再生纸废水处理生化处理阶段.doc

1、再生纸废水处理生化处理阶段生物接触氧化工艺与 SBR 工艺对比分析 1.工艺论述 1.1 生物接触氧化工艺简介生物接触氧化法是一种好氧生物膜法工艺，接触氧化池内设有填料，部分微生物以生物膜的形式固着生长在填料表面，部分则是絮状悬浮生长于水中。该工艺兼有活性污泥法与生物滤池二者的特点。池内加设适宜形状和比表面积较大的生物膜载体填料，这样在填料表面形成生物膜，由于内部的缺氧环境势必形成生物膜内层供氧不足甚至处于厌氧状态，这样在生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的长食物链的生物群落，能有效地将不能好氧生物降解的 COD 部分厌氧降解为可生化的有机物。由于池内填充了大量的

2、生物膜载体填料，填料上下两端多数用网格状支架固定，当填料下部的曝气系统发生故障时，维修工作将十分麻烦。填料易老化，一般 46 年需更换一次。由于前端物化处理后废水中 SS 含量较低，生物膜固着的载体较少，导致生物膜比重较小，极易造成脱膜，挂膜不稳定。脱落的生物膜和絮状污泥在二沉池沉淀效果较差，易导致出水 SS 超标。1.2 SBR 工艺简介在序批式反应器系统（Sequencing Batch Reactor 简称 SBR 法）中，曝气池、二沉池合二为一，在单一反应池内利用活性污泥完成污水的生物处理和固液分离，SBR 是污水活性污泥生化处理系统的先驱，然而直到最近几年随着监控与测试技术的飞速发展

3、，这一技术才得以完全更新并被美国环境保护署（US EPA）推荐为一项低投资、低操作成本及低维修费用，高效益的环境处理新技术。据 EPA 调查，在污水流量一定时，选择 SBR 要比传统的活性污泥法处理费用节省许多，这一点已被大量的工程实例所证实。工艺运行方式SBR 工艺主体构筑物由 SBR 反应池组成，SBR 反应池的运行操作由进水、反应、沉淀、滗水和待机五个阶段组成。进水期：污水进入反应池。反应期：污水进入反应池中发生生化反应，在这阶段可以只混合不曝气，或既混合又曝气，使污水处在反复的好氧-缺氧中，反应期的长短一般由进水水质及所要求的处理程度而定。沉降期：在此阶段反应器内混合液进行固液分离，因

4、该阶段在完全静止条件下进行，表面水力和固体负荷低，沉淀效率高于一般沉淀池的沉淀效率。排水期：当沉淀阶段结束，设置在反应池末端的滗水器开动，将上清液缓缓滗出池外，当池内水位降到低水位时停止滗水。待机期：本处理系统多池运行，在每池滗水后完成了一个运行周期，在实际操作中，滗水所需时间往往小于理论最大时间，故滗水完成后两周期间闲置时间就是待机期，该阶段可视污水的水质、水量和处理要求决定其长短或取消。在此阶段可以从反应池排出剩余活性污泥。反应池排出的剩余污泥泥龄长，已基本稳定。SBR 法与其它活性污泥处理技术比较有以下优点：SBR 系统以一组反应池取代了传统方法及其它变型方法中的初次沉淀池、曝气池及二次

5、沉淀池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性。SBR 反应池具有调节池均质的作用，可最大限度地承受高峰 BOD5浓度及有毒化学物质对系统的影响。在污水流量低于设计值时，SBR 系统可以调节液位计的设定值使用反应池部分容积，或调节反应时间，从而避免了不必要的电耗。其它生物处理方法则无这样的功能。因为对于每个反应单体而言出水是间断的，在高负荷时活性污泥不会流失，因而可以保持 SBR 系统在高负荷时的处理效率。而其它的生物处理方法在高流量负荷时经常会出现活性污泥流失的问题。SBR 在固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个 SBR 反应池

6、容积都用于固液分离，较小的活性污泥颗粒都可得到有效的固液分离，因此，SBR 的出水质量高于其它的生物处理方法。易产生污泥膨胀的丝状细菌在 SBR 反应池中因反应条件的不断的循环变化而得到有效的抑制。而污泥膨胀问题是其它活性污泥方法中很常见且很难控制的问题之一。采用了稳定的自动化控制和先进的探测仪器和设备，以保证出水水质达到造纸工业水污染物排放标准（GB3544-2001）和当地环保部门的要求。模块设计而有利于处理规模增加时的扩建工程。处理流程简洁，控制灵活，可根据进水水质和出水水质控制指标处理水量，改变运行周期及工艺处理方法，适应性很强。2.工艺设计和经济比较下面选择两个方案分别对生物接触氧化

