【正文】 厭氧處理技術(shù)：水解酸化池，有效分解廢水中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的難降解大分子有機(jī)污染物；PAFR 反應(yīng)器，降低廢水 COD，減小好氧池有機(jī)負(fù)荷。為保護(hù)周邊環(huán)境，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)與環(huán)境持續(xù)、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)發(fā)展，同時(shí)響應(yīng)“三同時(shí)”政策，該公司決定新建一套廢水處理系統(tǒng)，廢水處理工程的設(shè)計(jì)規(guī)模為 6000 m3/d。造紙廢水處理工程初步設(shè)計(jì)方案造紙廢水處理工程初步設(shè)計(jì)方案(6000 m3/d) 造紙廢水處理工程初步設(shè)計(jì)方案概 述某紙業(yè)有限公司位于某縣。該公司計(jì)劃新建一條年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸高強(qiáng)瓦楞紙生產(chǎn)線。一、工藝設(shè)計(jì)? 廢水處理采用我公司成熟可靠的物化與生化（水解酸化池+PAFR 厭氧反應(yīng)器+改良活性污泥法）相結(jié)合的處理工藝，強(qiáng)化前處理，采用先進(jìn)的脈沖布水系統(tǒng)、高效的布?xì)庀到y(tǒng)，使廢水處理系統(tǒng)高效、節(jié)能。? 廢水處理工藝流程：廢水→格柵→集水池→篩網(wǎng)平臺(tái)→初沉池→調(diào)節(jié)池→冷卻塔→水解酸化池→PAFR 反應(yīng)器→好氧池→二沉池→終沉池→達(dá)標(biāo)排放。二、主要工藝參數(shù)1. 調(diào)節(jié)池：（1 座）A(m2)H(m) = 停留時(shí)間：HRT=2. 初沉池：（1 座）D(m)H(m)= 表面負(fù)荷：q= 3/ m2?h3. 水解酸化池：（1 座）L(m)B(m)H(m)= 停留時(shí)間： HRT=4. PAFR 反應(yīng)器：（ 1 座分 2 格）L(m)B(m)H(m)= 停留時(shí)間： HRT=容積負(fù)荷：Nv=(m 3d)6. 二沉池：（1 座）D(m)H(m)= 表面負(fù)荷：q= 3/ m2?h7. 終沉池：（1 座）D(m)H(m)= 表面負(fù)荷：q= 3/ m2?h三、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)1. 廢水處理設(shè)計(jì)規(guī)模：6000m 3/d2. 總投資： 萬(wàn)元，噸水投資： 元/m 33. 總裝機(jī)容量：，運(yùn)行功率：4. 直接運(yùn)行費(fèi)用： 元/m 35. 占地面積：約 8820m2備注：本運(yùn)行費(fèi)用為直接費(fèi)用，不包括 pH 調(diào)節(jié)費(fèi)、污泥運(yùn)輸費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)用、折舊費(fèi)、維修費(fèi)、企業(yè)管理費(fèi)等。每天產(chǎn)生廢水量約為 6000m3 為保護(hù)周邊環(huán)境，滿足國(guó)家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)模式，因此，公司決定興建一套廢水處理設(shè)施，主要處理生產(chǎn)車間排放廢水，廢水處理的設(shè)計(jì)規(guī)模為 6000 m3/d。 設(shè)計(jì)單位概況廣州中環(huán)萬(wàn)代環(huán)境工程有限公司是中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)骨干企業(yè)，廣東省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)單位?！罢\(chéng)信為本，專注專業(yè)”是公司的宗旨。具體體現(xiàn)在公司不推廣不成熟的工藝，不使用性能不合格的設(shè)備，不承接沒(méi)有把握達(dá)標(biāo)的工程，爭(zhēng)取把每一個(gè)工程都做成優(yōu)秀示范工程。