摘要：造紙廢水具有污染物濃度大，可生化性差的特點(diǎn)。本文結(jié)合越南某紙廠實(shí)際工程案例探討適用于造紙廢水處理的工藝流程。

關(guān)鍵詞：造紙廢水;處理工藝;工程實(shí)例

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）08-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.027

Analysis of papermaking wastewater treatment examples

Hu Shengdi

（Tongji University， Shanghai 200092，China）

Abstract：Papermaking wastewater has the characteristics of large concentration of pollutants and poor biodegradability. This paper discusses the process flow applicable to papermaking wastewater treatment in combination with the actual engineering case of a paper mill in Vietnam.

Key words：Papermaking wastewater;Treatment process;Engineering example

某紙廠位于越南平陽(yáng)市某工業(yè)區(qū)內(nèi)，污水處理站處理規(guī)模為20000m3/d。處理廢水類型為瓦楞箱板紙?jiān)旒垙U水及廠區(qū)地溝水排水。

1 設(shè)計(jì)依據(jù)

根據(jù)同類型項(xiàng)目造紙廠廢水水質(zhì)情況，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)：CODcr≤4500mg/l，BOD5≤3000mg/l，SS≤2000mg/l，色度≤400。

廢水處理后出水指標(biāo)根據(jù)越南當(dāng)?shù)丨h(huán)保標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，要求出水水質(zhì)指標(biāo)：CODcr≤50mg/l，BOD5≤15mg/l，SS≤30mg/l，色度≤40。

2 工藝選擇

本項(xiàng)目造紙廢水采用三級(jí)處理工藝。

一級(jí)處理段采用以格柵機(jī)及沉淀池為主體的物化處理工藝，主要用于降低水中的SS并去除一部分COD。二級(jí)處理段采用預(yù)酸化-厭氧-好氧的生物處理工藝，利用厭氧好氧聯(lián)合的生物處理技術(shù)可有效去除水中可生化有機(jī)物。三級(jí)處理段采用的fenton藥劑氧化處理技術(shù)，進(jìn)一步氧化廢水中難降解有機(jī)物并去除色度。

故本項(xiàng)目的總體工藝流程如下：

壓力流廢水→斜篩機(jī)→集水井→冷卻塔→初沉池→緩沖池→酸化池→厭氧反應(yīng)器→好氧曝氣池→二沉池→中間水池→Fenton流化床→Fenton后處理池→三沉池→放流池→達(dá)標(biāo)排放。

3 主要處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)

3.1 格柵

本項(xiàng)目生產(chǎn)廢水在輸送至污水處理站前已設(shè)置格柵截留大顆粒懸浮物。故僅在污水處理站內(nèi)設(shè)置篩網(wǎng)間距3mm的重力式斜篩機(jī)用于進(jìn)一步去除SS并回收水中的纖維。

3.2 初沉池

初沉池采用2座?28.0m*4.3m（H）輻流式沉淀池，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷0.68 m3/m2·h，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間4.4h。

3.3 預(yù)酸化池

為提高厭氧反應(yīng)器的處理效率，本項(xiàng)目對(duì)初沉后的廢水進(jìn)行預(yù)酸化。設(shè)計(jì)1座（2格）總?cè)莘e1600m3預(yù)酸化池，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間為1.9h。并在酸化池區(qū)域設(shè)置NaOH，磷酸，尿素投加裝置以提供生物處理所需營(yíng)養(yǎng)成分。

3.4 厭氧反應(yīng)器

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用2座?18.0m*18.0m（H）升流式厭氧反應(yīng)器，設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷0.16kgCOD/kgMLSS·d，設(shè)計(jì)水力負(fù)荷10.5kgCOD/m3·d，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間約10.4h。厭氧反應(yīng)器外置循環(huán)泵，回流部分處理后出水與反應(yīng)器進(jìn)水混合后再次通過厭氧污泥層，使反應(yīng)器內(nèi)的污泥層保持較高的生物活性。

