孫士杰 李偉 楊陽(yáng)

摘要針對(duì)某企業(yè)在生產(chǎn)高密度纖維板過程中排放高濃度廢水的情況，提出了氣浮—水解酸化—UASB—AB法處理工藝。工程運(yùn)行結(jié)果表明，化學(xué)需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、懸浮物（SS）的平均處理效率分別為99.27%、99.63%、99.38%，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—96）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，處理成本為1.20元/t （冬季1.93元/t）。

關(guān)鍵詞高密度纖維板廢水；UASB；AB法；沼氣利用

中圖分類號(hào)X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2017）08-0066-03

Design and Operation of Wastewater Treatment Process for High Density Fiberboard Production

SUN Shijie，LI Wei，YANG Yang（Anhui Light Industry Design Institute Co.，Ltd.，Hefei，Anhui 230009）

AbstractA treatment process of air flotationhydrolysis acidificationUASBAB was proposed aiming at the high concentration wastewater in the production of high density fiberboard.Engineering operation results showed that the average efficiency of COD，BOD，SS was 99.27%，99.63%，99.38%，respectively，and effluent quality to achieve the “integrated wastewater discharge standard”（GB 8978-96） level standards，processing costs of 1.20 yuan/t （winter，1.93 yuan/t）.

Key wordsFiberboard wastewater；UASB；AB Treatment；Biogas utilization

中高密度纖維板以雜樹為生產(chǎn)原料，通過破碎、擠壓、熱磨、蒸煮、成型、拋光等工段加工而成，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建材、家裝、家具等行業(yè)，是社會(huì)生活不可或缺的產(chǎn)品之一。由于加工過程中需要經(jīng)水洗、熱磨等產(chǎn)生廢水的工段，因此該類生產(chǎn)企業(yè)必產(chǎn)生生產(chǎn)廢水。木材本身含有的可溶性糖類占其重量的1%～3%，在加工過程中，這些物質(zhì)便溶入水中，固廢水中污染物的主要成分有纖維素、半纖維素、樹脂、單寧、果膠質(zhì)等可溶性有機(jī)物[1]。木片在加熱軟化后，半纖維素水解成糖類、木質(zhì)素和有機(jī)酸，故廢水一般偏酸性。廢水中的懸浮物有2種，一種是板坯成型時(shí)有部分小纖維及少量的薄壁細(xì)胞碎片、樹皮碎屑隨水流失，懸浮于水中；另一種是木片在熱磨時(shí)產(chǎn)生的膠體物質(zhì)，可長(zhǎng)期懸浮于水中，沉淀極慢[1]。還有作為防水劑的石蠟及作為增強(qiáng)劑的酚醛樹脂也會(huì)隨水少量流失，黏附在纖維上[2]。纖維板廢水的化學(xué)需氧量（COD）、懸浮物濃度（SS）及色度都很高。

安徽某人造板企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢水，廢水對(duì)周圍的居民、自然水體和環(huán)境造成一定危害。該工程廢水主要來(lái)源于木片水洗系統(tǒng)、熱磨廢水及廠區(qū)生活廢水，廢水中CODCr、BOD5、SS濃度高。設(shè)計(jì)水量為600 t/d，CODCr/BOD5約為0.3，屬于可生化廢水。針對(duì)該廢水特點(diǎn)，筆者進(jìn)行了對(duì)比性試驗(yàn)[3-6]，最終確定工藝為水力篩—?dú)飧　馑峄猆ASB—AB法。經(jīng)工程驗(yàn)證，該工藝可確保出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—96）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1處理工藝

1.1預(yù)處理

由于該類廢水的加工特點(diǎn)決定了該廢水的懸浮物較高，而且含有大量木質(zhì)素、膠體等物質(zhì)，使廢水黏性較大，且固液分離性很差，需采用多級(jí)固液分離的方式，同時(shí)調(diào)整水中堿度，方能達(dá)到后期生化處理的要求，因此預(yù)處理工段工藝如圖1所示。

