废纸造纸废水处理工程设计实例摘 要：采用“前物化-厌氧-好氧”组合工艺处理高浓度废纸造纸废水，同时以芬顿高级氧化工艺进行深度处理，进一步提高废水处理效率。经过系统处理，废水COD cr从进水5200mg/L 左右降至80mg/L以下，SS从进水1700mg/L左右降至30mg/L以下，处理效率均达到98，排放水质完全达到制浆造纸工业水污染物排放标准GB3544-2008 。通过工程的长时间实际运行表明，该系统处理的出水水质稳定，处理效率高。关键词：废纸造纸；废水处理；厌氧好氧；芬顿高级氧化0 前言广东某造纸企业位于东莞市中堂镇，企业以废纸为主要原料生产高强瓦楞芯纸和牛皮箱板纸。生产过程中产生的废水中主要污染物包括半纤维素、木素及其衍生物、细小纤维、无机填料、油墨、染料等污染物。木质素及其衍生生物、半纤维素、油墨等是形成 COD 的主要成分，细小纤维、无机填料等主要形成 SS。废水的特点是 SS、COD 均较高，在 COD 组成中，非溶解性的 COD 较高，约占 60以上，而部分溶解性 COD 又是较难生物降解的。对这类废水多采用物理、化学预处理结合生化作用的处理方法。企业投资近 8000 万新建污水处理站，现该污水处理站已正常运行，出水CODcr 为 80mg/L 以下，SS 为 30mg/L 以下，均达到了 制浆造纸工业水污染物排放标准GB3544-2008 表 2 标准，并通过了当地有关部门的验收。本文对该污水处理站的有关设计与运行情况进行介绍。1 工艺设计1.1 废水水量水质和处理要求项目废水主要来自制浆车间的打浆、冲渣、筛浆、浓缩以及抄纸车间的净化筛选和纸机的湿部脱水等工序以及再生新闻纸的脱墨工序 1，工程设计处理规模为 3 万 m3/d。处理后排放水质达到制浆造纸工业水污染物排放标准GB3544-2008 表 2 标准，主要进水水质及排放要求如表 1：表 1 废水水质及排放标准 mg/L（pH 除外）项目 生产废水 排放标准pH 值 69 69CODcr 5200 80BOD5 1600 20SS 1700 301.2 处理工艺流程1生产废水经过粗、细格栅去除大块杂物后，自流进入集水池，再通过提升泵提升至斜筛。在斜筛的过滤作用下去除大部分细小纤维和悬浮物后自流进入反应池，投加的絮凝剂与废水在反应池中混合，与废水发生絮凝反应形成大量较易沉淀的矾花。废水随后进入初沉池，进行物化沉淀，去除污水中大部分悬浮物及有机污染物后自流进入调节池，进行水量水质调节后提升至预酸化池。废水在预酸化池内发生水解酸化反应，并为下一步厌氧提供良好的条件。废水经提升泵提升进入厌氧反应器布水系统，进入第一、二反应室，与颗粒污泥均匀混合，在各种微生物的作用下，废水中COD 在短时间内和相对较高的负荷下获得较高去除率，在产甲烷细菌的作用下，大部分 COD 转化为沼气并通过三相分离收集以进一步处理。厌氧反应器出水进入好氧池，废水在好氧池内由射流曝气器均匀曝气、搅拌，泥水混合效果好。在此过程中，利用好氧菌吸附、氧化、分解废水中的有机物；废水中的污染物质被池内的好氧微生物不断吸附和降解。好氧池出水进入二沉池，废水在二沉池中进行泥水分离，部分污泥回流至生化系统。二沉池出水自流进入芬顿高级氧化系统进行深度处理。在深度处理系统中，废水首先进入反应池，池内加入 Fenton 试剂（H 2O2 及 Fe2+） ，Fenton 试剂与废水充分混合反应，氧化分解污水中的难生物降解的污染物，部分污染物经反应后形成可沉淀的污泥，废水自流进入终沉池，池内加入碱液及 PAM，调节废水 pH，废水中的 Fe2+因氧化还原反应生成 Fe3+，形成大量的矾花，污泥在沉淀段沉淀下来，由刮吸泥机吸出。废水中大部分被氧化分解的污染物在污泥沉淀的过程中去除，终沉池出水达标排放。工艺流程见图 1。图 1 处理工艺流程图1.3 主要构筑物及设备1.3.1 物化沉淀池在反应池加药混凝反应，于初沉池中去除废水中的悬浮物质及部分无机盐物化。反应池有效容积为 290m3，反应时间 14min，初沉池表面负荷 0.80 m3/ m2h，初沉池配置 2 套刮泥装置，污泥排至污泥浓缩池。1.3.2 调节池收集初沉池来水，调节水质水量，调节池有效容积为 2500m3，停留时间 2h。1.3.3 预酸化池收集调节池进水，在预酸化池中通过对废水的 pH 值、温度的调节并提升至厌氧反应器。预酸化池有效容积为 2500m3，停留时间 2h，内设 2 台潜水搅拌机和 4 台废水提升泵。粗、细格栅 生产废水 斜筛 物化沉淀 调节池 预酸化池 厌氧反应器 好氧池 二沉池 高级氧化池 终沉池 达标排放 1.3.4 厌氧反应器在厌氧反应器内，污水和颗粒污泥混合物产生的强烈接触，使废水中有机物被降解转化沼气。