卡鲁塞尔氧化沟处理中段和脱墨浆混合废水工艺

Technology for Mixing Wastewaters in Middle Phase of Kaluzer Oxidation Channel Treatment and Deinking Slurry
JI Chuan-jun, MA Chun-qiang

1 工程概况
　　某纸厂废水处理工程采用了以卡鲁塞尔氧化沟为主体的二级生物处理工艺，占地面积12870m2，原设计日处理中段废水30000m3。工程于2000年底动工兴建，2001年8月完工，同年9月开始调试运行，调试运行正常后，处理后水质符合国家《造纸工业水污染排放标准》(GWPB2-1999一级标准)，达到了合同及设计要求，并通过了当地环保部门的验收。
2 处理工艺路线
2.1 处理工艺流程(见下图)

2.2 工艺流程说明
　　中段废水和脱墨浆废水由厂区各生产分厂流入废水处理工程，经过机械格栅机，去除大颗粒悬浮物后进入均衡调节池，在调节池内经搅拌，均衡水质水量，然后由潜污水泵一次提升到混合反应池，废水自流进入一沉池。在一沉池内去除绝大部分SS和少量COD后，废水进入卡鲁塞尔氧化沟。氧化沟内的微生物通过吸附、扩散、代谢、降解废水中污染物，污染物得到去除，泥水混合液进入二沉池实现泥水分离，沉淀污泥回流至氧化沟，回流比根据处理水量及时调整。二沉池内的剩余污泥经污泥井大部分泵入污泥浓缩脱水系统，少量剩余污泥进入一沉池进行絮凝吸附。废水得到净化，净化水达标排放。需要时净化水部分回用。污泥浓缩系统及脱水系统滤液返回氧化沟再行处理，无“二次污染”。
3 主要设计参数
(1)处理能力
　　Q=30000m3/d=1250m3/h，Qmax=1375m3/h，蒸煮黑液不得排入。
(2)进水水质
　　CODcr=1860mg/L，BOD5=600mg/L，SS=320mg/L，pH=8.5～9，最高水温38～39℃。
(3)设计出水水质(GWPB2-1999一级标准)
　　CODcr=400mg/L，BOD5=70mg/L，SS=100mg/L pH=6～9。
(4) 一沉池
　　表面负荷1.0m3/m2·hr，排泥浓度≥3%。
(5)氧化沟
　　污泥负荷0.05～0.15kgBOD5/kgMLSS·d，容积负荷0.25kgBOD5/m3·d，污泥浓度MLSS3000～5000mg/L，污泥龄15～20d，池底流速≥0.3m/s，污泥回流比为50%～120%，营养盐投加比例BOD5∶N∶P=100∶5∶1。
(6)浓缩污泥浓度≥3%，脱水后湿污泥含水率≤80%，絮凝剂投加量为2～3kg/t绝干泥。
4 主要构筑物及设备情况
(1)均衡调节池
　　均衡调节池1座，为地下式42×30×5.5(m)，有效水深4.5m，用于均衡水质并调节水量。池进水口设旋转机械细格栅，池内装搅拌机。池体为钢筋混凝土结构。
(2)辐流式一沉池
　　一沉池1座，选用周边驱动刮泥机。沉淀池直径40m，有效水深4.5m。中心进水周边出水，池体采用预应力钢筋结构。
(3)卡鲁塞尔氧化沟
　　卡鲁塞尔氧化沟1座，沟宽48.6m，沟长95m,有效水深5m,有效容积22000m3。
　　沟内安装了进口大功率慢速倒伞型表面曝气机5台，叶轮直径4000mm，功率160kW。池体为钢筋结构。
(4)辐流式二沉池
　　辐流式二沉池2座，直径32m，直壁池深5m。采用周边进水周边出水形式，选用中心传动刮泥机。池体为预应力钢筋混凝土结构。
(5)污泥浓缩池
　　污泥浓缩池2座，每座直径12m，池深4.5m。采用国产直径12m挂式中心传动浓缩刮泥机。池体为钢筋结构。
(6)综合机房
　　综合机房1座，24×12×8.1(m)。一层为污泥脱水机房、加药间及污泥输送泵房，二层为控制室及办公室。机房选用2台带式压滤机，4台单螺杆污泥输送泵。
(7)设备
　　设备情况见表1。

表1 设备汇总

设备名称 设备型号 数量 备注 潜污泵 250QW-600-11-37 3 - 立式搅拌机 - 6 - 电动蝶阀 802，300-1 3 - 旋转格栅机 XG1500 1 - 手动启闭机 HZY-1200
HZY-500 1
2 -
- 混合反应池搅拌机 LFJ-300 6 - 双周边传动刮泥机 CG-40B 1 - 单螺杆泵 EH1024-V-W102 3 - 倒伞曝气机 M160kW 5 进口 电动调节堰板 DHY50×50 1 - 手、电动启闭机 HDY-800 2 - 中心传动吸泥机 CX32AⅢ 2 - 回流污泥泵 200QW360-10-22 6 - 剩余污泥泵 80QW100-14-11 3 - 污泥浓缩机 NG12D 2 - 框架式搅拌机 JBK-Ⅱ 1 - 污泥输送泵 G70-Ⅲ-W102 4 - 絮凝搅拌器 XN600 2 - 带式污泥脱水机 DYQ2000 2 - 药液搅拌机 JYB-Ⅱ-24-1.1 3 投加PAM 药液计量泵 JZ630/0.5 3 - 药液搅拌机 JYB-28-2.2 3 投加PAC、N、P 计量泵 JD-2500/0.5 3 - 纸浆泵 80LXLZ-20 1 - 移动空压机 W-0.3/12.5 1 - 清洗水泵 IRG50-200 1 - 回用水泵 80QW130-30-18.5 3 - 药液搅拌罐 φ2400×3000 3 投加PAM 药液搅拌罐 φ2800×4000 3 投加PAC、N、P 潜水泵 100QW80-40-15 1 -

