水解酸化——IC反应器——A／O工艺处理造纸废水
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水解酸化——IC反应器——A／O工艺处理造纸废水
【摘要】采用水解酸化--IC反应器--A/O工艺处理造纸废水，运行表明该工艺处理效果好、运行稳定、投资省。
【关键词】造纸废水；水解酸化；IC反应器；A/O法
1 水质水量
浙江景兴纸业股份有限公司在生产过程中产生废水25000m3/d，其主要来源于蒸煮工段、制浆工段和抄纸工段排放的废水，废水水质见表1（为均值）。
表1 废水水质
水量（m3/d）CODcr（mg/L）BOD5（mg/L） SS（mg/L）
25000 3600 2000 6800
蒸煮工段黑液中所含的污染物占到了造纸工业污染排放总量的90%以上，且具有高浓度和难降解的特性，它的治理一直是一大难题。
黑液中的主要成分有3 种，即木质素、聚戊糖和总碱。
木质素是一类无毒的天然高分子物质，作为化工原料具有广泛的用途，聚戊糖可用作牲畜饲料。
制浆中段废水是指经黑液提取后的蒸煮浆料在筛选、洗涤、漂白等过程中排出的废水，颜色呈深黄色，占造纸工业污染排放总量的8%～9%。
抄纸工段废水称作白水。
白水主要含有细小纤维、填料、涂料和溶解了的木材成分，以及添加的胶料、湿强剂、防腐剂等，以不溶性COD为主，可生化性较低[1，2]。
2 处理工艺
针对该废水的特点采用了水解酸化--IC反应器--A/O工艺进行处理。
废水经过格栅去除未碎解的大块废纸及塑料片等杂物，经斜网进一步去除大块杂物，回收纤维后进入初沉池，在重力作用下去除水中部分悬浮物。
初沉池出水进入调节池，在水力搅拌和机械搅拌的共同作用下使废水充分混合，起到了均化水质和预曝气的作用，减少了对后续处理单元的冲击负荷。
为提高废水的可生化性，可向调节池补充适量的生活污水，必要时需投加一定量的氮肥和磷肥。
在水解酸化池中，产酸性厌氧、兼氧菌将水中结构复杂的大分子有机物分解成简单的小分子有机物，将不溶性有机物水解成可溶性物质，提高废水的可生化性，同时去除了一部分色度[3]。
IC反应器：混合区形成的泥水混合物进入第1厌氧区，在高浓度污泥作用下，大部分有机物转化为沼气。
混合液上升流和沼气的剧烈扰动使该反应区内污泥呈膨胀和流化状态，加强了泥水表面接触，污泥由此而保持着高的活性。
随着沼气产量的增多，一部分泥水混合物被沼气提升至顶部的气液分离区。
经第1厌氧区处理后的废水，除一部分被沼气提升外，其余的都通过三
相分离器进入第2厌氧区。
该区污泥浓度较低，且废水中大部分有机物已在第1厌氧区被降解，因此沼气产生量较少。
沼气通过沼气管导入气液分离区，对第2厌氧区的扰动很小，这为污泥的停留提供了有利条件。
第2厌氧区的泥水混合物在沉淀区进行固液分离，上清液由出水管排走，沉淀的颗粒污泥返回第2厌氧区污泥床[4]。
IC反应器处理后的废水进入A/O池，A池采用普通的推流式结构，O池内装有水下曝气装置，在这里经过厌氧和好样微生物的作用，使水中的大部分有机物得到降解。
氧化池出水进入二沉池进行泥水分离，一部分污泥回流到水解酸化池和A/O池，剩余污泥经浓缩后进行脱水，泥饼外运处理[5]。
2.1 格栅井
埋地式钢筋砼结构，平面尺寸5.0×1.2m，总深2.0m，有效水深3.0m，共一座，内分两格，内设HZ1000型回转式格栅机1台，不锈钢材质。
2.2 集水井
埋地式钢筋砼结构，平面尺寸7.5×5.6m，总深5.0m，有效水深3.0m，共一座。
配置提升泵两台、配套浮球液位计及高位报警仪
2.3 斜网间
框架结构，平面尺寸30.0×12m，总高5.4m，共一座，内设50目斜网，共195m2。
2.4 初沉池
