1、工程概況

　　某制槳造紙企業(yè)主要生產(chǎn)各種白紙板及紙制品，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水主要來(lái)源于制漿車(chē)間、涂料制備以及造紙車(chē)間的生產(chǎn)廢水，還有其他配套電站、雨污水系統等生產(chǎn)廢水。廢水中含有大量的纖維素、木素、無(wú)機堿、單寧、樹(shù)脂、蛋白質(zhì)等，具有高CODCr、高懸浮物、溫度高、色度大、堿度大、難降解等特點(diǎn)。該企業(yè)配套建設了廢水處理工程，根據該企業(yè)廢水水質(zhì)水量特點(diǎn)，設計采用混凝沉淀-厭氧-AB氧化溝組合處理工藝，出水達到業(yè)主要求。工程選用了高效節能的廢水處理工藝方案，選擇了先進(jìn)、可靠、高效的廢水處理設備和自動(dòng)化控制系統，技術(shù)上做到了可靠、經(jīng)濟合理。

　　2、設計規模及進(jìn)出水水質(zhì)

　　2.1 設計規模

　　廢水設計規模為46000m3/d。

　　2.2 設計進(jìn)出水水質(zhì)

　　主要進(jìn)水水質(zhì)和出水要求見(jiàn)表1。

　　3、廢水處理工藝

　　3.1 工藝選擇

　　造紙廢水的SS、CODCr濃度較高，CODCr由非溶解性CODCr和溶解性CODCr兩部分組成，通常非溶解性CODCr占總量的大部分，當廢水中SS被去除時(shí)，絕大部分非溶解性CODCr同時(shí)被去除。因此，本項目中要解決的主要問(wèn)題是去除SS和CODCr。

　　為了回收造紙廢水中的制漿纖維，在集水井設置了圓篩機回收尺寸較大的纖維。對于細小懸浮物一般采用淺層氣浮或沉淀進(jìn)行處理，沉淀池相對氣浮池運行穩定，出水效果好，且沉淀池配套設備少，功率小，投資、運行、維護費用低。本項目進(jìn)水中的懸浮物質(zhì)量濃度高達6000mg/L，易于沉淀，因此本項目采用輻流式沉淀工藝。

　　本工程進(jìn)水CODCr較高，根據國內外高濃度有機廢水處理的實(shí)際經(jīng)驗，厭氧-好氧聯(lián)合處理技術(shù)是高濃度有機廢水處理的最佳選擇。厭氧反應器選用第三代效率較高的IC反應器，其具有特殊的內循環(huán)機理，能自動(dòng)平衡CODCr的波動(dòng)，水力負荷較高，且上流速度快，廢水和產(chǎn)氣攪動(dòng)效果好，泥水混合均勻，污泥床始終處于懸浮或膨化狀態(tài)，廢水凈化效果好，CODCr去除率穩定在85%以上;同時(shí)，IC反應器抗沖擊負荷和對毒性物質(zhì)廢水的適應能力強;反應器產(chǎn)生的厭氧污泥單位容積生物量高，顆粒污泥泥況好，不易流失，且顆粒粒徑大，沉降速度快，有機成分高，泥齡長(cháng)，剩余污泥產(chǎn)量少;采用細高的塔式結構，反應器高徑比在5～10，體積小，占地省。

　　AB氧化溝工藝主要基于在A(yíng)段中游離(膠體狀的)菌體將迅速地氧化掉可生物降解CODCr，但不會(huì )降解那些難以降解的CODCr，AB反應器中生物菌體的活性有其很高的氧攝取速率，它充分利用微生物在對廢水中有機物生物轉化初期，即水解酸化階段(本項目混合廢水水溫較高，很容易在其收集、輸送和處理廠(chǎng)的預處理工段如均衡、初沉過(guò)程中產(chǎn)生水解酸化反應)所產(chǎn)生的大量易降解物質(zhì)，如小分子揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，在A(yíng)B段中形成有利于高活性微生物的生長(cháng)環(huán)境，由于易生物降解的成份被分解掉，絲狀菌在后續的活性污泥反應器缺乏必要的食料，將不再占主導優(yōu)勢，因而徹底解決了污泥膨脹問(wèn)題。同時(shí)采用AB段也減少了系統總的需氧量(SOR)，降低了系統污泥產(chǎn)量，對后續的氧化溝運行起到良好的緩沖、穩定水質(zhì)作用。