十多年來(lái)，公司（包括其前身）先后承建了 300 多項(xiàng)污水處理工程，累計(jì)總污水量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò) 200 萬(wàn)噸/每天，全部達(dá)標(biāo)排放；并承建 20 多項(xiàng)給水處理工程，累計(jì)總給水量超過(guò) 50 萬(wàn)噸/每天，全部做到達(dá)標(biāo)處理。我公司承建的日處理量達(dá)萬(wàn)噸級(jí)以上的工程有五十余多項(xiàng)。出水都能達(dá)到國(guó)家或地方排放標(biāo)準(zhǔn)，深受社會(huì)各界及業(yè)主的一致好評(píng)。在工程施工過(guò)程中，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求來(lái)控制工程質(zhì)量，確保治理達(dá)標(biāo)，因此贏得了廣泛的稱贊和信任。造紙廢水處理工程初步設(shè)計(jì)方案 3 第二章 設(shè)計(jì)依據(jù)、原則及范圍 設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 業(yè)主提供的有關(guān)水質(zhì)、水量資料及處理要求(2) 《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》(3) 《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500142022(4) 《制漿造紙工業(yè)水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》GB35442022(5) 《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500142022(6) 其他相關(guān)專業(yè)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)目的針對(duì)廢水的特性，對(duì)廢水處理工藝、設(shè)備選型等進(jìn)行多方面比較，確定適宜的廢水處理工程構(gòu)（建）筑物布置，采用技術(shù)先進(jìn)、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)定、投資省、運(yùn)行成本低的工藝，同時(shí)使工程獲得最佳的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 設(shè)計(jì)內(nèi)容1) 作廢水處理工程總體規(guī)劃；2) 廢水處理工藝選擇；3) 廢水處理工程各構(gòu)筑物以及相關(guān)的建筑物設(shè)計(jì)；4) 設(shè)備、儀表的選型；5) 工程總造價(jià)估算；6) 運(yùn)行費(fèi)用的核算。設(shè)計(jì)處理流量：Q d=6000m3/d，變化系數(shù) Kz=；設(shè)計(jì)小時(shí)流量：Q ev=250m3/h設(shè)計(jì)最大瞬時(shí)流量：Q max=275m3/h 排污情況 排污情況由于某紙業(yè)有限公司的廢水排放的廢水主要來(lái)自廢紙車間的洗漿工藝污水。 廢水水質(zhì)根據(jù)業(yè)主提供的資料，確定廢水水質(zhì)如下表所示表 31 廢水進(jìn)水水質(zhì) （單位：mg/L，水溫除外）項(xiàng) 目 濃 度 項(xiàng) 目 濃 度CODcr ≤4000 SS ≤2022BOD5 ≤1200 pH ～水溫 ≤50℃ 設(shè)計(jì)出水水質(zhì)根據(jù)《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB35442022 處理出水水質(zhì)須達(dá)到以下要求（如表 32 所示）：造紙廢水處理工程初步設(shè)計(jì)方案 6 表 32 出水水質(zhì) （單位：mg/L，水溫除外）項(xiàng) 目 排放標(biāo)準(zhǔn) 項(xiàng) 目 排放標(biāo)準(zhǔn)CODcr ≤90 mg/L SS ≤30 mg/LBOD5 ≤20 mg/L pH ～ 污泥處理目標(biāo)廢水處理站所產(chǎn)生污泥經(jīng)過(guò)濃縮、機(jī)械脫水后外運(yùn)處置。污水的特點(diǎn)是 SS、COD 均較高，屬較難處理的污水之一。