造紙污水深度處理循環(huán)利用及污泥資源化利用

程益民

（浙江鑫豐特種紙業(yè)股份有限公司，浙江 衢州　324022）

造紙污水深度處理循環(huán)利用及污泥資源化利用

程益民

（浙江鑫豐特種紙業(yè)股份有限公司，浙江 衢州324022）

利用二級A/O生化法處理育果袋紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的造紙廢水，并利用重力式砂濾設(shè)施進(jìn)行排放水深度處理，循環(huán)利用排放水資源；并將造紙污泥制成污泥板進(jìn)行資源化利用，達(dá)到環(huán)保部門的環(huán)境整治和GB 3544—2008《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求，從而為建設(shè)生態(tài)文明作出企業(yè)應(yīng)有的努力。

造紙污水；二級生化法；深度處理；污泥；資源化利用

本公司主要生產(chǎn)“潤果”牌農(nóng)業(yè)特種紙——育果套袋紙系列產(chǎn)品。采用本產(chǎn)品制成的套袋廣泛應(yīng)用于蘋果、梨、桃、葡萄、石榴、蜜柚、胡柚、香蕉和芒果等水果生長過程中的保護(hù)，增加水果生長時(shí)所需的積溫，起著防曬、防凍、防蟲和防藥等作用，目前已經(jīng)成為綠色果品生產(chǎn)的必備技術(shù)手段，為廣大農(nóng)民豐產(chǎn)增收起到支持作用。由于是涉農(nóng)產(chǎn)品，產(chǎn)品的銷售價(jià)格有一定的限制，因此除生產(chǎn)高檔育果袋紙如葡萄袋紙外，育果套袋紙一般均采用進(jìn)口13號美廢（產(chǎn)生于美國包裝材料廠的新瓦楞紙箱切邊）和部分國產(chǎn)廢紙作為主要原材料。生產(chǎn)中將原材料直接投入水力碎漿機(jī)碎解經(jīng)篩選、凈化處理后，采用雙盤磨漿機(jī)磨漿，再添加化學(xué)品經(jīng)造紙機(jī)生產(chǎn)成所需質(zhì)量、規(guī)格及品種的產(chǎn)品，賦予育果袋紙較好的濕強(qiáng)、抗水和抗老化等性能，使育果袋紙能夠適應(yīng)野外長達(dá)3個多月的風(fēng)吹、日曬、雨淋等惡劣氣候，在南方東南沿海地區(qū)還要能夠經(jīng)受住臺風(fēng)的襲擊。

由于采用二次纖維作為主要原材料，因此制漿造紙生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要含有造紙化學(xué)品和水溶性膠粘材料。這些廢水沒有化學(xué)制漿工藝所產(chǎn)生的黑液廢水、含氯漂白廢水那么難以處理，更不需要如蒸發(fā)、堿回收等制漿污水處理設(shè)施；而是可以通過加強(qiáng)造紙中段水的循環(huán)利用可回收部分造紙化學(xué)品和短纖維，其余造紙污水經(jīng)二級厭氧/好氧（Anacrobrc/Oxic，A/O）生化系統(tǒng)處理，利用好氧菌吸附、代謝和分解消除廢水中的剩余化學(xué)物質(zhì)即化學(xué)需氧量（COD）、生物需氧量（BOD），經(jīng)曝氣、沉淀后再經(jīng)過重力式砂濾設(shè)施去除剩余的懸浮物，替代新鮮水送車間用于生產(chǎn)。

1　二級A/O生化污水處理工藝原理

制漿造紙廢水中主要的污染因子是溶解的有機(jī)污染物，根據(jù)本公司污水特征和水質(zhì)數(shù)據(jù)并參考國內(nèi)外同類廠家的資料及文獻(xiàn)，廢水的生物需氧量/化學(xué)需氧量（B/C）之比通常大于0.3以上；所以造紙廢水的生化性極好，適用于好氧處理法。

本公司污水處理工藝采用的絮凝沉淀物化+A/O生化法是活性污泥法的一個變種。該法是根據(jù)活性污泥在一定條件下，由活性污泥的巨大表面積和黏液層吸附、去除水體75%以上的BOD、COD的原理演變而來；同時(shí)在A段即活性污泥段，處于兼氧狀態(tài)又可達(dá)到優(yōu)選菌種，防止污泥膨脹的功能。二級A/O生化法是2段活性污泥工藝（A-B工藝）的改進(jìn)與延伸，也是在實(shí)際應(yīng)用中比較先進(jìn)成熟的污水處理工藝技術(shù)［1］。

二級A/O生化法處理效果明顯，運(yùn)行穩(wěn)定，通常COD去除率可達(dá)90%以上，并具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）經(jīng)過物理化學(xué)法處理+A/O二級處理，獲得很高的處理效果，出水非常穩(wěn)定，抗沖擊力高；（2）與傳統(tǒng)活性污泥法——序批式間歇活性污泥法（SBR）相比，可節(jié)省投資費(fèi)用20%、運(yùn)行費(fèi)用25%以上；（3）曝氣設(shè)備采用最先進(jìn)的微孔曝氣技術(shù)，與表面曝氣、射流、可提升穿孔曝氣等方法相比，氧轉(zhuǎn)換率提高10%～15%，大大降低能耗及運(yùn)行成本，提高運(yùn)行效率；（4）對處理較高濃度的廢水具有優(yōu)越性。

