紹興社區(qū)衛(wèi)生廢水綜合處理設(shè)備-紹興儀表網(wǎng)

 一、概況

    隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，特別是產(chǎn)品化趨勢日益明顯，產(chǎn)品包裝行業(yè)得到*發(fā)展，市場對包裝制品需求不斷增大。包裝紙板生產(chǎn)在世界各國國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，紙板產(chǎn)品成為包裝工業(yè)的主要原材料。我國“十五”規(guī)劃中明確表明，我國造紙產(chǎn)量與需求量平均都能保持5%左右的增長，發(fā)展方向主要集中在高檔紙品上。可見，目前市場前景廣闊，產(chǎn)品發(fā)展余地大，銷售市場有保障。

 紙業(yè)有限責(zé)任公司根據(jù)目前市場情況，經(jīng)過長時間的市場調(diào)查了解和前期準(zhǔn)備工作，引進(jìn)全自動熱力噴放制漿（爆破制漿）（權(quán)號：ZL02246643.6）技術(shù)，計劃投資6000萬元人民幣，以竹子為主要原料生產(chǎn)竹漿，新上年生產(chǎn)能力6.0萬噸造紙生產(chǎn)線，生產(chǎn)紙漿板、生活用紙和包裝用紙。工程分兩期建設(shè)，一期年生產(chǎn)能力3.6萬噸，二期年生產(chǎn)能力2.4萬噸，整個項目由制漿車間、造紙車間、輔助設(shè)施、公用工程、環(huán)保工程、生活設(shè)施和儲運工程等部分組成。

    爆破制漿過程中不產(chǎn)生蒸煮廢液即傳統(tǒng)造紙制漿黑液,主要為打漿時產(chǎn)生的洗液,其污染組成為:BOD5：主要來自制漿中分解的有機物,即糖類、醇類、有機酸、木質(zhì)素等；CODcr：主要來自木質(zhì)素及其衍生物；SS：主要來自流失的細(xì)小纖維。

    根據(jù)《紙業(yè)有限責(zé)任公司60kt/a爆破制漿造紙工程環(huán)境影響報告書》中提供的數(shù)據(jù)，外排廢水主要是生產(chǎn)中的打漿廢水，一期廢水量約為9410m3/d，二期廢水量約為6273 m3/d，二期工程建成后外排廢水量共計約15683m3/d。

    根據(jù)《建設(shè)項目管理條例》和《環(huán)境保護(hù)法》之規(guī)定，環(huán)保設(shè)施的建設(shè)應(yīng)與主體工程“三同時”。受紙業(yè)有限責(zé)任公司委托，我公司提出了該項目的廢水處理方案，按本方案進(jìn)行建設(shè)后，可確保廢水的達(dá)標(biāo)排放，同時將大部分廢水經(jīng)預(yù)處理后回用于生產(chǎn)過程，減少污染物的排放，能*地減輕該項目外排廢水對沙溪的不利影響。

    二、水質(zhì)水量和排放標(biāo)準(zhǔn) 

    （一）水量

    日排放水量：一期9410m3/d，二期6273 m3/d，二期合計15683m3/d

    設(shè)計規(guī)模：一期9410m3/d，其中預(yù)處理能力為9410m3/d，生化處理能力為2900m3/d。

    二期新增6273 m3/d，其中預(yù)處理能力為6273m3/d，生化處理能力為2000m3/d。

    二期合計15683m3/d，其中預(yù)處理能力為15683m3/d，生化處理能力為4900m3/d。

    本次方案設(shè)計對一期水量進(jìn)行設(shè)計。

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　連續(xù)運行階段反應(yīng)器氨氮, 亞硝氮和硝氮變化如圖 2所示, 進(jìn)水溫度及總氮去除率如圖 3所示.為了研究脫氮途徑, 引入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)方程式, 如式(1)所示.厭氧氨氧化菌按1 :1.32的比例消耗氨氮和亞硝氮.厭氧氨氧化工藝生成的氮氣量與硝氮量之比為8, 該值稱為特征比.

