【文章內(nèi)容簡介】 78 頁 第一章 工程概述及處理要求 第一節(jié) 工程概述 金華盛紙業(yè) （蘇州）有限公司是亞洲漿紙業(yè)有限公司（ APP ）在蘇州工業(yè)園區(qū)設(shè)立的外商獨(dú)資企業(yè)，公司專業(yè)生產(chǎn)無碳復(fù)寫紙、雙膠紙、銅版卡及辦公用紙四大系列，是中國最大的無碳復(fù)寫紙生產(chǎn)基地，也是目前中國具有自原紙生產(chǎn)、 NCR涂布到成品加工全套設(shè)備的無碳復(fù)寫紙及信息紙品制造商。 目前 公司 現(xiàn)有一套設(shè)計(jì)處理能力為 30000m3/d 的廢水處理系統(tǒng)，隨著國家對環(huán)保的日益重視，特別是太湖地區(qū)廢水排放要求的逐年提高，現(xiàn)有的裝置實(shí)際運(yùn)行能力不足 20200 噸 /天，建設(shè)初的設(shè)計(jì)出水水質(zhì)和實(shí)際運(yùn)行出水水質(zhì)都不能達(dá)到現(xiàn)在江蘇太湖地區(qū)對廢水排放一級(jí) A的要求，故本工程根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際情況，在充分利用原有污水處理設(shè)施的前提下，新建一套 30000 噸 /天的生物處理單元，確保新建的生物處理單元出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí) A的標(biāo)準(zhǔn)；在新的生物處理單元建成運(yùn)行后，新老兩套污水處理單元可輪換使用，也可以并聯(lián)或串聯(lián)使用，幫助企業(yè)在不影響生產(chǎn)廢水處理達(dá)標(biāo)排放的條件下完成對原有生物處理單元部分的改造，使改造后生物處理單元的出水水質(zhì)也能達(dá)到江蘇太湖地區(qū)的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，在改造完成老系統(tǒng)的生物處理單元后，新老兩套生物處理單元的最大處理能力為 40000 噸 /天，為以后企業(yè)的進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模做好準(zhǔn) 備。 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同濟(jì)大學(xué)上海同濟(jì)建設(shè)有限公司 地址：上海市密云路 588 號(hào)同濟(jì)大學(xué)城市污染控制國家工程研究中心 電話： 021－ 65980354， 65975326 第 2 頁 共 78 頁 第二節(jié) 處理要求 1. 設(shè)計(jì)處理水量及進(jìn)水水質(zhì) 根據(jù)金華盛 紙業(yè)（蘇州）有限公司 提供的相關(guān)資料及要求，新建廢水生物處理單元的處理能力按 30000 m3/d設(shè)計(jì)。原有處理工藝中塔濾后的出水（即新建生物處理單元的進(jìn)水）水量及水質(zhì)情況見下表： 表 1－ 1 新建生物處理單元的進(jìn)水水質(zhì) 序號(hào) 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo) 1. pH 值 ～ 2. TSS, mg/L 90 3. CODcr， mg/L 680 4. BOD5 mg/L， 340 5. 溫度 ℃ 40（夏季 ） 6. 總磷 ～ 7. 氨氮 ～ 8. 水量 噸 /天 30000 2. 排放標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)業(yè)主提供的要求，廢水處理站的最終出水水質(zhì)具體指標(biāo)值詳見表 1－ 2。 表 1－ 2 設(shè)計(jì)出水水質(zhì) 序號(hào) 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)出水指標(biāo) 1. pH 值 ～ 2. TSS, mg/L， 10 3. CODcr， mg/L， 50 4. BOD5 mg/L， 30 5. 溫度 ℃ 35 6. 總磷 7. 氨氮 8. 