化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝工藝處理草漿造紙廢水

劉德敏，李 娜，初兆嫻，李長波

（1. 營口市環(huán)境工程開収有限公司，遼寧 營口 115000； 2. 中國石油天然氣股份有限公司 河北秦皇島銷售分公司，河北 秦皇島 066102；3. 撫順市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧 撫順 113006； 4. 遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝工藝處理草漿造紙廢水

劉德敏1，李 娜2，初兆嫻3，李長波4

（1. 營口市環(huán)境工程開収有限公司，遼寧 營口 115000； 2. 中國石油天然氣股份有限公司 河北秦皇島銷售分公司，河北 秦皇島 066102；3. 撫順市環(huán)境監(jiān)測中心站，遼寧 撫順 113006； 4. 遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

介紹了“化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝”工藝在草漿造紙廢水處理工程中的應(yīng)用。工程運行結(jié)果表明: 該系統(tǒng)處理效果好、性能穩(wěn)定、維護管理方便，出水 pH為7.0～7.2，COD在30.5～45 mg/L之間，SS在15～25 mg/L之間，COD和SS的平均去除率達到96%以上，出水水質(zhì)達到 GB3544-2008《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，通過制漿回收和廢水循環(huán)利用，降低了運行成本，帶來很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

草漿造紙廢水；ABR；氧化溝；氧化塘

制漿造紙行業(yè)是一個耗水量大、污染嚴重的行業(yè)，是地表水體的主要污染源之一。我國制漿造紙行業(yè)廣泛使用的原料有木材、稻草、蘆葦?shù)龋圆蓊悶樵系闹茲{造紙廢水具有成分復(fù)雜、難生物降解和廢水排放量大的特點[1]。采用單一處理單元不能做到達標(biāo)排放，而采用物化+生化組合工藝處理造紙廢水能取得較好的治理效果[2-4]。本文結(jié)合遼寧某造紙廠污水處理系統(tǒng)，對化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝組合工藝處理草漿造紙廢水進行探討。

1 廢水處理工程概況

1.1 廢水水質(zhì)特征

遼寧某造紙廠以蘆葦為原料，規(guī)模為年產(chǎn) 15萬噸/年制漿生產(chǎn)線，采用干濕法備料、燒堿法連續(xù)蒸煮、封閉篩選、全脫木素ECF漂白工藝。本工程需處理污水主要來源于制漿的中段廢水、槳板和造紙車間廢水。設(shè)計污水處理規(guī)模Q=36 000 m3/d，本項目生產(chǎn)工藝過程排水特征如下：

（1）制漿中段污水：中段污水來源于制漿工藝的洗、選、漂工段，主要含纖維素懸浮物SS、有機好氧物及木質(zhì)素等難降解污染物、且污水的堿度高、色度大。

（2）堿回收排水：堿回收排水主要為污冷凝水及冷卻水。冷卻水降溫后循環(huán)使用，污冷凝水主要含有有機好氧物COD、BOD，污水的pH值較高。

（3）造紙廢水：造紙車間的白水處理后回用于造紙機制漿生產(chǎn)線。外排廢水含有機污染物及纖維填料等懸浮固體。

1.2 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見圖1。

該污水處理系統(tǒng)采用“化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝”的三級處理工藝。生產(chǎn)廢水通過廢水排放管道經(jīng)兩臺機械栺柵進入集水井，經(jīng)提升泵進入斜濾網(wǎng)車間，斜濾網(wǎng)的孔徑為80目，濾出的大部分 SS（主要是

槳渣），經(jīng)過濾后的廢水進入調(diào)節(jié)池，在此進行廢水水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)，之后進入絮凝反應(yīng)池、初沉池去除SS，冷卻后的廢水進入ABR池，大部分有機污染物被降解，出水進入Carrousel氧化溝，氧化溝出水在二沉池泥水分離后經(jīng)提升泵進入超效淺層氣浮池，后排入2萬畝氧化塘（兼氧塘+穩(wěn)定塘），出水回用制漿生產(chǎn)線。

污泥處理系統(tǒng)主要包括濃縮池和污泥脫水機。沉淀池底泥、氣浮浮渣經(jīng)濃縮、脫水干化后泥餅外運填埋。

圖1 造紙廢水處理工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of papermaking wastewater treatment

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)

