中密度纤维板废水处理的工程实例——生物碳罐应用

中密度纤维板废水处理的工程实例作者：杨建中——生物碳罐的应用要：通过工程实例论述“沉淀+气浮+UASB-好氧+吸附”工艺在中密度纤维板废水处理中的应用是可行的，其COD去除率在99.8%以上，操作费用2.80元/m3（废水）。处理出水达到《污水综合排放标准》（8978-1996）二级标准，可进行回用，实现零排放。关键词：中密度纤维板废水沉淀气浮UASB内循环达标排放回用TheEngineeringExampleofMediumDensityFiberboardWastewaterTreatmentWangsong-lin1Yangjian-zhong2(1、HefeiStipCo.，Ltd，Hefei230088,China；2、YixingMeijiliEnvironmentalProtectionIndustryEquipmentCo.，Ltd，Yixing214215,China)Abstract：Inthispaper,itisdissertatedthattheprocessofdepositionplusflotationplusUASB-aerobicplusadsorptiontotreatmediumdensityfiberboardwastewaterisfeasible.TheCODistakenoffoverpercent99.8inthisprocess,thecostofoperationis2.8CNYpercubicmeterswastewater.ThequalityoftreatedwastewaterarriveatthesecondgradecriterionthatisdissertedinNationalintergratedwastewaterdischargestandard(8978-1996),Thetreatedwastewatercanberecycled,andthequantityofwastewatertreatedthatisblownoffiszero。Keywords：MediumdensityfiberboardwastewaterDepositionFlotationUASBInnerloopDischargestandardRecycling前言纤维板行业属于高污染行业，其生产过程中产生的高浓度废水，属于难处理的废水之一。以往国内此类废水大多只做了简单的沉淀等预处理设施，没有真正实现达标排放。随着国家环境政策的加强及人们环保意识的提高，许多中密度纤维板公司开始新建或完善自己的废水处理设施。1废水的来源、水质及排放标准中密度纤维板废水中污染物的主要成分有可溶性物质及木屑纤维等悬浮物。木材本身含有的可溶性糖类约占其重量的1%-3%，在生产过程中，这些物质便溶入水中。木片在加热软化后，半纤维素水解成糖类、木质素和有机酸，故废水一般偏酸性。废水中的悬浮物有两种，其一是板坯成型时有部分小纤维及少量的薄壁细胞碎片、树皮碎屑随水流失，悬浮于水中；其二是木片在热磨时产生的胶体物质，可长期悬浮于水中，沉淀极慢。还有作为防水剂的石蜡及作为增强剂的酚醛树脂也会少量随水流失，粘附在纤维上[1]。纤维板废水的COD、SS及色度都很高。江西某人造板有限公司原有废水处理采用自然沉淀，有10m×16m×2.5（H）m的沉淀池6格，沉淀后出水外排。2004年扩建后年生产中密度纤维板16万m3，废水排放约20m3/h，原水水质指标及排放标准见表1。名称指标CODcr(mg/L)SS(mg/L)色度PH值设计进水水质指标180004500100004-6《污水综合排放标准》二级标准150200806-9表1设计进水水质指标及排放标准2处理工艺的确定2.1处理工艺的分析2.1.1SS的去除因废水中的纤维和木屑等悬浮物浓度较高，如果不及时去除，不仅会堵塞管道，并且会影响后续处理。有效去除SS是纤维板废水处理的先决条件。