水解延时曝气工艺处理造纸废水.doc

水解延时曝气工艺处理造纸废水

隋思洲 牟洪礼
（浦华控股有限公司,北京 100084; 青岛银河环保股份有限公司,青岛 266071）

摘要：山东某纸业集团有限公司采用水解厌氧－延时曝气工艺处理造纸废水。工程实践表明，该工艺处理效果良好，运行费用较低，CODcr去除率达到85％，各项出水指标均达到GB3544-2001的排放标准，并且对AOX也有一定的去除率。
关键词：造纸废水； 水解厌氧；延时曝气
一、废水水量、水质
山东某纸业集团有限公司是一家大型综合性造纸企业，原有40000m3/d废水处理系统。因企业扩大生产规模，兴建15.3万吨/年高档铜版纸，12万吨/年废纸脱墨，20万吨/年涂布白板，150吨/日苇浆，新建600000m3/d废水处理系统。水质CODcr 2200mg/l , BOD5 570mg/l , SS 1100mg/l .
造纸废水水量大，污染物浓度高，含有大量的木质素及其衍生物，纤维素，半纤维素，糖类，有机酸等，其中，很大一部分有机物是可溶性、难生物降解的物质，如木质素。如果直接采用好氧生物处理，COD去除率低，能耗高。但是，许多不溶于水的有机物能被微生物分泌的胞外酶转化为较小的可溶于水的有机物，如甘油脂水解为脂肪酸和醇；纤维素水解为多糖，并进一步水解为单糖。在缺氧或厌氧环境条件下，高级脂肪酸、单糖等溶于水的较小分子量有机物会被微生物转化成小分子量的有机酸，如丁酸、丙酸、乙酸、乳酸以及乙醇、氢、二氧化碳。小分子量的有机酸易于被好氧微生物降解。
由于废水中SS含量大（1100mg/l），导致污泥产率系数大。BOD/COD值低（小于0.3），可生化性差，根据废水的这一特点，采用了利用兼氧厌氧的水解酸化和利于污泥好氧稳定的低负荷延时曝气工艺进行处理。
二、处理工艺及设计参数
1、处理工艺
粗格栅 集水井 圆网微滤机 配水池 初沉池 水解
剩余污泥 污泥
厌氧池 中间沉淀池 曝气池 二沉池 清水排放 浓缩池
剩余污泥 回流污泥 污泥脱水泥饼外运
2、主要构筑物及设计参数
构筑物
参数 m
数量
停留时间 h
备注水深（m）
集水井
20×15×8
1

初沉池
62×20×6
2
4.46
有效水深4.5
水解厌氧池
62×50×6
2
11.16
有效水深4.5
中间沉淀池
62×50×6
2
4.91
有效水深4.5
曝气池
62×100×6
2

