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A/O处理造纸废水
 
慧聪网   2005年2月2日14时21分      

    摘要:针对A/O法(厌氧/好氧交替生物处理法)处理造纸废水,对金东纸业的废水处理系统进行了研究。结果表明在设计厌氧池水力停留时间为55min和好氧池水力停留时间为13.0h的情况下,COD、TSS和BOD的去除效果好,达到排放标准;厌氧/好氧交替生物处理系统抗冲击负荷能力强,运行稳定。

    关键词:厌氧/好氧交替生物处理系统 处理工艺 运行 抗冲击负荷能力

  造纸废水是我国主要的工业污染源之一。我国造纸业多采用草杆、木浆等作为造纸原料。造纸废水成分复杂,可生化性差,属于较难处理的工业废水。若采用单一的好氧处理工艺很难达到理想的处理效果,因此,在好氧处理工艺前利用厌氧处理中的水解酸化过程将废水中的难降解有机物转化成易降解的脂肪酸,提高废水的可生化性[3],而且还可以达到除磷和部分脱氮功能。

  厌氧/好氧交替生物处理系统是在活性污泥法的前段设置厌氧槽,在此厌氧槽内,将原废水、回流污泥同时流入,待停留一段时间后再流入氧化槽内氧化,由于微生物在厌氧和好氧的状态下交替操作,可以筛选及驯化脱磷菌种,发挥脱磷功能。微生物利用BOD当作有机源,也可以发挥一部分脱氮功能[1][2]。

二、金东纸业废水处理工艺及运行分析

1、废水处理工艺简介

  金东纸业(江苏)有限公司地处江苏省镇江大港,占地5.33平方公里,成立于1997年5月18日,总投资18.23亿美元,公司目前年产量超过130万吨。金东是目前世界上单厂规模最大的铜版纸厂,主要生产的双面铜版纸、单面铜版纸、亚光铜版纸、双胶纸、静电复印纸,广泛应用于印刷出版包装领域。公司北靠长江,生产中产生的废水经处理后直接排入长江。因此为了保护长江水质,必须要对生产中的废水进行处理达标排放,选择合适的处理工艺和完善的日常管理才能保证排放入长江的生产废水达标。

  金东纸业造纸原料主要是:纸浆、碳酸钙粉末、瓷土、氧化淀粉,另外有其他一些化学添加剂、分散剂、助留剂、杀菌剂等;目前年产量超过130万吨;造纸排放的是白水,流量约1400立方/小时;排放水COD:60mg/L左右(国家标准≤ 100mg/L),SS:60mg/L左右(国家标准≤ 100mg/L),BOD:4mg/L左右(国家标准≤60mg/L)。金东纸业废水处理采用厌氧/好氧交替生物处理系统,工艺流程图见图1,图中PM1是一号纸机,PM2是二号纸机,OMC是涂布机,GCC是重质碳酸钙厂,PCC是轻质碳酸钙;A池为厌氧池,O池为好氧池;生产废水集中排入调匀池,实际排水:COD:1500mg/L、SS :1800mg/L、左右,BOD:700~800mg/L左右;A池水力停留时间为55min,O池水力停留时间为13.0h。

图1、金东纸业造纸废水处理流程

2、工艺流程

  废水处理过程:从PM1、PM2、OMC、GCC、PCC出来的车间废水首先进入调匀池,对各个车间的废水进行充分的混合,而且还可以起到调节作用,防止废水冲击负荷;进入分水井后,对浓度高的废水使用纯水或清水进行调质处理,降低废水浓度,避免高浓度的废水对生物处理系统造成危害;废水进入初沉池首先可以去除废水中容易沉降的大颗粒污染物;由于车间的废水温度较高对生化不利,所以经过冷却水塔可以将废水的温度降到合适生化的温度;经过沉淀处理后的废水和回流污泥同时流入A池进行厌氧反应,待停留一段时间后再流入O池内氧化,由于微生物在厌氧和好氧的状态下交替操作,可以筛选及驯化脱磷菌种,发挥脱磷功能。同时微生物可利用BOD当作有机源,也可以发挥一部分脱氮功能;经过处理的废水进入二沉池,沉淀后上清液体进入放流池,采用潜没排放,处理达标的水直接放入长江;污泥经过浓缩、脱水,然后进行焚烧和综合利用。

3、运行分析

  厌氧/好氧交替生物处理系统投入使用以后,我们对其运行状况进行了水样跟踪分析,为了对厌氧/好氧交替生物处理系统的综合分析,我们从两个部分来分析,一个是我们取某个月每天的水质变化分析,二是取两年的月平均数值,这样我们既得到了短期的处理效果,也得到该系统长期运行情况。

表一、2004年6月份处理前分水井中的废水中COD和处理后排放水的COD,单位(mg/L)

日期

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

分水井

1689

1136

1858

809

1515

1408

1155

1638

1533

1317

排放水

49

50

51

53

54

53

51

49

53

51

日期

11号

12号

13号

14号

15号

16号

17号

18号

19号

20号

分水井

1825

1107

1593

939

1216

1182

1073

1013

1209

1240

排放水

50

48

53

53

49

50

51

52

54

51

日期

21号

22号

23号

24号

25号

26号

27号

28号

29号

30号

分水井

1545

998

1242

1482

1205

1351

1353

1467

1278

1388

排放水

49

48

53

56

57

53

55

53

54

52

表二、2004年6月份处理前分水井中的废水中TSS和处理后排放水的TSS,单位(mg/L)

