造紙污泥回用

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深度處理制漿造紙廢水處理工程方案

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深度處理制漿造紙廢水處理工程方案

發布日期:2018-12-21 作者:鄭州華祥 點擊:

造紙工業是與經濟社會發展密切相關的重要基礎原材料產業。山東某紙業股份有限公司,是一家全球先進的跨國造紙集團和林漿紙一體化企業,是全國Z大的民營造紙企業之一和全國Z大的高檔涂布包裝紙板生產基地,年漿紙產能450萬噸,主要產品有高檔包裝紙、高檔工業用原紙、高級文化辦公用紙等。

廢水主要來源是制漿生產線及造紙車間:制漿過程中產生的廢水,包括堿法化學漿、硫酸鹽法化學漿、化學機械漿,制漿廢水水量約36000方/天;造紙車間廢水,廢水水量約40000方/天。兩股廢水共計約76000方/天。因生產發展需要,該企業擬新建一套80000方/天廢水處理站,原污水處理系統用地則考慮改建為生產用地。新建的廢水處理站釆用物化、生化及深度處理相結合的工藝,達到出水優良、運行穩定、成本可控的效果。本文以該制漿造紙廢水處理工程為例,詳細介紹了該類廢水的工藝設計和實際運行情況。

造紙污泥

1 車間排污狀況及水質分析

1.1 排污情況

造紙生產過程中產生的廢水有機污染物濃度高、懸浮物含量高,水質水量變化大,是較難處理的工業廢水之一。制漿造紙產生的廢水主要由兩部分組成,一是自制漿過程中產生的廢水,包括堿法化學漿、硫酸鹽法化學漿、化學機械漿,制漿廢水水量約36000方,進水CODCr濃度在1800?3000 mg/L,SS在1600?2200mg/L;二是造紙廢水,量約40000方,進水CODCr濃度在1200?2050mg/L,SS在1200?2800mg/L。其中在漂白、堿抽提過程中較多木素、部分纖維、半纖維素及抑制微生物生長的氯代酚等進入制漿廢水,而木素這類芳香族結構的聚合物屬于難生物降解物質,造成在生化處理系統中難處理,且色度重。而造紙廢水可生化性較好,與制漿廢水混合處理有利于制漿廢水中污染物的協同降解,兩種廢水混合后CODCr濃度在1600?2900mg/L、SS在1400?2600 mg/L。

廢水的污染物成分復雜,含有一些分子結構較穩定的大分子污染物,如木質素、纖維素、半纖維素、少量松香等難生物降解的物質,并含有部分其它的有機雜質、土壤顆粒等無機物和氯化物等少量有毒物質。木質素及其衍生物、纖維素、半纖維素等是形成COD&&BOD5的主要成分;細碎木片、細小纖維、土壤顆粒等主要形成固體懸浮物(SS)。

1.2 處理要求

處理出水需達到《制漿造紙工業水污染物排放標準》GB 3544-2008中表2的要求。主要進水水質及排放要求如表1所示。

制漿造紙廢水水質及排放標準

2 工藝設計

2.1 處理工藝流程說明

生產車間排出的廢水經過收集后通過提升泵提升至廢水處理廠。生產廢水先經過圓網機,濾去大部分細小纖維和懸浮物后,自流進入1#絮凝反應池。在1#混凝反應池中投加絮凝劑,廢水與之發生絮凝反應并形成大量較易沉淀的礬花,隨后進入初沉池,物化污泥在此沉淀下來。初沉池的出水自流進入調節池,進行水質與水量的調節。調節池中的廢水通過提升泵提升至PAFR厭氧反應器,由脈沖布水器進行布水,在水解和產酸菌的作用下,將廢水中大分子有機物分解成小分子有機物,使廢水中溶解性有機物顯著提高,在短時間內和相對較高的負荷下獲得較高的懸浮物去除率,改善和提高原水的可生化性。PAFR厭氧反應器出水進入卡魯塞爾氧化溝,利用好氧菌吸附、氧化、分解廢水中的有機物;廢水中的污染物質被池內的好氧微生物不斷吸附和降解。生化系統需要的氧氣由表面曝氣機供給。氧化溝出水進入二沉池,進行泥水分離后,部分污泥回流到生化系統。二沉池出水自流至集水池,提升到高級氧化系統進一步處理。在高級氧化處理系統中,廢水調至酸性后投加Fenton試劑(H2O2及Fe2+),Fenton試劑與廢水充分混合反應,氧化分解污水中的難生物降解的污染物。隨后鼓風曝氣、投加堿液回調pH、投加PAM,廢水中的Fe2+因氧化還原反應生成Fe3+形成大量的礬花,并在終沉池沉淀下來,終沉池出水達標排放。