　　反應(yīng)器改為連續(xù)進(jìn)水出水的第1 d, 總氮去除率為13.8%.但亞硝氮氨氮消耗比為1.41, 特征比為28.17, 不滿足厭氧氨氧化方程式.分析其原因, 可能是由于火山巖填料對基質(zhì)的吸附作用.隨著吸附達(dá)到飽和, 總氮去除率明顯降低, 第4 d時, 總氮去除率由13.8%降低到5.2%.反應(yīng)器繼續(xù)運行, 氨氮和亞硝氮去除效果逐漸提高, 出水硝氮濃度逐步增加.第109 d時, 連續(xù)15 d氨氮和亞硝氮去除率大于90%, 總氮去除率大于70%, 亞硝氮氨氮消耗比穩(wěn)定在1.17~1.26, 特征比穩(wěn)定在8.76~10.21, 符合厭氧氨氧化反應(yīng)方程式, 表明上向流厭氧氨氧化生物濾柱啟動成功.

　　Zekker等在20℃條件下以發(fā)酵廠高氨氮污水為基質(zhì), 歷時186 d成功啟動厭氧氨氧化工藝.進(jìn)水溫度20~25℃, 氨氮和亞硝氮基質(zhì)濃度為30~50 mg ·L-1, Bao等在224 d啟動厭氧氨氧化生物濾柱. Zhang等以含25~35 mg ·L-1氨氮和亞硝氮的配水為基質(zhì), 23℃條件下90 d成功啟動厭氧氨氧化SBR反應(yīng)器.與前人研究成果相比, 本試驗以更低濃度的實際生活污水為基質(zhì), 在15.1~21.9℃的條件下, 成功啟動厭氧氨氧化反應(yīng)器, 較前人的研究成果有所進(jìn)步.

　　2.2 厭氧氨氧化濾柱的低溫運行

　　第153~244 d時, 反應(yīng)器在秋季運行, 進(jìn)水溫度為12.6~18.9℃.溫度在14℃以上時, 反應(yīng)器氨氮、亞硝氮去除率大于95%, 溫度小于14℃時, 氨氮和亞氮去除率明顯降低.第245 d, 反應(yīng)器運行進(jìn)入冬季, 進(jìn)水溫度為10.2~14.3℃.由圖 3可知, 反應(yīng)器總氮去除率與進(jìn)水溫度密切相關(guān).進(jìn)水溫度在10~12℃時, 總氮去除率為25%~60%.進(jìn)水溫度為12~14℃時, 總氮去除率為55%~75%.第245~334 d, 反應(yīng)器zui大出水總氮濃度為30.1 mg ·L-1, 平均總氮去除率為54.3%.

　　為了避免生物膜過度增殖導(dǎo)致濾柱堵塞, 第461 d對濾柱進(jìn)行反沖洗.反沖洗時, 采用較大的水力負(fù)荷以達(dá)到削減生物膜厚度的目的.以氣水聯(lián)合的方式進(jìn)行反沖洗, 氣水比為3, 水沖強度為2.0 L ·(s ·m2)-1, 反沖洗時間為3 min.反沖洗后, 氨氮去除率從98.6%降低到59.7%, 亞硝氮去除率從97.3%降低為57.2%, 總氮去除率由78.4%降為48.1%.運行8 d后, 氨氮去除率恢復(fù)至90%以上, 總氮去除率提高到71%.相比于其他生物膜, 本試驗厭氧氨氧化生物膜反沖洗后恢復(fù)速度較快.有研究表明, 成熟的厭氧氨氧化菌生物膜結(jié)構(gòu)緊湊, 分泌較多的胞外多聚物, 對水力負(fù)荷沖擊的抵抗能力強, 因此成熟厭氧氨氧化生物膜受反沖洗影響較小.

　　第510~604 d, 運行季節(jié)為秋季, 進(jìn)水溫度為13.2~19.6℃, 反應(yīng)器氨氮和亞硝氮去除率大于90%, 總氮去除率大于75%.相比于去年同期水平, 進(jìn)水溫度在14℃以下時, 依然有著良好的處理效果.第605 d, 運行再次進(jìn)入冬季, 進(jìn)水溫度為10.1~14.7℃.進(jìn)水溫度在10~12℃時, 總氮去除率為50%~65%.進(jìn)水溫度為12~14℃時, 總氮去除率為70~80%.第605~695 d, 反應(yīng)器zui大出水總氮濃度為19.7 mg ·L-1, 平均總氮去除率為69.7%.總氮去除率比去年同期相比增長了29%, 總氮去除負(fù)荷增長率為23%.

