造纸废水调试经典案例剖析
造纸废水调试经典案例剖析
1 调试内容及目的
某造纸厂概况
以美废、国废为主要造纸原料，附有各种废旧纸箱、报刊杂志等原材料。废水主要来源于打浆、洗浆工段和抄造工段，废水中主要污染因子为SS、CODcr、BOD₅。
废水特点：
SS含量较大；
BOD₅/CODcr比值较低，不易生化。
调试方案： 生化和物化分开处理。
调试的主要目的：
带负荷试车——解决影响连续运行可能出现的各种问题，为下一步工作打好基础；
生物膜的培养——从城市污水处理厂或类似造纸厂引入活性污泥；生物培养基；
生物膜的驯化——选择、培养适应实际水质的微生物；
确定符合实际进水水质水量的运行控制参数——在确保出水水质达标的前提下，尽可能简化控制规程，便于今后运行指导。
2 调试方法
（一）准备工作
1. 人员准备
工艺、化验、设备、自控、仪表等相关专业技术人员各一人；
接受过培训的各岗位人员到位，人数视岗位设置和可进行轮班而定。
2. 其他准备工作
收集工艺设计图及设计说明、自控、仪表和设备说明书等相关资料；
检查化验室仪器、器皿、药品等是否齐全，以便开展水质分析；
检查各构筑物及其附属设施尺寸、标高是否与设计相符，管道及构筑物中有无堵塞物；
检查总供电及各设备供电是否正常；
检查设备能否正常开机，各种阀门能否正常开启和关闭；
检查仪表及电控系统是否正常；
检查维修、维护工具是否齐全，常用易损件有无准备；
购置絮凝剂、混凝剂。
（二）带负荷试车
开启水处理设施、管道中所有阀门和闸阀，启动进水泵送水，根据各构筑物进水情况，沿工艺流程适时启动其他设备。
在此过程中应做好以下几方面工作：
检查进线总电流是否符合要求，变配电设备工作是否正常，各种设备工作情况是否正常以及能否满足设计要求，仪器仪表工作是否正常，自控系统能否满足设计要求。
用容积法校核进、出水流量计计量是否准确，校核在线监测仪，检测进、出水水质，流速，测量并记录设备的电压、电流、功率和转速。
及时解决试车过程中发现的问题。
编制设备操作规程。
（三）生物膜的培养
生物膜的培养实质就是在一段时间内，通过一定的手段，使处理系统中产生并积累一定量的微生物、使生物膜达到一定厚度。培养方式主要有静态培养和动态培养。
1. 静态培养
为防止新生微生物随水流走，尽可能提供微生物与填料层的接触时间，为加快生物膜的形成，开始阶段为了避免由于造纸废水营养单一，每天一次以 BOD₅:N:P＝100:5:1 比例投加尿素、二胺、白糖等营养底物。
首先将接种污泥 50m³（5%生化有效体积）和废水按 1:1 比例稀释混合后用泵打入生化池内；
再泵入 20%～40% 生化体积的生产废水；
然后剩余体积加清水贮满池子开始曝气培养；
生化池内填料的堆放体积按反应池有效容积 35%～40%；
静置20h不曝气，使固着态微生物接种到填料上；
然后曝气24h，静置2h后排掉反应器中呈悬浮状态的微生物；
再将配制好的混合液加入重复操作；
6天后，填料表面已全部挂上生物膜；
第7天开始连续小水量进水。
2. 动态培养
经过7天的闷曝培养，填料表面已经生长了薄薄一层黄褐色生物膜，改为连续进水，进行动态培养：
调整进水量，使污水在生化池内的停留时间为 24小时；
控制溶解氧在2～4mg/L之间（用溶氧仪测定）；
约15天之后，填料上有一些变形虫、漫游虫（用生物显微镜观察），手摸填料有粘性、滑腻感；
20天以后出现鞭毛虫、钟虫、草履虫游离菌等原生动物；
经过20天的培养出现轮虫、线虫等后生动物，标志生物膜已经长成；
可以开始连续小水量工业运行。
（四）生物膜的驯化
驯化的目的是选择适应实际水质情况的微生物，淘汰无用的微生物。对于有脱氮除磷功能的处理工艺，通过驯化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成为优势菌群。
具体做法：
首先保持工艺的正常运转；
严格控制工艺控制参数，DO平均应控制在2～4mg/L之间，好氧池曝气时间不小于5小时；
每天做好各项水质指标和控制参数的测定；
当生物膜的平均厚度在2mm左右，生物膜培养即告成功；
直到出水BOD₅、SS、CODcr等各项指标达到设计要求。
（五）工艺控制参数的确定
设计中的工艺控制参数是在预测水量、水质条件下确定的，而实际投入运行时的水量、水质往往与设计有差异，因此必须根据实际水量水质情况来确定合适的工艺运行参数，以保证系统正常运行和出水水质达标的同时尽可能降低能耗。
1. 工艺参数内容：
