HZIC+AB工藝在廢紙?jiān)旒垙U水處理中的應(yīng)用
云南某造紙廠是典型的廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)。廢紙?jiān)旒堖^程大致分為制漿和造紙兩部分。廢水排放主要來自制漿過程中產(chǎn)生的大量洗滌廢水和含有纖維、填料和化學(xué)品的造紙廢水。廢水主要含有以下污染物:懸浮物(SS)、化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和色度。COD和BOD主要來自廢水中的木質(zhì)素和半纖維素；SS主要由細(xì)纖維、無機(jī)填料等組成。色度來自墨水、染料等。
內(nèi)循環(huán)(IC)厭氧反應(yīng)器具有抗負(fù)荷、耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿、容積負(fù)荷高、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、啟動(dòng)快、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于造紙廢水處理。然而，有許多厭氧反應(yīng)器的應(yīng)用效果并不理想，如COD去除率低、沼氣產(chǎn)量低、污泥鈣化嚴(yán)重等。
傳統(tǒng)活性污泥法是造紙廢水處理中應(yīng)用廣泛的工藝之一，但也存在占地面積大、難以適應(yīng)水質(zhì)變化等缺點(diǎn)。根據(jù)造紙廢水的特點(diǎn)，該企業(yè)采用改進(jìn)的吸附生物降解(AB)工藝作為生化處理單元，實(shí)踐證明該工藝穩(wěn)定高效。
1.項(xiàng)目概述
企業(yè)主要以廢紙為原料生產(chǎn)牛皮紙和高強(qiáng)度瓦楞原紙，年產(chǎn)量20萬噸。廢水處理能力為8000m3/d，其中5000m3回用，其余3000m3外排。該工藝主要采用絮凝沉淀+水解酸化+HZIC厭氧反應(yīng)器(HZIC)+AB，二沉池出水水質(zhì)可達(dá)到當(dāng)?shù)匚鬯欧艠?biāo)準(zhǔn)(詳見表1參數(shù))。為滿足后期開發(fā)過程中更加嚴(yán)格的環(huán)保要求，公司采用芬頓氧化和砂濾對(duì)二沉池出水進(jìn)行深度處理，目前作為儲(chǔ)備設(shè)施。
2.工藝流程
圖1是廢水處理的流程圖。從圖1可以看出，車間綜合廢水通過機(jī)械格柵去除大塊爐渣后進(jìn)入集水池，由泵提升至斜網(wǎng)。經(jīng)斜網(wǎng)過濾后的漿液回用，當(dāng)流入量較大時(shí)，進(jìn)入事故池進(jìn)行水量調(diào)節(jié)。一般情況下，斜網(wǎng)出水流入初沉池，細(xì)小纖維和顆粒容易沉淀。在初沉池中沉淀后，上清液進(jìn)入預(yù)酸化池，然后被泵送到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)過缺氧和好氧生化處理后，在二沉池中實(shí)現(xiàn)固液分離，上清液排放。
斜網(wǎng)和初沉池產(chǎn)生的泥漿和污泥回用，二沉池產(chǎn)生的污泥在污泥濃縮池中濃縮后用板框壓濾機(jī)過濾。
3.各單元的處理效果
各單元的處理效果見表2。
4.HZIC處理裝置
造紙廢水COD和SS含量高，可生化性差，色度高，氮磷污染相對(duì)較低。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，造紙廢水中含有多種有機(jī)污染物，且廢水中含有多種有毒物質(zhì)。IC反應(yīng)器對(duì)COD、BOD、硬度、木質(zhì)素等有很好的去除效果。在造紙廢水中?；诖耍憬A章科技有限公司為該企業(yè)提供了一臺(tái)HZIC厭氧反應(yīng)器(HZIC)，用于厭氧廢水處理單元。HZIC是根據(jù)造紙廢水的特點(diǎn)，在傳統(tǒng)IC厭氧反應(yīng)器的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的。HZIC的專用配水系統(tǒng)可以利用COD換算的堿度來緩沖廢水的pH值，即使在pH 5的條件下也能正常運(yùn)行，節(jié)省了大量的堿，降低了調(diào)節(jié)pH值時(shí)的運(yùn)行成本。合理的上升流速可以在很大程度上防止污泥鈣化。同時(shí)，HZIC針對(duì)高含鈣量的廢水設(shè)計(jì)了專門的排砂裝置，保證鈣化污泥能夠及時(shí)排出，避免鈣化污泥對(duì)厭氧反應(yīng)器的影響。
