废水处理系统的改造经验

通过对废水生化处理系统合理设计，改造构筑物，充分发挥生物效能，实现废纸造纸废水封闭循环使用。结果表明：生化处理系统对CODCr的去除率达到80%以上，二沉池出水CODCr为500——1000mg/L，pH值7.5——8.5，满足了实际生产的需求。

苏州某纸业有限公司以国废纸板为主要原料，生产箱纸板、瓦楞原纸，产量150t/d，废水排放主要来源于筛选、浓缩及纸机白水等工序。原废水处理设施运行成本偏高，出水水质不稳定，很难稳定达到GB 3544-2008排放的要求。主要原因是设计不合理，操作、管理不当，没有将生物技术与水处理技术充分结合起来，必须进行工程改造完善生化处理系统。

1  工艺流程

1.1  原工艺流程

原水处理工艺流程见图1。废水经混凝沉淀后，SS减少，CODCr仍较高，直接进入曝气池处理很难达到排放标准，出水水质还因废水水质、操作管理、环境等因素变化而变化。封闭循环一个月后，水体发黑、发臭、发黏，总污水CODCr升高，对于原有废水处理系统形成恶性循环，产品的产量和质量均有下降，造纸车间环境和成品纸均有难闻的气味，成品纸颜色发暗，不能满足纸机正常生产的需要。

1.2  改造后工艺流程

增加水处理单，废水分类，提高生化处理能力，改善水质，污泥经处理后回用造纸。对原有曝气池改造，新增加水解酸化池、生物选择池、生物曝气蓄水池、污泥回用系统。改造后水处理工艺流程见图2，设计处理能力2000m3/d。

1.3  改造工艺特点

设计合理，充分利用原有构筑物改造；根据生物学特性，充分发挥处理单微生物效能；废水分类处理，纸机废水和制浆废水分开处理；增加生物曝气蓄水池，废水处于动态充氧状态，不发臭；经生化系统处理的废水，可以满足生产的需要，实现废水封闭循环使用；造纸污泥（以细小纤维为主）和剩余活性污泥经处理后回用于造纸。

2  主要处理单

2.1  初沉池

采用竖流式沉淀池，表面负荷为0.8m3/m2·h，将原有混凝系统（PAC+PAM）停用，有利于粒径较大的SS沉淀，沉淀后的污泥（以细小纤维为主）回用于造纸。混凝处理方法只能去除部分BOD5，绝大部分BOD5的去除主要采用生化方法解决。沉淀后的水富含大量的有机物、微量素等物质，为后续生化系统提供充足的营养，而且沉淀后的废水中不含有大量的PAC、PAM等化学药剂，不使有害物质、化学药剂等物质流入水体，从而大大降低了水处理负荷，减少了对微生物生长、繁殖的影响。

2.2  水解酸化池

采用脉冲布水方式，每隔3min布水一次，巨大的冲击力等价于搅拌器，以保证水解酸化池内泥水的充分混合，并加入一些营养料使厌氧微生物发挥最佳功效，HRT为24h，池内安装弹性填料。废纸造纸废水中的BOD5值较低，BOD5与CODCr的比值一般为0.15——0.25，可生化性较差。废水中的半纤维素、木质素及其衍生物、染料等难以生化降解的物质在厌氧菌作用下发生水解作用，降为小分子物质，有效提高了废水的可生化性，BOD5与CODCr的比值一般提高为0.30——0.50，CODCr去除率为25%——35%。

2.3  生物选择池

预反应区体积占反应池总体积的10%左右。采用穿孔强力曝气，气水比为20∶1，有利于废水中有毒气体的释放和菌胶团与废水的充分混合接触，增加了均质效果，因此该部分活性污泥在高BOD5负荷条件下运行，既强化了生物吸附作用，又促进了微生物的增殖。

在高基质浓度下，菌胶团和丝状菌基质积累与增殖速率降低较大，但菌胶团的增殖速率较大，其增殖量也较大，从而较丝状菌占优势。以基质作为推动力选择性的培养菌胶团细菌，成为曝气池中的优势菌，有效地控制了丝状菌膨胀的问题。污泥发生膨胀时，根据实际情况采取以下措施：大幅度降低污泥浓度，以减少二沉池固体负荷；减少回流污泥量；投加先期排至贮泥池的厌氧污泥，相应增加排泥量和充氧量。

2.4  曝气池

原有曝气装置为穿孔曝气，氧利用率仅为8%左右，在原有曝气管上安装特殊材质的膜片，空气经过膜片剪切，将原大气泡分解成小气泡，氧利用率提高一倍以上。动力消耗减少为原来的一半，降低了废水处理运行成本。膜片不易结垢、不易堵塞曝气微孔，减少了维护工作量，同时使用寿命长，价格低廉。为了减少剩余污泥量，HRT为16h，污泥稳定性好，脱水性好。去除1kgBOD可产生0.2——0.3kg剩余污泥，是原传统活性污泥法的60%左右。原有污泥负荷通常控制在0.04——0.05kgBOD/kgMLSS·d，改造后实际控制污泥负荷为0.2——0.3kgBOD/kgMLSS·d。原有曝气池为推流式结构，改造为旋转推流式结构。进水方式由原首端一点进水，改为阶段多点进水，提高了氧利用率，充分发挥微生物处理能力。

2.5  生物曝气蓄水池

由于采用穿孔曝气装置，增加了匀质效果，制浆废水实现了动态封闭短循环。将曝气池剩余活性污泥排入生物曝气蓄水池，增加和保证了池中生物量，由于打浆废水浓度高，属于高负荷运行，剩余活性污泥在充足氧和营养的条件下，继续发挥着生物效能，吸附和氧化分解有机物。随着水量的变化，微生物生物相、优势菌群和处理效能也发生变化，使有机物进一步降解。

3  调试、运行及经济分析

调试运行时，接种活性污泥取自附近城市污水处理厂，接种量按5%加入曝气池中。对活性污泥进行培养驯化20d左右，污泥颜色呈黄褐色，镜检可见原生动物如钟虫、轮虫等较多，污泥沉降性好，进水量也不断增加。各单处理结果见表1，各单处理效果基本达到了设计要求。

表1  各单处理效果

工程运行费用约为1500/d，其中包括人工费、电费、营养物质费。因初沉不使用混凝法沉淀，与原工艺流程费用相比，节省了药剂费，降低了运行费用。CODCr总去除率达到80%以上。

4  对造纸的影响

（1）生化处理的循环水CODCr为500——1000mg/L，其中绝大部分为溶解性惰性物质（即不可生物降解或难生物降解的物质），回用到车间不会引起恶臭气体，环境和产品的臭味消失。

（2）经生化处理的循环水CODCr、BOD5浓度大幅度下降的同时，pH值稳定在7.5——8.5，对CaCO3的积累起到一定的抑制作用，设备结垢现象大为减轻，设备腐蚀程度也有所改善。

（3）系统封闭循环运行，清水的补充量较少，补充清水主要用于水针水、药剂稀释水及真空泵的密封水。处理过的循环水，回用的主要部位是制浆的水力碎浆机、稀释、纸机高压喷淋网和毛布、真空泵的密封水。循环水因有机物的浓度略高、发黏，易产生泡沫，可适当加入消泡剂调整。

（4）废水封闭循环使循环水水温升高，带来微生物生长加快，由于循环水处于高封闭、高溶解氧状态，一般溶解氧在0.5mg/L以上，循环次数增加，不易产生腐浆。

责任编辑：葛