HZIC+AB工艺在废纸造纸废水处理中的应用

云南某造纸厂是典型的废纸造纸企业。废纸造纸过程大致分为制浆和造纸两部分。废水排放主要来自制浆过程中产生的大量洗涤废水和含有纤维、填料和化学品的造纸废水。废水主要含有以下污染物:悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)和色度。COD和BOD主要来自废水中的木质素和半纤维素；SS主要由细纤维、无机填料等组成。色度来自墨水、染料等。

内循环(IC)厌氧反应器具有抗负荷、耐强酸强碱、容积负荷高、能耗低、运行费用低、启动快、占地面积小、运行稳定等特点。广泛应用于造纸废水处理。然而，有许多厌氧反应器的应用效果并不理想，如COD去除率低、沼气产量低、污泥钙化严重等。

传统活性污泥法是造纸废水处理中应用广泛的工艺之一，但也存在占地面积大、难以适应水质变化等缺点。根据造纸废水的特点，该企业采用改进的吸附生物降解(AB)工艺作为生化处理单元，实践证明该工艺稳定高效。

1.项目概述

企业主要以废纸为原料生产牛皮纸和高强度瓦楞原纸，年产量20万吨。废水处理能力为8000m3/d，其中5000m3回用，其余3000m3外排。该工艺主要采用絮凝沉淀+水解酸化+HZIC厌氧反应器(HZIC)+AB，二沉池出水水质可达到当地污水排放标准(详见表1参数)。为满足后期开发过程中更加严格的环保要求，公司采用芬顿氧化和砂滤对二沉池出水进行深度处理，目前作为储备设施。

2.工艺流程

图1是废水处理的流程图。从图1可以看出，车间综合废水通过机械格栅去除大块炉渣后进入集水池，由泵提升至斜网。经斜网过滤后的浆液回用，当流入量较大时，进入事故池进行水量调节。一般情况下，斜网出水流入初沉池，细小纤维和颗粒容易沉淀。在初沉池中沉淀后，上清液进入预酸化池，然后被泵送到HZIC厌氧反应器。HZIC厌氧反应器出水进入AB处理系统，经过缺氧和好氧生化处理后，在二沉池中实现固液分离，上清液排放。

斜网和初沉池产生的泥浆和污泥回用，二沉池产生的污泥在污泥浓缩池中浓缩后用板框压滤机过滤。

3.各单元的处理效果

各单元的处理效果见表2。

4.HZIC处理装置

造纸废水COD和SS含量高，可生化性差，色度高，氮磷污染相对较低。据文献报道，造纸废水中含有多种有机污染物，且废水中含有多种有毒物质。IC反应器对COD、BOD、硬度、木质素等有很好的去除效果。在造纸废水中。基于此，浙江华章科技有限公司为该企业提供了一台HZIC厌氧反应器(HZIC)，用于厌氧废水处理单元。HZIC是根据造纸废水的特点，在传统IC厌氧反应器的基础上改进而来的。HZIC的专用配水系统可以利用COD换算的碱度来缓冲废水的pH值，即使在pH 5的条件下也能正常运行，节省了大量的碱，降低了调节pH值时的运行成本。合理的上升流速可以在很大程度上防止污泥钙化。同时，HZIC针对高含钙量的废水设计了专门的排砂装置，保证钙化污泥能够及时排出，避免钙化污泥对厌氧反应器的影响。

企业HZIC规格是& # 981；12.5m×26m，内置两级三相分离器，布水器采用伞形旋流布水结构。水处理能力为8000m3/d，进水CODCr为3500～4500mg/l，负荷为8～12kg CODCr/(m3 & # 8226；d)进行测试.连续18天的运行数据显示，HZIC的CODCr平均去除率为76%，进出水的CODCr含量和去除率见图2。

图3显示了连续18天HZIC进水和出水的挥发性有机酸(VFA)含量、预酸化程度和CODCr去除率。从图3可以看出，HZIC运行过程中预酸化阶段的预酸化程度达到40%以上，废水的pH值可以在不加碱液的情况下进行调节，同时保持较高的预酸化程度，保证了发生器的稳定高效运行。日常运行只需添加少量的氮源和磷源。即使在高有机负荷和高预酸化条件下，HZIC处理效率仍能保持在75%以上，出水VFA含量小于3mmol。HZIC对废水中有机污染物的高效降解，不仅可以产生更多的清洁能源，如沼气(去除1kgCODCr可产生约0.52m3沼气，其中甲烷含量约为80%)，还可以降低后续AB工艺的进水负荷，减少曝气阶段的空气需求，降低废水处理的能耗。

5.AB处理系统

AB系统中的A段是污染物的去除，主要是以物理化学作用为主的吸附作用，所以对负荷、温度、pH值、毒性的影响有一定的适应性。A段对BOD5的去除率约为40%~70%，但经过A段处理的废水可生化性会有所提高，有利于后续b段的生物降解。

企业AB系统A段为圆形池，直径20m，高4.5m，内置4个搅拌和推料装置，总容积约1400m3，水力停留时间(HRT)约4.5h，B段采用普通氧化沟，池容积约8000m3，B段HRT为24h。18天的生产现场和数据表明，该系统稳定可靠，CODCr去除率可达90%以上，如图4所示。图5显示了AB系统氧化沟中溶解氧(DO)含量、污泥浓度(MLSS)和CODCr去除率。活性污泥和废水从A池流入B段氧化沟，从图5可以看出，A段和B段都能保持较高的MLSS运行。A段和B段的MLSS均超过6000mg/L，AB整个系统的污泥负荷约为1 ~ 1.5kg(CODcr)/[kg(MLSS)& # 8226；d].与传统的活性污泥法相比，该系统可以提高污泥浓度，使系统有足够的微生物生物量，因此CODCr的去除率高于传统的活性污泥法。而曝气池内DO含量维持在1~1.5mg/L，既能满足好氧微生物需氧量，又能避免过度曝气造成的能源浪费和活性污泥的解聚老化。

6.经济和环境效益分析

废水处理系统的主要成本包括电力消耗、化学药品和人工成本。根据该厂实际生产统计，吨水处理电耗0.9kWh，吨水电耗成本约为0.54元。该药剂主要由用于预处理和污泥处理的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺以及营养源(尿素和磷肥)组成。每吨水的药剂成本约为0.25元，每吨水的人工成本约为0.1元。总处理成本为0.89元/吨水。

投入使用以来，HZIC累计取水155万m3，沼气产量257万m3，吨水沼气产量约1.6m3，相当于1.12kg标准煤。产生的沼气属于清洁能源，经脱硫脱水后供给造纸厂锅炉燃烧，减少了燃煤量和SOx、NOx的排放。HZIC厌氧颗粒污泥年均产量1000吨，生产的厌氧颗粒污泥粒径均匀，含水率90%，挥发性固体含量(VSS)/总固体含量(TSS)≥0.7，生物活性高，可对外销售，为企业创造了巨大的经济效益。(来源:浙江华章科技有限公司)

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