器进入池内底部均匀布水,首先与底部厌氧污泥层混合,然后废水上升,与池中上部的弹性填料接触,弹性填料上生长着大量厌氧细菌,废水中的有机物被底部厌氧污泥层和上部填料上的厌氧细菌作为营养分解为低分子的有机酸等,有效降低废水中的有机物,同时提高了废水的可生化性,更易于好氧分解。
出水进入生物接触氧化池。池内的弹性填料上生长着好氧生物膜,好氧细菌将废水中的有机物、有机酸等作为营养分解为二氧化碳、水等,从而去除废水的有机物。
经过“水解酸化+生物接触氧化”处理的出水,去除了大部分有机物,进入穿孔旋流反应池,再次投加混凝剂和助凝剂。废水在反应池再次进行反应、絮凝,有机物、老化生物膜、悬浮活性污泥等结成絮凝体,反应后的废水进入沉淀池进行固液分离,底部的沉淀污泥由刮泥机定期排到污泥池处理,而上部清水经过排放口达标排放。
污泥经重力排泥至污泥浓缩池,浓缩后的污泥经螺杆泵进入污泥脱水机房,进一步降低污泥的含水率,实现污泥的减量化。污泥脱水后形成泥饼,装车外运后妥善处置。
3 工艺设计
3.1 调节池
功能:用于储存废水,进行水质、水量调节。
1座;设计水量4000m3/d;有效容积335m3;尺寸8.75×8.5× 5.0m;停留时间2h。
3.2 隔板反应池、平流气浮池
功能:加入絮凝剂和助凝剂与废水充分混合进行絮凝反应,通过浮选去除废水中的大部分有机物、纸浆纤维、悬浮物等,改善后续生化处理的进水水质及运行条件。
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隔板反应池:1座;设计水量4000m3/h;有效容积18m3;尺寸4.0×2.0×2.5m;反应时间7min。
平流气浮池:1座;设计水量4000m3/h;有效容积100m3;尺寸12.0×4.0×2.5m;表面负荷5m3/m2·h。
3.3 高效纤维过滤器
功能:过滤掉气浮池未去除的细小纤维、悬浮物等,防止进入水解酸化池影响其正常运行。
1台;设计水量4000m3/h;规格ø2.7×4.0m;滤速15m/h。
3.4 水解酸化池
1座;设计水量2000m3/h;有效容积926m3;尺寸ø10.0× 12.5m;停留时间11h。
3.5 生物接触氧化池
功能:进一步降解废水中的有机物、有机酸等,是整个系统最关键的工艺。
1座;设计水量2000m3/h;有效容积1556m3;尺寸17.1×10.4× 5.25m(一层),17.1×10.4×4.5m(二层);停留时间15h。
3.6 穿孔旋流反应池、沉淀池
功能:加入絮凝剂和助凝剂与废水充分混合进行絮凝反应,去除废水中的有机物、色度、老化生物膜、悬浮污泥等。
穿孔旋流反应池:1座;设计水量2000m3/h;有效容积27m3;尺寸5.8×1.2×4.5m;反应时间20min。
沉淀池:1座;设计水量2000m3/h;有效容积335m3;尺寸14.5×5.8×4.5m;沉淀时间2.5h。
3.7 污泥浓缩池
功能:接纳从沉淀池排出来的污泥,对污泥浓缩脱水。1座;有效容积27m3;尺寸4.5×4.0×1.9m。
4 处理效果分析
表1 污水处理主要工序处理效率
5 经济技术指标
本项目工程投资估算为880.38万元,包括土建工程、工艺设备及安装工程、电气自控工程及其他费用。污水处理直接运行成本为1.06元/m3污水,其中用电费用所占比例为43%。
6 结语
本设计根据造纸废水水质特点,采用气浮+过滤+水解酸化+接触氧化为主要处理工艺,具有工艺运行稳定、操作管理方便、运行费用低等优点,处理后污水可达标排放,是一种较好的造纸废水处理工艺。
参考文献:
[1]崔玉川,刘振江,张绍怡,等.城市污水厂处理设施设计计算[M].北京:化学工业出版社,2004.
[2]杨卿等.制浆造纸工业废水厌氧生物处理的现状[J].西南造纸,2003,(03).
汤俊(1985-),男,广东广州人,职称:工程师,学历:本科,主要研究方向:环境工程设计。