3.5 好氧反應(yīng)器

厭氧處理后的出水雖然CODcr和BOD5降低，但水質(zhì)較差，需要利用好氧工藝進(jìn)一步處理。本項(xiàng)目新建一座4廊道推流式曝氣池（其中2格為遠(yuǎn)期預(yù)留）。設(shè)計(jì)污泥負(fù)荷0.15kgCOD/kgMLSS·d，設(shè)計(jì)水力負(fù)荷1.6kgCOD/m3·d，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間約18h。

3.6 二沉池

為截流好氧反應(yīng)器出水中的活性污泥，本項(xiàng)目設(shè)置4座?28.0m*4.8m（H）輻流式二沉池，與曝氣池的4格廊道一一對(duì)應(yīng)。設(shè)計(jì)表面負(fù)荷0.68m3/m2·h，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間5h。污泥回流量按進(jìn)水量的100%～200%設(shè)計(jì)。

3.7 深度處理設(shè)備

在完成生物處理后，出水中通常還含有一定的色度、溶解性無機(jī)物質(zhì)及難降解有機(jī)物。為了使水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，本項(xiàng)目深度處理段采用了Fenton流化床技術(shù)。

二沉池出水經(jīng)中間水池調(diào)節(jié)pH值至3～4后分別與FeSO4及H2O2溶液混合后進(jìn)入2座?3.6m*15m（H）升流式Fenton反應(yīng)塔。反應(yīng)器內(nèi)裝填石英砂填料并外置循環(huán)泵將部分出水回流，使反應(yīng)器內(nèi)保持較高的流速（36～40m/h），從而使填料充分流體化并加速反應(yīng)進(jìn)行。

處理后的出水經(jīng)過中和池中和酸度，脫氣池脫去反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣、絮凝池混凝及三沉池除去反應(yīng)產(chǎn)生的鐵鹽后排放。

4 運(yùn)行效果分析

4.1 調(diào)試階段

本項(xiàng)目厭氧污泥及好氧污泥均采用接種及馴化的培養(yǎng)方式。接種用的污泥量按運(yùn)行初期半負(fù)荷設(shè)計(jì)，由其他同類型紙廠提供1400m3厭氧污泥置于一座厭氧污泥反應(yīng)器內(nèi)及800m3好氧污泥置于一格推流式曝氣池內(nèi)。

污水處理站運(yùn)行初期，由于來水COD總量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)處理能力，為保證好氧污泥活性，污水經(jīng)過酸化池預(yù)處理后直接進(jìn)入推流式曝氣池內(nèi)進(jìn)行好氧處理，為剛接種的好氧污泥提供較好的生長(zhǎng)環(huán)境。同時(shí)根據(jù)二沉池出水水質(zhì)調(diào)整Fenton系統(tǒng)加藥量以保證最終出水水質(zhì)滿足排放要求。由于利用當(dāng)?shù)赝愋臀鬯幚碚緝?nèi)較新鮮的活性污泥進(jìn)行接種并提供了充分的營(yíng)養(yǎng)源，好氧污泥馴化過程較順利。

待紙廠來水水質(zhì)及水量穩(wěn)定后，開始將污水導(dǎo)入?yún)捬醴磻?yīng)器內(nèi)開始厭氧處理段調(diào)試。厭氧反應(yīng)器調(diào)試初期出水中死泥較多并導(dǎo)致推流式曝氣池起始段有明顯惡臭?，F(xiàn)場(chǎng)將部分污水直接進(jìn)入好氧處理段以降低厭氧反應(yīng)器的處理負(fù)荷，待厭氧反應(yīng)器出水穩(wěn)定后再逐步提高進(jìn)水量。該措施效果明顯，厭氧污泥活性恢復(fù)良好。

