造纸脱墨废水的深度处理技术

1、造纸脱墨废水的深度处理技术28环境工程2007年8月第25卷第4期造纸脱墨废水的深度处理技术余关龙杨春平马淑广曾光明钟袁元(湖南大学环境科学与工程学院,湖南长沙410082)摘要介绍一种实用的脱墨废水三级处理技术的原理,工艺流程,主要构筑物,并重点探讨了在各级处理过程中的控制参数和影响因素.应用该工艺建造的某大型造纸厂的脱墨废水处理工程,处理出水达到了污水综合排放标准(GB8978.1996)中二级标准.针对该处理系统实际运行中出现的问题,提出了相应的解决措施,可供同行借鉴和参考.关键词脱墨废水有机物活性污泥法强氧化法污水处理O引言北方一家大型造纸公司,主要生产高速新闻纸,年产量30多万t,主

2、要生产原料全部采用进口美国废纸.公司采用脱墨工艺在废纸制浆过程中,产生了大量脱墨废水,成分相当复杂,主要包括所使用的脱墨剂,各种颜料,淀粉,纤维等,仅采用普通生化处理难以达到排放标准,但经过深度处理后,出水可达到污水综合排放标准中城镇污水处理厂排放二级标准.1工程实例1.1脱墨废水处理工艺流程该工程处理工艺是在传统的生化二级处理的基础上,增加Fenton强氧化处理工艺,对脱墨废水中难生物降解的污染物能够有效去除,从而保证了出水水质.工艺流程如图1所示.国口口口口口口口目口初沉池冷却塔生化池口口二沉池强氧化弛三沉池图1脱墨废水处理工艺流程图1.2工程运行及净化效果该工程运行完全由自控装置控制运行

3、,从200504一l7200608,工程运行1年多时问,整个系统稳定,运行良好,部分二级处理水回用于脱墨工序.出水执行污水综合排放标准(GB89781996)城镇污水处理厂排放二级标准,处理效果和出水水质见表1.*教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-050701);中国博士后科学基金资助项目(2005037206)表1处理工艺的性能1.3主要构筑物该工程主要构筑物的设计尺寸见表2.表2主要构筑物设计尺寸2脱墨废水处理2.1初级处理初级处理针对脱墨废水的性质主要采用物理化学方法对其进行预处理,是减小后续处理负荷,保证处理效果的重要一环.来自脱墨车间的废水经转筒格栅去除粗大杂物和纤维后,进

4、入均衡池,调节水质水量,池底安装了曝气装置,正常运行时可防止废水中的悬浮物沉淀和使池水充分混合均匀,同时也向废水补充了一定的溶解氧(DO),有利于减轻后续处理供氧负荷.均衡池废水由泵提升至化学反应池,进行加药处理.化学反应池是由2个独立的单元即絮凝反应池和凝聚反应池以及相应的搅拌设备组成.整个流程采用一次提升后,废水可依次自流至各处理构筑物,环境工程2007年8月第25卷第4期29最后外排.2.1.1药品选择选择聚合氯化铝(PAC)和明矾(ALUM)作对比试验.结果如表3.表3PAC和ALUM处理效果对比由表3可见,PAC效果较好,而且PAC还能够去除废水中约8O%的色度和4O%的总有机碳(T

5、OC).2.1.2加药量与搅拌速度控制实际运行中,按850mg/L加入PAC后,剧烈搅拌10min,迅速促进混合,产生形体细小的凝聚物,随后进入凝聚反应池内,按14mg/L投加A.Polymer(98%)(线性高分子结构,具有极强的粘性),缓慢搅拌10min,使细小的凝聚物絮凝成较大颗粒,进入辐流式一沉池进行泥水分离.ss的去除效率高达99%,COD去除率达61%,BOD去除率达51%.2.2生物处理采用普通活性污泥法对废水进行生物处理,废水中绝大部分溶解性可生物降解的有机物得到有效处理,是整个处理工艺的核心部分.2.2.1构筑物及设备主要由曝气池,冷却塔和二沉池组成.曝气池总容积18000m

6、3,分为平行2组,每组分为4格,池底按微生物沿曝气池方向推流运行时降解污染物需氧量的不同设置1O台底曝机,既能向水体充分供氧,又能使废水与活性污泥完全混合.最前面的1格体积稍大,设有2台,该池兼具生物选择器的功能,能有效抑制污泥膨胀,冷却塔主要在夏季运行,将废水温度降至35以下,以适合生物处理.2.2.2废水生物处理进人曝气池废水分2组以完全混合推流式方式平行运行,有利于进行单线调试和维持曝气池的稳定运行以及污泥膨胀后的快速恢复.在曝气池前端,活性污泥与废水充分接触,由于有机物浓度相对较高,微生物代谢活力强,对废水中DO的利用量也最大,在曝气池末端,废水中的有机物几乎消耗殆尽,底物成为限制因素