2.1 污水調(diào)節(jié)池

車間排放的草漿廢水進入廢水處理站后，采用凈寬B=1 500 mm，柵片間距3 mm，功率N=2.2 kW的回轉(zhuǎn)式栺珊除污機 2臺去除廢水中較大的懸浮固體顆粒，幵過濾回收纖維。過濾后廢水流入污水調(diào)節(jié)水池，混合均質(zhì)廢水。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置 4 臺潛水?dāng)嚢杵鳎~輪直徑為640 mm，功率為15 kW，使廢水達到完全混合狀態(tài)，設(shè)置 3 臺提升泵（2用1備），將廢水從調(diào)節(jié)水池內(nèi)提升到初沉池中。運行時為了起到均質(zhì)均量的作用，保持水面與池底≥1 m 的水位。

污水調(diào)節(jié)池設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量 Q=36 000 m3/d，Qh=1 500 m3/h。調(diào)節(jié)池1座，規(guī)栺42 m×30 m ×60 m，有效水深h=3.0 m,有效容積V=3 780 m3，調(diào)節(jié)時間T=2.5 h。

2.2 初沉池

輻流式沉淀池1座，設(shè)計流量Q=36 000 m3/d，表面負荷0.76 m3/m2·h,直徑φ=50 m，H=4.0 m。配雙周邊傳動刮泥機1臺，N=2×1.5 kW。

設(shè)計排泥量W=28.8 t DS/d，排泥濃度1.0%，Q=120 m3/h。設(shè)污泥泵2臺，Q=120 m3/h，N=15 kW。

2.3 污水冷卻塔

為滿足生化處理微生物適宜水溫的需要，設(shè)置污水冷卻塔，設(shè)計流量Q=36 000 m3/d。污水冷卻塔的運行根據(jù)污水的水溫進行控制，一般在夏季污水水溫超過 35 ℃時污水經(jīng)由冷卻塔進行降溫，正常時污水由初沉池直接進入 ABR池。冷卻塔設(shè)計參數(shù)：Q=750 m3/h，方形逆流噴霧中空污水冷卻塔 2臺。冷卻后污水自流至后續(xù)處理單元。

2.4 ABR池

厭氧折板反應(yīng)器 (Anaerobic Baffled Reactor，簡稱ABR)，該反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單、污泥截留能力強、穩(wěn)定性高、對高濃度有機廢水，特別是對有毒、難降解廢水處理有特殊的作用[5,6]。本工藝設(shè)計ABR反應(yīng)器1座，規(guī)栺77.5 m×25.8 m×5.5 m，有效水深h=4.5 m，有效容積V=9 000 m3。

2.5 Carrousel氧化溝

Carrousel（卡魯塞爾）生物氧化溝，是荷蘭DHV公司的一項專利技術(shù)，它采用完全混合型與推流型相結(jié)合的延時曝氣活性污泥法，其獨特的池型與相應(yīng)曝氣設(shè)備布局，使之形成了缺氧-厭氧-好氧工藝流程，即A2/A1/O流程[7,8]。該設(shè)備能在缺氧和厭氧條件下，把不易好氧生物降解的大分子量有機物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有機物。這是單純的好氧生物處理與厭氧生物處理所不能滿足的。本工藝設(shè)計Carrousel氧化溝1座，6溝道，每溝凈寬9 m，總寬B=56 m，總長L=122.5 m，有效水深h=4.5 m，總高度H=5.5 m，有效容積V=28 500 m3。

2.6 二沉池

輻流式沉淀池2座，表面負荷0.6 m3/m2·h, 直徑φ=40 m，H=4.0 m。二沉池內(nèi)設(shè)置周邊傳動刮泥機 2臺，功率為1.5 kW，二沉池沉淀分離的活性污泥一部分送到Carrousel氧化溝，另一部分送到絮凝反應(yīng)池。

2.7 污泥處理系統(tǒng)

2.7.1 污泥濃縮池

污泥濃縮池采用輻流式濃縮池，尺寸為直徑φ =20 m，H=4.0 m 。設(shè)計污泥量16 t 干固/d,污泥流量Q=2 000 m3/d。

2.7.2 混合污泥池

混合污泥池1座，規(guī)栺20 m×10 m×4.0 m，接納來自初沉池的排泥、超效氣浮排泥及剩余活性污泥。

2.7.3 污泥脫水系統(tǒng)

設(shè)計污泥總量51 t干固/d，其中初次污泥28.8 t干固/d，剩余活性污泥11 t干固/d，氣浮污泥5 t干固/d，污泥濃度2.0%，Q=106.25 m3/h。選用濃縮帶式壓榨過濾一體機3臺，規(guī)栺B=2000 mm,N=3.0 kW,單臺處理能力Q=40 m3/h。

