HZIC+AB工藝在廢紙?jiān)旒垙U水處理中的應(yīng)用

　　云南某造紙廠屬于典型的廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)，廢紙?jiān)旒埞に嚧篌w分為制漿和抄紙兩大部分，廢水排放主要來(lái)源于制漿過(guò)程中產(chǎn)生的大量洗滌廢水及含有纖維、填料和化學(xué)藥品的抄紙廢水。廢水中主要有以下幾種污染物：固體懸浮物(SS)、化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和色度。COD和BOD主要來(lái)自于廢水中的木素、半纖維素;SS主要由細(xì)小纖維、無(wú)機(jī)填料等形成;色度來(lái)源于油墨、染料等。

　　內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器具有抗負(fù)荷、抗酸堿能力強(qiáng)、容積負(fù)荷高、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、啟動(dòng)速度快、占地面積少、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，其在造紙廠廢水處理中的應(yīng)用越來(lái)越多。但是有很多厭氧反應(yīng)器使用效果并不理想，出現(xiàn)COD去除率低、沼氣產(chǎn)量低、污泥鈣化嚴(yán)重等問(wèn)題。

　　傳統(tǒng)活性污泥法是造紙廢水處理應(yīng)用最廣泛的工藝之一，但是也存在占地面積大、難以適應(yīng)水質(zhì)變化等缺點(diǎn)。針對(duì)造紙廢水特點(diǎn)，該企業(yè)采用改進(jìn)的吸附及生物降解(AB)工藝作為生化處理單元，實(shí)踐證明此工藝穩(wěn)定、高效。

　　1、工程概況

　　該企業(yè)主要以廢紙為原料生產(chǎn)?？埣案邚?qiáng)瓦楞原紙，年產(chǎn)量20萬(wàn)t。廢水處理量為8000m3/d，其中處理后的水有5000m3回用，剩余的3000m3進(jìn)行排放。主要工藝采用絮凝沉淀+水解酸化+HZIC厭氧反應(yīng)器(HZIC)+AB，二沉池出水水質(zhì)即可滿足地方廢水排放標(biāo)準(zhǔn)(詳見表1中參數(shù))。為應(yīng)對(duì)后期發(fā)展過(guò)程中更嚴(yán)格的環(huán)保要求，該企業(yè)采用Fenton氧化和砂濾對(duì)二沉池出水進(jìn)行深度處理，目前作為預(yù)留設(shè)施。

　　2、工藝流程

　　圖1為廢水處理流程圖。從圖1可以看出，車間綜合廢水經(jīng)過(guò)機(jī)械格柵去除較大的渣物后進(jìn)入集水池經(jīng)泵提升至斜網(wǎng)，斜網(wǎng)篩濾的漿料進(jìn)行回用，來(lái)水量大時(shí)進(jìn)入事故池進(jìn)行水量調(diào)節(jié)。正常情況下斜網(wǎng)出水自流入初沉池，細(xì)小纖維與顆粒物極易沉降，其在初沉池沉降后，上清液進(jìn)入預(yù)酸化池，然后經(jīng)泵送至HZIC厭氧反應(yīng)器。HZIC厭氧反應(yīng)器出水進(jìn)入AB處理系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)缺氧、好氧生化處理后，在二沉池實(shí)現(xiàn)固液分離，上清液進(jìn)行排放。

　　斜網(wǎng)及初沉池產(chǎn)生的漿料和污泥回用，二沉池污泥經(jīng)過(guò)污泥濃縮池濃縮后用板框壓濾機(jī)壓濾。

　　3、各單元處理效果

　　各單元處理效果見表2。

　　4、HZIC處理單元

　　造紙廢水COD和SS含量高、可生化性能差、色度大、氮磷污染相對(duì)偏低。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，造紙廢水中含有多種有機(jī)污染物，且廢水中毒性物質(zhì)很多。IC反應(yīng)器對(duì)造紙廢水中的COD、BOD、硬度、木素等都有很好的去除效果。基于此，浙江華章科技有限公司為該企業(yè)提供HZIC厭氧反應(yīng)器(HZIC)用于廢水厭氧處理單元。HZIC是在傳統(tǒng)IC厭氧反應(yīng)器的基礎(chǔ)上根據(jù)造紙廢水特點(diǎn)改進(jìn)而來(lái)。HZIC特殊的布水系統(tǒng)，可利用COD轉(zhuǎn)化的堿度對(duì)廢水的pH值起緩沖作用，即便是在pH值為5的條件下也可以正常運(yùn)行，從而能夠在調(diào)節(jié)pH值時(shí)節(jié)省大量用堿量，降低運(yùn)行費(fèi)用。合理的上升流速可最大限度地防止污泥鈣化，同時(shí)HZIC針對(duì)含鈣高的廢水設(shè)計(jì)有特殊的排砂裝置，確保鈣化后的污泥能及時(shí)排出，避免鈣化污泥對(duì)厭氧反應(yīng)器的影響。

