1、作者簡(jiǎn)介:,工程師, 車(chē)間主任; 主要從事給排水的技術(shù)與管理工作。收稿日期:2005205211廢水處理IC 反應(yīng)器處理APMP 制漿高濃廢水的設(shè)計(jì)與運(yùn)行黨朝華張四維(泰格林紙集團(tuán), 湖南岳陽(yáng), 414002摘要:系統(tǒng)地介紹了岳陽(yáng)紙業(yè)公司用IC 反應(yīng)器處理APMP 制漿廢水的主要工藝、設(shè)計(jì)參數(shù)及調(diào)試、運(yùn)行情況, 分析總結(jié)了運(yùn)行過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。關(guān)鍵詞:IC 反應(yīng)器; APMP ; 預(yù)酸化池; 中圖分類號(hào):X 793文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:(2005 2204500t/d ; 有1條堿回收生產(chǎn)線, 日處理225t 黑液固形物。APMP 生產(chǎn)線與堿回收每天共排放高濃度廢水9400m 3, 其中8400m 3

2、/d 的廢水來(lái)自APMP 車(chē)間, 1000m 3/d 是來(lái)自于堿回收車(chē)間的K P 污冷凝液。廢水中溶解性C OD Cr 濃度高達(dá)7000mg/L 以上。采用常規(guī)的活性污泥法處理這種高濃廢水經(jīng)濟(jì)上是不合理的, 經(jīng)過(guò)多種方案比較, 選用IC 內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器處理APMP 車(chē)間和堿回收車(chē)間的高濃廢水, 經(jīng)厭氧處理去除大部分C OD Cr 負(fù)荷后, 排入好氧污水處理廠進(jìn)行后續(xù)處理。污水經(jīng)好氧處理廠處理后可達(dá)標(biāo)排放。1IC 反應(yīng)器簡(jiǎn)介IC 反應(yīng)器是荷蘭帕克公司于20世紀(jì)80年代中期開(kāi)發(fā)成功的。IC 內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器處理APMP 高濃度廢水有如下優(yōu)點(diǎn):(1 處理成本低。高負(fù)荷厭氧工藝處理廢水的運(yùn)行成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)

3、低于傳統(tǒng)的好氧處理。主要原因有:厭氧處理不需要曝氣, 而好氧處理要向水中曝氣, 每去除1kg 的C OD Cr 約耗電110kWh ; 好氧處理產(chǎn)生大量剩余污泥, 這些污泥需進(jìn)一步處理, 費(fèi)用相對(duì)較高。而厭氧處理產(chǎn)生的污泥量少(為好氧處理的1/101/20 , 且污泥的沉淀性能良好, 易處理; 厭氧處理對(duì)氮和磷的需求僅為好氧處理的1/51/3, 大多情況下, 制漿廢水缺乏氮磷, 采用厭氧處理相對(duì)于好氧處理可以節(jié)省氮、磷營(yíng)養(yǎng)物的消耗; 厭氧處理產(chǎn)生大量的沼氣, 每去除1kg015m 3沼氣(沼氣中甲烷含量約70% , 沼氣具有很高的熱值, 如用于發(fā)電, 每立方米沼氣可發(fā)電約1137kWh 。(2

4、 反應(yīng)器負(fù)荷高, 體積小, 占地少。(3 規(guī)模靈活, 操作方便。厭氧處理工藝的規(guī)?？纱罂尚? 較為靈活。特別有利于分散的點(diǎn)源治理。(4 厭氧反應(yīng)器內(nèi)的厭氧顆粒污泥在自然環(huán)境中, 不采取任何措施可以存放1年以上, 不喪失活性與沉降性能。因此, 停機(jī)后再次運(yùn)轉(zhuǎn)很容易操作。2厭氧污水處理站簡(jiǎn)介211工藝流程及參數(shù)(1 工藝流程(2 設(shè)計(jì)處理規(guī)模處理水量:9400m 3/d ;進(jìn)水水質(zhì):SC OD Cr :7000mg/L , BOD 5:2000mg/L, 水溫:<65, SS :<600mg/L , pH 值:69;出水水質(zhì):SCOD Cr <2000mg/L ,BOD 5:40

5、0mg/L , 水溫<40;SS <600mg/L ,pH 值:69。(3 實(shí)際處理能力處理水量:8500m 3/d ;進(jìn)水水質(zhì):SC OD Cr :50006000mg/L , BOD 5:1800mg/L , 水溫:<70; SS :<2500mg/L , pH 值:69;53技術(shù)報(bào)告中國(guó)造紙2005年第24卷第10期出水水質(zhì):SC OD Cr <1500mg/L ,BOD 5:350mg/L ,水溫<40, SS <1000mg/L ,pH 值:69。212工藝配置及工藝介紹主要構(gòu)筑物及設(shè)備(見(jiàn)表1 。表1主要構(gòu)筑物及設(shè)備一覽表設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)及

