摘要：本文介紹了“預(yù)處理+混凝沉淀+預(yù)酸化+IC反應(yīng)器+好氧池+二沉池+高級氧化+終沉池”主體工藝在造紙廢水處理中的應(yīng)用，該工藝自2016年12月投產(chǎn)至今，處理效果較穩(wěn)定，運(yùn)行結(jié)果表明CODcr、BOD5和SS的去除率皆穩(wěn)定在98%以上，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3544-2008）的要求。
1 工程概況
某紙業(yè)有限公司主要生產(chǎn)原料為廢紙和木色針葉木漿板，年生產(chǎn)高強(qiáng)瓦楞紙、掛面箱紙板共54萬噸，包括制漿車間（商品木漿UKP生產(chǎn)線1條和廢紙漿生產(chǎn)線2條）、造紙車間（4400造紙機(jī)2臺和4660型紙機(jī)生產(chǎn)線2條）、水洗車間。造紙廢水主要來源于水力碎漿、篩選及抄造工序產(chǎn)生的生產(chǎn)，主要污染成分是細(xì)小纖維、造紙?zhí)盍稀U紙雜質(zhì)、少量膠黏物以及造紙生產(chǎn)過程中添加的各類有機(jī)和無機(jī)化合物[1]。造紙廢水由于污染物濃度高、成分復(fù)雜、可生化性差、流量和負(fù)荷波動(dòng)較大而成為難處理的工業(yè)廢水之一[2]。
2 工藝設(shè)計(jì)
2.1 水量水質(zhì)
廢水處理廠的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為30000m3/d，設(shè)計(jì)小時(shí)流量為1250m3/h，24h連續(xù)運(yùn)行。經(jīng)多次取樣化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)車間原水CODCr值波動(dòng)較大和進(jìn)水可溶性CODCr值較高的特征，最終討論后設(shè)計(jì)車間來水CODCr≤5200mg/L。外排廢水執(zhí)行《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3544-2008）。具體設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)數(shù)值見表1。 2.2 工藝流程
廢水處理工藝采用“預(yù)處理+混凝沉淀+預(yù)酸化+IC反應(yīng)器+好氧池+二沉池+高級氧化+終沉池”，具體工藝流程見圖1。
2.3 主要處理單元及設(shè)計(jì)參數(shù)
（1）沉渣渠、格柵渠。在進(jìn)水渠增加沉渣渠，車間來水部分細(xì)砂經(jīng)沉渣渠沉淀去除，并增加單軌電動(dòng)抓砂斗；設(shè)粗、細(xì)格柵各一道，用以去除大塊的漂浮物，以防止其后的處理構(gòu)筑物管道、水泵等設(shè)備堵塞。格柵渠設(shè)置回轉(zhuǎn)式粗格柵機(jī)2臺（柵條間隙b=10mm），回轉(zhuǎn)式細(xì)格柵機(jī)2臺（柵條間隙b=3mm）。 （3）斜篩、紙漿池。廢水通過篩網(wǎng)，攔截廢水中的紙漿及其他雜物，可大幅度降低廢水的懸浮物，并同時(shí)回收紙漿，紙漿進(jìn)入紙漿池。斜篩配置篩網(wǎng)2套（過濾面積：125m2/套，120目）和反沖洗泵2臺（Q=69m3/h，H=45m，N=15kw）。紙漿池配套設(shè)計(jì)推進(jìn)器2臺（轉(zhuǎn)速：142r/min，功率：30kw）
（4）絮凝反應(yīng)池、初沉池。在絮凝反應(yīng)池加藥混凝反應(yīng)，于初沉池中去除廢水中的懸浮物質(zhì)及部分無機(jī)鹽。絮凝反應(yīng)池尺寸為39.0m×3.0m×5.5m，反應(yīng)池停留時(shí)間HRT=14min，初沉池尺寸為44.0m×39.0m×4.5m，初沉池表面負(fù)荷q=0.80m3/m2•h。初沉池中設(shè)置行車式虹吸泥機(jī)2臺（功率：3kw/臺，跨度：6m，含驅(qū)動(dòng)裝置、虹吸泵和刮泥板）。