7、,活动能力相应减弱,同时体外分泌粘性物质,相互聚集成团,有利于在二沉池进行泥水分离,沉淀的生物污泥分别由泵回流至相应的曝气池.2.2.3重要控制因素稳定曝气池进水量,MLSS维持在2500mg/L左右,BOD负荷约1.2kg/(m3?d);溶解氧供给状况,出水DO维持在1.52.0mg/L左右,废水温度在35以下;污泥回流比控制在进水量的40%左右,根据曝气池内的污泥浓度和污泥状态进行调整.营养物的投加.对脱墨废水应投加微生物维持生命活动所必需的N,P,通常按BOD:N:P:100:5:1的比例投加,运行中,选择以尿素和磷酸钠为N源和P源,按1000t废水投)If40kg尿素和5Okg磷酸钠.

8、2.2.4活性污泥的控制管理通常控制及监测指标如表4.表4曝气池日常监测指标镜检,通过显微镜观察活性污泥菌胶团的性状,丝状菌数量,原生动物的数量,形状及活性.脱墨废水中发生的污泥膨胀主要为丝状菌污泥膨胀,呈丝状扩展生长的丝状菌的表面积与容积之比较絮凝性菌胶团细菌的大,在对有限制性的营养和环境条件(如DO,底物,营养物,pH,温度等)的争夺中占优势,表现出更强的生命力,或因其它诱发因素,刺激或引发污泥膨胀,可从丝状菌过度繁殖的诱因上采取措施抑制其生长,防止膨胀的发生.2.3强氧化处理(Fenton法)Fenton法作深度处理,此反应时间短,被去除的COD90%以上能在反应的前10min内完成.2

9、.3.1Fenton反应池进水水质进入Fenton反应池的废水水质基本比较稳定,具体数值如表5.表5进入Fenton反应池废水的性质温度/pHCODc/(mg'L一)BODs!(mg'L一)ss/(mg?L一)337.828047282.3.2Fenton反应工艺流程Fenton反应是在不同的池体中分阶段完成的,需要对进入的废水调至酸性,然后加入催化剂(氯化亚铁)和强氧化剂(双氧水)与废水中未能生物降解的污染物进行反应,并予以去除,最后将废水调至中性,沉淀.工艺流程如图2.2.3.3影响因素的实验确定Fenton极强的反应能力,本质上取决于3个因素:pH值,双氧水(HO)与氯化

10、亚铁(FeC12)的比例和加人量,温度.30环境工程2007年8月第25卷第4期H2SO4FeCI2H202卫cI_1I_Il幽lpH调节化学药剂强氧化池NaOHPolymerpH调节pH7絮凝池图2Fenton反应工艺流程图根据具体水质情况,通过在实验室做Jar-test以优化3个影响因素.实验室得出Fenton法处理脱墨水二沉池出水效果最佳时各项控制参数:pH:24;CODc:H202:FeCI2=2.5:1:0.75(质量比);因实际中废水温度变化不大,将温度对COD去除效果的影响不予考虑.3出现的问题及讨论(1)运行中曝气池产生泡沫问题.主要是脱墨废水中含有脱墨剂,淀粉和其他化学药品等

11、引起的,可根据所使用的脱墨剂及化学药品的种类及性质,选择针对性强的消泡剂解决.该工艺选择WOOJIN(韩国产)消泡剂分4次投加,15kg/d.(2)污泥膨胀问题.必须对活性污泥的各项监测指标的变化进行深入分析,找出主要原因,及时采取对策".(3)曝气池供氧问题.由于水体在池中推流运行,整个过程微生物对氧的需求量是不同的,应根据实时监测数据及时调整各底曝机的曝气量,维持适当的溶解氧量,避免产生厌氧死角引发污泥膨胀和降低菌胶团活性.(4)回用水水质问题.部分二沉池出水回用于生产车间,需要解决色度和ss的影响,通常采用次氯酸钠解决.不能使用三沉池出水作回用水,否则会在整个系统内引入,不但对

12、曝气池中微生物产生不良影响而且会增加出水色度.4结论(I)脱墨废水采用普通活性泥法进行处理,其效果较好而且很经济.(2)脱墨废水经过三级处理后,其出水可达到污水综合排放标准中城镇污水处理厂排放二级标准.(3)Fenton强氧化法反应时间短,对脱墨废水中难生物降解的颜料和其它污染物的去除效果较好,能保证出水水质.(4)系统运行的时候,及时与生产部门做好沟通和联系,第一时间掌握其投加的化学药品种类,数量及工艺调整引起的废水水质水量变化,并做好相应的准备,这些是非常必要的.参考文献1张素风,聂金凤.生物法脱墨废水污染负荷及其混凝处理.中国造纸,2004,23:2628.12B.A.Boho,D.R.

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