來(lái)自廠區(qū)的廢水依次自流進(jìn)入粗、細(xì)格柵井，并經(jīng)格柵井內(nèi)的粗、細(xì)格柵去除大顆粒狀懸浮物后自流至集水池，通過潛污泵提升至水力篩，去除大部分粗纖維和木屑，而后自流至調(diào)節(jié)池，池內(nèi)設(shè)置潛污泵以提升廢水至混凝氣浮設(shè)備進(jìn)行固液分離。經(jīng)過該流程后，可去除大部分粗纖維和75%懸浮物。由于預(yù)處理工段的污泥含油量較高，難以通過帶式壓濾機(jī)壓榨，因此進(jìn)入污泥干化池，干化后外運(yùn)。

1.2生化處理

氣浮設(shè)備出水自流至酸化池，池內(nèi)設(shè)置低速潛水推流器及厭氧填料，廢水在該池內(nèi)進(jìn)行水解和酸化反應(yīng)，以提高廢水的可生化性。酸化池出水自流至提升井，提升井內(nèi)設(shè)置潛污泵以提升廢水至UASB厭氧反應(yīng)器，進(jìn)行厭氧反應(yīng)以降低污染物濃度，UASB厭氧反應(yīng)器設(shè)計(jì)為常溫反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為25 ℃。UASB厭氧反應(yīng)器出水自流至平流式沉淀池，池內(nèi)通過投加聚合氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM），使懸浮物凝聚最終達(dá)到固液分離的目的。

平流式沉淀池出水自流至一級(jí)曝氣池，廢水在改池內(nèi)進(jìn)行好氧反應(yīng)以降解有機(jī)物。一級(jí)曝氣池出水自流至中沉池進(jìn)行固液分離，中沉池內(nèi)的污泥回流至一級(jí)曝氣池，以維持微生物濃度，少量剩余污泥排至濃縮池。中沉池出水自流至二級(jí)曝氣池進(jìn)一步進(jìn)行好氧反應(yīng)，大幅度降低污染物濃度。

曝氣池出水自流至二沉池進(jìn)一步進(jìn)行固液分離，以降低SS含量后，出水即可達(dá)標(biāo)排放。二沉池污泥需回流至曝氣池，以補(bǔ)充流失的活性污泥，少量剩余污泥排至濃縮池進(jìn)行濃縮。平流式沉淀池、一級(jí)曝氣池、中沉池、二級(jí)曝氣池、二沉池及污泥濃縮池合建，以減少占地面積。生化處理工藝流程見圖2。

圖2污水處理站生化處理工藝流程

Fig.2Biochemical treatment process of sewage treatment station

1.3污泥處理

來(lái)自平流式沉淀池、中沉池、UASB反應(yīng)器和二沉池的污泥由污泥泵抽送至污泥濃縮池進(jìn)行重力濃縮。經(jīng)污泥濃縮池濃縮后的污泥，由螺桿泵送至帶式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，經(jīng)過壓濾機(jī)壓濾后污泥含水量約為80%，該廢水處理站污泥產(chǎn)量為1.0 t/d，泥餅定期外運(yùn)。濾液及污泥濃縮池上清液回流到集水池進(jìn)行處理。污泥處理工藝流程見圖3。

1.4主要工藝單元設(shè)計(jì)參數(shù)

①格柵井：半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)2座，尺寸為3.0 m×0.8 m×3.2 m。

②集水池：半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為0.75 h。

③調(diào)節(jié)池：半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為9.50 h，尺寸為6.0 m×

11.3 m×4.2 m。

④氣浮設(shè)備：地上式鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)置磚砌集渣池2座，單池尺寸為3.0 m×2.0 m×1.5 m。

⑤酸化池：半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為4.30 h；尺寸為4.0 m×

9.0 m×4.2 m。

⑥提升井：半地下式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為1.12 h，尺寸為4.0 m×2.0 m×4.7 m。

