劉德敏，李 娜，初兆嫻，李長(zhǎng)波

（1. 營(yíng)口市環(huán)境工程開(kāi)収有限公司，遼寧 營(yíng)口 115000； 2. 中國(guó)石油天然氣股份有限公司 河北秦皇島銷(xiāo)售分公司，河北 秦皇島 066102；3. 撫順市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，遼寧 撫順 113006； 4. 遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝工藝處理草漿造紙廢水

劉德敏1，李 娜2，初兆嫻3，李長(zhǎng)波4

（1. 營(yíng)口市環(huán)境工程開(kāi)収有限公司，遼寧 營(yíng)口 115000； 2. 中國(guó)石油天然氣股份有限公司 河北秦皇島銷(xiāo)售分公司，河北 秦皇島 066102；3. 撫順市環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，遼寧 撫順 113006； 4. 遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001）

介紹了“化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝”工藝在草漿造紙廢水處理工程中的應(yīng)用。工程運(yùn)行結(jié)果表明: 該系統(tǒng)處理效果好、性能穩(wěn)定、維護(hù)管理方便，出水 pH為7.0～7.2，COD在30.5～45 mg/L之間，SS在15～25 mg/L之間，COD和SS的平均去除率達(dá)到96%以上，出水水質(zhì)達(dá)到 GB3544-2008《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，通過(guò)制漿回收和廢水循環(huán)利用，降低了運(yùn)行成本，帶來(lái)很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

草漿造紙廢水；ABR；氧化溝；氧化塘

制漿造紙行業(yè)是一個(gè)耗水量大、污染嚴(yán)重的行業(yè)，是地表水體的主要污染源之一。我國(guó)制漿造紙行業(yè)廣泛使用的原料有木材、稻草、蘆葦?shù)?，以草?lèi)為原料的制漿造紙廢水具有成分復(fù)雜、難生物降解和廢水排放量大的特點(diǎn)[1]。采用單一處理單元不能做到達(dá)標(biāo)排放，而采用物化+生化組合工藝處理造紙廢水能取得較好的治理效果[2-4]。本文結(jié)合遼寧某造紙廠(chǎng)污水處理系統(tǒng)，對(duì)化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝組合工藝處理草漿造紙廢水進(jìn)行探討。

1 廢水處理工程概況

1.1 廢水水質(zhì)特征

遼寧某造紙廠(chǎng)以蘆葦為原料，規(guī)模為年產(chǎn) 15萬(wàn)噸/年制漿生產(chǎn)線(xiàn)，采用干濕法備料、燒堿法連續(xù)蒸煮、封閉篩選、全脫木素ECF漂白工藝。本工程需處理污水主要來(lái)源于制漿的中段廢水、槳板和造紙車(chē)間廢水。設(shè)計(jì)污水處理規(guī)模Q=36 000 m3/d，本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝過(guò)程排水特征如下：

（1）制漿中段污水：中段污水來(lái)源于制漿工藝的洗、選、漂工段，主要含纖維素懸浮物SS、有機(jī)好氧物及木質(zhì)素等難降解污染物、且污水的堿度高、色度大。

（2）堿回收排水：堿回收排水主要為污冷凝水及冷卻水。冷卻水降溫后循環(huán)使用，污冷凝水主要含有有機(jī)好氧物COD、BOD，污水的pH值較高。

（3）造紙廢水：造紙車(chē)間的白水處理后回用于造紙機(jī)制漿生產(chǎn)線(xiàn)。外排廢水含有機(jī)污染物及纖維填料等懸浮固體。

1.2 廢水處理工藝流程

廢水處理工藝流程見(jiàn)圖1。

該污水處理系統(tǒng)采用“化學(xué)絮凝+ABR+氧化溝”的三級(jí)處理工藝。生產(chǎn)廢水通過(guò)廢水排放管道經(jīng)兩臺(tái)機(jī)械栺柵進(jìn)入集水井，經(jīng)提升泵進(jìn)入斜濾網(wǎng)車(chē)間，斜濾網(wǎng)的孔徑為80目，濾出的大部分 SS（主要是

槳渣），經(jīng)過(guò)濾后的廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在此進(jìn)行廢水水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)，之后進(jìn)入絮凝反應(yīng)池、初沉池去除SS，冷卻后的廢水進(jìn)入ABR池，大部分有機(jī)污染物被降解，出水進(jìn)入Carrousel氧化溝，氧化溝出水在二沉池泥水分離后經(jīng)提升泵進(jìn)入超效淺層氣浮池，后排入2萬(wàn)畝氧化塘（兼氧塘+穩(wěn)定塘），出水回用制漿生產(chǎn)線(xiàn)。

