陽光紙業是一個用廢紙造紙、年産能110萬噸的造紙企業,主打産品是白面牛卡紙、塗布白面牛卡紙、紗管原紙、高強瓦楞原紙等包裝領域用工業用紙。兩條世界水平的水處理生産線,設計水處理能力達5萬m3/d。水處理工藝流程採(cǎi)用IC厭氧+好氧二級生化處理和絮凝沉澱三級水處理工藝。其中增建的氣浮除鈣設施,将厭氧出水利用絮凝氣浮原理進一步去除水中高濃度的鈣離子,通過循環除鈣,不僅減少鈣離子在系統結垢,而且還可降低IC厭氧塔進水Ca2+濃度,進一步減少厭氧活性污泥的鈣化,保證污泥活性和COD去除效率。厭氧去除效率達70%~77.5%,好氧去除率在80%~85%,很好地發揮瞭(le)水處理設施的效果。
1 廢水處理流程
2 厭氧工藝參數控制
2.1 溫度
多數産(chǎn)甲烷菌的合适溫度範圍在30~40℃,實驗表明,在10℃到30℃之間溫度每升高1℃,甲烷菌的活性約增加10%,溫度在35℃左右産(chǎn)甲烷菌的活性相對(duì)穩定。
2.2 系統pH
厭氧過程的微生物可粗分爲三類:負責水解的細箘、産(chǎn)酸菌和産(chǎn)甲烷菌。通常産(chǎn)酸菌能忍受低pH,在pH到4左右時酸化菌才會停止作用,合适pH在5.0~6.0;而産(chǎn)甲烷菌具有較窄的pH适應範圍,在pH6.5~7.5範圍内,産(chǎn)甲烷菌才會有合适表現。研究表明,系統pH對厭氧污泥的生長(zhǎng)也有影響,在pH5.5~8.0厭氧顆粒污泥結構相對穩定。
2.3 鈣濃度
當廢水中含有較高鈣濃度且超過飽(bǎo)和濃度時碳酸鈣就會發生沉積,爲使碳酸鈣盡量溶解於(yú)水中,則水中碳酸鹽的濃度需要保持很低。pH對碳酸鹽濃度有較大影響,當pH下降1時,CO32-量會下降10倍。也就說要減少CaCO3沉澱,需要保持低pH運行。研究顯示,當水中磷酸根(PO43-)濃度達到或超過5mg/L時,也會有效減少碳酸鈣沉澱的程度。
2.4 硫酸根濃度
造紙廢水中由於(yú)施膠調節pH,往往含有較多的硫酸鹽(SO42-),厭氧處理過程中,由於(yú)硫酸鹽還原爲H2S,帶來許多缺點:異味問題、由於(yú)H2S毒性使污泥活性降低進而影響COD去除效率、H2S的腐蝕及降低沼氣質量。如果COD/SO42-的比值在10:1左右,則H2S毒性可忽略,對於(yú)已馴化的污泥,這個比例甚至可高達5:1而無明顯問題。在某些情況下,提高進水pH對減少H2S的毒性影響也會有幫(bāng)助。
2.5 堿度
堿度是HCO3-、CO32-和OH-的濃度總和。在pH6~8範圍内,系統堿度由CO2/HCO3-平衡來控制。厭氧反應器出水堿度上升就是因爲CO2的逸出打破原有的平衡造成的。利用出水堿度上升這種能力,可以通過外部循環調(diào)節進水pH從(cóng)而可減少用堿量。
2.6 所需營養
對於(yú)沒有酸化或部分酸化的廢水(如碳水化合物,蛋白質等)的消化,微生物生長(zhǎng)量爲0.15gTS/gCOD(有許多生長(zhǎng)快速的酸化菌)可生化降解COD∶N∶P=350∶5∶1。
對(duì)於(yú)污泥的顆粒化Ca2+的存在非常重要,水中至少有40~50mg/L的鈣離子才能滿足其需要。
對(duì)於(yú)好氧系統來說,可生化降解的COD∶N∶P=100∶5∶1。
3 實際操作過程中應注意的關鍵工藝控制點
3.1 進水懸浮物(SS)
廢(fèi)紙造紙的廢(fèi)水中含有較多的細小纖維,在進IC厭氧處(chù)理前盡可能降低水中的懸浮物總量。
3.2 最佳進水pH
由於(yú)生産中使用AOCC和LOCC等廢紙成分較爲複雜,填料和塗布顔料較多,在初沉池加絮凝劑沉澱後,廢水的pH下降,造成水中溶解的鈣離子濃度上升,IC進水鈣含量高達500mg/L左右。這些富含鈣離子的水在進入IC反應器後,厭氧污泥吸收的多餘鈣離子在核内形成碳酸鈣沉澱,或反應器内形成的碳酸鈣沉澱附著(zhe)在厭氧顆粒的表面,累積會使污泥活性降低、灰分上升、COD去除效率下降,所以需要嚴控進水pH。
3.3 水溫控制
爲盡可能減少碳酸鈣(gài)在反應器内産(chǎn)生,夏季溫度降到38℃以下,維持合适溫度爲35~37℃。
3.4 判斷IC反應器是否運行穩定的指标
出水VFA(VFA<150mg/L以CaCO3計)、出水堿度(堿度>1500 mg/L以CaCO3計)、産(chǎn)氣量及其成分、COD去除率是判斷IC反應器是否正常的重要依據,另外,盡可能保持各運行參(cān)數(進水pH、溫度、負荷等)的穩定,避免出現大的波動。
4 厭氧處理的副産品及利用
兩台IC厭氧反應器沼氣産量每天至少在20000Nm3。之前産生的沼氣全部收集後經火炬燃燒排放,既污染環境又浪費能源,爲此上瞭(le)沼氣提純項目,經生物脫硫提純後的甲烷氣體用於(yú)紙機熱風幹燥。
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