进水泵站的水位控制；
初沉池、二沉池排泥周期；
浅层气浮处理量、加药量；
生物接触氧化池溶解氧DO、温度、pH值、生物膜厚、微生物的生长状态及种类；
二沉池泥面高度等。
2. 确定方法：
进水泵站水位在保证进水系统不溢流的前提下尽可能控制在高水位运行；
用每天排除大泥量的体积和集泥容积对比来确定排泥周期，排泥量体积小于集泥容积；
浅层气浮处理能力由厂区所排污水量确定；
PAC、PAM的投加量由实际混凝、絮凝情况定，理论与实际不太一样；
生物接触氧化池DO一般控制在2～4mg/L之间、不需污泥回流、常温控制、pH值在6.8～7.2之间；
微生物的生长状况及种类可由生物显微镜观察。
（六）工艺控制规程
工艺操作规程主要是用来指导系统运行的，是工艺运行的主要依据，其主要包含以下5个方面：
各构筑物的基本情况；
各构筑物运行控制参数；
设施设备运行方式；
工艺调整方法；
处理设施维护维修方式。
工艺操作规程应在运行工艺参数稳定确定后编制。
（七）调试中的其他工作
污水厂要正常稳定的运行，还应有一套完善的制度，主要包括管理制度、岗位职责、操作规程、运行记录、设备设施维护工作档案记录等，在调试过程中可分步完成上述工作。
3 处理方法及注意事项
在生物膜培养的初始阶段，采用小负荷进水方式，使填料层表面应逐渐被膜状污泥（生物膜）所覆盖；
试运行中，应严格监测生物接触氧化池内DO、温度、pH值变化、微生物生长状态及种类；
严格控制生物膜的厚度，保持好氧层厚度2mm左右，应不使厌氧层的过分增长，保证生物膜的脱落均衡进行；
生物接触氧化在运行过程中应注意在低、中、高负荷时，DO控制不当均有可能发生生物膜的过分生长与脱落，故应控制污泥负荷在0.2～0.3kgBOD₅/kgMLSS之间；
浅层气浮的加药处理出水水质应以满足生化设计进水水质条件为准，保证气浮加药的稳定以利于后续生化处理。因不同厂家生产的PAC含有大约6%～7%的Ca粉，容易在生化池泛白，经曝气反应生成CaCO₃包裹生物膜的表面造成生物膜接壳致使生物膜严重脱落，影响生化的正常运行。同时因聚合氯化铝中Al³⁺、Cl⁻对微生物的生长有或多或少的抑制，建议投加聚铁（PFS），Fe³⁺是微生物生长的微量元素；
运行前对所有设施、管道及水下设备进行检查，彻底清理所有杂物，以避免通水后管道、设备堵塞和维修水下设备影响调试的顺利进行；
培菌初期，曝气池会出现大量的白色泡沫，严重时会堆积整个生化池走道板，这一问题是培菌初期的正常现象，只要控制好溶解氧和采取适当的消泡措施就可以解决；
运行后期发现二沉池出水带有絮状生物膜、并且从沉淀池底部污泥斗易翻团状污泥，故应尽快排出沉淀池底部污泥斗污泥，减少污泥在二沉池的停留时间。
4 调试总结
经过一个半月的调试运行，污水处理站各构筑物、设备均能满足设计要求，整个系统运行正常、稳定。处理规模和出水水质均能达到设计要求，已通过省局相关验收验收。
九江市美景水处理科技有限公司是集水处理药剂销售、环保咨询、设计、研发、设备生产、工程总包（EPC）、运营管理（O&M）及环保工程建造于一体的综合性环保高新技术企业……（企业简介略）
江西中跃环保科技有限公司（位于江西九江，主营一体化污水处理设备）在承接造纸废水处理工程项目时，可参照上述经典案例的调试经验，为造纸企业提供从工艺设计、设备配套到培菌驯化、达标验收的全流程解决方案：
一、造纸废水工艺选型
工艺类型 | 适用场景 | 江西中跃核心设备 |
|---|---|---|
物化预处理＋生物接触氧化（案例方案） | 中等规模造纸厂（50～500m³/d），BOD₅/CODcr比值低、不易生化 | 格栅＋调节池＋浅层气浮＋生物接触氧化池（组合填料/弹性填料）＋二沉池 |
物化预处理＋A/O（缺氧＋好氧） | 有脱氮要求（NH₃-N/TN需达标） | 格栅＋调节池＋浅层气浮＋缺氧池（低速搅拌）＋好氧接触氧化池＋二沉池 |
物化预处理＋UASB＋A/O | 高浓度造纸废水（CODcr＞3000mg/L），需厌氧预处理 | 格栅＋调节池＋浅层气浮＋UASB厌氧反应器＋A/O＋二沉池＋深度处理 |
一体化MBR | 用地紧张、出水要求高（一级A/回用） | 格栅＋调节池＋气浮＋一体化MBR设备（PVDF膜组件＋自吸泵＋CIP清洗） |
二、关键设备配套（对应案例各工段）
1. 格栅与预处理
设备 | 江西中跃可提供的配置 |
|---|---|
机械格栅 | 回转式/阶梯式（间隙10～50mm），不锈钢304材质，配套渣物输送压榨一体机 |