　　3.2 廢水處理工藝流程

　　廢水處理主要由預處理、厭氧、好氧、深度處理單元組成。廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

　　正常情況下從制漿車(chē)間、造紙車(chē)間的來(lái)水先進(jìn)入到集水井，集水井內設有機械格柵，先去除一部分大的塑料片、塑料膜等雜物，在進(jìn)水管道上設有pH值和CODCr、流量等在線(xiàn)檢測儀，若來(lái)水水質(zhì)水量等超標，則需要切換至事故池，事故池池水量再小流量打入主系統進(jìn)行處理。格柵出水泵提至圓筒篩，可去除75%的懸浮物，降低了后續構筑物處理負荷。圓筒篩出水進(jìn)入初沉池，在初沉池前端設PAC、PAM投加點(diǎn)。初沉池出水進(jìn)入中間水池，通過(guò)提升泵進(jìn)入到冷卻塔，冷卻塔放在調節預酸化池之上。冷卻塔出水通過(guò)提升泵打入IC厭氧反應器，每臺厭氧反應器設有循環(huán)泵，厭氧反應器部分出水與進(jìn)水進(jìn)行混合后再進(jìn)入厭氧反應器，厭氧反應器進(jìn)水管道上設有堿液、磷酸和尿素營(yíng)養鹽的投加點(diǎn)，厭氧反應器產(chǎn)生的沼氣進(jìn)入沼氣處理單元，厭氧反應器對廢水中的CODCr有70%的去除率，大大降低了好氧系統的處理負荷，是保證出水達標的核心單元。厭氧反應器出水進(jìn)入AB池，AB池出水進(jìn)入氧化溝，AB池和氧化溝合建，好氧系統進(jìn)一步降解剩余部分的CODCr和BOD5，曝氣器采用表面曝氣器。氧化溝出水進(jìn)入深度處理單元的絮凝反應沉淀池和砂濾器，進(jìn)一步降解剩余的CODCr和懸浮物等，保證出水達標回用。

　　初沉池產(chǎn)生的初沉污泥在進(jìn)行濃縮脫水后至脫墨車(chē)間回收纖維;好氧系統產(chǎn)生的剩余活性污泥和深度處理系統產(chǎn)生的污泥一并進(jìn)入污泥濃縮池濃縮后通過(guò)帶式脫水機脫水后泥餅外運，濾液與其他生產(chǎn)廢水進(jìn)入集水井重新處理。

　　4、主要構筑物及設計參數

　　4.1 預處理單元

　　(1)格柵。

　　在進(jìn)水渠道中設置2臺1.0m×3.0m機械格柵，柵縫寬3mm，截留的柵渣經(jīng)皮帶輸送機輸送外運。格柵井設置3臺提升泵(2用1備)，流量為1050m3/h，揚程為10m。

　　(2)圓筒篩。

　　設4臺φ1.8m×6.0m圓篩機，濾網(wǎng)的孔徑為80目。

　　(3)初沉池。

　　2座，尺寸為φ46.0m×4.5m，設計負荷為0.65m3/(m2·h)。內設全橋式刮泥機2臺，φ46m;污泥泵選用渣漿泵，流量為250m3/h，揚程為15m，共4臺(3用1備)。

　　(4)冷卻塔。

　　選用無(wú)填料噴霧冷卻塔，進(jìn)出水溫度差為10℃，設置4座，每座塔進(jìn)水流量為500m3/h。冷卻塔的供料泵流量為500m3/h，揚程為15m，5臺(4用1備)。