圖1為造紙污水二級A/O生化法處理工藝流程。

圖1　造紙污水二級A/O生化法處理工藝流程

2　二級A/O生化法污水處理系統(tǒng)運(yùn)行效果

本公司于2008年根據(jù)當(dāng)時(shí)的產(chǎn)能和排放要求，由杭州康諾環(huán)境工程技術(shù)有限公司針對本公司廢水特征設(shè)計(jì)了日處理能力為4 000 t的二級A/O生化污水處理系統(tǒng)，并提供相應(yīng)的活性菌泥作為生化段吸附去除COD和BOD的主要材料。2013年，本公司根據(jù)環(huán)保部門關(guān)于開展環(huán)境整治的工作要求，結(jié)合10 000 t育果袋紙技改項(xiàng)目，增建日處理能力為4 000 t的二級A/O生化污水處理系統(tǒng)，使本公司的造紙廢水處理總能力達(dá)到8 000 t/d。

本公司廢紙制漿造紙形成的廢水經(jīng)過二級A/O生化污水處理系統(tǒng)處理效果見表2（數(shù)據(jù)來源為衢州市環(huán)境監(jiān)測中心站為本公司污水處理系統(tǒng)的檢測報(bào)告“衢環(huán)監(jiān)［2013］水字第371號監(jiān)測報(bào)告”，數(shù)據(jù)為檢測結(jié)果的平均值）。

表1　污水處理各段水質(zhì)指標(biāo)對比表

造紙污水經(jīng)過初沉池的沉淀，COD的下降率為78.14%，懸浮物（SS）的下降率為67.59%；經(jīng)過A/O生化反應(yīng)后再經(jīng)過二沉池活性污泥沉淀后，COD的總下降率為92.05%，SS的總下降率為82.82%（與系統(tǒng)進(jìn)口廢水比較）。這說明本系統(tǒng)去除污染物的工藝效率較高，達(dá)到GB 3544—2008排放要求。

3　達(dá)標(biāo)排放水深度處理循環(huán)利用

生產(chǎn)過程中的造紙污水經(jīng)過二級A/O生化系統(tǒng)處理，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到GB 3544—2008制漿造紙水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求，但是作為生產(chǎn)流程回用，還需進(jìn)一步地澄清和過濾，以進(jìn)一步降低COD和SS。為此，利用現(xiàn)有的出力分別為8 000 m3/d的圓形物沉池和10 000 t/d的重力式砂濾池，對生化處理水進(jìn)一步處理，提高水的質(zhì)量，減少循環(huán)利用過程中的障礙：在沉淀的過程中滴加PAC，以利于SS的沉淀；在水進(jìn)入重力式砂濾時(shí)在線滴加過氧化氫（H2O2），利用H2O2的強(qiáng)氧化作用滅殺水中的細(xì)菌（可定期進(jìn)行），防止在濾砂中生成生物膜，造成水過濾障礙、降低重力式砂濾的工作效率和增加反沖洗的頻度及清洗換砂的頻率。經(jīng)過進(jìn)一步沉淀和重力式砂濾過濾等深度處理，水質(zhì)一般控制為COD小于20 mg/L、SS小于5 mg/L［2］，與三類地表水的水質(zhì)相近，基本滿足生產(chǎn)用水的需要。

圖2為排放水深度處理回用工藝流程。

4　污泥資源化利用方法的選擇確定

造紙污泥作為一種固廢，如何資源化利用，一直是造紙廢棄物處理的難題。為此我們考察了浙江永泰紙業(yè)有限公司（杭州富陽）的板框式壓濾機(jī)（浙江華章科技控股有限公司生產(chǎn)）處理污泥和浙江云峰紙業(yè)有限公司（衢州龍游）的離心機(jī)（金華神舟離心機(jī)有限公司生產(chǎn)）處理污泥等2種模式。

圖2　排放水深度處理回用工藝流程

板框式壓濾機(jī)的工作原理是將來自初沉池的低濃度污泥（干度約為1.5%～2%）用螺桿式高壓污泥泵注入壓濾機(jī)的板腔，污泥中的水分在高壓下通過濾布分離出來，再利用液壓進(jìn)一步將板框擠壓，使板框?qū)娱g的污泥進(jìn)一步擠出水分。當(dāng)板框中的水分基本沒有流出時(shí)，將板框與板框脫離，板框間的污泥餅自行脫落到板框下的傳送帶上，然后將污泥集中堆放。經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水的污泥，其干度一般可以達(dá)到40%～45%；如果再經(jīng)過鋼帶壓濾，污泥的干度可達(dá)50%左右，經(jīng)適當(dāng)粉碎后部分摻在鍋爐用煤中焚燒處理。