6、規(guī)格數(shù)量安裝位置及用途旋轉(zhuǎn)細(xì)格柵XF J 21600B2臺(tái)預(yù)處理冷卻塔供料泵Q =392m 3/h H =17m 2臺(tái)提升預(yù)酸化供料泵Q =392m 3/h H =9m 2臺(tái)提升循環(huán)罐供料泵Q =419m 3/h H =20m 2臺(tái)提升IC 供料泵Q =760m 3/h H =12m2臺(tái)提升冷卻塔LHC 2452D 2C11臺(tái)冷卻尿素貯罐<2000mm ×2000mm 2個(gè)溶解、貯存尿素Na 3PO 4貯罐<2000mm ×2000mm 2個(gè)溶解、貯存Na 3PO 4NaOH 貯罐<2400mm ×3400mm2個(gè)溶解、貯存尿素計(jì)量泵G B060

7、0S 2臺(tái)Na 3PO 4計(jì)量泵G 投加Na 4NaOH 計(jì)量泵1調(diào)節(jié)池×1581個(gè)預(yù)酸化池15m m1個(gè)鋼砼防腐循環(huán)罐518m ×18m 1個(gè)碳鋼防腐IC 反應(yīng)器<11m ×24m 1套碳鋼防腐污泥罐<8m ×2015m1套碳鋼防腐沼氣處理系統(tǒng)脫泡罐、穩(wěn)壓柜、燃燒器1套引進(jìn)帕克公司設(shè)備213廢水處理21311預(yù)處理預(yù)處理的作用是將廢水中較大的懸浮物去除, 將水溫冷卻至38。預(yù)處理設(shè)施主要包括集水井、旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)、冷卻塔和調(diào)節(jié)池。(1 集水井生產(chǎn)車(chē)間將廢水泵送至厭氧污水處理廠, 廢水首先經(jīng)過(guò)2臺(tái)柵距為013mm 的旋轉(zhuǎn)格柵除去廢水中較大的懸浮固形

8、物后, 靠重力流入容積為300m 3的集水井中。經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)后廢水中的懸浮固形物濃度將在600mg/L 以下。(2 冷卻塔集水井內(nèi)廢水的溫度6065, 冷卻塔將廢水降溫至約38, 經(jīng)冷卻后的廢水靠重力流入調(diào)節(jié)池。(3 調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)池的有效容積為1537m 3, 水力停留時(shí)間約3h 。調(diào)節(jié)池的主要作用是調(diào)節(jié)水質(zhì)、水量。調(diào)節(jié)池內(nèi)裝有2臺(tái)潛水?dāng)嚢杵鳌?1312厭氧處理經(jīng)預(yù)處理后的廢水進(jìn)入?yún)捬跆幚?。厭氧處理設(shè)施主要包括預(yù)酸化池、循環(huán)罐、IC 反應(yīng)器。在厭氧處理階段廢水中的大部分C OD 得到去除, 并產(chǎn)生沼氣。(1 預(yù)酸化池廢水從調(diào)節(jié)池由泵送入預(yù)酸化池內(nèi)。在預(yù)酸化池內(nèi)廢水中的有機(jī)物被酸化細(xì)菌部分轉(zhuǎn)化為揮

9、發(fā)性脂肪酸。預(yù)酸化池有效容積為1600m 3,水力停留時(shí)間約4h , 內(nèi)裝有2臺(tái)潛水?dāng)嚢铏C(jī)。預(yù)酸化池的pH 值和溫度需連續(xù)監(jiān)測(cè)和控制。廢水處理所需要添加的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也在此由泵加入。廢水由預(yù)酸化池用循環(huán)罐供料泵泵送至循環(huán)罐。(2 循環(huán)罐廢水由預(yù)酸化池泵送至循環(huán)罐中(容積370m 3 。循環(huán)罐供料泵的流量由變頻泵、控制閥和電磁流量計(jì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。其流量根據(jù)設(shè)定的流量和預(yù)酸化池的液位及沼氣產(chǎn)量自動(dòng)調(diào)整。循環(huán)罐中安裝有1個(gè)立管。IC 反應(yīng)器的出水被收集在立管中, 部分出水會(huì)從立管的底部與來(lái)自預(yù)酸化池的廢水相混和, 。廢水自循環(huán)罐底部通過(guò)泵泵入容積為2280m 3(直徑11m , 高24m 的IC 反應(yīng)器