纤维板废水中的SS比较复杂，有可浮在水面的、可悬在水中的、可沉在水底的、还有半溶解在水里的。去除SS最经济的方法是自然沉淀，但该类废水的PH偏酸性，自然沉淀的效果不佳。混凝沉淀需将废水的PH调至9.5以上，再加新型复合净水剂，才效果显著，分层时间短。为了进一步降低SS含量，再加一级气浮处理，即利用微气泡的粘附顶托将废水中不易沉淀的悬浮物进一步去除。去除SS的同时，COD及色度也得到了部分降解。2.1.2COD的去除COD去除一般采用的是生物化学方法。根据其对氧需求的不同，可分好氧处理和厌氧处理。好氧处理需要对废水进行冲氧，存在动力能耗。好氧微生物对废水水质的变化适应性较强，操作简单。从废水处理机理上分析，厌氧处理过程要比好氧处理复杂一些，可分为水解→酸化→酸性衰退→甲烷化四个阶段。厌氧处理在无氧的情况下进行，可大大降低运行电耗，生成的沼气能够回收利用，有一定的经济效益。但厌氧过程比较复杂，对水质的变化极为敏感，操作不易控制。由于混合进水的CODcr浓度高达10000mg/l以上，采用一级好氧或厌氧不能达到要求，采用厌氧+好氧相联合的方式。厌氧段采用UASB工艺，其低营养源需求，是耗氧系统的1/5～1/10；污泥产量低，是好氧系统的1/3～1/5；容积负荷高，构筑物体积小。好氧利用原有沉淀池，采用接触氧化工艺。2.1.3色度的去除色度在沉淀、气浮、厌氧、好氧等工序都有一定的去除率，考虑到原水色度较高，为增加工艺路线的可靠性，在好氧处理后，增加生化吸附工序，由压力滤器和生物碳罐联合组成。生化碳罐下部通入空气，颗粒活性碳上生长有微生物，在有吸附功能的同时还有一定的生化处理功能。2.2废水处理工艺根据上述分析，废水处理工艺流程如下，各处理单元的主要污染物去除率见表2。调节沉淀池初沉池气浮装置UASB接触氧化池压力滤器生物碳罐COD去除率020%70%70%90%10%50%出水COD（mg/l）18000144004320130013012060SS去除率10%40%80%60%50%60%出水SS（mg/l）4050243049020010040表2主要污染指标的各处理单元去除率3主要处理设备和构筑物3.1固液分离机。选用HF-800型，2台，装在车间出口处，主要是回收废水中大颗粒木屑及沙石等。3.2调节沉淀池。1座，尺寸为9m×16m×2.5（H）m（利用原有池子改造），停留时间12h。内设行车式吸泥机1台，N=1.1kw，将木屑等沉淀物吸至污泥池，尺寸为1m×16m×2.5（H）m（利用原有池子改造），再由80WG污泥泵送至污泥浓缩池。3.3混凝反应池。3格，单格尺寸为1.2m×1.2m×1.6（H）m，水力停留时间0.25h。加碱及净水剂混凝，PH控制在10左右。3.4予沉池。1座，尺寸为5m×5m×4.2（H）m，表面负荷0.8m3/m2·h，内设中心进水筒及出水堰，配80WG污泥泵1台，污泥送至浓缩池。3.5中间水池。1座，尺寸为2.5m×5m×4.2（H）m，水力停留时间2h。提升泵选用50WQ17-25-3潜污泵，2台，1用1备。3.6气浮。1座，溶气气浮，尺寸为2.6m×2m×2.2（H）m，N=8.6kw。3.7酸化池。1座，尺寸为10m×16m×2.5（H）m（利用原有池子改造）,加酸，将废水的PH调至7。内设搅拌机1台，功率3KW。配水泵同前提升泵。3.8UASB+回流水池。考虑进水水质的变化及UASB反应器对水质变化的敏感性，UASB增加了一套内循环系统，它包括回流水池及回流水泵。UASB出水水质一般都比较稳定，在回流系统的作用下重新回到配水系统，这样一来能稀释进水的浓度[2]，提高UASB对进水水温、PH和COD的适应能力，只需在UASB进水前对PH和温度做一粗调即可。内循环系统还可弥补反应器中沼气搅拌能力的不足（尤其在启动初期或在“事故”情况下）。UASB采用环状穿孔管配水，通过三项分离器出水，并在三项分离器上方增加侧向流沉淀器，它由玻璃钢板成600安装而成，能在最大程度上截留三项分离器出水中的颗粒及絮状污泥[3]。