　　(5)事故池。

　　容積為8000m3，停留時(shí)間為4h。提升泵流量為200m3/h，揚程為5m，2臺。事故池設有2臺30m3/min的鼓風(fēng)機。

　　(6)調節預酸化池。

　　容積為8000m3，停留時(shí)間為4h。池內設有5.5kW潛水攪拌器4臺。提升泵流量為750m3/h，揚程為30m，4臺(3用1備)。

　　4.2 厭氧處理單元

　　IC厭氧反應器3座，直徑為15m，高度為26m，容積負荷為15kg/(m3·d)。殼體材質(zhì)為Q235，內表面采用兩布四油玻璃鋼防腐;三相分離器等內件采用316L不銹鋼;殼體外采用環(huán)氧樹(shù)脂復合涂料防腐，硅酸鹽保溫棉厚100mm，外包彩鋼瓦厚0.5mm?？偣摅w設有電磁流量計和控制閥自動(dòng)控制IC反應器的進(jìn)水，以保持一個(gè)恒定的輸入流量，IC反應器的出水依靠重力作用溢流，在保證恒定的進(jìn)水流量的條件下，一部分出水經(jīng)厭氧反應器立管分配進(jìn)入循環(huán)，與進(jìn)水混合，另一部分出水溢流進(jìn)入AB好氧池。AB厭氧反應罐的循環(huán)泵流量為800m3/h，揚程為8m，6臺(3用3備)。

　　本項目沼氣用作自備電站燃煤鍋爐使用，沼氣系統設有沼氣穩壓柜、沼氣燃燒器等配套設備。

　　4.3 好氧生物處理工段

　　(1)AB池。

　　尺寸為29.0m×25.0m×5.8m，3列布置，每列AB段容積為4000m3，水力停留時(shí)間約為6h，選用進(jìn)口表面曝氣器，配置6臺25HP愛(ài)爾氧表面曝氣機和4套SL100射流曝氣器。

　　(2)氧化溝。

　　本項目造紙廢水不需考慮氮和磷的去除，因此氧化溝容積的設計只要滿(mǎn)足CODCr和BOD5的去除即可。氧化溝設置3列，尺寸為100.0m×30.0m×5.8m，水深為5.5m，有效容積為15400m3，停留時(shí)間為24h，氧化溝段MLSS的質(zhì)量濃度為4.8g/L，氧化溝渠道中水流速度不小于0.3m/s，選用進(jìn)口表面曝氣設備，配置18套25HP表面曝氣機和12套SL100射流曝氣器，氣水比大約22∶1。

　　(3)二沉池。

　　2座，直徑為46m，有效水深為4.5m，設計負荷為0.65m3/(m2·h)。采用虹吸式吸泥機;回流泵流量為840m3/h，揚程為8m，3臺(2用1備);剩余污泥泵流量為200m3/h，揚程為8m，2臺(1用1備)。

　　4.4 深度處理單元

　　深度處理采用絮凝反應-高效沉淀池-砂濾組合工藝。

　　絮凝反應池的水力停留時(shí)間為56min，有效容積為1900m3，池體尺寸為18.0m×18.0m×6.5m。

　　高效終沉池采用輻流式沉淀池，2座，直徑為46m，有效水深為4m，沉淀時(shí)間為6.5h，表面水力負荷為0.56m3/(m2·h)。刮泥機采用全橋型周邊傳動(dòng);污泥泵流量為60m3/h，揚程為15m，3臺(2用1備)。

　　過(guò)濾采用砂濾器，池體采用鋼筋混凝土結構，過(guò)濾器選用不銹鋼內件，30套，直徑為3m，高度為6m。

　　4.5 污泥脫水工段

　　初沉池和二沉池及終沉池污泥分開(kāi)處理，各設1座直徑為18m污泥濃縮池。初沉污泥處理選用4臺2.5m帶式脫水機，脫水后回收的纖維用于脫墨車(chē)間，剩余污泥和深度處理系統的污泥處理選用2臺2.5m帶式脫水機。

