造纸废水处理方案

第一章项目概况1.1 项目背景造纸厂主要采用酸性亚硫酸盐法制浆和废纸制浆。

公司现有一套旧污水处理设施，包括物化系统、生化处理系统等构筑物。

目前物化处理系统出水COD cr≤1200mg/l。

为了确保出水达标，保护周边水资源环境，造纸厂决定改造因年久失修，失去处理能力的旧污水处理系统。

1.2 建议改造内容1)厌氧系统进行改造：原有厌氧池改造成水解酸化池，增加出水槽，增加脉冲布水器和布水系统；2)好氧池改造：原好氧池为接触氧化池，改造为活性污泥法，新增微孔曝气管、布气系统和污泥回流系统；3)二沉池改造：原二沉池拆除，在原基础上新建平流式二沉池、混凝反应池和终沉池，二沉池新增行车式虹吸泥机和污泥回流泵，终沉池新增行车式虹吸泥机和污泥泵。

第二章企业排污治污状况及工程规模2.1 设计规模根据业主提供的资料，确定造纸污水处理工程的总处理规模为：2000m3/d。

设计处理流量：Q d=2000m3/d，变化系数取K z=1.1；设计小时流量：Q ev=83.3m3/h；设计最大瞬时流量：Q max=91.6m3/h。

2.2 废水水质根据业主提供的资料，原物化处理系统出水水质具体如表2-1表2-1 废水水质2.3出水要求根据业主要求，出水水质达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》GB3544－2008排放标准。

处理出水水质见下表2-2：表2-2 废水出水排放标准2.4污泥处理目标废水处理系统所产生污泥经过浓缩、机械脱水后外运处置。

第三章处理工艺的选择及设计3.1 污水处理工艺选择3.1.1.水质分析本工程废水主要是酸性亚硫酸盐法制浆废水和废纸制浆废水。

该废水的特点是COD cr值较高，是较难生物降解的废水。

经原有物化处理系统后，出水COD cr≤1200mg/l。

3.1.2.本工程生化处理工艺选择CEAO生化工艺CEAO生化工艺采用改进的厌氧好氧生化处理工艺，包括水解酸化工艺和好氧活性污泥工艺。

1、水解酸化工艺概述：厌氧处理是利用厌氧菌的作用，去除废水中的有机物，在工业废水处理的运用已有30多年的历史。

厌氧过程可分为水解阶段、酸化阶段和甲烷化阶段，前两个阶段速度相对较快，在工程上难以严格分离。

水解酸化主要是把需要通过胞外酶的分解才得以进入微生物体内代谢的不溶性大分子物质转化为微生物可以直接摄取溶解性的小分子有机物质。

造纸废水的COD cr值较高，而且废水中含有相当比例的难生物降解的物质，因此在其厌氧处理过程中，仅仅采用水解酸化阶段，以破坏难生物降解的大分子结构为主，并适当改善废水的可生物降解功能。

经研究发现，将厌氧过程控制在水解和酸化阶段，可以在短时间内和相对高的负荷下获得较高的悬浮物去除率，并大大改善和提高废水的可生化性和溶解性，降低废水pH值，并大大减少污泥产量。

此外，相对于整个厌氧过程，水解酸化不需要密闭的池，也不需要复杂的三相分离器，出水无厌氧发酵的不良气味，因而也不会影响废水处理厂的环境。

所以本方案将厌氧控制在水解酸化阶段。

2、好氧活性污泥法概述：活性污泥法是利用在曝气池内呈悬浮状的微生物群体(又称活性污泥)与废水充分接触，吸附、除去废水中的有机污染物而使废水得到净化的方法。

所谓活性污泥是向废水中通入空气，经过一段时间后产生的一种絮凝体(菌胶团)。

这些絮凝体主要由大量繁殖的微生物组成，还包括微生物自身氧化的残留物，吸附在表面的污染物等。

它易于沉淀与废水分离，并使废水得到澄清。

活性污泥法主要的去除对象是废水中的有机物（BOD），整个去除过程如下：1）：初期去除与吸附由于活性污泥表面积很大，而且具有多糖类粘质层，可使废水中悬浮的胶体物质被絮凝和吸附，使之迅速从水中得到去除。