7、和 SBR 工艺进行经济比较分析。2.1 方案一 2.1.1 原水水量水质Q 3600m 3/dCOD Cr 1700mg/lBOD 5 450mg/lSS 1250mg/l2.1.2 两种工艺对比分析的基础条件废水经过收浆后进入超效浅层气浮系统去除掉大部分的 SS，后进入水解酸化阶段。两种工艺比较的基础是水解酸化处理后的废水，水质情况如下：COD Cr 425mg/lBOD 5 160mg/lSS 50mg/l排水水质均要求达到造纸工业水污染物排放标准（GB35442001）再生纸标准的要求，同时CODCr不大于 70mg/l。污泥处理系统相同不做比较。电费按 0.5 元/度考虑。2.1.3

8、 生物接触氧化工艺2.1.3.1 工艺设计 生物接触氧化池数量 2 座单池尺寸 1095.5m负荷 1.0kgBOD 5/m3d接触时间 3.6h实际停留时间 6h填料层高度 3m曝气系统采用散流式曝气器曝气。鼓风机房数量 1 间尺寸 9.97.23.3m设 3 台三叶罗茨鼓风机，二用一备。型号 HSR-150流量 17.15Nm 3/min转速 1180rpm风压 58.8kPa功率 30kw平流沉淀池数量 1 座表面负荷 1.0m 3/m2h尺寸 2566.0m有效水深 2.5m污泥斗深 2.5m设行车刮泥机 1 台。型号 SHG6000功率 3.75kw2.1.3.2 投资估算方案一生物

9、接触氧化系统投资估算见表 1。表 1 方案一生物接触氧化系统投资估算序号 名称 规 格 单位 数量 单价（万元） 合价（万元）1 接触氧化池 1095.5m 座 2 11.175 22.352 鼓风机房 9.97.23.3m 座 1 4.99 4.993 平流沉淀池 2566.0m 座 1 18.92 18.924 散流式曝气器 SSB600 座 125 0.0085 1.065 填料及支架 150 M3 540 0.020 10.806 鼓风机 HSR-150 座 3 10.50 10.507 行车刮泥机 SHG6000 台 1 7.50 7.508 多用管阀电气 1.009 小计 77.1

10、12.1.3.3 运行成本分析风机 24 小时运行，耗电 302241440 度行车刮泥机 12 小时运行，耗电 3.751245 度生化部分吨水电费 0.206 元/吨水填料更换（按使用 5 年考虑）10.810000/5/365/36000.016 元/吨水生化部分运行成本 0.222 元/吨水2.1.3.4 构筑物占地构筑物占地面积 425.04m2。2.1.4 SBR 工艺2.1.4.1 工艺设计数量 2 座单池尺寸 24105.5m最高水位 5.0m最低水位 2.5m超高 0.5m污泥负荷 0.08kgBOD 5/kgMLSSd污泥浓度 3000mg/L反应池运行周期 8 小时每池内

11、设 1 套滗水器，滗水速度 600m3/h。SBR 反应池产生的剩余污泥采用重力排至贮泥池。曝气系统采用散流式曝气器曝气。鼓风机房数量 1 间尺寸 9.97.23.3m设 3 台三叶罗茨鼓风机，二用一备。型号 HSR-150流量 17.15Nm 3/min转速 1180rpm风压 58.8kPa功率 30kw2.1.4.2 投资估算方案一 SBR 系统投资估算见表 2。表 2 方案一 SBR 系统投资估算序号 名称 规 格 单位 数量 单价（万元） 合价（万元）1 SBR 反应池 24105.5m 座 2 22.05 44.102 鼓风机房 9.97.23.3m 座 1 4.99 4.993

12、散流式曝气器 SSB600 座 334 0.0085 2.844 滗水器 XEF-600 座 2 16.00 16.005 鼓风机 HSR-150 座 3 10.50 10.506 小计 76.432.1.4.3 运行成本分析风机 18 小时运行，耗电 302181080 度吨水电费 0.15 元/吨水2.1.4.4 构筑物占地构筑物占地面积 575.04m2。2.2 方案二 2.2.1 原水水量水质Q 18000m 3/dCOD Cr 1200mg/lBOD 5 300mg/lSS 900mg/l2.2.2 两种工艺对比分析的基础条件废水经过收浆后进入超效浅层气浮系统去除掉大部分的 SS，后

13、进入生化阶段。两种工艺比较的基础是气浮处理后的废水，水质情况如下：COD Cr 380mg/lBOD 5 180mg/lSS 50mg/l排水水质均要求达到造纸工业水污染物排放标准（GB35442001）再生纸标准的要求，同时CODCr不大于 70mg/l。污泥处理系统不做比较。电费按 0.5 元/度考虑。2.2.3 生物接触氧化工艺2.2.3.1 工艺设计 生物接触氧化池数量 2 座单池尺寸 27205.5m负荷 1.0kgBOD 5/m3d接触时间 4.32h实际停留时间 7.2h填料层高度 3m曝气系统采用散流式曝气器曝气。鼓风机房数量 1 间尺寸 13.27.23.3m设 5 台三叶罗