污泥離心機(jī)的工作原理是利用約3 000 r/min高速旋轉(zhuǎn)的圓筒將污泥中的水分分離出來，然后通過中間的螺旋推進(jìn)裝置將干污泥排出。一般該型設(shè)備用在海上石油鉆井過程中進(jìn)行泥漿分離等過程。在造紙污泥脫水過程中，污泥干度一般在40%左右。該設(shè)備占地面積較小，但在運(yùn)行過程中存在噪聲大、能耗高和設(shè)備易損等問題。

另外還有采用普通帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水作業(yè)，其原理是利用PAM的電荷作用將污泥凝聚起來自然重力脫水，然后利用2條網(wǎng)帶（聚酯網(wǎng)）在壓輥的擠壓下進(jìn)一步脫水，使用普通帶式壓濾機(jī)的污泥干度一般只能達(dá)到10%～12%，只能進(jìn)行填埋處理，如果送鍋爐焚燒處理，必須經(jīng)過干燥，這樣會增加能耗，或增加相應(yīng)的設(shè)備投資；而使用板框壓濾機(jī)和離心機(jī)脫水的污泥由于干度達(dá)到40%以上，經(jīng)過粉碎后可摻入燃煤中通過鍋爐焚燒處理，并回收部分熱能。

由于造紙污泥中含有部分流失的良漿纖維或細(xì)小纖維，因此引入污泥板生產(chǎn)技術(shù)，進(jìn)行污泥的資源化利用，成為一項(xiàng)既可行又有利、且無污染擴(kuò)散的污泥處理方法。在生產(chǎn)污泥板時(shí)，先將初沉池的污泥調(diào)入化纖地腳棉，利用化纖表面的電荷吸附細(xì)小纖維和有機(jī)污泥顆粒，形成可抄制的污泥漿，在類似于圓網(wǎng)成形器的污泥板抄造機(jī)上，在壓榨上輥連續(xù)層疊，達(dá)到一定厚度時(shí)，利用輥面埋設(shè)的一根牛筋，將濕污泥板拉斷，再順勢從輥面上將濕污泥板揭起，重復(fù)作業(yè)取得濕的污泥板，然后把濕板送到帶有液壓機(jī)的疊板壓干機(jī)（各層壓板中通蒸氣）進(jìn)行脫水干燥作業(yè)，經(jīng)干燥的污泥板再經(jīng)過切邊，就成為可以使用的各種襯底或襯墊包裝材料了。

圖3為污泥板生產(chǎn)的工藝流程。

圖3　污泥板生產(chǎn)的工藝流程

5　效果與結(jié)論

本公司的污水深度處理循環(huán)利用及造紙污泥資源化利用項(xiàng)目，從2013年底投入使用以來經(jīng)過半年多時(shí)間的運(yùn)行實(shí)踐表明，采用物理化學(xué)法處理+二級A/O生化法處理造紙廢水是可行的；同時(shí)將造紙污泥摻入部分化纖地腳棉生產(chǎn)污泥板也是可行的，經(jīng)過計(jì)量觀察、核算，本公司的水循環(huán)使用率達(dá)到90%以上，外排水低于20 t/t（紙）；經(jīng)進(jìn)一步完善設(shè)施后，可將外排水控制在10 t/t（紙）以下；造紙污泥100%進(jìn)行資源化利用，全部生產(chǎn)成污泥板外銷。本項(xiàng)目已經(jīng)順利通過環(huán)境整治驗(yàn)收，徹底解決了水排放和污泥處置問題，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境友好和污染物資源化利用的統(tǒng)一。

［1］林躍梅．制漿造紙現(xiàn)代節(jié)水與污水資源化技術(shù)［M］．北京：中國輕工業(yè)出版社，2009：297-300．

［2］GB 3544—2008制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］．北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008．

Advanced Treatment of Recycling Papermaking Wastewater and Resource Utilization of Sludge

CHENG Yi-min
（Zhejiang Xinfeng Specialty Paper Co.，Ltd.，Quzhou 324022，China）

Wastewater generated in fruit cultivating bag paper making process was treated deeply by secondary biochemical method and sand filtration to meet water recycling.Paper mill sludge was made into sludge plate for resource utilization.The enterprise achieved the requirement of the environmental renovation of environmental protection department and met GB 3544—2008“Standard of Water Pollutants Discharge of Pulping and Papermaking”，so that the enterprise should have efforts to construction of ecological civilization.

papermaking wastewater；secondary biochemical method；advanced treatment；sludge；resource utilization

TS79

A

1007-2225（2015）03-0026-04

程益民先生（1961-），造紙工程師；主要從事育果袋紙的技術(shù)、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)及知識產(chǎn)權(quán)管理及特種紙新產(chǎn)品的研發(fā)；電話：0571-3665211；E-mail：yimincheng @163.com。

2015-03-19（修回）

本文文獻(xiàn)格式：程益民．造紙污水深度處理循環(huán)利用及污泥資源化利用［J］．造紙化學(xué)品，2015，27（3）∶26-29．