再生紙企業(yè)廢水的厭氧好氧處理工藝探討
2013-07-05 05:27:54趙錚
趙錚
【摘 要】本文筆者結合工作經(jīng)驗與實踐，對廢紙再利用產(chǎn)生的高濃度廢水進行分析，同時對再生紙企業(yè)生產(chǎn)廢水處理厭氧加好氧工藝進行總結，為污水處理工作提供借鑒意見。
【關鍵詞】再生紙廢水處理；造紙廠廢水；厭氧/好氧污水處理
隨著人的活動以及經(jīng)濟和科技的發(fā)展，資源的再利用已成為人類可持續(xù)發(fā)展的必要前提。廢紙再利用是我們保護生態(tài)植被的一種有效手段之一。但同時再生紙生產(chǎn)將產(chǎn)生大量含有細微纖維、油墨、樹脂、色料、化學藥品和機械雜質(zhì)等污染物的高濃度有機廢水[1]，本文將對再生紙企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的高濃度廢水使用厭氧加好氧處理進行探討。
1.再生紙廢水中污染物成分
再生紙生產(chǎn)廢水主要來源于：（1）造紙工藝制漿車間打漿、篩漿、沖洗、濃縮；（2）紙漿抄造車間的凈化篩選和紙機的濕部脫水等工序[2]。再生紙生產(chǎn)廢水主要污染因子有CODcr、BOD5、懸浮物等，其中CODcr濃度一般在10000～50000mg/L，BOD5為10000～35000mg/L，懸浮物為15000～20000mg/L?？梢钥闯鲈偕埰髽I(yè)廢水屬于高濃度有機廢水。
2.再生紙廢水的處理工藝流程
厭氧+好氧工藝處理再生紙廠廢水流程如下圖2.1所示：
3.初級沉淀池
來水在與混凝劑、絮凝劑混合后沉淀，能去除了大部分的懸浮物、氮、磷等污染物。此階段為后續(xù)廢水處理減輕了負荷。
4.厭氧反應
厭氧反應適用于高濃度有機廢水的處理，可置于高濃度有機廢水處理的前段，對有機污染物的厭氧降解過程可以劃分為四個階段。
（1）水解階段：再生紙廢水中含有大量的大分子有機污染物，因相對分子質(zhì)量巨大，不能透過細胞膜，因此不可能被細菌直接利用，這些大分子有機污染物在第一階段被細菌胞外酶分解為小分子。例如纖維素被纖維素酶水解為纖維二糖與葡萄糖，淀粉被淀粉酶分解為麥芽糖和葡萄糖，蛋白質(zhì)被蛋白酶水解為短鈦于氨基酸等。這些小分子的水解產(chǎn)物能夠溶解于水并透過細胞膜為細菌所利用。
（2）發(fā)酵階段：在這一階段，上述小分子的化合物在發(fā)酵細菌的細胞內(nèi)轉化為更為簡單的化合物并分泌到細胞外。主要產(chǎn)物有揮發(fā)性脂肪酸（VFA）、醇類、乳酸、二氧化碳、氫氣、氨、硫化氫等。與此同時，發(fā)酵細菌也利用部分物質(zhì)合成新的細胞，因此未酸化廢水厭氧處理時產(chǎn)生更多的剩余污泥。
（3）產(chǎn)乙酸階段：在此階段，上一階段的產(chǎn)物被進一步轉化為乙酸、氫氣、碳酸以及新的細胞物質(zhì)。
（4）產(chǎn)甲烷階段：這一階段，乙酸、氫氣、碳酸、甲酸和甲醇等被轉化為甲烷、二氧化碳、和新的細胞物質(zhì)。[3]
以上四個階段，厭氧反應既能處理高濃度大分子有機廢水，又能產(chǎn)生可以作為能源的甲烷氣體。由此可見，厭氧處理非常適用于再生紙企業(yè)前期階段產(chǎn)生的高濃度有機廢水。
5.好氧曝氣階段
好氧曝氣活性污泥法可用于后端處理厭氧反應后的出水。廢水經(jīng)厭氧反應后，大分子有機物被降解為可溶性的小分子有機物。一部分小分子有機污染物被分解轉化為甲烷、硫化氫等氣體逸出，另一部分有機物被厭氧污泥吸收并生成剩余厭氧污泥。但還有相當一部分的小分子水溶性有機物還溶解于水中，CODcr、BOD5、懸浮物等污染物濃度仍然不能滿足《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準》（GB3544-2008）。所以，在厭氧處理工藝后再加上好氧曝氣處理。
氧是有機物氧化時的最后氫受體，正是由于這種氫的轉移，才使能力釋放出來，成為微生物生命活動和合成新細胞物質(zhì)的能源，所以好氧曝氣階段必須不斷地供給足夠的溶解氧（Do）。
好氧活性污泥生物處理時，一部分被微生物吸收的有機物氧化分解成簡單無機物（如有機物中的碳被氧化成二氧化碳、氫與氧化合成水、氮被氧化成氨和硝酸鹽、磷被氧化成磷酸鹽、硫被氧化成硫酸鹽等），同時釋放出能量，作為微生物自身生命活動的能源。另一部分有機物則作為其生長繁殖所需要的構造物質(zhì)，合成新的原生質(zhì)。[4]隨著原生質(zhì)的增加，活性污泥也不斷增加，由于曝氣池中污泥濃度須保持在一定范圍，多出來的部分就是剩余污泥，這部分剩余污泥的排出其實也就是污染物從水中的排出。
6.結束語
再生紙生產(chǎn)企業(yè)是高濃度有機廢水的排放大戶之一，厭氧反應用于高濃度有機廢水處理的前端，有利于發(fā)揮處理負荷高的優(yōu)勢，又產(chǎn)生了有能源價值的甲烷氣體，同時為好氧曝氣階段降低了處理負荷。好氧曝氣階段對于中低濃度的廢水有著較好的處理效率，厭氧加好氧處理工藝對于再生紙企業(yè)排放的高濃度廢水有著非常好的處理效率，對于其他一些高濃度有機廢水的處理有著很好的借鑒意義。
【參考文獻】
[1]劉湛，張舞劍.廢紙再生造紙廢水的處理工藝研究[J].廣州化工，2010，38（9）：134-135.
[2]隆言泉.制漿造紙工藝學（下冊）[M].北京：輕工業(yè)出版社，1981：10-12.
[3]賀延齡.廢水的厭氧生物處理[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1998：17-18.
[4]張希衡.水污染控制工程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002：83-84.