14、茨鼓风机，四用一备。型号 HSR-200流量 27.82Nm 3/min风压 58.8kPa功率 45kw转速 810r/min辐流式沉淀池数量 1 座表面负荷 1.06m 3/m2h尺寸 306.0m池边水深 3.5m设全桥刮吸泥机 1 台。型号 SSG30功率 1.5kw2.2.3.2 投资估算方案二生物接触氧化系统投资估算见表 3。表 3 方案二生物接触氧化系统投资估算序号 名称 规 格 单位 数量 单价（万元） 合价（万元）1 接触氧化池 27205.5m 座 2 40.23 80.462 鼓风机房 13.27.23.3m 座 1 6.65 6.653 辐流式沉淀池 306.0m 座

15、1 63.29 63.294 散流式曝气器 SSB600 座 750 0.0085 6.385 填料及支架 150 M3 3240 0.02 64.806 鼓风机 HSR-200 座 5 4.3 21.507 全桥刮吸泥机 SSG30 台 1 26.00 26.008 多用管阀电气 2.009 小计 271.072.2.3.3 运行成本分析风机 24 小时运行，耗电 454244320 度行车刮泥机 24 小时运行，耗电 1.52436 度生化部分吨水电费 0.121 元/吨水填料更换（按使用 5 年考虑）64.810000/5/365/180000.02 元/吨水生化部分运行成本 0.131

16、 元/吨水2.2.3.4 构筑物占地构筑物占地面积 1881.54m2。2.2.4 SBR 工艺2.2.4.1 工艺设计数量 4 座单池尺寸 40185.5m最高水位 5.0m最低水位 2.9m超高 0.5m污泥负荷 0.075kgBOD 5/kgMLSSd污泥浓度 3000mg/L反应池运行周期 8 小时每池内设 2 套滗水器，滗水速度 750m3/h。SBR 反应池产生的剩余污泥采用重力排至贮泥池。曝气系统采用散流式曝气器曝气。鼓风机房数量 1 间尺寸 13.27.24.2m设 5 台三叶罗茨鼓风机，四用一备。型号 HSR-200流量 27.82Nm 3/min风压 58.8kPa功率 4

17、5kw转速 810r/min2.2.4.2 投资估算方案二 SBR 系统投资估算见表 4。表 4 方案二 SBR 系统投资估算序号 名称 规 格 单位 数量 单价（万元） 合价（万元）1 SBR 反应池 40185.5m 座 4 47.27 189.082 鼓风机房 13.27.24.2m 座 1 6.65 6.653 散流式曝气器 SSB600 座 2000 0.0085 17.004 滗水器 XEF-750 座 4 8.00 32.005 鼓风机 HSR-200 座 5 4.3 21.506 小计 266.232.2.4.3 运行成本分析风机 18 小时运行，耗电 454183240 度吨

18、水电费 0.09 元/吨水2.2.4.4 构筑物占地构筑物占地面积 2975.04m2。3.两种工艺的技术经济对比分析两种工艺的技术经济对比分析见表 5。表 5 生物接触氧化工艺与 SBR 工艺的技术经济对比项目 生物接触氧化工艺 SBR 工艺生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的长食物链的生物群落，能有效地将不能好氧生物降解的 COD 部分厌氧降解为可生化的有机物。整个过程在缺氧-好氧环境中交替进行，易产生污泥膨胀的丝状细菌在反应池中因反应条件的不断的循环变化而得到有效的抑制。技术可行性 由于物化处理后废水中 SS 含量较低，生物膜固着的载体较少，导致生物膜比重较

19、小，极易造成脱膜。脱落的生物膜比重较小，在二沉池沉淀效果较差，易导致出水 SS 超标。固液分离时整体水体接近完全静止状态，不会发生短流现象，同时，在沉淀阶段整个反应池容积都用于固液分离，固液分离彻底，表面水力和固体负荷低，沉淀效率高，出水水质有保证。氧化池出水需设置泥水分离系统，一般设二沉池或气浮，整个系统复杂，操作管理不够方便。系统集进水、反应、沉淀、排水、闲置于一体，无需设置二次沉淀池，整体结构紧凑简单，无需复杂的管线传输，系统操作简单且更具有灵活性。由于填料和支架的存在，曝气系统发生故障时维修困难，重新挂膜相对困难。多池运行，曝气系统发生故障时可向其它池子倒换，维修方便，启动迅速。操作管理约每 4-6 年需更换一次填料。 完全混合，可长期运行。投资 设备较多，一次性投资较大。 形式简单，一次性投资较小。运行费用 较高。 较低。占地面积构筑物占地面积较小，由于结构复杂，实际占地面积需考虑通道和公共面积。构筑物占地面积较大。鉴于以上对比分析，在统一水质水量和统一出水要求的基础上，SBR 工艺具有明显优势。但在实际操作中应按照客观条件和要求缜密分析，以采取合适的处理工艺。