廢水中的主要成分是細(xì)小懸浮性纖維、造紙?zhí)盍稀U紙雜質(zhì)和少量果膠、蠟、糖類，以及造紙生產(chǎn)過(guò)程中添加的各種有機(jī)和無(wú)機(jī)的化合物。 廢水處理工藝選擇為了取得最佳的處理效果及從系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性出發(fā)，降低投資成本、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便、節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，結(jié)合本工程的自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和管理水平情況，并根據(jù)本工程廢水特性，結(jié)合國(guó)內(nèi)外造紙廢水處理技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，我們選擇了物化與生化相結(jié)合的處理工藝。1. 細(xì)格柵由于本廢水中含有大量的懸浮物和殘留塑料碎片，會(huì)對(duì)水泵造成損害，對(duì)主體生化處理造成影響，因此在進(jìn)入泵及主體構(gòu)筑物之前對(duì)其進(jìn)行攔截，設(shè)置細(xì)格柵攔截大尺寸雜物。篩網(wǎng)采用雙層結(jié)構(gòu)，上層為斜篩，下層為集漿池。采用雙層結(jié)構(gòu)篩網(wǎng)能有效減少清渣的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)環(huán)境，減少操作工人數(shù)量。本廢水水溫波動(dòng)較大，有時(shí)會(huì)達(dá)到 50℃，過(guò)高的水溫對(duì)微生物生長(zhǎng)不利，因此需要進(jìn)行降溫處理。4. 混凝反應(yīng)池、初沉池由于廢水污染物濃度高，含有大量不利于生化處理的物質(zhì)，需要進(jìn)行混凝預(yù)處理，提高后續(xù)生化系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)我公司多年的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)由于生產(chǎn)企業(yè)排放的廢水水質(zhì)經(jīng)常處于變化之中，給投加混凝藥品帶來(lái)一定的困難。在廢水處理中有針對(duì)性的加入混凝藥劑，投加量保持在最佳點(diǎn)附近，污染物去除效果最佳，這就是選擇性物化技術(shù)。造紙廢水處理工程初步設(shè)計(jì)方案 9 本工程生化處理工藝選擇廢水的生化處理是利用微生物的氧化分解作用去除廢水中有機(jī)物的方法。好氧生物處理需要源源不斷的供給氧氣，處理速度快，污泥負(fù)荷相對(duì)低，出水水質(zhì)好。厭氧生物處理是利用厭氧微生物的代謝過(guò)程在無(wú)需提供氧氣的情況下，把水中的大分子有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物、無(wú)機(jī)物（CH 4 等）和少量的細(xì)胞物質(zhì)。水解酸化能將難降解有機(jī)物分解成易降解有機(jī)物、將大分子有機(jī)物降解成小分子有機(jī)物，而微生物對(duì)有機(jī)物的攝取只有溶解性的小分子物質(zhì)才可直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，而不溶性大分子物質(zhì)首先要通過(guò)胞外酶的分解才得以進(jìn)入微生物體內(nèi)代謝。厭氧生物處理由于能耗極少，是一種低成本的廢水處理技術(shù)，十分適合用于處理污染物濃度高、可生化性差的廢水。 厭氧工藝的選擇厭氧反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的生化過(guò)程，微觀分析表明厭氧降解過(guò)程可分為三步：水解發(fā)酵階段、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段及產(chǎn)甲烷階段。首先大分子有機(jī)物在厭氧菌胞外酶的作用下被分解為簡(jiǎn)單的小分子有機(jī)物。纖維素被纖維素酶水解成纖維二糖與葡萄糖。繼而這些小分子化合物在發(fā)酵細(xì)菌（即酸化菌）的細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)單的化合物并分泌到細(xì)胞外。