　　該企業(yè)HZIC規(guī)格為?12.5m×26m，內(nèi)置兩級(jí)三相分離器，布水器采用傘狀旋流布水結(jié)構(gòu)。水處理量為8000m3/d，進(jìn)水CODCr為3500~4500mg/L。容積負(fù)荷為8～12kgCODCr/(m3?d)。連續(xù)18天的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示HZIC對(duì)CODCr平均去除率為76%，其進(jìn)出水CODCr含量及去除率如圖2所示。

　　圖3所示是連續(xù)18天HZIC進(jìn)出水的揮發(fā)性有機(jī)酸(VFA)含量、預(yù)酸化度及CODCr去除率。從圖3可以看出，HZIC運(yùn)行過(guò)程中在預(yù)酸化階段的預(yù)酸化度達(dá)到了40%以上，能夠在保持較高預(yù)酸化度的同時(shí)，不需要添加堿液就可以對(duì)廢水的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而能夠保證發(fā)生器穩(wěn)定高效運(yùn)行。日常運(yùn)行只需添加少量氮源和磷源。即使在高有機(jī)負(fù)荷及高預(yù)酸化度條件下，HZIC處理效率仍能維持在75%以上，且出水VFA含量均小于3mmol。HZIC對(duì)廢水中有機(jī)污染物的高效降解不僅可以產(chǎn)生更多的清潔能源，如沼氣(去除1kgCODCr約產(chǎn)生0.52m3沼氣，其中甲烷含量約80%)，同時(shí)降低了后續(xù)AB工藝處理過(guò)程中的進(jìn)水負(fù)荷，減少了曝氣階段的空氣需求量，降低了廢水處理能耗。

　　5、AB處理系統(tǒng)

　　AB系統(tǒng)中A段是對(duì)污染物質(zhì)的去除，主要是以物理化學(xué)作用為主導(dǎo)的吸附功能，因此對(duì)負(fù)荷、溫度、pH值以及毒性等作用具有一定的適應(yīng)能力。A段對(duì)BOD5去除率約為40%~70%，但經(jīng)A段處理后的廢水，其可生化性將有所改善，有利于后續(xù)B段的生物降解。

　　該企業(yè)AB系統(tǒng)中A段為直徑20m、高4.5m的圓形池子，內(nèi)置4臺(tái)攪拌推流裝置，總?cè)莘e約1400m3，A段水力停留時(shí)間(HRT)約為4.5h。B段采用普通氧化溝，池容積約8000m3，B段HRT為24h。連續(xù)18天的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，CODCr去除率可達(dá)90%以上，如圖4所示。圖5為AB系統(tǒng)氧化溝溶解氧(DO)含量、污泥濃度(MLSS)及CODCr去除率?；钚晕勰嗪蛷U水經(jīng)過(guò)A池自流入B段氧化溝。從圖5可以看出，運(yùn)行中A、B段均可保留較高的MLSS。A、B段MLSS均達(dá)6000mg/L以上，AB整個(gè)系統(tǒng)污泥負(fù)荷約為1～1.5kg(CODCr)/[kg(MLSS)?d]。因?yàn)樵撓到y(tǒng)相對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法可提高污泥濃度，使系統(tǒng)中有足夠的微生物量，所以對(duì)CODCr的去除率也比傳統(tǒng)活性污泥高；而曝氣池中DO含量維持在1~1.5mg/L，在滿足好氧微生物需氧量的同時(shí)，能夠避免過(guò)度曝氣造成能源的浪費(fèi)和活性污泥的解絮老化。

　　6、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益分析

　　廢水處理系統(tǒng)主要成本由耗電量、藥劑、人工費(fèi)用組成。根據(jù)該廠實(shí)際生產(chǎn)用電統(tǒng)計(jì)，噸水處理的耗電量為0.9kWh，噸水耗電費(fèi)用約0.54元。藥劑主要由預(yù)處理及污泥處理用聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺、營(yíng)養(yǎng)源(尿素、磷肥)組成，噸水藥劑成本約0.25元，噸水人工成本約0.1元?？偟奶幚沓杀緸?.89元/t水。

　　從投入使用至今，HZIC累計(jì)進(jìn)水量155萬(wàn)m3，沼氣產(chǎn)量為257萬(wàn)m3，噸水沼氣產(chǎn)量約為1.6m3，相當(dāng)于1.12kg標(biāo)準(zhǔn)煤。產(chǎn)生的沼氣屬于清潔能源，經(jīng)脫硫、脫水后供至紙廠鍋爐燃燒，減少了煤的用量，同時(shí)減少了SOx及NOx的排放。HZIC年平均厭氧顆粒污泥產(chǎn)量為1000t，所產(chǎn)生的厭氧顆粒污泥粒度均勻，含水率90%，揮發(fā)性固體含量(VSS)/總固體含量(TSS)≥0.7，有很高的生物活性，可對(duì)外出售，為企業(yè)創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益。(來(lái)源：浙江華章科技有限公司)