去除水中的悬浮物，半埋式钢筋砼结构，采用辐流式沉淀池，表面溢流率0.75m3/m2·h，平面尺寸Φ42.0m，有效水深3.5m，沉淀污泥由污泥回流泵送至污泥池。
配置污水卧式提升泵两台，Φ42.0m双周边传动刮泥机1台，不锈钢材质。
2.5 调节池/水解酸化池
半埋式钢筋砼结构，调节水质水量、预酸化，设计停留时间6.0h，有效池容6250m3，平面尺寸50.5×27.0m，有效水深4.5m，总深5.8m，池内设潜水搅拌机四台，提升泵两台，配套浮游球液位计及高位报警仪。
2.6 IC反应器
钢结构，高30米，直径13米，第一反应室容积负荷为22kgCOD/（m3·d），第二反应室容积负荷为7kgCOD/（m3·d）。
2.7 A池
半埋式钢筋砼结构，筛选活性污泥，混合厌氧池出水和二沉池回流污泥，设计停留时间45min，有效容积860m3，平面尺寸22.0×6.0m，有效水深6.0m，总深6.5m，配置型潜水搅拌机一台。
2.8 O池
半埋式钢筋砼结构，设计污泥负荷0.1kgBOD5/kgMLSS，MLSS3.5g/L，停留时间24h，有效池容25000m3，平面尺寸54.0×63.0m，有效水深7.3m，总深7.8m，配置设备：潜水曝气机9台；可变微孔曝气池5500套。
2.9 二沉池
半埋式钢筋砼结构，采用辐流式，表面溢流率0.6m3/m2·h，平面尺寸Φ48.0m，有效水深3.5m，配置提升泵两台，Φ48.0m双周边传动刮泥机1台，水下部分不锈钢材质，沉淀污泥由污泥回流泵送至A池、O池，剩余污泥排至污泥池。
3 处理效果
为了考察系统的稳定性，研究人员监测了2009年1月1日至2010年11月30日期间，各污水处理工序段CODcr的去除情况及出水SS的浓度。
进水CODcr 浓度较高，主要集中在3000～5000 mg/L之间，平均浓度为3822mg/L。
IC塔出水CODcr浓度，在2010年3月～4月，IC塔出水CODcr浓度明显比其他月份高，其主要原因是由于污水中Ca2+含量过高，生成的CaCO3沉淀覆盖在厌氧污泥表面IC，致使厌氧污泥大面积死亡，大大降低了IC塔的降解效果。
IC塔出水CODcr平均浓度为930mg/L，厌氧去除率为75.7%；二沉池出水CODcr 浓度波动区间为100～500mg/L，平均为314 mg/L，好氧去除率为91.8%。
二沉池出水SS含量。
SS含量较为稳定，主要集中在100～200 mg/L之间，平均含量为117 mg/L。
出水SS和CODcr浓度都能达到表2中的排放标准。
表2 进入嘉兴市联合污水处理厂的水质标准
序号污染物种类排放标准（三级）
1 pH值 6.0～8.0
2 SS 400
3 BOD5 300
4 CODCr 500
20 粪大肠菌落（个/L）≤2000
4 总结
目前，整个造纸废水回用示范工程运行情况良好，其中水量为25000m3/d，厌氧CODcr去除率为75.7%、好氧生化去除率为91.8%，二沉池出水水质指标能够达到都达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级标准，其中NH3-N、TP指标能够达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）。
参考文献：
[1]杨学富.制浆造纸工业废水处理[M].化学工业出版社，2001.
[2]武书斌.造纸工业水污染控制与治理技术[M].化学工业出版社环境科学与工程出版中心，2001.
[3]梁拴粉，张安龙. 制浆造纸废水处理技术[J].西南造纸，2006（3）.
[4]刘鹏飞.废纸制浆造纸废水处理工艺设计实践与思考[J].中国造纸，2010（7）.
[5]伍健东.制浆造纸废水的生物处理技术[J].造纸科学与技术，2002（1）.。
