高密度纖維板生產廢水處理工藝設計及運行

孫士杰 李偉 楊陽

摘要針對某企業在生產高密度纖維板過程中排放高濃度廢水的情況，提出了氣浮—水解酸化—UASB—AB法處理工藝。工程運行結果表明，化學需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、懸浮物（SS）的平均處理效率分別為99.27%、99.63%、99.38%，出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—96）一級標準，處理成本為1.20元/t （冬季1.93元/t）。

關鍵詞高密度纖維板廢水；UASB；AB法；沼氣利用

中圖分類號X703文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）08-0066-03

Design and Operation of Wastewater Treatment Process for High Density Fiberboard Production

SUN Shijie，LI Wei，YANG Yang（Anhui Light Industry Design Institute Co.，Ltd.，Hefei，Anhui 230009）

AbstractA treatment process of air flotationhydrolysis acidificationUASBAB was proposed aiming at the high concentration wastewater in the production of high density fiberboard.Engineering operation results showed that the average efficiency of COD，BOD，SS was 99.27%，99.63%，99.38%，respectively，and effluent quality to achieve the “integrated wastewater discharge standard”（GB 8978-96） level standards，processing costs of 1.20 yuan/t （winter，1.93 yuan/t）.

Key wordsFiberboard wastewater；UASB；AB Treatment；Biogas utilization

中高密度纖維板以雜樹為生產原料，通過破碎、擠壓、熱磨、蒸煮、成型、拋光等工段加工而成，產品廣泛應用于建材、家裝、家具等行業，是社會生活不可或缺的產品之一。由于加工過程中需要經水洗、熱磨等產生廢水的工段，因此該類生產企業必產生生產廢水。木材本身含有的可溶性糖類占其重量的1%～3%，在加工過程中，這些物質便溶入水中，固廢水中污染物的主要成分有纖維素、半纖維素、樹脂、單寧、果膠質等可溶性有機物[1]。木片在加熱軟化后，半纖維素水解成糖類、木質素和有機酸，故廢水一般偏酸性。廢水中的懸浮物有2種，一種是板坯成型時有部分小纖維及少量的薄壁細胞碎片、樹皮碎屑隨水流失，懸浮于水中；另一種是木片在熱磨時產生的膠體物質，可長期懸浮于水中，沉淀極慢[1]。還有作為防水劑的石蠟及作為增強劑的酚醛樹脂也會隨水少量流失，黏附在纖維上[2]。纖維板廢水的化學需氧量（COD）、懸浮物濃度（SS）及色度都很高。

安徽某人造板企業生產過程中產生高濃度有機廢水，廢水對周圍的居民、自然水體和環境造成一定危害。該工程廢水主要來源于木片水洗系統、熱磨廢水及廠區生活廢水，廢水中CODCr、BOD5、SS濃度高。設計水量為600 t/d，CODCr/BOD5約為0.3，屬于可生化廢水。針對該廢水特點，筆者進行了對比性試驗[3-6]，最終確定工藝為水力篩—氣浮—水解酸化—UASB—AB法。經工程驗證，該工藝可確保出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—96）一級標準。

1處理工藝

1.1預處理

由于該類廢水的加工特點決定了該廢水的懸浮物較高，而且含有大量木質素、膠體等物質，使廢水黏性較大，且固液分離性很差，需采用多級固液分離的方式，同時調整水中堿度，方能達到后期生化處理的要求，因此預處理工段工藝如圖1所示。

來自廠區的廢水依次自流進入粗、細格柵井，并經格柵井內的粗、細格柵去除大顆粒狀懸浮物后自流至集水池，通過潛污泵提升至水力篩，去除大部分粗纖維和木屑，而后自流至調節池，池內設置潛污泵以提升廢水至混凝氣浮設備進行固液分離。經過該流程后，可去除大部分粗纖維和75%懸浮物。由于預處理工段的污泥含油量較高，難以通過帶式壓濾機壓榨，因此進入污泥干化池，干化后外運。

1.2生化處理

氣浮設備出水自流至酸化池，池內設置低速潛水推流器及厭氧填料，廢水在該池內進行水解和酸化反應，以提高廢水的可生化性。酸化池出水自流至提升井，提升井內設置潛污泵以提升廢水至UASB厭氧反應器，進行厭氧反應以降低污染物濃度，UASB厭氧反應器設計為常溫反應器，反應溫度為25 ℃。UASB厭氧反應器出水自流至平流式沉淀池，池內通過投加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），使懸浮物凝聚最終達到固液分離的目的。

平流式沉淀池出水自流至一級曝氣池，廢水在改池內進行好氧反應以降解有機物。一級曝氣池出水自流至中沉池進行固液分離，中沉池內的污泥回流至一級曝氣池，以維持微生物濃度，少量剩余污泥排至濃縮池。中沉池出水自流至二級曝氣池進一步進行好氧反應，大幅度降低污染物濃度。