顏色 50 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同濟(jì)大學(xué)上海同濟(jì)建設(shè)有限公司 地址：上海市密云路 588 號(hào)同濟(jì)大學(xué)城市污染控制國家工程研究中心 電話： 021－ 65980354， 65975326 第 3 頁 共 78 頁 第二章 造紙廢水工藝及處理方法介紹 第一節(jié) 木漿造紙廢水的來源和特點(diǎn) 1. 木漿造紙廢水的來源 由于產(chǎn)品、原料、工廠管理和內(nèi)部治理與工藝技術(shù)的不同，不同的制漿造紙廠排放廢水的水質(zhì)水量會(huì)有相當(dāng)大的不同。 制漿造紙廢水含有的化合物主要來源于制漿所用的木材或其它植物纖維原料和生產(chǎn)過程中添加的化學(xué)品。木材原料中含有約 35%一 45%的纖維素， 20%一 35%的半纖維素和大約 20%一 30%的木質(zhì)素以及少量的水抽出物 (2%一 3%)。采用的原料和生產(chǎn)工藝過程會(huì)極大影響廢水的組成。其中制漿工藝對廢水組成影響尤為顯著。 如前所述，植物纖維原料中含有的三大組分是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。制漿中添加化學(xué)品的 主要目的就是破壞木質(zhì)素與纖維素之間的連接，并使木質(zhì)素溶解于蒸煮液中，因此木質(zhì)素降解物是制漿廢液中最重要的成分。木質(zhì)素是帶有芳香結(jié)構(gòu)的立體網(wǎng)狀聚合物，它屬于難生物降解的化合物。因此含有高濃度木質(zhì)素的廢水難以在厭氧處理中達(dá)到很高的去除率。制漿過程中半纖維素以單糖或低聚糖形式進(jìn)入廢水中。原料中的少量纖維素在制漿中也會(huì)以葡萄糖及其寡聚物形式進(jìn)入廢水中，纖維素、半纖維素的降解產(chǎn)物也會(huì)形成有機(jī)酸，它們在厭氧處理過程中是易于降解的。 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同濟(jì)大學(xué)上海同濟(jì)建設(shè)有限公司 地址：上海市密云路 588 號(hào)同濟(jì)大學(xué)城市污染控制國家工程研究中心 電話： 021－ 65980354， 65975326 第 4 頁 共 78 頁 2. 木漿造紙廢水的特點(diǎn) 廢水中 SS 和 CODcr 的濃度較高，其中 CODcr 主要由纖 維素、半纖維素和木質(zhì)素組成，這些物質(zhì)需要經(jīng)過水解酸化處理后才易被好氧微生物降解。 第二節(jié) 原有廢水的處理工藝情況分析 原有工藝處理流程圖 污泥井出水達(dá)標(biāo)排放泥餅外運(yùn) 污泥脫水系統(tǒng) 污泥濃縮池二沉池 O級(jí) 反應(yīng)池 A級(jí) 反應(yīng)池PAM初沉池混凝反應(yīng)池抽水井廢水接入3萬 m /d 格柵一級(jí)提升泵PAC二級(jí)提升泵浮渣生物塔曝氣池PAM混凝反應(yīng)池PAC三沉池3 空氣PN空氣 處理水量為 30000m3/d，即 1250 m3/h。 3 原有流程處理后出水水質(zhì) 表 1 原有流程出水水質(zhì) 序號(hào) 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)進(jìn)水指標(biāo) 1 pH 值 ～ 2 CODcr， mg/L 55～ 65 3 BOD5 mg/L， 5 4 總磷 ～ 5 氨氮 ～ 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同濟(jì)大學(xué)上海同濟(jì)建設(shè)有限公司 地址：上海市密云路 588 號(hào)同濟(jì)大學(xué)城市污染控制國家工程研究中心 電話： 021－ 65980354， 65975326 第 5 頁 共 78 頁 原有工藝運(yùn)行情況分析 1 水質(zhì)分析 為了摸清原有工藝的運(yùn)行實(shí)際情況，我司分別對原有處理工藝中的廢水進(jìn)水、塔濾出水、 O 池出水二沉池出水及三沉池出水進(jìn)行了采集分析，具體分析數(shù)據(jù)如下： 采樣點(diǎn) 水質(zhì)指標(biāo) 廢水進(jìn)水水質(zhì) 塔濾出水水質(zhì) 0 池出水水質(zhì) 二沉池出水水質(zhì) 三沉池出水水質(zhì) CODCr 