山東某紙業有限公司是一家私營企業,位于山東省西北部,公司始建于1995 年,廠區占地為15 000 m2,現有員工400 余人。該廠所排放廢水中含有大量難降解有機物質,這些物質如不經過處理,排入自然水體將嚴重影響納污水系的水體功能,所以必須建設污水處理站,控制污染源,使出水能夠達標排放,減輕對周邊環境的污染。
1 廢水水量、水質及處理標準
根據主體車間生產狀況,污水處理站按照三班制24 h 連續運轉設計,進入污水處理站的廢水量為2×104 m3 /d,設計處理能力為比較高日處理2×104m3 /d,則污水處理構筑物的比較高日平均設計流量為833.33 m3 /h。
該廠生產廢水主要來源于打漿、洗漿工段和抄造工段,廢水(超效淺層氣浮出水) COD、BOD5、SS分別為2 500、750、1 600 mg /L,pH 值為6~9。
根據當地環境保護部門的要求,該廠外排水質應滿足《造紙工業水污染物排放標準》(GB 3544—2001) 中麥草制漿標準的要求,即COD≤300 mg /L、BOD5≤100 mg /L、SS≤100 mg /L、pH 值為6~9。
2 廢水處理工藝流程
該廠生產廢水的特點是SS 含量較大且B /C 值較低,不易生化處理。根據國內外中段水處理的實際運行情況,采用物化處理/生化處理是一種比較穩妥可靠的方案,即在生化處理前,利用物化處理降低廢水中COD、BOD5 的濃度,可大大降低懸浮物的含量,提高廢水的可生化性。
根據本項工程的水質、水量及處理要求,確定采用混凝沉淀/水解酸化/氧化溝處理工藝。廢水經格柵去除大的雜質后流入集水井,用泵提升進入收漿系統,分離殘漿后經混凝反應進入初沉池,在初沉池分離部分SS,上清液依次進入水解酸化池、氧化溝,氧化溝出水經二沉池進行泥水分離后達標排放。二沉池分離污泥大部分匯流至氧化溝和水解酸化池,剩余污泥進入初沉池與原水接觸吸附后,經初沉池分離后流入污泥均質池,經脫水后外運,濾液回流至集水井。處理工藝流程如圖1 所示。
3 主要構筑物設計
①格柵: 設計時變化系數為1.2,設計流量為1 000 m3 /h,過柵流速為0.8 m/s,柵差為0.2 m,寬度為1 000 mm,傾角為70°,格柵間隙為25 mm,功率為0.75 kW。
②集水井: 尺寸為6.0 m×6.0 m×5.0 m,設計流量為1 000 m3 /h,水力停留時間為6 min,內設污水提升泵3 臺(2 用1 備) 。
③收漿系統和加藥間: 尺寸為24.0 m×10.0m×8.0 m,設計流量為1 000 m3 /h,斜網為160 m2,網隙為80 目,加藥裝置為2 套,單套功率為2.2kW。
④混凝池: 尺寸為¢10 m×3.5 m,設計流量為1 000 m3 /h,超高為0.5 m。
⑤初沉池: 尺寸為40.0 m×6.0 m×5.0 m,設計流量為1 000 m3 /h,表面負荷為0.8 m3 /(m2·h) ,有效水深3 m,超高為0.3 m。
⑥水解酸化池: 尺寸為48.0 m×15.0 m ×5.5 m,設計流量為833.33 m3 /h,停留時間為4.32h,上升流速為0.78 m/h。池內設彈性立體填料,有效容積為2 160 m3。
⑦卡魯塞爾氧化溝: 尺寸為108.0 m×48.0m×5.0 m,設計流量為833.33 m3 /h,污泥負荷為0.1 kgBOD5 /(kgMLSS·d) ,容積負荷為0.5 kg-BOD5 /(m3·d) ,污泥濃度為5 000 mg /L,停留時間為27 h,有效容積為22 630 m3。
⑧二沉池: 尺寸為?40.0 m×3.5 m,設計流量為833.33 m3 /h,表面負荷為0.66 m3 /(m2·h) ,有效水深為3 m,超高為0.3 m,內設全橋刮吸泥機1 臺。
⑨污泥回流井: 尺寸為3.0 m×8.0 m×5.0m,污泥回流井與二沉池合建,內設污泥回流泵3 臺(2 用1 備) ,剩余污泥泵兩臺(1 用1 備) 。
污泥貯池: 尺寸為6.0 m×6.0 m×4.5 m,有效容積為120 m3,沉淀池中的污泥泵送污泥貯池,污泥貯池污泥進污泥脫水間進行脫水。內設高速潛水攪拌機一臺。
污泥脫水間: 尺寸為24 m×10.0 m×4.5m,將污泥貯池中的污泥濃縮成餅狀外運,濾液回流至調節池。內設帶式壓濾機一套,并配置清洗泵、螺桿泵、空壓機各一臺,以及加藥裝置一套。設計進泥量為600 m3 /d,設計出泥量為450 m3 /d,水力停留時間為8 h。
4 處理效果分析
污水處理各工段出水水質見表1。
混凝沉淀/水解酸化/氧化溝污水處理工藝能有效地去除廢水中的COD、BOD5 及SS,出水水質滿足《造紙工業水污染物排放標準》(GB 3544—2001) 中的麥草制漿標準。
5 經濟分析
工程總投資估算為1 000 萬元。包括構筑物、設備等直接投資950 萬元以及設計費、調試費、運輸費等間接投資50 萬元。運行成本主要包括電費、人工費以及藥劑費等。運行費用總計為15 000 元/d,直接運行費為13 000 元/d,折合成本為0.65 元/m3。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
6 結論與建議
①造紙廢水的SS 含量大且B /C 值較低,不易生化處理,采用物化/生化處理工藝切實可行。
②水解酸化工藝能有效提高廢水的可生物降解性和生化處理效率。
③混凝沉淀能較好地減輕對后續生物處理系統的沖擊。
④卡魯塞爾氧化溝耐水質、水量沖擊負荷的能力較強,能限制溝內絲狀菌的過量繁殖,改善污泥沉降性能,出水水質穩定。
⑤培菌初期,曝氣池會出現大量的白色泡沫,嚴重時會堆積在整個生化池走道板,這一問題是培菌初期的正常現象,只要控制好溶解氧和采取適當的消泡措施就可以解決。
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