污泥處理系統(tǒng)主要包括濃縮池和污泥脫水機(jī)。沉淀池底泥、氣浮浮渣經(jīng)濃縮、脫水干化后泥餅外運(yùn)填埋。

圖1 造紙廢水處理工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of papermaking wastewater treatment

2 主要構(gòu)筑物及設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 污水調(diào)節(jié)池

車(chē)間排放的草漿廢水進(jìn)入廢水處理站后，采用凈寬B=1 500 mm，柵片間距3 mm，功率N=2.2 kW的回轉(zhuǎn)式栺珊除污機(jī) 2臺(tái)去除廢水中較大的懸浮固體顆粒，幵過(guò)濾回收纖維。過(guò)濾后廢水流入污水調(diào)節(jié)水池，混合均質(zhì)廢水。調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置 4 臺(tái)潛水?dāng)嚢杵?，葉輪直徑為640 mm，功率為15 kW，使廢水達(dá)到完全混合狀態(tài)，設(shè)置 3 臺(tái)提升泵（2用1備），將廢水從調(diào)節(jié)水池內(nèi)提升到初沉池中。運(yùn)行時(shí)為了起到均質(zhì)均量的作用，保持水面與池底≥1 m 的水位。

污水調(diào)節(jié)池設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量 Q=36 000 m3/d，Qh=1 500 m3/h。調(diào)節(jié)池1座，規(guī)栺42 m×30 m ×60 m，有效水深h=3.0 m,有效容積V=3 780 m3，調(diào)節(jié)時(shí)間T=2.5 h。

2.2 初沉池

輻流式沉淀池1座，設(shè)計(jì)流量Q=36 000 m3/d，表面負(fù)荷0.76 m3/m2·h,直徑φ=50 m，H=4.0 m。配雙周邊傳動(dòng)刮泥機(jī)1臺(tái)，N=2×1.5 kW。

設(shè)計(jì)排泥量W=28.8 t DS/d，排泥濃度1.0%，Q=120 m3/h。設(shè)污泥泵2臺(tái)，Q=120 m3/h，N=15 kW。

2.3 污水冷卻塔

為滿(mǎn)足生化處理微生物適宜水溫的需要，設(shè)置污水冷卻塔，設(shè)計(jì)流量Q=36 000 m3/d。污水冷卻塔的運(yùn)行根據(jù)污水的水溫進(jìn)行控制，一般在夏季污水水溫超過(guò) 35 ℃時(shí)污水經(jīng)由冷卻塔進(jìn)行降溫，正常時(shí)污水由初沉池直接進(jìn)入 ABR池。冷卻塔設(shè)計(jì)參數(shù)：Q=750 m3/h，方形逆流噴霧中空污水冷卻塔 2臺(tái)。冷卻后污水自流至后續(xù)處理單元。

2.4 ABR池

厭氧折板反應(yīng)器 (Anaerobic Baffled Reactor，簡(jiǎn)稱(chēng)ABR)，該反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、污泥截留能力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、對(duì)高濃度有機(jī)廢水，特別是對(duì)有毒、難降解廢水處理有特殊的作用[5,6]。本工藝設(shè)計(jì)ABR反應(yīng)器1座，規(guī)栺77.5 m×25.8 m×5.5 m，有效水深h=4.5 m，有效容積V=9 000 m3。

2.5 Carrousel氧化溝

Carrousel（卡魯塞爾）生物氧化溝，是荷蘭DHV公司的一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，它采用完全混合型與推流型相結(jié)合的延時(shí)曝氣活性污泥法，其獨(dú)特的池型與相應(yīng)曝氣設(shè)備布局，使之形成了缺氧-厭氧-好氧工藝流程，即A2/A1/O流程[7,8]。該設(shè)備能在缺氧和厭氧條件下，把不易好氧生物降解的大分子量有機(jī)物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有機(jī)物。這是單純的好氧生物處理與厭氧生物處理所不能滿(mǎn)足的。本工藝設(shè)計(jì)Carrousel氧化溝1座，6溝道，每溝凈寬9 m，總寬B=56 m，總長(zhǎng)L=122.5 m，有效水深h=4.5 m，總高度H=5.5 m，有效容積V=28 500 m3。

2.6 二沉池

輻流式沉淀池2座，表面負(fù)荷0.6 m3/m2·h, 直徑φ=40 m，H=4.0 m。二沉池內(nèi)設(shè)置周邊傳動(dòng)刮泥機(jī) 2臺(tái)，功率為1.5 kW，二沉池沉淀分離的活性污泥一部分送到Carrousel氧化溝，另一部分送到絮凝反應(yīng)池。