（5）調(diào)節(jié)池、冷卻塔、2#提升泵房。為均勻水質(zhì)水量，調(diào)節(jié)池中設(shè)計(jì)潛水?dāng)嚢铏C(jī)2臺（功率：7.5kw/臺，葉漿直徑：620mm，葉漿轉(zhuǎn)速：480r/min）。由于現(xiàn)場場地比較緊湊，冷卻塔建于預(yù)酸化池上，主要設(shè)計(jì)工況為冷卻水量625m3/h×2，噴頭口徑Ф16，噴淋高度3500mm。
（6）預(yù)酸化池。收集調(diào)節(jié)池進(jìn)水，在預(yù)酸化池中通過對廢水的pH值、溫度的調(diào)節(jié)，營造一個(gè)兼氧環(huán)境，使廢水中的有機(jī)物被酸化細(xì)菌部分轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸，并提升至IC反應(yīng)器。預(yù)酸化池尺寸為25.0m×17.0m×6.5m，水力停留時(shí)間HRT＝2.0h。為加強(qiáng)酸化效果，池中設(shè)計(jì)潛水?dāng)嚢杵?臺（功率：7.5kW/臺，葉漿直徑：620mm，葉漿轉(zhuǎn)速：480r/min）。
（7）厭氧污泥池、IC反應(yīng)器。廢水經(jīng)提升泵提升進(jìn)入IC反應(yīng)器布水系統(tǒng)，進(jìn)入第一、二反應(yīng)室，與顆粒污泥均勻混合，在各種微生物的作用下，廢水中COD在短時(shí)間內(nèi)和相對較高的負(fù)荷下獲得較高去除率，在產(chǎn)甲烷細(xì)菌的作用下，部分COD轉(zhuǎn)化為沼氣并通過三相分離收集以進(jìn)一步處理。厭氧污泥池尺寸為17.0m×14.0m×5.0m。IC反應(yīng)器主體尺寸為φ15.0m×24.0m，容積負(fù)荷Nv=18.4kgCODCr/(m3•d)，停留時(shí)間HRT＝3.3h，全容積Ve=4200m3，采用碳鋼結(jié)構(gòu)，組成單元包括三相分離器、模塊支撐、進(jìn)水布水、內(nèi)部管道、氣液分離器、輔助連接材料、罐體、罐體輔助結(jié)構(gòu)、管道和閥門。配套沼氣系統(tǒng)由沼氣燃燒器、沼氣穩(wěn)壓柜、滌氣塔和噴淋泵組成。儀器儀表有在線pH計(jì)(滌氣塔)、超聲波液位計(jì)(沼氣穩(wěn)壓柜)、壓力變送器(洗滌塔)、在線pH計(jì)（帶溫控，用于IC反應(yīng)器出水pH測量管路）、溫度變送器（沼氣燃燒器）、沼氣點(diǎn)火閥（隔爆型）、立管回流管電磁流量計(jì)、沼氣渦街流量計(jì)。
（8）好氧池。好氧微生物利用新陳代謝的作用將廢水中的有機(jī)物分解成二氧化碳和水，從而降解有機(jī)污染物，并進(jìn)行自身增殖，維持系統(tǒng)中高濃度的生物群體。尺寸為70.0m×46.0m×8.0m。污泥負(fù)荷Ns=0.42kgCODCr/(kgMLSS•d),容積負(fù)荷Nv=1.49kgCODCr/(m3•d)，污泥濃度MLSS=3000～3500mg/L，溶解氧DO=1.5～4.0mg/L。本項(xiàng)目好氧池曝氣方式采用射流曝氣，配套安裝射流曝氣器（5×70mmØ）和射流循環(huán)泵6臺（4用2備，Q=980m3/h，H=15m，N=55kw）。
（9）二沉池。二沉池按照表面負(fù)荷q=0.7m3/m2•h進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要設(shè)備為全橋式周邊傳動(dòng)刮吸泥機(jī)（跨度34米，N=1.5kw）。