3 運行效果

為了更好的研究整個廢水處理系統(tǒng)處理效果，

從 2012 年 10 月至 2013 年 3月，對調(diào)節(jié)水池進水、初沉池出水、ABR池出水、二沉池出水、氣浮池出水及氧化塘水質(zhì)進行連續(xù)監(jiān)測，實際運行排水水質(zhì)為：pH在7.0～7.2之間，COD在 30.5～45 mg/L之間，SS在15～25 mg/L之間，處理水量約為7 500 m3。各單元實際處理效果見表1。

表1 各單元實際處理效果Table1 The actual treatment effect of each unit

ABR池平均水溫維持在32～35 ℃左右，氧化溝水溫維持在32 ℃左右，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。系統(tǒng) pH 基本穩(wěn)定在 7.0～7.2 之間，保證了ABR池正常運行。

廢水處理系統(tǒng)COD 總?cè)コ试?6%以上，SS去除率在96%以上。可以看出，水處理系統(tǒng)運行正常，水質(zhì)指標(biāo)達到設(shè)計要求，處理后廢水達到造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2008的排放要求。

4 結(jié) 論

（1）采用“物化+生化+化學(xué)絮凝”組合工藝成功處理了草漿造紙廢水，使COD去除率在96%以上，SS去除率在96%以上，處理后廢水水質(zhì)符合造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB3544-2008的排放要求。

（2）ABR+Carrousel氧化溝工段把不易好氧生物降解的大分子量有機物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有機物,對提高COD的去除率起到非常重要的作用。

（3）經(jīng)氧化塘處理后的達標(biāo)排水回用制漿生產(chǎn)線，多余廢水排放至項目區(qū)域內(nèi)的蘆葦濕地，做到了水的資源化利用，帶來了很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

［1］丁曉丼,楊斌,王磊.制漿造紙廢水處理技術(shù)及収展現(xiàn)狀[J].天津造紙,2013(2):29-33.

［2］鄭安軍,施昌平,肖 磊,康志磊.“預(yù)處理+水解酸化+活性污泥法”處理再生紙廢水[J].環(huán)境工程,2013,31(增刊):32-33.

［3］蘇曉鋒,時鵬輝,許士洪.混凝沉淀/水解酸化/氧化溝工藝處理造紙廢水[J].中國給水排水,2013,29(2):56-58.

［4］謝娟,章一丹,徐灝龍. 物化-生化組合工藝處理造紙化學(xué)品廢水的中試研究[J].環(huán)境工程學(xué)報,2013,7(5):1865-1870.

［5］彭勃,何緒文.ABR工藝的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用進展[J]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2012,26(5):100-105.

［6］Alette A M. Treatment of Dilute Wastes Using an Anaerobic Baff led Reactor:Effect of Low Temperate[J]. Water Research,2000,34(1 5):3867-3875.

［7］李秀芝,趙建軍,唐亮,許紅霞,翟述云.Carrousel 2000氧化溝理論研究與工程應(yīng)用[J].市政技術(shù)，2012,30(5):118-120.

［8］陳學(xué)群,俞愛媚,呂斌. Carrousel 氧化溝技術(shù)演變規(guī)律的探究[J].給水排水,2002,28 (2):19-21．

Treatment of Straw Pulp Papermaking Wastewater by Combination of Chemical Flocculation, ABR and Oxidation Ditch

LIU De-min1，LI Na2，CHU Zhao-xian3, LI Chang-bo4
（1. Yingkou Environmental Engineering Development Co.,Ltd., Liaoning Yingkou 115000, China; 2. PetroChina Hebei Qinhuangdao Sales Company, Hebei Qinhuangdao 066102, China; 3. Fushun Environmental Monitoring Center Station, Liaoning Fushun 113006, China；4. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113006, China）

The combination process of chemical flocculation, ABR and oxidation ditch used to treat wastewater from straw pulp papermaking was introduced. The running results of the actual operation show that, the system is high-efficiency and convenient; pH，COD，SS of the effluent are 7.0~7.2，30.5~45 mg/L and 15~25 mg/L. The effluent quality can meet the requirements of “Discharge Standard of Water Pollutants for Pulp and Paper Industry”( GB3544-2008). Through recycling the pulp and wastewater, the operation cost can be reduced, which will bring good environmental and economical benefits.

Straw pulp papermaking wastewater; Anaerobic baffled reactor; Oxidation ditch; Oxidation pond

X703

A

1671-0460（2014）10-1985-03

2014-07-30

劉德敏（1972-），男，遼寧營口人，工程師，主要研究方向為重污染行業(yè)“三廢”治理及資源化技術(shù)開發(fā)。E-mail：lnpulcb@126.com。