废水处理升级改造项目工艺处理探讨

吴林广 嘉诚环保工程有限公司

废水处理升级改造项目工艺处理探讨

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随着改革开放步伐不断加大，新增项目不断增加，用水量不断增加，生产废水排放量加大，当地环保局对水质的要求提高，处理设施没有及时跟上，造成处理措施不利，所以急需对现有污水处理站进行升级改造。

废水处理 处理工艺 工程改造

某项目是建设年产3万吨优质浆粕项目。在浆粕的生产过程中，会排放大量的生产废水，产生的污水主要由两部分组成：一是蒸煮过程中产生的高浓度黑液；二是漂酸洗过程中产生的中段污水。

一、黑液处理工艺选择

根据棉浆黑液的特性，该废水属于高浓度难处理废水，国内外针对该类废水的处理主要是回收利用以及经过物理化学反应产生副产品，不仅有效处理了废水污染还从一定程度的产生了利润，为企业产生了一定的收益，目前回收利用工艺较成熟的工艺主要有如下几种：

1.燃烧苛化法碱回收。燃烧法碱回收技术的完整流程分为提取、蒸发、燃烧、苛化-石灰回收四道工序。基本原理是将黑液浓缩后在燃烧炉中进行燃烧将有机钠盐转化为无机钠盐，然后加入石灰将其苛化为氢氧化钠，以达到回收碱和热能的目的。

该方法技术投资大，碱回收率低，运行费用高于回收费用，故不适合本工程选用。

2.木质素提取法。提取木质素常采用酸析法，将提取黑液经微滤机去除细小纤维后，进入加有酸液的木素分离机，控制pH值使木素析出并经加热、压滤脱水成为木素产品。该法使CODCr去除率达到80%，SS去除率约为85%，色度去除率达95%，木素回收率在80%左右，对于削减有机污染物负荷有显著作用。

此方法的优点是：工艺过程简单，投资较小，削减有机污染物负荷的同时回收木素。同时存在一系列不足：技术上设备腐蚀严重，木素较难过滤、脱水；工艺上处理后的残液不能达到排放标准，且呈酸性，需进一步处理；经济上必须降低用酸成本，同时木素产品存在销路问题。

3.厌氧+好氧处理法。黑液经过预处理后，采用厌氧处理工艺降低CODCr，回收部分沼气能量。相对于好氧生物法，厌氧工艺处理高浓度有机废水有其独特的优点：能够以沼气形式回收能源，污泥产量低，对复杂有机物初步降解，对后续工艺有利。其主要缺点是：对废水中有毒物质敏感；处理不够彻底，必须有严格的后续工艺方能使污水达标排放；运行管理相对复杂，对物质无法回收。

4.多效蒸发+烘干法。在原液中通入蒸汽加温，将原液中的水蒸发掉，达到浓缩效果，蒸发出的污水冷凝处理，浓缩黑液可烘干后直接外售。

采用多效蒸发法较为合理，既能回收有价资源，创造价值，在运行过程中可以利用蒸球产生的废蒸汽当做部分热源，又能降低成本，运行稳定。经过多效蒸发后的清液与浓缩液彻底分开，浓缩液回收烘干后外售；清液已无污染物，可回用于生产工段或直接排放。

综上所述，棉浆黑液可回收利用价值大，治理方法首选能够将棉浆黑液转换成可利用资源的工艺，结合分析上述四种处理方案的优缺点，多效蒸发+烘干法和提取木质素酸析法可实现黑液回收利用的目的。

二、多效蒸发工段

（1）黑液。制浆工段送来的稀黑液浓度4.5%，温度50℃，首先送入稀黑液槽。将稀黑液从稀黑液槽泵送至黑液预热器，回收污冷凝水热能以后，再进入5效蒸发器的黑液循环系统，参与循环蒸发。

1效蒸发器采1效3体形式，采用以下操作流程：

①2效黑液→1C→1B→1A效→浓黑液；②2效黑液→1A→1C→1B效→浓黑液；③3效黑液→1B→1A→1C效→浓黑液。

以上流程按顺序切换，可以达到以下效果：

①减少了单体在最高浓度下的连续工作时间，无机盐析出时间短期内不会形成严重结垢；②黑液在1效的3个效体内存在浓度梯度，通过定期切换，一般是最高浓度效体切换到最低浓度效体，最低浓度效体的黑液浓度在23%左右，远低于无机盐饱和点，这样在浓缩过程中，加热面上无机盐结垢被清洗干净。③由于效体内存在浓度梯度，1效蒸发器的平均传热系数比较高，提高了蒸发站的生产能力。

三、中段水处理工艺选择

1.中段水预处理工艺选择。废水处理中，常用的预处理工艺有气浮、混凝沉淀、过滤等，需根据不同的废水水质综合考虑，以选择不同的物化处理工艺。

2.中段水预处理单元采用微滤机过滤+混凝沉淀工艺。混凝沉淀工艺中采用自动加药系统，在增加混凝沉淀效果的同时增加一定的自动化程度，降低操作强度；沉淀池采用高效沉淀池，在传统的平流沉淀池的基础上，充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论，把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化，从而达到常规技术无法比拟的性能。不仅能节约占地，还能使药剂达到最佳使用效果，处理效果较好。

四、生化处理选择

生物处理系统，是人为地创造条件使微生物大量繁殖，人工驯化微生物，利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法，是目前国内外污水二级处理的主体工艺。其中如下几种较典型的工艺：

（1）氧化沟工艺，因其构筑物呈封闭沟渠而得名，属于活性污泥法的一种改形，能够同时实现碳有机物氧化、氮硝化以及生物脱氮是氧化沟的基本特征。

（2）百乐克工艺，百乐克工艺是一种具有脱氮除磷功能的多级活性污泥污水处理系统。百乐克BIOLAK，即湖体内采用生物方法处理污水、废水的工艺。最初采用天然土池做反应池而发展起来的污水处理系统。

（3）SBR工艺，SBR实际上是出现最早的活性污泥法，早期的实验研究都是采用这一工艺，但直到近10年来，由于自动控制、机械制造方面的技术突破才使得这一工艺真正应用于生产实践。

（4）A/O工艺，由缺氧反应池和好氧反应池组成，是普通二级生化的改进，在其基础上引进厌氧段或缺氧段，采取内部污泥循环，使其同时具有去除BOD、氮、磷的效果。

综合分析以上四种好氧工艺，氧化沟自动化程度高，运行管理方便；剩余污泥量少，污泥性质稳定，耐冲击负荷，表面曝气效果稳定，出水水质好，基建和运行费用低。工艺流程简单，建设和运行费用较低，反硝化在前，硝化在后，设内循环，效果好，反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质。

［1］《中华人民共和国水污染防治法》（2008.2.28）