836 447 74 73 62 BOD5 431 180 8 2 2 TOC B/C 2 處理及廢水特點(diǎn)分析 從 1 的水質(zhì)分析表中可以看出，總的廢水處理工藝采用 A/O 法是可行的，CODCr、 BOD5的去除率分別達(dá)到 %和 %，出水的 BOD5為 2ppm,出水的 B/C比為 ，說明出水再經(jīng)活性污泥法處理已經(jīng)沒有效果，從二沉池出水的 TOC 為,可以看出，可溶性有機(jī)物是形成 CODcr的主要原因，最終出水水質(zhì) CODCr超標(biāo)，也是由該部分有機(jī)物產(chǎn)生的，所以采取常規(guī)的生物處理，已經(jīng)不能解決或者很難解決 CODCr超標(biāo)的問題，必須采取進(jìn)一步的提高廢水的生化性和采用合適的 物化處理方能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同濟(jì)大學(xué)上海同濟(jì)建設(shè)有限公司 地址：上海市密云路 588 號(hào)同濟(jì)大學(xué)城市污染控制國家工程研究中心 電話： 021－ 65980354， 65975326 第 6 頁 共 78 頁 第三節(jié) 造紙廢水生物處理單元的處理方法和選擇 本工程擬比選出一個(gè)投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、耐沖擊性強(qiáng)、技術(shù)成熟、處理效果穩(wěn)定可靠、運(yùn)行管理方便、操作運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、技術(shù)設(shè)備先進(jìn)、成套性好、便于分期實(shí)施的處理工藝。 造紙作為一個(gè)水的重污染行業(yè)，受到國內(nèi)外環(huán)保界的廣泛重視。雖然造紙黑液與白水處理由于有用物質(zhì)的回收價(jià)值而為生產(chǎn)廠家所易于接受，但造紙中段廢水的處理則因其水量很大，在公眾對環(huán)保問題越來越關(guān)注的今天也引起人們的高度重視。中段廢水的主要特點(diǎn)是水量大，國內(nèi)的造紙中段廢水由于黑液提取率較低和 生產(chǎn)系統(tǒng)中的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象較嚴(yán)重，還同時(shí)呈現(xiàn)出濃度較高、色度較大、可生化性較差及水質(zhì)多變等特點(diǎn)，為此，國內(nèi)的造紙中段廢水處理也較國外發(fā)達(dá)國家造紙中段廢水處理的難度大一些。 國外造紙中段廢水的生物處理過去普遍采用傳統(tǒng)的二級(jí)生化處理系統(tǒng)，其生化部分通常采用負(fù)荷較低的延時(shí)曝氣和氧化溝等工藝，泥水分離常因造紙廢水泡沫較多而采用澄清沉淀工藝。近些年來，隨著缺氧厭氧處理工藝的不斷成熟與發(fā)展，西方國家能源問題的影響，其生化部分越來越多地采用 “缺厭氧－好氧處理 ”的組合工藝（即 A/O工藝）。 如果 A段的時(shí)間足夠長，則缺氧 段結(jié)束后進(jìn)入?yún)捬醵?，一些兼性厭氧?xì)菌開始發(fā)揮作用，一些大分子難降解的有機(jī)物可在此時(shí)被通過水解酸化等途徑被氧化為小分子中間產(chǎn)物，為后續(xù)好氧處理提供了條件。 污水厭氧生物處理的原理是利用兼性厭氧和嚴(yán)格厭氧的微生物代謝去除污染物。厭氧微生物分解污染物的途徑有水解、裂解、還原等，參與代謝的微生物主要是厭氧細(xì)菌，此外有少量的真菌和某些種類的原生動(dòng)物。厭氧細(xì)菌分解有機(jī)物的過程中有三大類群的細(xì)菌參與： ? 水解酸化細(xì)菌群：主要將大分子有機(jī)物水解成小分子的中間產(chǎn)物，如有機(jī)酸、醇、醛和 CO H H2O 等，在發(fā)酵過程中細(xì)菌獲能 生長； ? 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌群：這類細(xì)菌將水解的中間產(chǎn)物進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成一碳或二碳的有機(jī)酸、醛、醇、 H2等； ? 產(chǎn)甲烷細(xì)菌群：這類細(xì)菌絕對厭氧，將一碳和二碳的有機(jī)物、 CO H2 還原成 CH4。 