10、, 在IC 厭氧反應(yīng)器內(nèi)高濃度廢水中大量的C OD 被生物轉(zhuǎn)化為沼氣。其出水pH 值和溫度連續(xù)監(jiān)測(cè)。如果IC 反應(yīng)器頂部脫氣罐的液位過(guò)高, 可通過(guò)安裝在脫氣罐內(nèi)的浮球開(kāi)關(guān)產(chǎn)生高液位報(bào)警。IC 反應(yīng)器不同高度設(shè)置5個(gè)取樣口。反應(yīng)器的出水由頂部溢流到循環(huán)池內(nèi)的立管中。(4 厭氧污泥池容積為1000m 3(<8m ×2015m , 主要儲(chǔ)存接種顆粒污泥。21313沼氣處理IC 反應(yīng)器和沼氣處理設(shè)施是一個(gè)封閉系統(tǒng)。沼氣產(chǎn)氣量取決于IC 反應(yīng)器的C OD 負(fù)荷和C OD 去除率。沼氣由位于IC 反應(yīng)器頂部的脫氣罐收集以待進(jìn)一步處理。(1 沼氣流量沼氣流量由沼氣流量計(jì)連續(xù)監(jiān)測(cè)。沼氣的產(chǎn)量可

11、反映IC 反應(yīng)器內(nèi)部生化反應(yīng)狀態(tài), 還能對(duì)反應(yīng)器的C OD 負(fù)荷率進(jìn)行自動(dòng)控制。若C OD 負(fù)荷增加, 則產(chǎn)氣量也同時(shí)增加; 在異常情況下, 若C OD 負(fù)荷超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定的最大值, 則沼氣流量也將超過(guò)所設(shè)定的最大值, 此時(shí)從預(yù)酸化池至循環(huán)罐的廢水流量會(huì)自動(dòng)控制到一個(gè)較低的水平, 通過(guò)這個(gè)方法可使IC 反應(yīng)器的C OD 負(fù)荷得到自動(dòng)控制。正常情況下IC 反應(yīng)器沼氣的產(chǎn)量約為10000m 3/d 左右。(2 沼氣脫泡罐脫泡罐可脫除沼氣中可能攜帶的泡沫, 以保護(hù)后續(xù)沼氣流量計(jì)的正常工作環(huán)境。沼氣脫泡罐內(nèi)裝有浮球液位開(kāi)關(guān)。(3 沼氣穩(wěn)壓柜沼氣穩(wěn)壓柜容積為140m 3。穩(wěn)壓柜罐壁由經(jīng)防腐處理的碳鋼組成并

12、帶有一可活動(dòng)的63技術(shù)報(bào)告China Pulp &Paper Vol 124, No 110, 2005浮頂, 浮頂上設(shè)置混凝土, 使沼氣系統(tǒng)中保持21452194kPa 的壓力。浮頂和罐體的連接材料采用柔軟的聚酯織物, 浮頂上下浮動(dòng), 保持恒定的壓力。沼氣氣位由超聲液位計(jì)連續(xù)監(jiān)控。(4 沼氣燃燒器沼氣燃燒器最大燃燒能力為1200m 3/h 。燃燒器通過(guò)沼氣穩(wěn)壓柜的氣位自動(dòng)操作,氣位達(dá)到設(shè)定點(diǎn)則點(diǎn)火閥自動(dòng)打開(kāi), 且點(diǎn)火器自動(dòng)點(diǎn)火, 如果溫度探頭檢測(cè)到高溫則說(shuō)明點(diǎn)火火苗已被點(diǎn)燃; 氣位達(dá)到高氣位時(shí)燃燒器的主閥門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi), 點(diǎn)火火苗把主管道的沼氣點(diǎn)燃, 之后沼氣穩(wěn)壓柜的氣位會(huì)慢慢下降至一