调节池 | 碳钢防腐/玻璃钢池体，HRT＝6～12h，配套提升泵、液位控制 |
2. 浅层气浮（案例重点工段）
设计参数 | 江西中跃可提供的配置 |
|---|---|
表面负荷3～8m³/m²·h，HRT＝10～30min | 碳钢防腐/不锈钢气浮池体、溶气系统（溶气罐＋空压机/回流泵）、释放器、刮渣机、PAC/PAM加药装置 |
对应案例注意事项⑤（PAC含Ca粉问题）：
江西中跃建议改用聚铁（PFS）替代PAC，避免CaCO₃包裹生物膜导致脱落；
若使用PAC，选择低钙型（Ca含量＜2%），并在气浮后设中间沉淀/过滤缓冲池，降低Ca²⁺进入生化池的浓度；
PAM投加量按0.5～2mg/L（按PO₄³⁻-P计），配合PFS使用效果更佳。
3. 生物接触氧化池（案例核心工段）
设计参数 | 江西中跃可提供的配置 |
|---|---|
HRT＝12～24h，DO＝2～4mg/L，填料填充率35%～40%，污泥负荷0.2～0.3kgBOD₅/kgMLSS | 碳钢防腐/玻璃钢池体、组合纤维/弹性填料、微孔刚玉/EPDM曝气器、低噪回转/罗茨风机、DO/pH/温度/MLSS在线仪及PLC控制柜 |
对应案例关键控制点：
DO控制：2～4mg/L（与案例一致），DO在线仪＋变频风机PID联动；
pH控制：6.8～7.2（与案例一致），配pH在线仪＋H₂SO₄/NaOH加药装置联动；
生物膜厚度：保持好氧层2mm左右，通过排泥量和曝气强度控制脱落均衡；
营养投加：BOD₅:N:P＝100:5:1，配套尿素/KH₂PO₄/白糖自动加药装置（PE桶＋搅拌＋计量泵）。
4. 二沉池
设备 | 江西中跃可提供的配置 |
|---|---|
竖流式/平流式/辐流式沉淀池 | 表面负荷0.6～1.0m³/m²·h，配套刮泥机（中心/周边传动）、污泥界面仪、排泥阀/螺杆泵 |
对应案例注意事项⑧（二沉池污泥管理）：
设置污泥界面仪＋自动排泥联动，泥层高度＞1.0～1.5m时自动启动排泥；
排泥量按"每天排除大泥量的体积和集泥容积对比确定排泥周期"，排泥体积＜集泥容积（与案例一致）。
5. 深度处理（可选，用于提标/回用）
工艺 | 江西中跃可提供的配置 |
|---|---|
混凝沉淀＋过滤 | PAC/FeCl₃除磷加药装置＋斜管沉淀池＋石英砂/多介质过滤器 |
芬顿氧化 | H₂O₂加药装置＋FeSO₄加药装置＋pH调节（H₂SO₄）＋中和（NaOH）＋絮凝沉淀 |
臭氧催化氧化 | 臭氧发生器（空气/氧气源）＋催化剂（MnO₂/活性炭负载）＋反应塔 |
MBR膜过滤 | PVDF中空纤维膜/平板膜组件＋膜架＋自吸泵＋CIP清洗系统（酸/碱/NaClO回路） |
三、培菌驯化服务（对应案例核心内容）
1. 静态培养（与案例方案一致）
步骤 | 操作 | 时间 |
|---|---|---|
① 接种 | 协助联系同类造纸厂/城市污水厂好氧剩余污泥（MLSS≥3000～4000mg/L），接种量＝5%生化有效体积（与案例50m³一致） | 1～2d |
② 配制混合液 | 接种污泥＋废水按1:1稀释混合，再泵入20%～40%生化体积生产废水，剩余加清水贮满 | 1d |
③ 闷曝 | 曝气24h→静置2h→排掉悬浮微生物→重复加料 | 6d（填料表面全部挂膜，与案例一致） |
④ 营养投加 | 每天按BOD₅:N:P＝100:5:1投加尿素、二胺、白糖等（与案例一致） | 全程 |
⑤ 监测 | DO（2～4mg/L）、pH（6.8～7.2）、温度、镜检（变形虫→钟虫→轮虫的演替） | 每日 |
2. 动态培养（与案例方案一致）
阶段 | 时间 | 控制参数 | 镜检标志 |
|---|---|---|---|
连续进水启动 | 第7天开始（与案例一致） | HRT＝24h，DO＝2～4mg/L | 填料表面黄褐色薄层生物膜 |
原生动物出现 | 约15天后（与案例一致） | DO＝2～4mg/L，曝气时间≥5h | 变形虫、漫游虫；手摸填料有粘性、滑腻感 |
原生动物增多 | 20天后（与案例一致） | 同上 | 鞭毛虫、钟虫、草履虫游离菌 |
后生动物出现＝生物膜长成 | 20天后（与案例一致） | 生物膜平均厚度≈2mm | 轮虫、线虫等后生动物出现 |
连续小水量工业运行 | 生物膜长成后 | 逐步提升负荷至设计水量 | 菌胶团密实、钟虫/等枝虫为主、轮虫适量 |