與此同時(shí)，酸化細(xì)菌也利用部分物質(zhì)合成新的細(xì)胞物質(zhì)，因此未經(jīng)酸化處理的污水厭氧處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生更多的剩余污泥。(2)、產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段在此階段，上一階段的產(chǎn)物被進(jìn)一步降解為乙酸（又稱醋酸） 、氫和二氧化碳，這是最終產(chǎn)甲烷反應(yīng)的反應(yīng)底物。在此階段，前兩階段產(chǎn)生的乙酸、 H2 和 CO2 被產(chǎn)甲烷菌轉(zhuǎn)化成為甲烷，甲烷的轉(zhuǎn)化產(chǎn)率約為 70－75%，故 COD 大為降低。甲烷化階段主要由產(chǎn)甲烷菌完成，產(chǎn)甲烷菌世代時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境要求非常嚴(yán)格，不但要絕對(duì)厭氧，而且對(duì) pH、堿度、溫度等因素都有較嚴(yán)格的適應(yīng)范圍。水解酸化池我們將水解酸化池的厭氧反應(yīng)控制在前兩個(gè)階段。水解酸化的產(chǎn)物主要包括揮發(fā)有機(jī)酸（VFA） 、乳醇、醇類等微生物可直接攝取的有機(jī)物，大大提高廢水的可生化性。造紙廢水處理工程初步設(shè)計(jì)方案 11 (2). 反應(yīng)器中 COD 主要是形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)化，進(jìn)水與出水總 COD 基本保持一致。 ，提高產(chǎn)甲烷反應(yīng)器中污泥的產(chǎn)甲烷活性。PAFR 能高效處理各類難生物降解的有機(jī)工業(yè)廢水，如造紙廢水、印染廢水等。在 PAFR 反應(yīng)器內(nèi)，廢水主要經(jīng)歷產(chǎn)甲烷階段，同時(shí)也進(jìn)行著少量的水解酸化反應(yīng)，因此 PAFR 反應(yīng)器既能大幅度去除有機(jī)污染物，也可以保持出水B/C 不變，既減輕了后續(xù)好氧工藝的有機(jī)負(fù)荷，也不會(huì)降低好氧池的處理效率。實(shí)際的 COD 去除發(fā)生在產(chǎn)甲烷階段，水解發(fā)酵階段和產(chǎn)乙酸產(chǎn)氫階段的產(chǎn)物可以在 PAFR 反應(yīng)器中被產(chǎn)甲烷菌進(jìn)一步降解為水和 COH 甲烷等氣體而從水中溢出，這樣污染物在整個(gè)厭氧處理中就得到徹底去除。因此，使用厭氧工藝進(jìn)行廢水處理，可以大幅度縮短好氧的停留時(shí)間，節(jié)省大量的基建投資和處理費(fèi)用。(2). 系統(tǒng)內(nèi)有強(qiáng)力而又節(jié)省的攪動(dòng)和上流的推動(dòng)力。(4). 反應(yīng)器內(nèi)由酸化、水解和產(chǎn)氣菌組成了高效、協(xié)調(diào)的厭氧生態(tài)群，其中產(chǎn)甲烷絲菌在顆粒污泥占主導(dǎo)地位。(6). 易形成富含各種厭氧微生物種群的顆粒污泥，是具有自我平衡性能的微生態(tài)系統(tǒng)，其中包含了降解廢水中各種有機(jī)污染物的微生物種群，剩余污泥產(chǎn)量少且穩(wěn)定。(8). 無(wú)任何運(yùn)動(dòng)部件，而有成熟的防堵塞措施，因而安全可靠，使用壽命長(zhǎng)。(10). 處理成本低，具有較好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益。我們注重進(jìn)水、出水、排泥、除氣、反沖洗防堵的每一個(gè)細(xì)節(jié)，力求做到盡善盡美。脈沖布水是利用虹吸管中快速流動(dòng)的水流將主管道中的空氣帶走，使主管道內(nèi)形成一定的真空度，在管道內(nèi)外大氣壓的作用下池內(nèi)的水進(jìn)入主管道后排入池中。在 PAFR 反應(yīng)器啟動(dòng)階段，接種在 PAFR 中的普通絮狀污泥，通過(guò)脈沖布水的沖擊作用形成連續(xù)的上升下降過(guò)程，污泥不斷互相碰撞、摩擦，易形成致密結(jié)構(gòu)的顆?；勰?。