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涡凹气浮生物接触氧化工艺处理纸箱生产废水

2011-04-19 15:21:14 来源：LEO

涡凹气浮/生物接触氧化工艺处理纸箱生产废水

　　随着社会的发展，各种包装纸箱需求不断增加。纸箱生产过程中主要有印刷生产中模板脱墨洗涤废水和裱糊机、合纸机、卡纸贴面机清洗废水，覆瓦机冷却废水和工厂生活污水等。根据该废水的性质及排放特点，采用CAF涡凹气浮/生物接触氧化池工艺取得了较好的处理效果，处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—96)中Ⅰ级标准。

1 废水水量、水质

　　某纸箱厂生产高强瓦楞纸板箱为90000t/a，纺纱用DTY纸箱为2400t/a，造纸工业用纸管为21600t/a。该厂高浓度废水排放量为100 m3/d，其主要成分为印刷油墨、有机溶剂、树脂及淀粉浆糊等；低浓度废水主要有设备冷却水和生活污水，后者主要来自食堂、办公楼等，排放水量为108 m3/d。工厂室外排水实行雨污分流，雨水排入雨水管网，而生活污水则通过化粪池后进入污水处理设施。废水水质如表1所示。

表1 废水水质(设计值)
项目	pH	CODCr(mg/L)	BOD₅(mg/L)	石油类(mg/L)	色度(倍)	NH₃-N(mg/L)
高浓度废水	6.5～7.5	2000～2500	500～700	25～45	350～800
低浓度废水	6～9	100～450	80～250	20～50

2 排放标准

　　按水功能区划分，废水排放执行《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中的Ⅰ级标准(新、扩、改)，即pH=6～9、CODCr≤100mg/L、石油类≤10mg/L、SS≤70mg/L、NH₃-N≤15mg/L、色度≤50 倍。

3 工艺设计

3.1 工艺流程
　　废水处理工艺流程见图1。

3.2 主要构筑物和设备参数
　　主要构筑物和设备参数见表2。

表2 主要构筑物和设备参数
构筑物、设备	规格及参数	数量
调节池	钢筋混凝土结构5.5m×3.5m×3.5m	1座
集水池	钢筋混凝土结构2.5m×3.5m×3.5m	1座
兼氧池	钢筋混凝土结构5.5m×3.5m×4.5m	1座
生物接触氧化池	钢筋混凝土结构8.5m×3.5m×4.5m	2座
二沉池	钢筋混凝土结构1.5m×3.5m×4.5m	1座
次氯酸钠氧化池	钢筋混凝土结构1.5m×3.5m×4.5m	1座
混合反应槽	钢制1.0m×1.2m	1个
涡凹(CAF)型气浮设备	Q=10m³/h，不锈钢制3.0m×1.2m×1.2m	1台
污泥池	钢筋混凝土结构2.0 m×2.0 m×3.0 m	1座
污水泵	80WG型	2台
污水泵	WQ10—15—1.5型	2台
鼓风机	SSR100型	2台
污泥泵	G40×4型	2台
箱式压滤机	XMSY20/630—U型	1台

3.3 流程特点
　　① 针对车间排放废水浓度高的特点，首先进行物化预处理，同时考虑到生活污水可生化性较好，在后续处理中将生产、生活污水混合处理以达到比较好的处理效果。
　　② 采用的CAF涡凹气浮系统与传统的溶气气浮(DAF)相比具有以下优点：
　　a.工作原理完全不同。它是通过特制的专利曝气机来产生微气泡，不需要任何循环泵、空气压缩机、压力溶气罐、高压泵、释放器，操作简单，没有复杂的机器设备，自动化程度高，不需要人工的参与，同时也不会出现与溶气相关的问题。
　　b.运行费用低。CAF系统的能耗特低，仅相当于DAF的1/8～1/10,节约运行成本约40%～90%。
　　c.效率高。CAF产生的微气泡是DAF的4倍，对SS的去除率可超过90%；通过投加合适的化学药剂，对COD和BOD的去除率可达60%以上。
　　③ 生物接触氧化曝气器采用胶膜曝气管，为镭射开孔、可闭孔结构，低风量可产生高溶氧，运行中具有自清功能、永不阻塞；耐酸、碱和耐紫外线老化；氧的利用率可达25%左右，是穿孔曝气管的3倍、普通曝气器的1倍以上。通常在污水处理工程正常运行情况下，曝气系统经常费用(含电力、曝气产品更新、维修费用)约占了整个污水处理站运转费用的50%～90%。使用胶膜曝气管后，在污水处理工程正常运行情况下可节约50%以上的定期经常费(尤其是电费)。

4 处理效果

　　废水处理设施投入运行后，一直高效稳定，其处理结果如表3、4所示。

表3 各功能段主要污染物平均浓度
项目	CODCr(mg/L)	BOD₅(mg/L)	SS(mg/L)	色度(倍)	石油类(mg/L)
调节池	1301	407	540	157	12.5
气浮出口	466	328	122.5	63	7.7
总排放口	61.5	3.6	37.3	23	0.88

表4 各功能段主要污染物平均去除率%
项目	CODCr	BOD₅	SS	色度	石油类
调节池—气浮出口	64	19.4	77.3	59.9	38.4
生物接触氧化池出口	86	98.9	69.5	63	88.6
全流程	95.5	99.1	93.1	85.3	93

　　表3、4数据表明，其出水各项指标均达到《污水综合排放标准》(GB8978—96)中Ⅰ级标准。

5 结论

　　 ① 纸箱生产废水采用涡凹气浮/生物接触氧化工艺取得了良好的处理效果，在生化反应前增加物化处理手段，不仅简化了生化处理流程，而且提高了生化效率。此工艺可使进水CODCr从1 301 mg/L降至61.5 mg/L，平均去除率达95.5%；SS从540mg/L降至37.3 mg/L，平均去除率达93.1%；色度从157倍降至23倍，平均去除率达85.3%；石油类从12.5mg/ L降至0.88 mg/L，平均去除率达93%。
　　② 采用CAF作为物化处理单元处理效果好。废水经CAF处理后，废水中的油墨和SS被大部分去除，大大改善了生物处理的工作条件，使污泥的沉降性能明显改善；且经CAF除油后，N∶C、P∶C的比值也明显改善，生物反应池中的营养比例也更为合理。
　　③ 曝气调节池设计停留时间比较长，可以较好地均匀水质、调节水量，避免了冲击负荷的出现，为后段处理提供了可靠的保障。
　　④ 该系统对废水量及有机负荷的冲击有较好的缓冲能力，保证了整个处理系统的稳定运行。

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