5 调试运行情况及处理效果
5.1 调试运行情况
　　该废水处理工程经试水后开始调试。开始时氧化沟内加入约4m深的清水，随后投加3000余吨化粪池粪便(水)作为基料，基料BOD5＞5000mg/L,开2台曝气机进行24小时曝气，并加入1000～2000吨/天中段废水，待氧化沟中CODcr达到600mg/L左右时，连续小水量(5000～7500m3/h)进中段废水。N、P的投加量要达到设计值，以刺激微生物生长。这时逐步加大曝气量，DO控制在2～6mg/L,继续投加活性污泥约80吨(条件具备时也可投加粪便基料)，约10天后，对氧化沟中污泥进行生物镜检发现有菌胶团和纤毛类原生动物出现。微生物被激活后进行驯化。第二阶段进水量约10000～15000m3/h，进水时间约一周，镜检出现漫游虫、豆形虫、肾性虫原生动物，个体变大；第三阶段进水量约22000m3/h，进水时间约一周，镜检出现原生动物、后生动物；第四阶段进水量约30000m3/h，时间约7～15天。这一阶段将脱墨浆废水逐步引入，水量由小到大。镜检出现原生动物、后生动物钟虫、线虫、轮虫。氧化沟中污泥浓度大于3000mg/L，至此污泥培养驯化工作完成。
　　在连续进水初期由于氧化沟内活性污泥量少，泡沫多，因此采用回用水水力消泡。
5.2 当地环保部门监测结果(见表2)

表2 监测结果

监测点 pH COD SS BOD5(mg/L) 水量 进口 7.3～10.1 1589.96(mg/L) 477.13(mg/L) 465.8(mg/L) 23180(m3/d) 出口 7.5～7.9 215.92(mg/L) 52.09(mg/L) 52.09(mg/L) - 去除率 - 86.42(%) 89.08(%) 88.8(%) - 标准值 6～9 ≤400(mg/L) ≤100(mg/L) 70(mg/L) -

6 问题的改进
　　(1)原设计时未考虑处理脱墨浆废水，但鉴于生产的实际情况，脱墨浆废水也纳入了中段水处理工程。经试运行发现，系统未出现大的异常情况，只是进水纤维含量太高，加重了后续处理工艺的负荷。针对脱墨浆废水纤维悬浮物多的特点，一沉池螺杆泵换成了纸浆泵。
　　(2)增加二沉池污泥泵出口到一沉池的超越管，将二沉池剩余部分污泥打入一沉池。在一沉池内微生物与有机物发生絮凝吸附反应，微生物的吸附、代谢、分解功能得到了充分发挥，使污泥可吸附更多的溶解性和胶性态有机物，污染物浓度得到了最大程度的降低。污染物去除率提高约15%～20%，同时也减轻了氧化沟的运行负荷。
　　(3)N、P的投加改为计量泵自动投加，正常运行时，实际加药量比设计量减少了许多。BOD5∶N∶P为100∶2.57∶0.29。
7 工程投资及运行费用
　　(1)卡鲁塞尔氧化沟工艺流程简单，构筑物少，运行管理方便，工程总投资约2300万元。(2)该工艺采用两端布置曝气机，节省了占地面积。该工艺的卡鲁塞尔氧化沟占地5000m2，吨水占地0.17m2。(3)该工程每天耗电约18000kW·h,按设计平均水量30000m3/d计，吨水耗电约0.6度。每天耗尿素约0.6t,磷酸三钠(12H2O)约0.375t,每月耗PAM(聚丙烯酰胺)约50kg。尿素单价1400元/t, 磷酸三钠(12H2O)1700元/t, PAM38000元/t,人工费750元/月,电费按设计值0.3元/度计算，处理每吨废水运行费用约0.25元。
　　原设计运行费用(不含折旧，电价按0.3元/度计，无脱墨浆废水)0.38元。验收时电费涨至0.4元/度，脱墨浆废水进入后，实际运行费用约0.3元/吨，低于设计值。
8 运行总结
(1)鉴于目前我国造纸行业的工艺技术装备及管理水平，造纸废水中的悬浮物含量相当高。因此，企业必须高度重视纤维回收工作，减少浆料流失，降低生产成本。(2)该工艺每年可减少300～500吨COD进入江河，可节省大量排污费，具有较好的经济、社会和环境效益。(3)卡鲁塞尔氧化沟具有较强的耐冲击负荷的能力，处理效果稳定，COD去除率高。
参考文献：(略)