顆粒污泥的外觀上是多種多樣，有呈卵形、球形、絲形等；其平均直徑為 1 mm,一般為 ~2 mm,最大可達(dá) 3~5 mm；反應(yīng)區(qū)底部的顆粒污泥多以無(wú)機(jī)粒子作為核心，外包生物膜；顆粒的核心多為黑色，生物膜的表層則呈灰白色、淡黃色或暗綠色等；反應(yīng)區(qū)上部的顆粒污泥的揮發(fā)性相對(duì)較高。顆粒污泥中的細(xì)菌是成層分布的，即外層中占優(yōu)勢(shì)的細(xì)菌是水解發(fā)酵菌，而內(nèi)層則是產(chǎn)甲烷菌；顆粒污泥實(shí)際上是一種生物與環(huán)境條件相互依存和優(yōu)化的生態(tài)系統(tǒng)，各種細(xì)菌形成了一條很完整的食物鏈，有利于不同菌種間氫和乙酸的傳遞，其活性很高，能夠高效處理廢水中難降解的大分子有機(jī)物。泥水分離原理：隨著污水與污泥相接觸而發(fā)生厭氧反應(yīng)，產(chǎn)生大量主要成分為甲烷的氣體引起 PAFR 反應(yīng)器內(nèi)污泥擾動(dòng)。分離氣體、固體后的廢水繼續(xù)上升，最后從出水堰溢流，經(jīng)集水槽排出。減少水流的紊動(dòng)，縮短了顆粒沉降距離，避免厭氧顆粒污泥在板面上沉積，從而減少了板面的承重，使其不易變形或坍塌；④性價(jià)比高，高強(qiáng)中空 PP 板市場(chǎng)上較為常見(jiàn)，容易采購(gòu)因此其價(jià)格較不銹鋼板低廉許多，且非常穩(wěn)定，不會(huì)如金屬價(jià)格波動(dòng)大，其強(qiáng)度高、耐腐蝕的性能非常適合用作制造三相分離系統(tǒng)，整體制作成本僅為 304 不銹鋼材質(zhì)的八分之一，因此性價(jià)比非常好。由于布水系統(tǒng)安裝在 PAFR 反應(yīng)器底部，且 PAFR 反應(yīng)器是一個(gè)密閉結(jié)構(gòu)，清通布水系統(tǒng)需要耗費(fèi)較大的人力、物力。防堵塞布水系統(tǒng)是根據(jù) PAFR 反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)、水力模型及多個(gè)造紙廢水處理工程的 PAFR 反應(yīng)器布水系統(tǒng)運(yùn)行情況總結(jié)改良得出。整個(gè)反沖排渣過(guò)程僅需要進(jìn)行閥門的開(kāi)啟，操作非常的簡(jiǎn)便，且反沖排渣效果好。5. 操作維護(hù)簡(jiǎn)便PAFR 反應(yīng)器無(wú)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，脈沖部分完全自動(dòng)化運(yùn)作，可以做到無(wú)人值守。另外我公司運(yùn)用有效的氣水分離功能，可以確保反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)的三相得到分離，因此調(diào)試、運(yùn)行方便。所謂活性污泥是向廢水中通入空氣，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后產(chǎn)生的一種絮凝體(菌膠團(tuán))。它易于沉淀與廢水分離，并使廢水得到澄清?；钚晕勰喙に嚲哂刑幚砟芰?qiáng)，出水水質(zhì)優(yōu)良、投資、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。1. 改良型活性污泥法工藝選擇該造紙廢水有機(jī)污染物種類多，用好氧活性污泥法可有效去除污水中有機(jī)污染物。通過(guò)曝氣對(duì)廢水進(jìn)行充氧和攪拌，使活性污泥呈懸浮狀態(tài)，并與廢水充分接觸，通過(guò)活性污泥生物降解污水中的有機(jī)污染物，好氧細(xì)菌增殖降解，形成菌膠團(tuán)，作為污泥經(jīng)沉淀分離，達(dá)到去除水中有機(jī)物的目的，廢水由此得到凈化。(2). 節(jié)約占地面積，工藝池型不受限制，最為省地。(4). 設(shè)備少，可手動(dòng)、自動(dòng)控制切換，對(duì)自動(dòng)化控制依賴程度較低，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。 本工程特色設(shè)備簡(jiǎn)介我公司經(jīng)過(guò)理論分析和多次的模擬試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出自動(dòng)高效脈沖布水器、管狀可變微孔曝氣器、先進(jìn)實(shí)用的曝氣裝置等特色設(shè)備，有效地保障了工藝的應(yīng)用，可為業(yè)主單位節(jié)約大量運(yùn)行成本。