木浆造纸废水处理工艺方法

  1 工程概况

  1. 1 工程背景

  某纸业公司采用APMP 法生产杨木化机浆,并利用自制纸浆生产书写纸、胶版印刷纸等高级纸品种,目前总生产能力达到20×104 t/a。废水处理量为13 200 m3/d,废水有机物浓度及纤维含量较高。若采用常规的活性污泥法处理这种高浓度废水,在经济上不合理,经过多重比较,采用预处理/EGSB/射流曝气/超效浅层气浮处理工艺,处理后出水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2008) 。

  1. 2 水质特点

  该企业采用APMP 法生产杨木化机浆,产生的废水主要含纤维悬浮物(SS) 及有机污染物(BOD5、COD)、SO42-,且水温高达70 ℃,属于高浓度制浆废水。

  1. 3 工艺流程

  根据杨木化机浆废水水质特点,厌氧部分采用EGSB 工艺,该工艺去除有机物效率高、稳定可靠,在国内有多项成功的工程实例。工艺流程见图1。EGSB 厌氧系统产生的沼气经处理后进沼气燃烧器。

  2 主要构筑物及参数

  ①旋转滤网。采用2 台直径为1.5 m、缝隙为0.3 mm的旋转滤网,脱除废水中大部分以纤维物质为主的悬浮固形物,对纤维进行回收。

  ②斜网。采用150 m2、100 目斜网进一步去除废水中的纤维物质,对纤维进行回收。

  ③冷却塔1。1 套,Q=550 m3/h。

  ④絮凝池。反应时间为15 min,采用钢筋混凝土结构。

  ⑤初沉池。1 座,D=31 m,采用钢筋混凝土结构,表面负荷为0.72 m3/(m2·h) 。

  ⑥冷却塔2。1 套,Q=550 m3/h。

  ⑦超效浅层气浮1。1 套,Q=550 m3/h,尺寸为¢12 m×0.65 m。

  ⑧均衡池。主要使废水稳定进入后续厌氧系统。钢筋混凝土结构,HRT=5.0 h。

  ⑨ EGSB 反应池。通过厌氧反应,降解废水中大部分COD,并产生沼气。COD 容积负荷为18.6kgCOD/(m3·d),COD 去除率> 65%。钢筋混凝土结构,有效容积为5 500 m3。

  ⑩射流曝气池。采用钢筋混凝土结构,有效容积为20 000 m3,绝大部分有机物都在此得到降解。

  11沉池。1 座,钢筋混凝土结构,表面负荷为0.60 m3/(m2·h) 。

  12超效浅层气浮2。1 套,Q=550 m3/h,尺寸为¢14 m×0.65 m。

  13沼气处理设施。EGSB 产生的沼气经过沼气冷凝罐后,进入沼气燃烧器。沼气火柜1 套,流量为1 400 m3/h。

  3 工艺特点及工程运行情况

  3. 1 预处理系统

  预处理系统采用旋转滤网+ 斜网+ 冷却塔1 +初沉+ 冷却塔2 + 超效浅层气浮的工艺,将废水中大部分悬浮物去除,利用一级冷却塔将废水温度从70 ℃降至50 ℃,后采用二级冷却塔将废水温度从50 ℃降至38 ℃。当初沉池SS < 500 mg/L 时,预处理系统不需启动气浮装置,只有SS > 500 mg/L 时启动气浮装置,通过投加药剂保证出水SS < 500 mg/L。

  3. 2 厌氧处理系统

  厌氧处理设施包括厌氧调质池、EGSB 反应池、厌氧污泥池。

  调质池用来优化进入反应器废水的状态并将原水和部分厌氧出水混合,在反应器运行时,通过投加酸或碱来控制废水的pH 值(6.5~7.5),为厌氧菌创造最理想的反应状态。

  经过调质的废水将稳定、连续地泵入EGSB 反应器。进水通过特殊设计的布水系统全横截面地布水。这将保证均一布水并避免死水区或污泥床的沟流现象存在。在EGSB 反应池中,高浓度有机物被转化为沼气等,整个厌氧反应在此完成,池体顶部设置三相分离器,保证气、水、污泥的分离。厌氧处理系统COD 去除率> 65%。

  3. 3 好氧及后续处理系统

  好氧及后续处理系统采用射流曝气+ 二沉池+超效浅层气浮。

  曝气池采用射流曝气法,采用鼓风机和射流曝气装置对废水进行充氧。废水经内喷嘴高速喷出,来自风机的空气进入外喷嘴并与之混合为气液两相体,气水充分混合后经外喷嘴喷射释放,形成含有大量细小气泡的射流束。这种曝气方式氧的利用率高,处理效果好。废水经二沉池后,出水增加超效浅层气浮装置,通过PAC、PAM 药剂的投加,保证出水达标排放。

  3. 4 沼气处理系统

  EGSB 中三相分离器分离出的气源即为沼气,沼气产量取决于进入EGSB 反应池的COD 浓度,达到设计值时沼气量为1 400 m3/h。

  沼气通过沼气冷凝设施后进入沼气燃烧器,其最大燃烧能力为1 400 m3/h。燃烧器通过控制的气体压力自动操作,气体压力达到设定值则启动阀门,点火器自动点火。

  4 工艺运行状况

  该工艺稳定成熟、运行可靠、管理方便,经过调试,系统运行效果良好,各项水质达到标准要求。

  5 结论

  ①采用预处理/EGSB/射流曝气/超效浅层气浮工艺处理杨木化机浆废水,出水COD≤150 mg/L、BOD5≤30 mg/L、SS≤50 mg/L,均能达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB 3544—2008) 。

  ②厌氧系统采用EGSB,满负荷运行时容积负荷最高可达18.6 kgCOD/(m3·d),COD 去除率为65%~75%。

  ③厌氧系统出水与企业生活污水和冲洗水混合后进入好氧系统,提高了好氧系统处理效率。

  ④好氧系统后续增加超效浅层气浮,PAC 投加量为100~300 mg/L,PAM 投加量为2~3 mg/L,保证废水达标排放。

  ⑤该工程实施后,COD 每年排放量由原来的43 360 t 下降到722.7 t,减少了98%,环境效益十分明显。