22.32
有效水深4.5
二沉池
62×22×6
2
4.91
有效水深4.5
污泥浓缩池
￠37×3.6
1

坡度 0.08
3、工艺特点
（1）造纸废水SS高，其中含有大量纤维，有很大的回收利用的价值，用斜网或微滤机回收的纤维可用于造纸。
（2）水解酸化是兼氧厌氧技术，兼性菌（主要是产酸细菌）在缺氧或厌氧条件下，将废水中主要大分子有机物如木质素，纤维素等分解成小分子中间产物：有机酸及醇类（乙酸、丙酸、乙醇等），同时，部分有毒物质及一些带色基团的分子键被打开，降低了废水中有毒物质的浓度，有利于后续好氧工序降解有机物。其中部分有毒物质（如有机卤化物AOX）,在厌氧条件，以适当有机物作共基质能分解而解毒，可以提高有毒物质的去除速率，好氧微生物无此功能。
(3)好氧生物降解采用低负荷延时曝气，BOD5负荷低，泥龄长，有机物污泥产率系数小，产泥量少，有利于污泥好氧稳定和污泥最终处理。
（4）好氧剩余污泥排入水解酸化池，可以使剩余好氧污泥中的有机物质进一步分解，减少最终污泥量。好氧污泥的排入，可使水解酸化池的污泥总排量增加，而且，好氧污泥菌胶团中含有大量的缺氧、厌氧菌，可加速水解酸化池中的菌类更新速度，防止污泥老化，使微生物保持较高的活性。
三、调试及运行情况
1、接种培养
接种培养可缩短培养、驯化时间。接种污泥采用40000m3/d造纸废水处理的生化污泥。水解酸化池中投加脱水污泥大约50m3（含水率约75％），每个曝气池投加活性污泥约300m3（含水率约99.2％）。开始培养时，构筑物内充满造纸废水（为节约清水，用废水做闭水实验;开始培养时，废水在池中已存放30多天）。开始采用闷曝，3天后少量进水，每班分四次进水共2000m3/d；7天后连续进水，500m3/h，此时SV约有3％，污泥沉降性能良好，但是污泥结构较松；15天后，污泥浓度MLSS达到1000mg/l以上，污泥结构良好，SV约10%，污泥培养成功。
2、运行结果
（1）环保局监测站提供的验收监测数据
中国环境监测总站、山东省环境监测中心站于2003年8月1日至3日进行验收监测，60000m3/d废水处理厂出口PH值范围为7.15－7.75， SS、BOD5、CODCr的浓度最大日均值分别为69.3mg/l 、 58.9mg/、 294mg/l。AOX的最大浓度值为8.4mg/l，符合《造纸工业水污染物排放标准》（GB3544—2001）表1的参考标准。
（2）60000m3/d废水处理厂运行监测的数据
2004年运行数据

4月7日
4月22日
5月15 日
6月20日
7月6日
进口
出口
进口
出口
进口
出口
进口
出口
进口
出口
CODCr(mg/l)
2820
300
2110
280
2700
250
1980
310
2010
305
BOD5(mg/l)
700

90
690
80

100

SS (mg/l)
1008
80
1100
78
900
100
1012
104
890
82
2005年运行数据

1月10日
1月11日
1月12日
2月22日
2月23日
进口
出口
进口
出口
进口
出口
进口
出口
进口
出口
CODCr(mg/l)
2240
265
2305
268
2482
269
2098
260
2093
262
BOD5(mg/l)
650
35
671

691
39
600
30
605
34
SS (mg/l)
1024
66
1111
88
1201
61
867
61
798
69
注：现实际处理废水来源是杨木化学机械浆经厌氧预处理的废水以及铜版纸、苇浆、麦草浆、木地板等生产系统的废水。
3、设施投资及运行情况行费用元（不含折旧费用）
本工程共投资5000万元，吨水处理成本为 元。
四、问题及分析
1、利用圆网微滤机回收纤维，占地面积小，劳动强度低，由于网间隙大，纤维回收量少，增大了初沉池的负荷，初沉池污泥量增大，造成脱水机负担加重，PAM耗量增加，费用增加；用斜网回收纤维，可用高目数，劳动强度大，占地面积大，但是纤维回收率高，初沉池污泥量少，运行成本低，经济效益高。
2、用离心脱水机，卫生条件好，但是电耗高，并且无法观察投加PAM后污泥絮凝情况，投加量一般偏大，增加了运行成本。
五、结论
采用水解厌氧、延时曝气工艺处理造纸废水，系统运行稳定，管理操作方便，CODcr去除率可达85％，出水各项指标均好于国家二级标准，对AOX也有一定的去除作用。实践证明，该工艺可用于处理造纸废水。

参考文献
1、【美】R.E.斯皮思著，李亚新译。工业废水的厌氧生物技术。北京：中国建筑工业出版社，2002
2、王洪臣，等。城市污水处理厂运行控制和维护管理。北京：科学出版社，1997
3、杨学福，等。制浆造纸工业废水处理。北京：化学工业出版社，2001
4、张自杰，等。排水工程。北京：中国建筑工业出版社，2000