改进后的浅层气浮-百乐克工艺处理造纸废水

时鹏辉 吴俊峰

(河南城建学院,河南平顶山,467044)

·造纸废水处理·

改进后的浅层气浮-百乐克工艺处理造纸废水

时鹏辉 吴俊峰

(河南城建学院,河南平顶山,467044)

将百乐克工艺前端的除磷池改为水解酸化池,采用超效浅层气浮-改良百乐克工艺处理某造纸厂的造纸废水,介绍了处理流程中各构筑物、主要运行参数及经济技术指标。用该工艺处理造纸废水,出水水质达到河南省DB41/389—2004排放标准的要求。

造纸废水;气浮;百乐克工艺;工程实例

(＊E-mail:sphylx@163.com)

Abstract:By changing phosphorous removal tank ofBiolak process into hydrolytic acidification tank,the efficient shallow air flotation and the modified Biolak process are adopted to treat thewastewater from papermakingmill.The construction,the performance parameters and the economical technical indexes are introduced.The operating results show that the effluent can meet the“Standards for Pollutant Discharge of He'nan Province(DB41/389—2004)”.

Key words:papermakingwaste water;air flotation;Biolak process;engineering project

河南某纸业有限公司主要生产铸涂原纸、胶印书刊纸、单面书写纸、书写纸,产量为10万t/a。废水中含有大量难降解有机物质,这些物质如不经过处理,直接排入自然水体将严重影响纳污水系,所以必须控制污染源,使企业能够达标排放,减轻对周边环境的污染。

百乐克(Biolak)工艺起源于德国,是在常规活性污泥工艺和曝气氧化塘基础上发展起来的一种新型生化处理系统[1]。它是基于多级A/O理论和非稳态理论,在同一构筑物中设置了多个A/O段,使废水经过多次的缺氧与好氧过程,即波浪式氧化工艺,强化了污泥的活性,创造了适于各种微生物生长的良好环境,实现了对有机物、氮和磷的高效去除[2]。

1 废水水量、水质及处理标准

(1)废水情况 该废水处理站于2006年10月投入运行,设计规模按照最高日流量设计,即废水处理量20000 m3/d。根据主体车间生产状况,废水处理构筑物的设计流量为833.3 m3/h。该厂产生的废水主要来源于打浆、洗浆工段和抄造工段,废水中主要污染物指标:CODCr为1800 mg/L,BOD5为540 mg/L,SS 为700 mg/L,pH值为6～9。

(2)出水水质要求 根据当地环境保护部门的要求,该厂外排废水应满足河南省DB41/389—2004排放标准要求:CODCr≤100 mg/L,BOD5≤40 mg/L, SS≤100 mg/L,pH值6～9。

2 废水处理工艺

2.1 废水处理工艺流程

该厂生产废水的特点是SS含量较高,且BOD5/ CODCr比值较低,不易生化。根据国内外中段废水处理系统的实际运行情况,采用物化-生化处理是一种比较稳妥可靠的方案,即废水在生化处理前,利用物化处理,降低废水中CODCr、BOD5的浓度,大大降低悬浮物的含量,提高废水的可生化性。

废水中SS含量和色度较高,考虑到后续处理工艺的影响和操作维护的方便,确定采用对造纸废水处理效果好的浅层气浮-百乐克废水处理工艺。原水经格栅、集水井后泵送至收浆系统,分离残浆后进入初沉池,在初沉池分离SS。上清液依次进入高效浅层气浮池、百乐克一体反应池,出水达标排放。初沉池分离污泥及百乐克中二沉池的污泥泵送至污泥贮池,高效浅层气浮池浮渣自流到污泥贮池,污泥贮池污泥进污泥脱水机,泥饼外运,滤液回流至沉淀池[3-4]。处理流程如图1所示。

图1 废水处理工艺流程

2.2 主要构筑物和设备

(1)格栅井 尺寸2.0 m×0.5 m×2.5 m,设计流量833.3 m3/h,格栅井是废水处理站第一道预处理设施,格栅可去除大尺寸的漂浮物和悬浮物以保护水泵。如果废水处理站进水量大于设计流量或发生事故时,废水将通过溢流口流出。