13、設(shè)定低點(diǎn), 此時(shí)燃燒器的主閥門(mén)再自動(dòng)關(guān)閉, 而只讓點(diǎn)火火苗繼續(xù)燃燒。(5 凝結(jié)水收集罐IC 反應(yīng)器產(chǎn)生的沼氣含飽和水蒸氣, 沼氣溫度下降時(shí), , 設(shè)有至少(。214在廢水處理廠設(shè)有3個(gè)化學(xué)品投加單元用于pH 值調(diào)整和營(yíng)養(yǎng)源的投加。NaOH 投加單元15m 3的NaOH 儲(chǔ)罐2個(gè), 儲(chǔ)存濃度為30%的NaOH 。磷酸鈉投加單元10m 3的磷酸鈉儲(chǔ)罐2個(gè), 用來(lái)溶解和儲(chǔ)存磷酸鈉。固體磷酸鈉溶解成10%的溶液后進(jìn)行投加。尿素投加單元6m 3的尿素罐2個(gè), 用來(lái)溶解和儲(chǔ)存尿素。尿素溶解成20%的溶液后進(jìn)行投加。215廢氣處理在調(diào)節(jié)池、預(yù)酸化池、循環(huán)罐、IC 反應(yīng)器、厭氧污泥池處會(huì)散發(fā)一些有異常氣味的氣

14、體。因此在各構(gòu)筑處設(shè)有排風(fēng)系統(tǒng)。廢氣被引出送至滌氣塔進(jìn)行處理。3調(diào)試和實(shí)際運(yùn)行情況311污泥培馴該工程于2003年5月20日開(kāi)始調(diào)試, 6月10日調(diào)試完畢, 進(jìn)出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。調(diào)試的主要內(nèi)容是IC 反應(yīng)器污泥的馴化。接種污泥采用某檸檬酸廠的厭氧顆粒污泥。接種前, 先對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行清水聯(lián)動(dòng)試車(chē), 確認(rèn)整個(gè)工序正常后, 再進(jìn)行生物啟動(dòng)。將廢水低流量、低負(fù)荷引入IC 反應(yīng)器, 流量控制在80100m 3/h , SC OD Cr 約5000mg/L 。連續(xù)運(yùn)行, 并加強(qiáng)IC 進(jìn)水pH 值、預(yù)酸化度及IC 出水pH 值、VFA 等項(xiàng)目的監(jiān)測(cè), 控制各參數(shù)在工藝要求范圍之內(nèi)。運(yùn)行約1周后IC

15、 反應(yīng)器開(kāi)始產(chǎn)氣, 產(chǎn)氣意味著生物啟動(dòng)成功。運(yùn)行情況見(jiàn)表2。表2IC 反應(yīng)器運(yùn)行數(shù)據(jù)日期進(jìn)水COD Cr /mg L -1IC 出水COD Cr /mg L -1流量/m 3d -1COD Cr負(fù)荷/t d -1COD Cr 去除率/%產(chǎn)氣量/m 3d -19月1日502312318060401575109359月2日562413567620421876104089月3日546712688200441876112359月4日53561306810043147597659月5日50121235810040167594399月6日50361365800040127291209月7日52001332

16、7900411177108209月8日53011405836044137610300日平均5252131380421275121025231:控制在04mm ol/L , 預(yù)酸pH 值控制在615左右。IC 反應(yīng)器污泥負(fù)荷在017018kgC OD Cr /(kgTSS d 左右, IC 反應(yīng)器C OD Cr 去除率在70%以上。313工程經(jīng)濟(jì)分析工程總投資約為2200萬(wàn)元, 日處理水量9400m 3, 日運(yùn)行費(fèi)用約114元/m 3。4經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)(1 調(diào)節(jié)池的容積可適當(dāng)減小。由于APMP 制漿工藝穩(wěn)定, 廢水水質(zhì)穩(wěn)定, 水量均衡, 調(diào)節(jié)池有效容積可適當(dāng)減小。另外, 調(diào)節(jié)池的水力停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),

17、廢水容易過(guò)度酸化, 對(duì)后續(xù)處理不利。(2 預(yù)酸化池的容積適當(dāng)減小。由于APMP 制漿廢水易酸化, 一般在2h 之內(nèi)預(yù)酸化度就能達(dá)到40%, 廢水在預(yù)酸化池內(nèi)停留時(shí)間超過(guò)2h , 預(yù)酸化度會(huì)超過(guò)50%, pH 值低于6, 需要加堿將pH 值調(diào)整到615左右; 另外, 預(yù)酸化度高, IC 反應(yīng)器內(nèi)難以形成顆粒污泥, 出水SS 偏高。(3 由于APMP 制漿廢水容易酸化, 預(yù)酸化池pH 值要通過(guò)加NaOH 來(lái)調(diào)節(jié), NaOH (濃度30% 用量約為60t/月。為了降低堿耗, 將葦漿車(chē)間的稀黑液引入?yún)捬跷鬯幚? 用來(lái)調(diào)節(jié)APMP 制漿廢水的水質(zhì)。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行, 預(yù)酸化池的預(yù)酸化度及pH 值得到