　　Guillén等通過1 048 d的低溫馴化, 提高了低溫厭氧氨氧化工藝的處理效果. Trojanowicz等從低溫馴化3 a的厭氧氨氧化反應(yīng)器中取泥, 在低溫時成功啟動反應(yīng)器并取得了良好的處理效果.前人的研究主要表明, *的低溫馴化可以提高低溫厭氧氨氧化菌活性, 但對于*馴化對厭氧氨氧化活性提高并未定量化.在本試驗中, 從第245~334 d到第605~695 d, 歷時1 a, 總氮去除負(fù)荷增長率為23%, *低溫馴化明顯地提高了反應(yīng)器低溫處理效果.

　　2.3 生物學(xué)特性研究

　　每個季節(jié)從反應(yīng)器中取出濾料, 測定濾料生物量及反應(yīng)速率, 結(jié)果如圖 5所示.生物量單位以VSS/濾料計, 為mg ·g-1.

　　第55~148 d, 進(jìn)水溫度為16.5~21.9℃, 反應(yīng)器生物量從5.08 mg ·g-1增長到9.61 mg ·g-1, 增長幅度較大.第230~298 d, 進(jìn)水溫度為10.2~13.8℃, 生物量由10.20 mg ·g-1提高為11.38 mg ·g-1, 低溫環(huán)境中生物量增長速度較慢, 表明溫度對厭氧氨氧化菌生物膜的增長有較大影響.第461 d濾柱進(jìn)行反沖洗, 生物量從14.96 mg ·g-1降低至8.01 mg ·g-1, 反沖洗可以有效地剪切生物膜,

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　厭氧生物膜反應(yīng)器存在的一個突出問題是掛膜困難，啟動時間長。在本試驗中，首先將填料進(jìn)行好氧預(yù)掛膜，利用好氧微生物繁殖快并生成多糖物質(zhì)的性能，在較短時間內(nèi)填料表面形成一層生物膜即膜基，改善了填料的表面性能，有利于厭氧微生物的附著、生長、縮短了反應(yīng)器的啟動時間^［2］。 

　　好氧污泥取自邯鄲市東郊污水廠氧化溝。污泥與填料靜態(tài)接觸24h后，將污 泥全部排掉， 投加生活污水連續(xù)運行5～6d后，填料內(nèi)外表面形成一層均勻生物膜。經(jīng)好氧預(yù)掛膜后的填料與5 L厭氧污泥靜態(tài)接觸24h，然后將污泥排掉，連續(xù)投加葡萄糖廢水。反應(yīng)器啟動開始采用的有機負(fù)荷為2kgCOD/(m³·d)，水力負(fù)荷為1m³/（m³·d）。2～3d后，好氧膜脫落，填料表面變黑，1周后發(fā)現(xiàn)填料內(nèi)表面形成一薄層生物膜。將水力負(fù)荷控制在0.5m ³/(m³·d)，有機負(fù)荷為1kgCOD/(m³·d)，經(jīng)過2周培養(yǎng)，膜生長均勻良好，COD去除率可達(dá)到70%以上。此后，水力負(fù)荷增到1m³/（m³·d）,進(jìn)水濃度從2000mg/L逐漸升至6000mg/L，經(jīng)過50d的運行COD去除率可達(dá)到90%以上，反應(yīng)器底部出現(xiàn)大量0.5mm左右顆粒污泥，AFBBR運行穩(wěn)定。

　②厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器處理高濃度有機廢水，在常溫下取得了良好效果。在容積負(fù)荷為5.38～20.62 kgCOD/(m3·d)，水力停留時間為0.98d時，COD去除率zui高達(dá)到98.54%，平均為90.4%。       ①好氧預(yù)掛膜顯著改變了載體表面性能，有利于厭氧菌的附著、生長，縮短反應(yīng)器的掛膜時間。

　　③厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器內(nèi)微生物濃度高，活性強，存在懸浮與附著生長的微生物系統(tǒng)，并有其各自的優(yōu)勢菌種。
 
　　④厭氧浮動床生物膜反應(yīng)器緩沖能力大，抗沖擊負(fù)荷能力強，無堵塞與污泥流失的問題。