其去除量与废水中悬浮胶体的数量有关，如废水中悬浮胶体有机物多则去除率高，如可溶解性的有机物高则去除率低。

这种初期的去除只是在一个短短的时间里完成，有机物像一种备用的食物一样，吸附在微生物细胞表面，经过几个小时后才慢慢的摄入进行代谢。

2)：微生物的代谢作用活性污泥微生物以废水中的有机物作为营养，在有氧的情况下，将其中一部分有机物合成新的细胞物质，对另一部分有机物则氧化分解提供给合成新细胞所需的能量，并最终形成CO2和H2O等稳定的物质。

新细胞合成增长的过程同时也有一部分微生物进行自身氧化（内源呼吸），氧化分解细胞物质并供应能量。

3)：絮凝体的形成与絮凝体沉降性能废水中有机物通过生物降解，一部分氧化分解形成CO2和H2O，另一部分转化为微生物菌体的细胞物质。

通过重力沉降法将微生物菌体和废水分离后，废水中的有机物达到基本去除。

在适当的污泥负荷、pH值、溶解氧等因素的作用下，活性污泥微生物菌体会形成很好的絮凝体在沉淀池中沉降分离。

从我公司多年造纸废水处理工程实例可以看出物化+生化的处理工艺在造纸废水处理工程中是实用的、技术是成熟和可行的，运行是可靠的。

此工艺技术先进、节能、运行费用低、占地少、操作管理方便的成熟工艺，因此我们推荐采用物化+生化的处理工艺。

污水处理系统的特色设备1、自动高效的脉冲布水器水解酸化段主要有水解酸化作用，兼有生物降解作用。

理想的生物降解效果主要取决于其生物污泥浓度和布水效果。

水解酸化池内必须具有一定的生物污泥量，同时池内的泥水必须充分混合，废水中的污染物才能很好的被污泥吸附、分解。

若厌氧污泥达不到一定的浓度，或是泥水混合效果不佳，厌氧部分的处理效果都将会很差。

许多厌氧处理工艺达不到要求，原因就在于厌氧污泥的浓度低和布水效果差。

因此厌氧污泥浓度的高低和水解酸化池布水是否均匀将决定水解酸化功效的好坏。

水解酸化池布水主要有潜水搅拌和CEAO脉冲布水方式，以下就这两种布水方式进行性能比较，见表4-1。

表4-1 CEAO脉冲布水与潜水搅拌器性能比较上表可以看出，不管是从保证厌氧处理效果，还是从运行费用等来看，选择脉冲布水是比较合适的，故本设计方案选择脉冲布水作为水解酸化的布水方式。

自动高效脉冲布水器是根据脉冲流化床对水流状态的要求及目前各种布水器的特点而研究开发出来的，是一种理想的高效节能、操作可靠的布水系统。

自动高效脉冲布水器是利用虹吸管中快速流动的水流将主管道中的空气带走，使主管道内形成一定的真空度，在管道内外大气压的作用下容器中的水进入主管道后排入池中。

由于水流速度很快，布水能在短时间内完成，达到脉冲的效果，搅起池底的污泥，使池内废水、填料、污泥不断充分混合处于流化状态，厌氧菌与废水中的有机物得到充分的接触反应。

脉冲布水器结构如图4-1所示。

图4-1 脉冲布水器原理图该布水器具有以下优点：①结构简单，不需复杂设备，整个吸气布水过程靠水力自动完成，维护管理方便；②能耗低，效率高，除提升来水外无需其他的动力；③配水均匀，水力搅拌效果好；④使用寿命长；⑤有效防止堵塞等。

水解酸化池的脉冲布水方式，保证了污泥浓度以及泥水混合效果，控制了易燃、恶臭气体产生，这样在较好的处理效果下，缩短了停留时间，减小了池容，降低了投资成本。

2、溶气高效的曝气器在废水处理工程中，好氧曝气系统的能耗是废水处理能耗的最主要组成部分，因此应合理地选择高效节能的曝气器。

一般常用的曝气方式有射流曝气、表面曝气机和可变微孔管状曝气等，现将几种主要曝气方式的比较列表如下（见表4-2）。

占地占地较大占地小占地小噪音噪音较大噪音小噪音小运行状况运行稳定由于废水中含有泥沙杂质，喷嘴易磨损，导致充氧效率大大降低国产设备性能较差进口设备价格高维修采用上浮式曝气安装维修方便维修不方便维修不方便我公司使用的管状可变微孔曝气器由广州万代环保设备有限公司研制生产一种新型、高效的曝气设备。