内循环UASB系统示意见图1。图1内循环UASB系统示意图UASB尺寸为6m×6m×6.5（H）m，1座，容积负荷为6kgCODcr/m3·d，回流水池1座，尺寸为1m×6m×6.5（H）m，水力停留时间1.5h。回流水泵设IHG65-125A化工泵2台，1用1备。3.9生物接触氧化池。水力停留时间48h。共3组，单组尺寸为10m×16m×2.5（H）m（利用原有池子改造），内置微孔曝气器和组合填料，鼓风曝气，SSR-100罗茨风机，3台，2用1备。3.10二沉池。1座，尺寸为5m×5m×4.2（H）m，表面负荷0.8m3/m2·h，内设中心进水筒及出水堰，配80WG污泥泵1台。3.11清水池。1座，尺寸为2.5m×5m×4.2（H）m，水力停留时间2h。二次提升泵同前提升泵。3.12压力滤器。钢结构，1台，尺寸为Ф1.6×3.9（H）m，滤速10m/h，无烟煤、石英砂组成的双层滤料。3.13生物碳罐。钢结构，2台，尺寸为Ф2.0×4.9（H）m，滤速3m/h，颗粒活性碳滤料。下设DN40进气管，气源由鼓风机提供。3.14回用水池。1座，尺寸10m×16m×2.5（H）m（利用原有池子改造）。3.15污泥浓缩池。1座，尺寸5m×10m×3（H）m。3.16带式压滤机。1台，DYQ-500型，N=1.5kw。4调试该项目于2004年元月竣工，随即进行单机和联动调试。根据PH计的显示，混凝反应池加碱控制PH在10左右，同时加净水剂混凝，酸化池加酸调节PH在7左右。药剂均采用人工调节阀门重力投加。内循环UASB反应器接种污泥采用城市污水处理厂的厌氧污泥，以设计负荷5%的COD负荷进水启动，根据UASB内VFA的浓度，逐渐增加进水量，见表3。实际负荷（%）VFA的浓度（mg/l）日增加负荷的幅度（%）5-252002026-502501051-75250776-1002004表3UASB进水增加幅度和实际负荷及UASB中VFA浓度的关系通过改变回流水泵的流量，可保证UASB内稳定的上流速度，使厌氧颗粒污泥始终处于膨胀状态，从而保证UASB的稳定运行。运行中随着进水及环境条件的变化，调试中UASB会产生“酸化”现象，内循环系统可快速恢复反应器中污泥的活性，同时对较短时间停用的UASB（小于1个月），通过内循环系统可在1～2天内恢复其处理能力（停用期间每天运行回流水泵1～2小时），对较长时间停用的UASB（大于1个月），通过内循环系统可在4～7天内恢复其处理能力。生物接触氧化池由于是利用老池子改造，体积偏大，采用好氧污泥驯化，20天达到设计负荷。该项目于2004年10月通过环保部门的监测验收，监测数据：CODcr（平均）119mg/L，SS（平均）18mg/L，PH（平均）7.8，色度33倍。5工程小结1．采用沉淀+气浮+UASB-好氧+吸附工艺处理中密度板废水处理是可行的，出水可达到《污水综合排放标准》（8978-1996）二级标准。处理出水可回用，能减轻建设单位废水处理运行的负担。2．UASB增设内循环系统，能缩短调试时间，增强UASB对水质的适应性，同时使UASB运行更趋于稳定。三相分离器增设侧向流沉淀器后，可提高其对污泥的截留能力，从而保证反应器在采用普通厌氧污泥接种时亦可快速达到设计处理负荷。3．中密度纤维板废水水质浓度高，处理工艺复杂，且处理单元多，一个处理单元不能正常运行，会造成后续处理的紊乱。这要求操作人员不仅要熟悉工艺流程，还要有较强的责任心。4．工程总投资160万元（不含原有水池土建费用，但含改造费用），占地面积1690m2。电力消耗1.72kwh/m3。运行费用2.8元/m3（不计折旧），其中电费0.83元/m3，人工费0.16元/m3，药剂费1.76元/m3，维修费0.05元/m3。6问题与建议1．由于两台固液分离机安装时采用并联，有大木屑进入调节沉淀池中，造成吸泥机吸口被堵，建议将固液分离机改为串联。2．气浮尺寸偏小