企業(yè)HZIC規(guī)格是& # 981；12.5m×26m，內(nèi)置兩級(jí)三相分離器，布水器采用傘形旋流布水結(jié)構(gòu)。水處理能力為8000m3/d，進(jìn)水CODCr為3500～4500mg/l，負(fù)荷為8～12kg CODCr/(m3 & # 8226；d)進(jìn)行測(cè)試.連續(xù)18天的運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示，HZIC的CODCr平均去除率為76%，進(jìn)出水的CODCr含量和去除率見圖2。
圖3顯示了連續(xù)18天HZIC進(jìn)水和出水的揮發(fā)性有機(jī)酸(VFA)含量、預(yù)酸化程度和CODCr去除率。從圖3可以看出，HZIC運(yùn)行過程中預(yù)酸化階段的預(yù)酸化程度達(dá)到40%以上，廢水的pH值可以在不加堿液的情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)保持較高的預(yù)酸化程度，保證了發(fā)生器的穩(wěn)定高效運(yùn)行。日常運(yùn)行只需添加少量的氮源和磷源。即使在高有機(jī)負(fù)荷和高預(yù)酸化條件下，HZIC處理效率仍能保持在75%以上，出水VFA含量小于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可產(chǎn)生約0.52m3沼氣，其中甲烷含量約為80%)，還可以降低后續(xù)AB工藝的進(jìn)水負(fù)荷，減少曝氣階段的空氣需求，降低廢水處理的能耗。
5.AB處理系統(tǒng)
AB系統(tǒng)中的A段是污染物的去除，主要是以物理化學(xué)作用為主的吸附作用，所以對(duì)負(fù)荷、溫度、pH值、毒性的影響有一定的適應(yīng)性。A段對(duì)BOD5的去除率約為40%~70%，但經(jīng)過A段處理的廢水可生化性會(huì)有所提高，有利于后續(xù)b段的生物降解。
企業(yè)AB系統(tǒng)A段為圓形池，直徑20m，高4.5m，內(nèi)置4個(gè)攪拌和推料裝置，總?cè)莘e約1400m3，水力停留時(shí)間(HRT)約4.5h，B段采用普通氧化溝，池容積約8000m3，B段HRT為24h。18天的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和數(shù)據(jù)表明，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顯示了AB系統(tǒng)氧化溝中溶解氧(DO)含量、污泥濃度(MLSS)和CODCr去除率?；钚晕勰嗪蛷U水從A池流入B段氧化溝，從圖5可以看出，A段和B段都能保持較高的MLSS運(yùn)行。A段和B段的MLSS均超過6000mg/L，AB整個(gè)系統(tǒng)的污泥負(fù)荷約為1 ~ 1.5kg(CODcr)/[kg(MLSS)& # 8226；d].與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，該系統(tǒng)可以提高污泥濃度，使系統(tǒng)有足夠的微生物生物量，因此CODCr的去除率高于傳統(tǒng)的活性污泥法。而曝氣池內(nèi)DO含量維持在1~1.5mg/L，既能滿足好氧微生物需氧量，又能避免過度曝氣造成的能源浪費(fèi)和活性污泥的解聚老化。
6.經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益分析
廢水處理系統(tǒng)的主要成本包括電力消耗、化學(xué)藥品和人工成本。根據(jù)該廠實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，噸水處理電耗0.9kWh，噸水電耗成本約為0.54元。該藥劑主要由用于預(yù)處理和污泥處理的聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺以及營養(yǎng)源(尿素和磷肥)組成。每噸水的藥劑成本約為0.25元，每噸水的人工成本約為0.1元?？偺幚沓杀緸?.89元/噸水。
投入使用以來，HZIC累計(jì)取水155萬m3，沼氣產(chǎn)量257萬m3，噸水沼氣產(chǎn)量約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)脫硫脫水后供給造紙廠鍋爐燃燒，減少了燃煤量和SOx、NOx的排放。HZIC厭氧顆粒污泥年均產(chǎn)量1000噸，生產(chǎn)的厭氧顆粒污泥粒徑均勻，含水率90%，揮發(fā)性固體含量(VSS)/總固體含量(TSS)≥0.7，生物活性高，可對(duì)外銷售，為企業(yè)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。(來源:浙江華章科技有限公司)
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