18、了較好的控制, 目前, 已不需再用堿來(lái)調(diào)節(jié)預(yù)酸化池廢水的pH 值。(4 冷卻塔設(shè)計(jì)選型時(shí)能力要偏大。由于進(jìn)水沒(méi)有設(shè)置沉淀池, 進(jìn)入冷卻塔廢水中SS 一般為600mg/L , 冷卻塔填料易堵塞, 冷卻效果下降, 夏季冷卻塔出水水溫超過(guò)40。73技術(shù)報(bào)告中國(guó)造紙2005年第24卷第10期(5 從運(yùn)行結(jié)果看, APMP 制漿廢水采用IC 反應(yīng)器厭氧污水處理技術(shù)是成功的, 維護(hù)量小, 運(yùn)行費(fèi)用低, 處理效果穩(wěn)定。參考文獻(xiàn)1賀延齡1廢水的厭氧生物處理M1北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1998Design and Operation of the IC R eactor for H andling APMP H

19、C E ffluentDANG Chao 2hua 3ZH ANG Si 2wei(Tiger Forest &Paper Group , Yueyang , Hu nan Province , 414002(3E 2mail :8565065 Abstract :The process , main design parameters , commissioning and operating of the IC reactor , which was supplied by Paques C o 1Netherlands , for handling the AP MP HC ef

20、fluent are described in this paper 1It als o introduces the experiences and less ons of the operation 1K ey w ords :IC ; AP MP ; HC ; VFA (:王巖消息、的“于2005年9月9日至11日在?？谑新≈嘏e行。中國(guó)科協(xié)常委國(guó)林、國(guó)家林業(yè)局速生豐產(chǎn)林辦公室主任王成祖、中國(guó)造紙學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)陳思亮、中國(guó)工程院院士陳克復(fù)、中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院首席科學(xué)家白嘉雨以及海南省政府有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)出席會(huì)議并做重要講話。國(guó)內(nèi)外林業(yè)、紙業(yè)專家以及企業(yè)代表共100多人出席了會(huì)議, 多位專家就桉樹(shù)人工林

21、與生態(tài)環(huán)境、制漿造紙與環(huán)境保護(hù)等問(wèn)題做了學(xué)術(shù)報(bào)告。代表們從林業(yè)、紙業(yè)、生態(tài)環(huán)境、國(guó)家有關(guān)政策等方面對(duì)我國(guó)造紙?jiān)狭只亟ㄔO(shè)的現(xiàn)狀與前景, 以及發(fā)展桉樹(shù)人工林存在的生態(tài)問(wèn)題和解決途徑展開(kāi)討論, 共同探求桉樹(shù)培育和林漿紙一體化產(chǎn)業(yè)的科學(xué)依據(jù)及管理模式。會(huì)議期間, 代表們參觀了金光集團(tuán)APP 金海漿紙業(yè)有限公司和林業(yè)基地。這次會(huì)議是一次林業(yè)、紙業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和專家聚在一起專題討論桉樹(shù)種植和使用的會(huì)議。與會(huì)專家認(rèn)為, 當(dāng)前紙漿原料供求矛盾已成為制約我國(guó)造紙工業(yè)發(fā)展的瓶頸。我國(guó)造紙工業(yè)進(jìn)入了以原材料結(jié)構(gòu)調(diào)整為核心的關(guān)鍵時(shí)期, 因此, 發(fā)展木材制漿工業(yè)是非常必要和緊迫的。2004年我國(guó)紙和紙板產(chǎn)量已達(dá)4950萬(wàn)t , 消費(fèi)量達(dá)到5439萬(wàn)t , 為世界第2位。隨著紙和紙板產(chǎn)量快速增長(zhǎng), 進(jìn)口木漿和廢紙大幅增加, 2004年進(jìn)口木漿732萬(wàn)t , 進(jìn)口廢紙1230萬(wàn)t , 合計(jì)約2000萬(wàn)t , 占紙漿總消耗量的40%。目前, 我國(guó)已成為世界上最大的紙漿原料凈進(jìn)口國(guó)。根據(jù)預(yù)測(cè), 2010年全國(guó)紙及紙板產(chǎn)量將達(dá)到7000萬(wàn)t , 需木漿1575萬(wàn)t (按木漿比例25%計(jì)算 , 屆時(shí)國(guó)內(nèi)如自供一半, 便達(dá)到780萬(wàn)t , 需原木3400萬(wàn)m 3, 國(guó)內(nèi)的木材供應(yīng)難以滿足需求。如果全部采用進(jìn)口原料則既不現(xiàn)實(shí), 也難以保障紙業(yè)的安全。會(huì)上, 專家們一致認(rèn)為發(fā)展桉樹(shù)人工林