日期

1号

2号

3号

4号

5号

6号

7号

8号

9号

10号

分水井

2081

1816

1857

973

1963

1863

1374

2222

1755

1775

排放水

51

50

49

46

47

50

51

49

48

48

日期

11号

12号

13号

14号

15号

16号

17号

18号

19号

20号

分水井

1797

1036

1827

1019

1393

1065

1151

1134

1572

1638

排放水

46

47

49

50

51

49

47

48

49

50

日期

21号

22号

23号

24号

25号

26号

27号

28号

29号

30号

分水井

1821

1169

1449

1721

1249

1294

1339

1475

1949

1599

排放水

48

49

47

49

47

48

47

46

47

47

  表一中的COD数据为PM1、PM2、OMC、GCC、PCC车间排放的废水经过调匀池混合,进入分水井调节后废水的COD。金东纸业采用的厌氧/好氧交替生物处理系统的设计依据是COD≤1500mg/L。从表一中COD有8个超标,但是废水系统处理后的排放水的COD仍然达到了国家排放的标准,国家标准为COD≤100mg/L。这个说明采用的厌氧/好氧交替生物处理系统抗冲击负荷能力强,从表一中可以看出排放水的COD在48mg/L≤COD≤57mg/L,这个说明了厌氧/好氧交替生物处理系统出水COD稳定,COD去除率高。

  表二为PM1、PM2、OMC、GCC、PCC车间经过调匀池混合,进入分水井调匀后废水中的TSS,厌氧/好氧交替生物处理系统的设计依据是TSS≤1500mg/L。从表二中TSS有16个超标,从超标COD和超标TSS的关系可以看出,TSS是引起COD高的主要原因,8个超标的COD对应的TSS也超标。废水中SS主要是有机物质为主,经过厌氧处理后降解性好,排放水的TSS都达到了国家排放的标准,国家标准为TSS≤100mg/L。这个说明了该系统在TSS上有很好的除去率,而且抗冲击负荷能力强,从表二中可以看出排放水的TSS相对稳定(46mg/L≤COD≤51mg/L),污泥产量小。

  对BOD和pH值我们进行了抽样检测,数据如表三所示。

表三、2004年6月份排放水的BOD和pH

日期

1号

4号

7号

10号

13号

16号

19号

22号

25号

28号

BOD

3

5

5

4

5

3

6

5

3

4

pH

7.0

7.1

7.3

7.5

7.4

7.6

7.7

7.1

7.8

7.5

  从表三中BOD的符合排放标准,国家排放标准≤60mg/L,BOD最大只有6mg/L,说明了废水生化降解效果好,排放水的BOD在3mg/L≤BOD≤6mg/L,水质中BOD稳定。pH在7.0~7.8之间,符合国家标准(pH排放标准6~9),而且排放水的pH稳定。

  对2002年和2003年排放水COD、TSS、BOD和pH的月度平均值我们进行取样分析。对COD和TSS如下图2和图3所示,BOD和pH如表四所示。

表四、2002年BOD、pH月度平均值

排放项目

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

BOD5(mg/L)

4

4

6

6

5

4

3

3

3

3

3

3

pH

7.0

7.4

7.3

7..6

7.2

7.6

7.8

7.6

7.7

7.4

7.6

7.6

表五、2003年BOD、pH月度平均值

排放项目

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

BOD5(mg/L)

5

4

3

5

4

3

3

4

5

3

4

3

pH

7.6

7.2

7.6

7.7

7.7

7.8

7.8

7.8

7.8

7.6

7.8

7.6

  从图1和图2中可以看出排放水COD在40~60mg/L,TSS在40~60mg/L,表四中BOD在3~6mg/L,pH在7.0~7.8,表五中BOD在3~5mg/L,pH在7.2~7.8,从这些数据中我们可以分析得到,金东纸业采用的厌氧/好氧交替生物处理系统的排放水水质稳定,水质达到排放标准,而且在长期运行中排放水质比较稳定,这也说明了厌氧/好氧交替生物处理系统抗冲击负荷能力强,对温度适应性强。

  综上所述,从COD、TSS、BOD、pH月度数据分析和年度数据分析中,我们可以得出厌氧/好氧交替生物处理系统在造纸废水处理中出水水质稳定,抗冲击负荷能力强,对温度适应性强,出水水质可以达到排放标准。

三、结论

  对2003年6月份、2002年和2003年的金东纸业的厌氧/好氧交替生物处理系统的出水水质进行了调查研究,研究的目的是评价该厌氧/好氧交替生物处理系统投入使用后的实际处理效果是否达到设计要求,调查结果也显示了该处理系统排放水水质稳定,各项指标达到排放要求。该方法也是造纸生物废水处理的重要方法之一,尤其对大水量高浓度废水更可以发挥抗冲击负荷能力强,生物降解能力强特点;该系统投资少,易管理,适应性强,在实际中能很好地推广应用。

参考文献

[1] 武书彬造纸工业水污染控制与治理技术2001(5)245—267化学工业出版社

[2] 张统等间歇式活性污泥法污水处理技术及工程实例 2004(1)20—27 化学工业出版社

[3] 武桐、付斌、刘翔. ABR-SBR法处理草浆造纸中段废水试验研究. 环境污染技术与设备. 2004(1)1-2
 
作者:施卫建 
 
 
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