2.7 污泥處理系統(tǒng)

2.7.1 污泥濃縮池

污泥濃縮池采用輻流式濃縮池，尺寸為直徑φ =20 m，H=4.0 m 。設(shè)計(jì)污泥量16 t 干固/d,污泥流量Q=2 000 m3/d。

2.7.2 混合污泥池

混合污泥池1座，規(guī)栺20 m×10 m×4.0 m，接納來(lái)自初沉池的排泥、超效氣浮排泥及剩余活性污泥。

2.7.3 污泥脫水系統(tǒng)

設(shè)計(jì)污泥總量51 t干固/d，其中初次污泥28.8 t干固/d，剩余活性污泥11 t干固/d，氣浮污泥5 t干固/d，污泥濃度2.0%，Q=106.25 m3/h。選用濃縮帶式壓榨過(guò)濾一體機(jī)3臺(tái)，規(guī)栺B=2000 mm,N=3.0 kW,單臺(tái)處理能力Q=40 m3/h。

3 運(yùn)行效果

為了更好的研究整個(gè)廢水處理系統(tǒng)處理效果，

從 2012 年 10 月至 2013 年 3月，對(duì)調(diào)節(jié)水池進(jìn)水、初沉池出水、ABR池出水、二沉池出水、氣浮池出水及氧化塘水質(zhì)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，實(shí)際運(yùn)行排水水質(zhì)為：pH在7.0～7.2之間，COD在 30.5～45 mg/L之間，SS在15～25 mg/L之間，處理水量約為7 500 m3。各單元實(shí)際處理效果見(jiàn)表1。

表1 各單元實(shí)際處理效果Table1 The actual treatment effect of each unit

ABR池平均水溫維持在32～35 ℃左右，氧化溝水溫維持在32 ℃左右，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。系統(tǒng) pH 基本穩(wěn)定在 7.0～7.2 之間，保證了ABR池正常運(yùn)行。

廢水處理系統(tǒng)COD 總?cè)コ试?6%以上，SS去除率在96%以上。可以看出，水處理系統(tǒng)運(yùn)行正常，水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，處理后廢水達(dá)到造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3544-2008的排放要求。

4 結(jié) 論

（1）采用“物化+生化+化學(xué)絮凝”組合工藝成功處理了草漿造紙廢水，使COD去除率在96%以上，SS去除率在96%以上，處理后廢水水質(zhì)符合造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB3544-2008的排放要求。

（2）ABR+Carrousel氧化溝工段把不易好氧生物降解的大分子量有機(jī)物裂解成易于好氧生物降解的低分子量有機(jī)物,對(duì)提高COD的去除率起到非常重要的作用。

（3）經(jīng)氧化塘處理后的達(dá)標(biāo)排水回用制漿生產(chǎn)線(xiàn)，多余廢水排放至項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)的蘆葦濕地，做到了水的資源化利用，帶來(lái)了很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］丁曉丼,楊斌,王磊.制漿造紙廢水處理技術(shù)及収展現(xiàn)狀[J].天津造紙,2013(2):29-33.

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Treatment of Straw Pulp Papermaking Wastewater by Combination of Chemical Flocculation, ABR and Oxidation Ditch

LIU De-min1，LI Na2，CHU Zhao-xian3, LI Chang-bo4
（1. Yingkou Environmental Engineering Development Co.,Ltd., Liaoning Yingkou 115000, China; 2. PetroChina Hebei Qinhuangdao Sales Company, Hebei Qinhuangdao 066102, China; 3. Fushun Environmental Monitoring Center Station, Liaoning Fushun 113006, China；4. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113006, China）

The combination process of chemical flocculation, ABR and oxidation ditch used to treat wastewater from straw pulp papermaking was introduced. The running results of the actual operation show that, the system is high-efficiency and convenient; pH，COD，SS of the effluent are 7.0~7.2，30.5~45 mg/L and 15~25 mg/L. The effluent quality can meet the requirements of “Discharge Standard of Water Pollutants for Pulp and Paper Industry”( GB3544-2008). Through recycling the pulp and wastewater, the operation cost can be reduced, which will bring good environmental and economical benefits.

Straw pulp papermaking wastewater; Anaerobic baffled reactor; Oxidation ditch; Oxidation pond

X703

A

1671-0460（2014）10-1985-03

2014-07-30

劉德敏（1972-），男，遼寧營(yíng)口人，工程師，主要研究方向?yàn)橹匚廴拘袠I(yè)“三廢”治理及資源化技術(shù)開(kāi)發(fā)。E-mail：lnpulcb@126.com。