4.2 調(diào)試完成

整個(gè)污水處理系統(tǒng)經(jīng)2個(gè)半月的調(diào)試已能滿足設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定指標(biāo)（5日均值）如下：

指標(biāo) 測(cè)量點(diǎn)

厭氧反應(yīng)器出水 二沉池出水 放流水

CODcr（mg/L） 460.2（≤1350） 77.6（≤135） 15.8（≤50）

SS（mg/L） 90.4（≤400） 9.6（≤30） 7.6（≤30）

色度 —— —— 14.4（≤40）

注：括號(hào)內(nèi)為設(shè)計(jì)值。

現(xiàn)場(chǎng)藥耗如下（5日均值）：

項(xiàng)目 濃度% 實(shí)際用量 設(shè)計(jì)用量

NaOH 30 0.06 kg/m3 0.12 kg/m3

H2SO4 98 0.22 kg/m3 0.25 kg/m3

H3PO4 85 0.48 kg/m3 0.48 kg/m3

尿素（含46%N） —— 0.20 kg/m3 0.20 kg/m3

FeSO4 5（Fe2+濃度） 2.38 kg/m3 4.76 kg/m3

H2O2 27.5 0.43 kg/m3 0.60 kg/m3

5 結(jié)語(yǔ)及經(jīng)驗(yàn)

本項(xiàng)目中有如下實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)可供參考：

（1）對(duì)造紙廢水進(jìn)行完整的厭氧處理工藝可有效去除大部分可生化有機(jī)物。對(duì)比僅采用預(yù)酸化-好氧處理工藝的造紙廠污水處理站[1][2]，生物處理的去除率僅為進(jìn)水總CODCr的60%～80%。本項(xiàng)目中使用了厭氧反應(yīng)器進(jìn)行厭氧處理后，厭氧反應(yīng)器出水CODCr實(shí)際去除率達(dá)到了85%，整個(gè)生物處理段的CODCr實(shí)際去除率達(dá)到了98%。

（2）回流厭氧反應(yīng)后的出水至預(yù)酸化池，可利用厭氧反應(yīng)出水的堿度減少藥劑用量，節(jié)省處理費(fèi)用。為保證厭氧反應(yīng)進(jìn)行需要提供一定的堿度中和有機(jī)物水解酸化產(chǎn)生的酸度。本項(xiàng)目回流部分厭氧反應(yīng)器的出水，利用厭氧反應(yīng)器出水的堿度配合作為N營(yíng)養(yǎng)源的氨水及造紙廢水中本身的堿度，使實(shí)際運(yùn)行時(shí)，酸化池內(nèi)基本不需要投加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH。

（3）本項(xiàng)目在Fenton反應(yīng)器中投加了石英砂載體截留Fenton反應(yīng)產(chǎn)生的Fe（OH）3，該物質(zhì)具有一定的催化反應(yīng)進(jìn)行的作用，可減少作為催化劑的FeSO4的投加量[3]，使本項(xiàng)目FeSO4的實(shí)際投加量遠(yuǎn)低于理論值。FeSO4和H2O2的理論摩爾投加比為1.5：1，實(shí)際投加比達(dá)到了1.2：1。

（4）采用同類型紙廠的生物污泥接種，污泥恢復(fù)效果良好，可有效縮短調(diào)試周期。由于厭氧菌增殖較慢，厭氧反應(yīng)器的初次啟動(dòng)過程緩慢，一般需要8～12周，本項(xiàng)目采用同類型紙廠的厭氧污泥進(jìn)行接種，進(jìn)水4周后已基本恢復(fù)活性。

參考文獻(xiàn)

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[3]馮勇，吳德禮，馬魯銘.鐵氧化物催化類Fenton反應(yīng)[J].化學(xué)進(jìn)展，2015（07）：1219-1227.

收稿日期：2019-06-26

作者簡(jiǎn)介：胡圣迪（1990-），男，漢族，本科學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)榻o排水工程設(shè)計(jì)。