(2)集水井 尺寸3.0 m×4.0 m×4.5 m,设计流量833.3 m3/h,停留时间为4 min,内设废水提升泵3台,其中1台备用。

(3)收浆系统 收浆系统采用旋转式固液分离机,网筒尺寸φ1500×2200mm,设计流量833.3m3/h,栅网间隙0.3 mm。

(4)初沉池 尺寸44 m×10 m×4.0 m,设计流量833.3 m3/h,表面负荷2.0 m3/(m2·h),沉淀时间2.0 h。

(5)超效浅层气浮 型号GQF450,设计流量833.3 m3/h,总功率60 kW,气浮浮渣自流进入污泥贮池。

(6)百乐克反应池 尺寸92.0 m×50.0 m× 5.5 m,设计流量833.3 m3/h,百乐克反应池分为4个区。

水解酸化池:尺寸50 m×7.0 m×5.5 m,有效容积1750 m3,停留时间2.1 h,由于造纸废水缺乏氮、磷营养物质和可生化性差的特点,将百乐克工艺前端的除磷池改为水解酸化池,提高了废水的可生化性。

曝气池:尺寸50 m×60 m×5.5 m,停留时间18 h,池内设悬挂链曝气器1000套。曝气池的污泥负荷为0.08 kg BOD5/(kg MLSS·d),容积负荷为0.32 kg BOD5/(m3·d),MLSS为4 g/L,污泥龄为29天。微孔曝气头悬挂在浮动链(固定在曝气池两侧)上,每条浮动链可在池中的一定区域做蛇形摆动(见图2),可起到很好的混合作用,节省了混合所需的能耗。

图2 曝气链的运动行程

沉淀池:尺寸50 m×14 m×5.5 m,有效池容为3500 m3,停留时间4.2 h,污泥部分回流至水解酸化池和曝气池,剩余污泥采用污泥泵送至污泥贮池。

稳定池:尺寸50 m×11 m×5.5 m,有效池容2750 m3,有效水深5.0 m,水力停留时间3.3 h。池内设移动式曝气链1条,用来增加水中溶解氧含量。稳定池在调节水中溶解氧含量的同时也增强了沉淀效果。

(7)鼓风机房 尺寸24 m×6.0 m×4.0 m,室内设3台鼓风机,其中1台备用。

(8)污泥贮池 尺寸20 m×15 m×4.5 m,有效容积1200 m3,超高0.5 m,为了使浮渣和剩余污泥充分混合以利于污泥脱水,内设污泥搅拌机6台。

(9)脱水机房 尺寸24 m×12 m×4.5 m,内设浓缩压榨一体过滤机2套,处理能力60～80 m3/h。

2.3 处理效果分析

采用浅层气浮-百乐克废水处理工艺能有效地去除废水中的CODCr、BOD5及SS,排放废水满足河南省DB41/389—2004排放标准。2007年初的具体检测结果见表1。

表1 废水处理各工段处理效果

2.4 经济分析

工程总投资估算为1000万元,其中,直接投资850万元,间接投资150万元。运行成本主要包括电费、人工费以及药剂费等。运行费用总计约1.25万元/d,直接运行费为1.00万元/d,折合吨水成本为0.5元/t水。

3 结 语

百乐克工艺的移动式曝气链系统能够把空气分散为极微小的气泡,提高了氧的传质效率,且由于曝气产生的泡沫少,同时配置的专用喷射式水枪的消泡效果好,解决了常规曝气容易产生大量泡沫的问题。

改造后的浅层气浮-百乐克工艺处理的造纸废水出水水质达到了河南省DB41/389—2004排放标准,且运行费用低,具有良好的环境效益和经济效益。

[1] 冯 雷,孟丽静.百乐克工艺发展中存在的问题[J].水科学与工程技术,2006(增刊):3.

[2] 张旭华.百乐克工艺在中小城市污水处理中的应用前景[J].内蒙古电大学刊,2006(10):26.

[3] 亓化亮,杨圣华,陈学民,等.百乐克工艺处理造纸、柠檬酸混合废水[J].中国给水排水,2004,20(8):82.

[4] 刘玉忠,韩云中,付艳锋.百乐克工艺在处理造纸废水中的应用[J].河南水利与南水北调,2008(6):72.

(责任编辑:王 岩)

PapermakingWastewater Treatment by Shallow A ir Flotation andM odified Biolak Process

SH I Peng-hui WU Jun-feng

(He'nan University of U rban Construction,Pingdingshan,He'nan Province,467044)

时鹏辉先生,讲师;研究方向:水污染控制工程。

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0254-508X(2010)02-0075-03＊

2009-06-30(修改稿)