厌氧反应器全容积为 4200 m3，停留时间 3.3h，容积负荷 18.4kgCODCr/(m3d)，内设 4 套气液分离器、2 套三相分离器、1 套沼气收集系统和废气处理系统。1.3.5 好氧池好氧池内微生物在氧气充足的条件下，利用新陈代谢的作用将废水中的有机物分解成二氧化碳和水。好氧池有效容积为 22680m3，停留时间 18.1h，污泥负荷为 0.42kgCODCr/(kgMLSSd)，容积负荷 1.49kgCODCr/(m3d)，气水比为 14.4：1。好氧池内设在线溶氧仪 1 套、射流曝气系统 1 套，并配 4 台 D100-1.8 多级离心罗茨风机。1.3.6 二沉池好氧池出来的废水自流进入二沉池，在二沉池中进行泥水分离，分离出来的水继续进入下一处理单元进行处理。二沉池表面负荷 0.70 m3/ m2h，池内设 2 套全桥式周边传动刮吸泥机。1.3.7 芬顿高级氧化池、终沉池投加 Fenton 试剂，与二沉池出水充分混合、反应，通过沉淀进一步去除废水中的污染物，使出水水质达到设计目标，高级氧化池停留时间为 0.5h，终沉池表面负荷为 0.60 m3/ m2h。2 启动和运行结果2.1 生化系统的启动生化系统的启动用污泥接种法，厌氧反应器接种污泥采用附近污水厂厌氧系统的颗粒污泥，理想的反应器颗粒污泥接种量为大约反应容积的 50%，但泥位不超过下部三相分离器以下 1 米的位置。好氧池接种污泥采用附近污水厂二沉池的回流污泥，直至好氧污泥溶度大约 1500mg/L，采用连续进水连续曝气的方式运行，进水量不超过设计水量的 30%，二沉好氧污泥回流至好氧池前端，经过调试运行后，好氧去除率达到 80%时，可逐步增加好氧进水量，直至满负荷运行。在此期间，注意控制厌氧出水的 SS、好氧系统的温度、pH 值、营养物投加比例、氧化池溶解氧（DO ） 、二沉池污泥回流比、氧化池污泥浓度（MLSS）等运行参数。生化系统运行稳定后，按照设计的工艺流程联动稳定运行，30d 后系统出水水质稳定达标。2.2 系统运行结果本工程建成经环保部门验收后，正式投入运行已超过 2 年，每天对进、出水各项指标进行监测，选取其中半年的平均数据列于表 2。表 2 进水水质稳定时的系统处理效果3项 目处理单元CODCr（mg/L ） BOD5（mg/L） SS（ mg/L） pH车间废水 5200 1600 1700 69格栅渠 5096(2%) 1568(2%) 1615 (5%)筛网 4841(5%) 1505 (4%) 1098 (32%)物化初沉池 3776(22%) 1279 (15%) 120 (89.0%)厌氧反应器 1321 (65%) 511 (60%)好氧池、二沉池 198 (85%) 35 (93%)高级氧化、终沉池 75 (62%) 19.7(45%)24 (80%)排放标准 80 20 30 69运行结果表明，各工段的实际进出水水质符合设计参数，达到设计要求。从表 2 数据可知，前物化系统 SS 从 1700mg/L 降至 120mg/L，去除率为 93%，提高了后续生化系统的污泥活性和处理效率。废水经厌氧反应器后，COD Cr 去除率达到 65%，出水 CODCr 为1321mg/L，不仅去除大部分有机物，还提高了废水的 B/C 值，为后面的好氧系统创造了有利条件。系统生化后出水 CODCr 为 198mg/L，再经芬顿高级氧化处理后废水 CODCr 为 75mg/L，BOD 5 为19.7mg/L，均达到排放标准。3 主要技术经济指标本工程设计处理能力为 3 万 m3/d ，占地面积 12500m2，工程总投资 8000 万元，总装机功率为3064kW，常开功率为 1902kW。运行费用主要为电费、药剂费用和工资福利费，电费为 0.913 元/ m3，药剂费为 0.930 元/ m3，工资福利费为 0.044 元/ m3，所以废水处理系统直接运行成本费用为1.887 元/ m 3。4 结语（1）经该工艺系统处理后，出水中各污染物指标为 CODCr 为 75mg/L，BOD 5 为 19.7mg/L，SS r为 24mg/L，去除率均达到 98，运行费用为 1.887 元/ m3。（2）本工艺将物化沉淀处理放在生化系统前，即可以去除大部分的 SS 和色度，还可以降低后续生化处理的负荷。生化后的芬顿高级氧化则能去除废水中难生物降解的物质，保证了出水能稳定达标。（3）采用“前物化-厌氧-好氧-深度处理”工艺处理废纸造纸废水，经过长达 2 年的运行实践，证明该工艺成熟，治理效果比较稳定，能够确保水质达标排放。参考文献1王玉慧，缪东塬造纸废水处理设计中应注意的几个问题 A环境科学与技术，2009 (6C)0349-04