　　4.6 化學(xué)投藥單元

　　(1)堿、PAC、PAM加藥系統。

　　初沉池和深度處理需投加PAC和PAM，PAC投加量為300~600mg/L，PAM投加量為3～5g/t;厭氧處理設計有堿投加設備，在調節預酸化池投加NaOH。

　　(2)營(yíng)養鹽(尿素、磷酸)加藥系統。

　　營(yíng)養鹽投加比例：厭氧m(CODCr)∶m(N)∶m(P)=350∶5∶1，好氧m(CODCr)∶m(N)∶m(P)=100∶5∶1。

　　(3)污泥脫水PAM投加系統。

　　污泥脫水系統PAM的投加量大約為5g/t，初沉和二沉系統各采用9kg/h三槽式全自動(dòng)泡藥機。

　　5、工程設計特點(diǎn)

　　(1)采用高效IC厭氧反應器，降低了整個(gè)廢水處理的運行成本，在進(jìn)好氧單元之前可以將廢水的CODCr質(zhì)量濃度降低到1000mg/L以下，大大降低了好氧處理系統的負荷和運行成本;

　　(2)采用AB氧化溝工藝，防止了污泥膨脹，工藝流程簡(jiǎn)單，具有較強的抗負荷沖擊能力，提高了處理工藝的運行穩定性;

　　(3)曝氣器選用了帶攪拌性能的表面曝氣機與溝型相匹配，充氣攪拌機是傳統鼓風(fēng)曝氣和表面曝氣組合的產(chǎn)物，安裝方便，充氧效率高，不需建風(fēng)機房，同時(shí)也保證系統水力流態(tài)的長(cháng)期穩定和防止曝氣器的污堵，滿(mǎn)足處理工藝的要求并避免沉泥現象，選用進(jìn)口攪拌機，具有使用壽命長(cháng)，維護方便的優(yōu)點(diǎn)，射流曝氣器安裝和維護簡(jiǎn)易。

　　6、運行效果

　　各單元的去除效果見(jiàn)表2。

　　7、效益分析

　　本工程直接運行成本主要由公用工程消耗、污泥處理和藥劑費用、人工費用等組成，直接費用為1.38元/t。厭氧系統平均沼氣產(chǎn)量為43000m3/d，沼氣收益約為0.65元/t。

　　8、結語(yǔ)

　　(1)造紙廢水具有水量大，顏色復雜，懸浮物、CODCr濃度高等特點(diǎn)，由于營(yíng)養不足，可生化性較差，造成處理難度大。本項目造紙廢水處理采用混凝沉淀-厭氧-AB氧化溝處理工藝，出水達到了業(yè)主的要求。

　　(2)本項目造紙廢水處理要解決的主要問(wèn)題是去除SS和CODCr。預處理單元采用圓篩機回收纖維，在初沉池投加PAC和PAM對SS的去除有至關(guān)重要的作用，初沉池的表面負荷要盡量選低值。

　　(3)生化處理單元選用采用高效的IC厭氧反應器和AB氧化溝是實(shí)現本項目高效達標的核心單元，采用厭氧處理大大降低了運行費用，為后續好氧處理奠定了良好基礎。

　　(4)深度處理單元采用成熟的混凝沉淀和砂濾器工藝，可以進(jìn)一步降低出水中的各種污染物指標，為廢水達標排放和回用起到了把關(guān)作用。

　　(5)本工程自2016年底投運后一直穩定運行，直接運行成本約為1.38元/t。實(shí)踐證明，該工藝是一種高效低成本的成熟工藝，具有良好的環(huán)境、經(jīng)濟和社會(huì )效益，為類(lèi)似項目的設計和運行提供了成功經(jīng)驗。