2.2 主要構筑物及設備 

2.2.1 物化沉淀池

在反應池中投加藥劑進行絮凝反應,于初沉池中去除懸浮物、部分有機物及無機鹽。反應池有效容積為833m3,停留時間15min,初沉池表面負荷0.6m3/m2h,配置4臺刮吸泥機。

2.2.2 調節池

收集初沉池來水,調節水質水量,調節池有效容積為11250m3,停留時間2.7h。

2.2.3 PAFR厭氧反應器

利用其兼氧、厭氧菌等生物群體的綜合作用,提高廢水的可生化性。設有脈沖布水器,底部采用穿孔布水管,布水均勻,并可使泥水充分混合。有效容積為61270m3,停留時間18h,容積負荷為

1.96kgCODCr/(m3xld),設置了脈沖布水器、布水系統、三相分離器各8套,1套沼氣收集燃燒系統。

2.2.4 改良型氧化溝

利用好氧活性污泥在氧氣充足的條件下,吸附降解有機污染物并進行自身增殖,維持系統中高濃度的生物群體。改良型氧化溝采用預曝氣池+卡魯塞爾氧化溝的組合形式,有效防止污泥膨脹并有效地去除污水中的硫。預曝氣池有效容積17500m3,停留時間4h;氧化溝段積75000m3,停留時間18h,設計CODCr負荷:87545kg/d,污泥濃度(MLSS):4500mg/L,污泥負荷:0.324kg CODcr/kgmlssD。預曝氣池設置功率132kW的倒傘型表面曝氣機3套;氧化溝設置功率160kW的倒傘型表面曝氣機15套。 

2.2.5 二沉池

從氧化溝出來的混合液在此泥水分離,活性污泥回流至生化系統,剩余污泥送入污泥濃縮池。二沉池表面負荷0.6 m3/m2h。

2.2.6高級氧化系統

投加Fenton試劑,與二沉池出水充分混合、反應,通過沉淀進一步去除廢水中的污染物,使出水水質達到設計目標。污泥用泵輸送到污泥處理系統。高級氧化反應池時間90min,終沉池表面負荷0.6m3/m2h。

2.2.7 污泥處理系統

污水處理系統共有了6座直徑22m的污泥濃縮池,配套了600m2的高壓板框壓濾機10臺,污水處理廠產生的污泥經過重力濃縮、高壓板框壓濾后含水率降低到60%,運送至該企業自有的燃煤發電廠,與燃煤摻和后一起燃燒發電。

3 運行結果及主要經濟指標

3.1 運行結果

本工程建成經環保部門驗收后,正式投入運行己超過2年,每天對各處理工段進、出水的各項指標進行檢測,選取其中一年的平均數據列于表2(表中括號內數據為平均去除率)。系統平均處理效果運行結果表明,各工段的實際進出水水質符合設計參數,達到設計要求。

3.2 運行分析

本廢水處理系統運行過程。園網機回收的纖維平均約有35t/d(DS),物化污泥量平均約有140t/d(DS),生化剩余污泥平均約有15t/d(DS),高級氧化系統污泥量平均約有20t/d(DS)。如果不能及時處理外運,污泥將會在系統內累計,導致前物化系統出水SS升高,產生一連串的不良效應。厭氧反應器由于進水SS增高 的影響,處理效率降低到35%左右、出水SS的也大量增加,厭氧出水的可生化性也降低,對后續的ABR、氧化溝生化系統造成沖擊,加大了好氧系統的處理難度,好氧系統的去除效率降低到70 %以下,同時氧化溝也較頻繁地發生污泥膨脹,二沉池出水水質變差。深度處理系統出水也變差,藥劑費用大幅提高,出水混濁泛黃且帶有浮渣。在厭氧系統運行良好的情況下,高級氧化酸堿投加量很低甚至可以不調酸堿,但在厭氧系統去除率降低之后,高級氧化處理難度加大,酸堿投加量大幅增加,直接導致了運行費用的上升,高級氧化藥劑費從以往0.3?0.4元/m3上升到0.6?0.7元/m3。

3.3 主要經濟指標

本工程設計處理能力為8萬m3/d,占地面積202畝,工程總投資2.2億元??傃b機功率為6926kW,運行功率為4808kW。直接運行費用中電費為0.686元/m3,藥劑費為0.986元/m3,工資費為0.033元/m3,合計1.705元/m3。

4 結語

該制漿造紙廢水經本工藝處理后,出水CODcr平均58.8mg/L,優于排放標準的要求,去除率達到了98%,直接運行費用1.705元/m3。本工程采用了高壓板框壓濾機處理系統中產生的污泥,該污泥處理工段是整個污水處理系統穩定、高效的保證。釆用“前物化一厭氧一改良型氧化溝一深度處理”工藝處理制漿造紙廢水,經過2年多的運行實踐,證明該工藝成熟,處理效果穩定,能夠確保水質達標排放。


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