⑦UASB反應(yīng)器：功能是使廢水進(jìn)行厭氧反應(yīng)，該工程每天約產(chǎn)生1 000 m3/d沼氣。地上式鋼結(jié)構(gòu)，內(nèi)置玻璃鋼防腐，配套三相分離器及布水裝置，有效容積為785 m3 ，停留時(shí)間為31.40 h，尺寸為Ф10.0 m×12.2 m。

⑧平流式沉淀池：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為2.30 h，尺寸： 2.0 m×11.3 m×3.8 m。

⑨一級(jí)曝氣池：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座。停留時(shí)間為8.00 h，尺寸為11.3 m×4.0 m×5.3 m。

⑩中沉池：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為2.90 h，表面負(fù)荷0.8 m3/（m2·h），尺寸為5.5 m× 5.5 m×5.3 m。

B11二級(jí)曝氣池：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為20.00 h，有效容積為500 m3。

B12二沉池：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，停留時(shí)間為3.50 h，表面負(fù)荷0.7 m3/（m2·h） ，尺寸為 6.0 m×6.0 m×5.3 m。

B13污泥濃縮池：半地上式鋼砼結(jié)構(gòu)，設(shè)1座，尺寸為5.0 m×6.0 m×5.3 m。

B14輔助用房：為單層磚混結(jié)構(gòu)，共98.5 m2。a.值班控制室，尺寸為4.0 m×4.0 m×4.0 m；b.鼓風(fēng)機(jī)房，尺寸為4.0 m×5.0 m×4.0 m；c.配電室，尺寸為4.0 m×5.0 m×4.0 m；d.脫水機(jī)房，尺寸為8.5 m×5.0 m×4.0 m。

2工程運(yùn)行效果

2.1設(shè)計(jì)排放標(biāo)準(zhǔn)該設(shè)計(jì)出水質(zhì)需達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-96）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2運(yùn)行效果該工程經(jīng)調(diào)試后連續(xù)運(yùn)行，經(jīng)6個(gè)月的監(jiān)測(cè)，結(jié)果表明該系統(tǒng)運(yùn)行正常，處理效果穩(wěn)定。水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2。

3經(jīng)濟(jì)分析該工程的運(yùn)行費(fèi)用見表3。污水處理系統(tǒng)的單位水量運(yùn)行費(fèi)用1.20元/t。冬季氣溫較低則需考慮用蒸汽加熱[4]，蒸汽消耗費(fèi)用為437.5元/d，蒸汽費(fèi)用為0.73元/t。故冬季運(yùn)行費(fèi)用為1.93元/t。

4結(jié)論

（1）采用氣浮—水解酸化—UASB—AB法工藝流程處理

高密度纖維板廢水是可行的。6個(gè)月的檢測(cè)數(shù)據(jù)表明，工程運(yùn)行中CODCr、BOD5、SS的平均處理效率分別為99.27%、99.63%、99.38%，出水水質(zhì)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978—96）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）氣浮—水解酸化—UASB—AB法處理高密度纖維板廢水具有投資省、運(yùn)行穩(wěn)定、水質(zhì)水量適應(yīng)范圍廣的特點(diǎn)。其運(yùn)行成本為1.20元/t（冬季1.93元/t），運(yùn)行費(fèi)用較低。

（3）高密度纖維板廢水在厭氧前，絮凝沉淀效果較差，而經(jīng)過水解酸化和UASB后，絮凝沉淀效果明顯，通過在厭氧段投加藥劑可大量去除廢水中懸浮物。

（4）結(jié)合該類廢水中含有大量粗纖維類似造紙廢水的特點(diǎn)，選用操作簡(jiǎn)單、投資節(jié)省的工藝作為系統(tǒng)的預(yù)處理工藝，很好地解決了纖維難以生化降解的問題。

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