可变微孔曝气管是一种负压设计的曝气设备，是一种具有微孔曝气、防堵塞、有效服务面积大、气泡直径小和氧气利用率高等特点的高效曝气设备。

其氧气利用率达20%以上，并已在工程中长期运行使用，取得了良好曝气效果，现已被广泛运用于工程中。

可变微孔曝气管的膜采用高质量的进口原材料，确保了使用寿命。

在废水处理站的运行中，动力消耗是运行费用主体，而曝气的动力消耗是整个系统动力消耗的主要来源。

在运用管状可变微孔曝气器后，可减少风机的动力消耗，降低整个废水处理系统的运行费用。

3、先进实用的曝气装置可变微孔下垂式曝气装置是我公司根据水中氧气的转移原理及目前各种充氧曝气装置的特点而研究开发出来的，它是一种更为理想的溶氧效率高、检修方便、操作可靠的曝气装置。

该装置空气支管装在池体水面以上避免与污水接触，不易被腐蚀。

曝气器再通过连接管与空气支管相连接。

检修时，只需将要检修的曝气器连同连接管从空气支管上取下，把曝气器从水中提上来即可进行检修、更换，无需排掉池中的污水。

曝气管悬置在连接管上，停留在水深4～5m处，气泡在其表面逸出时，直径约为50μm。

如此微小的气泡使得氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。

与其他曝气装置相比，该曝气装置具有以下优点：1）曝气效果好；2)检修方便，维护简单；3)不易被腐蚀，使用寿命长等。

同时由于可变曝气管布置于池底部，使曝气均匀、曝气效率高，对整个池体的泥水形成很好的搅动，提高了好氧系统的去污功效。

3.2 污水处理工艺流程废水经物化处理后进入改造后的水解酸化池，池内兼性及厌氧微生物可有效降解废水中高浓度的有机污染物，水解酸化池出水自流进入好氧池，依靠其中的好氧微生物，可大幅度降解废水中的COD Cr。

好氧池出水进入二沉池进行泥水分离，大部分的污泥在二沉池中沉淀。

污泥用泵提升后再回流到生化段，确保生化段有足够的污泥浓度，部分剩余污泥排入污泥浓缩池。

二沉池出水进入混凝反应池，在混凝反应池内投加PAC和PAM后水进入终沉池，经进一步去除污水中的污染物后直接达标排放。

剩余生化污泥和物化污泥经浓缩处置后，泵入污泥压滤机压滤脱水，泥饼外运处置。

污泥浓缩池的上清液回流到集水池，进入污水系统进行处理。

3.2.1工艺流程图改造后的污水处理系统工艺流程框图：3.2.2设计处理效果预测废水处理的目的是去除水中的污染物，使废水得到净化，废水中的主要污染物有SS、COD Cr。

根据进出水水质及处理要求，本工程要求的污染物去除率见表3-3：表3-3 污染物去除效果一览表（单位：mg/L）3.3 污水处理系统单元改造设计3.3.1水解酸化池（改造）说明：将厌氧池改造成水解酸化池，水池分为两套独立运行，新建出水槽，池体清理和阻碍我公司安装部分土建拆除或开出孔由业主负责。

新增设施有：布水系统、脉冲布水器等。

(1). 功能：废水进行水解酸化处理，将难降解的复杂有机污染物分解为易降解的简单的有机物，并去除废水中部分SS。

水解酸化池设置脉冲布水器，底部采用穿孔布水管，布水均匀，并可使泥水充分混合，提高水解酸化效率。

(2). 设计参数：外形尺寸：L(m)×B(m)×H(m)=24.7×10.0×7.0结构形式：地上式钢砼结构数量：1座（分2格）有效水深：He=6.5m停留时间：HRT=16.1h(3).主要设备A. 脉冲布水器(钢结构）数量：2套B. 布水系统数量：2套3.3.2好氧池（改造）说明：原二沉池拆除，在原基础上新建一套平流式二沉池,曝气系统采用下垂式安装。