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同濟(jì)大學(xué)上海同濟(jì)建設(shè)有限公司 地址：上海市密云路 588 號(hào)同濟(jì)大學(xué)城市污染控制國家工程研究中心 電話： 021－ 65980354， 65975326 第 7 頁 共 78 頁 工程應(yīng)用中可根據(jù)實(shí)際需要，將厭氧處理的時(shí)間適度縮短、厭氧處理的進(jìn)程控制在水解酸化階段，污水不經(jīng)過產(chǎn)甲烷階段而直接進(jìn)入后續(xù)好氧處理，不僅可提高廢水的可生物氧化性，而且后續(xù)好氧處理的曝氣量大幅減少，降低了能耗。 由于本工程進(jìn)入生物處理段的污水濃度不超過 1000mg/L，且經(jīng)過生物塔處理，污染物濃度更低，因此，采用厭缺氧處理（ A級(jí)）與 好氧處理（ O級(jí)）結(jié)合的強(qiáng)化生物處理工藝是可行的。 其簡要工藝過程如下： 圖 1 A/O 工藝生物處理工藝運(yùn)行模式 A/O 工藝生物處理有以下的特點(diǎn)： ① 、針對性和實(shí)用性強(qiáng)； ② 、處理效果好且穩(wěn)定，可防止 O 段的污泥膨脹等問題。 ③ 、維護(hù)管理方便； ④ 、運(yùn)行費(fèi)用低； ⑤ 、污泥量少。 考慮到木漿造紙廢水的可生化性較差，故適當(dāng)延長 A池的停留時(shí)間，盡量提高廢水的 B/C比（可生化性），使 O池的生化效果更好。為保證總出水的水質(zhì)達(dá)到 50mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)，可在生化處理之后設(shè)置必要的物化處理（如投加粉末 活性炭等）以保證出水達(dá)標(biāo)。 A 級(jí)生化池 污水 O 級(jí)生化池 沉淀池 空 氣 鼓風(fēng)機(jī) 污泥混合液回流 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同濟(jì)大學(xué)上海同濟(jì)建設(shè)有限公司 地址：上海市密云路 588 號(hào)同濟(jì)大學(xué)城市污染控制國家工程研究中心 電話： 021－ 65980354， 65975326 第 8 頁 共 78 頁 第四節(jié) 新建生物處理單元工藝的確定 在對各種生物處理方法比較的基礎(chǔ)上，參考原有廢水處理工藝及運(yùn)行效果，結(jié)合我公司的工程經(jīng)驗(yàn)及造紙廢水的特點(diǎn)，現(xiàn)提出下述強(qiáng)化 A/O 生物處理工藝： 圖 2 工程建設(shè)的推薦處理工藝流程 2. 新建生物處理單元工藝說明： 強(qiáng)化 A 級(jí)生物反應(yīng)池 通常，污水厭氧生物處理產(chǎn)生甲烷的過程分為三個(gè)階段 :水解、酸化和產(chǎn)甲烷階段。本工程主要利用厭氧水解酸化階段過程的兼性和厭氧微生物能夠較快氧化大分子物質(zhì)的特性來將造紙廢水中的半纖維素、纖維素和木 質(zhì)素等物質(zhì)氧化成中間產(chǎn)物。在 A 級(jí)生物反應(yīng)池內(nèi)，難降解物質(zhì)大多為溶解性物質(zhì)，通過水解酸化細(xì)菌的作用，將這些碳水化合物部分降解為脂肪酸，主要是醋酸、丁酸和丙酸等中間代謝產(chǎn)物，他們是后續(xù)好氧處理的易降解物質(zhì)，能夠快速被好氧微生物快速徹底分解成CO2和水。 為提高 A 級(jí)生物反應(yīng)池的污泥濃度和兼性與厭氧微生物的數(shù)量，在反應(yīng)池內(nèi)放置懸浮狀微生物載體，并在 A 級(jí)生物反應(yīng)池的出口設(shè)置填料固定床，形成強(qiáng)化 A級(jí)生物反應(yīng)池，實(shí)現(xiàn) A 級(jí)生物反應(yīng)池的污泥長停留時(shí)間。 生物塔 出水 強(qiáng)化 A級(jí)生物反應(yīng)池 強(qiáng)化好氧生物 反應(yīng)池（ O 池） 二沉 池 接后續(xù)處 理單元 鼓風(fēng)機(jī) 粉末炭 剩余污泥排放 污泥回流液 金華盛紙業(yè)（蘇州）有限公司 30000m3/d 廢水生物單元處理項(xiàng)目方案 同