（10）鼓風(fēng)機(jī)房。放置多級離心鼓風(fēng)機(jī)4臺(3用1備，Q＝100m3/min，ΔPa＝78.4kPa，N=200kw)。
（11）高級氧化池、終沉池。屬于廢水深度處理工藝，投加Fenton試劑，與二沉池出水充分混合、反應(yīng)，通過沉淀進(jìn)一步去除廢水中的污染物，使出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。高級氧化池尺寸為18.0m×5.0m×5.5m，停留時(shí)間HRT=0.5h。終沉池尺寸為70.0m×23.0m×4.5m，設(shè)計(jì)表面負(fù)荷q′＝0.6m3/m2•h。Fenton高級氧化有效基團(tuán)為羥基自由基，氧化效果取決于反應(yīng)過程的pH和氧化還原電位ORP，因此在高級氧化池內(nèi)設(shè)在線pH計(jì)和ORP計(jì)，以保證高級氧化的最佳效果。終沉池采用行車式虹吸泥機(jī)6臺（N=3.0kw/臺）。
3 運(yùn)行情況
3.1 運(yùn)行效果
該工程取用附近造紙廠的脫水污泥進(jìn)行馴化，經(jīng)過調(diào)試，污水處理系統(tǒng)運(yùn)行情況穩(wěn)定，出水水質(zhì)效果較好。自工程驗(yàn)收投產(chǎn)至今，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3544-2008）的要求。
3.2 運(yùn)行費(fèi)用分析
（1）電費(fèi)E1?？傃b機(jī)容量：3064kw，運(yùn)行功率：1902.4kw，按實(shí)際運(yùn)行功率核算，負(fù)荷系數(shù)取0.80，電價(jià)按綜合價(jià)0.75元/kw•h，則：1902.4kw•h÷30000m3/d×24×0.80=1.217kw•h/m3E1=1.217×0.75元/kw•h=0.913元/m3廢水
（2）藥劑費(fèi)E2。聚合氯化鋁0.176元/m3，聚丙烯酰胺（陰離子）0.045元/m3，營養(yǎng)鹽0.140元/m3，過氧化氫（27.5%）0.200元/m3，聚丙烯酰胺（陽離子）0.025元/m3，硫酸亞鐵（FeSO4•7H2O）0.174元/m3，液堿(40%NaOH)0.170元/m3，E2=0.930元/m3廢水。
（3）工資福利費(fèi)E3。工資福利標(biāo)準(zhǔn)：平均工資1800元/(月•人)，職工定員：22人，E3=0.044元/m3廢水。
（4）直接運(yùn)行費(fèi)用∑E。∑E=E1+E2+E3=1.887元/m3廢水。本運(yùn)行費(fèi)用為直接費(fèi)用，不包括pH調(diào)節(jié)費(fèi)、物化加藥費(fèi)、折舊費(fèi)、維修費(fèi)、企業(yè)管理費(fèi)等，其中電耗指標(biāo)不含照明及備用電源。以上藥劑單價(jià)隨市場價(jià)格變化，運(yùn)行費(fèi)用隨之變化。
4 結(jié)論
（1）采用“預(yù)處理+混凝沉淀+預(yù)酸化+IC反應(yīng)器+好氧池+二沉池+高級氧化+終沉池”工藝處理造紙廢水，具有設(shè)計(jì)合理、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、處理效果好、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)；
（2）工程運(yùn)行結(jié)果表明，該工藝自2016年12月投產(chǎn)至今，處理效果較穩(wěn)定，CODcr、BOD5和SS的去除率皆穩(wěn)定在98%以上，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3544-2008）的要求，為同類型廢水處理提供了借鑒。