曝氣池出水自流至二沉池進一步進行固液分離，以降低SS含量后，出水即可達標排放。二沉池污泥需回流至曝氣池，以補充流失的活性污泥，少量剩余污泥排至濃縮池進行濃縮。平流式沉淀池、一級曝氣池、中沉池、二級曝氣池、二沉池及污泥濃縮池合建，以減少占地面積。生化處理工藝流程見圖2。

圖2污水處理站生化處理工藝流程

Fig.2Biochemical treatment process of sewage treatment station

1.3污泥處理

來自平流式沉淀池、中沉池、UASB反應器和二沉池的污泥由污泥泵抽送至污泥濃縮池進行重力濃縮。經污泥濃縮池濃縮后的污泥，由螺桿泵送至帶式壓濾機進行壓濾，經過壓濾機壓濾后污泥含水量約為80%，該廢水處理站污泥產量為1.0 t/d，泥餅定期外運。濾液及污泥濃縮池上清液回流到集水池進行處理。污泥處理工藝流程見圖3。

1.4主要工藝單元設計參數

①格柵井：半地下式鋼砼結構，設2座，尺寸為3.0 m×0.8 m×3.2 m。

②集水池：半地下式鋼砼結構，設1座，停留時間為0.75 h。

③調節池：半地下式鋼砼結構，設1座，停留時間為9.50 h，尺寸為6.0 m×

11.3 m×4.2 m。

④氣浮設備：地上式鋼結構，設置磚砌集渣池2座，單池尺寸為3.0 m×2.0 m×1.5 m。

⑤酸化池：半地下式鋼砼結構，設1座，停留時間為4.30 h；尺寸為4.0 m×

9.0 m×4.2 m。

⑥提升井：半地下式鋼砼結構，設1座，停留時間為1.12 h，尺寸為4.0 m×2.0 m×4.7 m。

⑦UASB反應器：功能是使廢水進行厭氧反應，該工程每天約產生1 000 m3/d沼氣。地上式鋼結構，內置玻璃鋼防腐，配套三相分離器及布水裝置，有效容積為785 m3 ，停留時間為31.40 h，尺寸為Ф10.0 m×12.2 m。

⑧平流式沉淀池：半地上式鋼砼結構，設1座，停留時間為2.30 h，尺寸： 2.0 m×11.3 m×3.8 m。

⑨一級曝氣池：半地上式鋼砼結構，設1座。停留時間為8.00 h，尺寸為11.3 m×4.0 m×5.3 m。

⑩中沉池：半地上式鋼砼結構，設1座，停留時間為2.90 h，表面負荷0.8 m3/（m2·h），尺寸為5.5 m× 5.5 m×5.3 m。

B11二級曝氣池：半地上式鋼砼結構，設1座，停留時間為20.00 h，有效容積為500 m3。

B12二沉池：半地上式鋼砼結構，設1座，停留時間為3.50 h，表面負荷0.7 m3/（m2·h） ，尺寸為 6.0 m×6.0 m×5.3 m。

B13污泥濃縮池：半地上式鋼砼結構，設1座，尺寸為5.0 m×6.0 m×5.3 m。

B14輔助用房：為單層磚混結構，共98.5 m2。a.值班控制室，尺寸為4.0 m×4.0 m×4.0 m；b.鼓風機房，尺寸為4.0 m×5.0 m×4.0 m；c.配電室，尺寸為4.0 m×5.0 m×4.0 m；d.脫水機房，尺寸為8.5 m×5.0 m×4.0 m。

2工程運行效果

2.1設計排放標準該設計出水質需達到《污水綜合排放標準》（GB 8978-96）一級標準。

2.2運行效果該工程經調試后連續運行，經6個月的監測，結果表明該系統運行正常，處理效果穩定。水質監測結果見表2。

3經濟分析該工程的運行費用見表3。污水處理系統的單位水量運行費用1.20元/t。冬季氣溫較低則需考慮用蒸汽加熱[4]，蒸汽消耗費用為437.5元/d，蒸汽費用為0.73元/t。故冬季運行費用為1.93元/t。

4結論

（1）采用氣浮—水解酸化—UASB—AB法工藝流程處理

高密度纖維板廢水是可行的。6個月的檢測數據表明，工程運行中CODCr、BOD5、SS的平均處理效率分別為99.27%、99.63%、99.38%，出水水質達到《污水綜合排放標準》（GB 8978—96）一級標準。

（2）氣浮—水解酸化—UASB—AB法處理高密度纖維板廢水具有投資省、運行穩定、水質水量適應范圍廣的特點。其運行成本為1.20元/t（冬季1.93元/t），運行費用較低。

（3）高密度纖維板廢水在厭氧前，絮凝沉淀效果較差，而經過水解酸化和UASB后，絮凝沉淀效果明顯，通過在厭氧段投加藥劑可大量去除廢水中懸浮物。

（4）結合該類廢水中含有大量粗纖維類似造紙廢水的特點，選用操作簡單、投資節省的工藝作為系統的預處理工藝，很好地解決了纖維難以生化降解的問題。

參考文獻

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