造紙工業(yè)廢水處理工程實(shí)例分析

張博波

摘 要：主要對(duì)造紙工業(yè)廢水處理工程的實(shí)例展開了分析，通過結(jié)合具體的工程實(shí)例，對(duì)廢水處理工藝的流程進(jìn)行了詳細(xì)說明，并闡述了運(yùn)行的效果和結(jié)論，以期為相關(guān)單位的需要提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：造紙工業(yè)；廢水處理技術(shù)；污染物；膜分離技術(shù)

中圖分類號(hào)：X793 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.150

造紙工業(yè)為中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出了重要的貢獻(xiàn)，但也付出了巨大的環(huán)境代價(jià)，特別是在水資源環(huán)境的問題上。因此，我們需要高度重視造紙工業(yè)的廢水處理，并采取有效的措施積極做好廢水處理工作。基于此，本文就造紙工業(yè)廢水處理工程的實(shí)例進(jìn)行了分析。

1 造紙廢水深度處理新技術(shù)

隨著《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3544—2008）的頒布，大幅度提高了污染物排放控制的水平，新標(biāo)準(zhǔn)分為2個(gè)階段實(shí)施：①從2008-08-01—2011-07-01；②2011-07-01以后，新標(biāo)準(zhǔn)中特別增加了對(duì)環(huán)境承載力脆弱地區(qū)設(shè)置的水污染物特別排放限制，加大了對(duì)環(huán)境敏感地區(qū)的污染物排放控制力度。新標(biāo)準(zhǔn)提出的各類廢水指標(biāo)的排放限值均大幅度降低，現(xiàn)有的廢水處理工藝一般采用物化+生化的方法，出水濃度無法滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，還需對(duì)生化池出水進(jìn)行深度處理。目前，廢水的深度處理方法包括膜分離技術(shù)、吸附技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)和曝氣生物濾池等。

1.1 膜分離技術(shù)

膜分離是通過膜對(duì)混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力對(duì)雙組分或多組分混合的氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法。世界上經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的國家近年來將膜分離技術(shù)，比如超濾（UF）、反滲透（RO）和電滲析（ED）等應(yīng)用在了造紙工業(yè)的廢水處理中，實(shí)現(xiàn)了廢水的高層次回用，應(yīng)用前景廣闊。

1.2 吸附技術(shù)

制漿造紙廢水經(jīng)二級(jí)生化處理后，其色度仍然較高，出水顏色較深，一般達(dá)不到新標(biāo)準(zhǔn)的排放要求。吸附法處理制漿造紙廢水是采用多孔的固體吸附劑，利用固液相界面上的物質(zhì)傳遞，使廢水中的有色污染物轉(zhuǎn)移到固體吸附劑上，從而使之從廢水中分離。通常使用的吸附劑包括活性炭、大孔吸附樹脂、膨潤土、硅藻土、煤渣、粉煤灰等。吸附法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、處理速度快、投資少、對(duì)色度的去除較為明顯，其缺點(diǎn)為吸附劑的再生比較困難，再生成本較高，脫附后的廢水仍需要進(jìn)一步處理，對(duì)溶解性CODCr的去除效果較差。

1.3 高級(jí)氧化技術(shù)

廢水中有機(jī)物的高級(jí)化學(xué)氧化工藝可分為2大類：①O3、H2O2、O3/H2O2、UV/O3、UV/ H2O2、UV/（O3+H2O2）等氧化劑直接參于反應(yīng)的均相反應(yīng)過程。其中，有紫外光參加的氧化反應(yīng)通常也稱為光激發(fā)氧化。②有固體催化劑（N型半導(dǎo)體材料）存在，在紫外光或可見光與氧或過氧化氫作用下的非均相氧化反應(yīng)過程。高級(jí)氧化技術(shù)目前在制漿造紙工業(yè)廢水處理中已得到了一定的應(yīng)用。Fenton試劑是指Fe2+和H2O2以一定比例混合后形成的一種常用的高級(jí)氧化劑。相比其他高級(jí)氧化劑而言，F(xiàn)enton法具有操作過程簡(jiǎn)單、反應(yīng)物易得、費(fèi)用低廉、無需復(fù)雜設(shè)備、對(duì)后續(xù)的生化處理無毒害作用、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。

1.4 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池集曝氣、高濾速、截留懸浮物等特點(diǎn)于一體，綜合了過濾、吸附、生物接觸法的優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了越來越多的研究和應(yīng)用。其工藝原理為：在濾池中裝填一定量粒徑較小的顆粒狀濾料，濾料表面生長(zhǎng)著生物膜，濾池內(nèi)部曝氣，污水流經(jīng)濾料時(shí)，利用濾料上高濃度生物膜的強(qiáng)氧化降解能力對(duì)污水進(jìn)行快速凈化。同時(shí)，濾料和附著的生物膜還能截留污水中的大量懸浮物，且脫落的生物膜也不會(huì)隨出水而流失。由于曝氣生物濾池與普通活性污泥法相比具有有機(jī)負(fù)荷高、占地面積?。ㄊ瞧胀ɑ钚晕勰喾ǖ?/3）、投資少（可降低30%）、不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，近年來用曝氣生物濾池處理制漿造紙廢水的研究引起了人們的關(guān)注，且目前國外已有數(shù)十家造紙企業(yè)將這一新技術(shù)投入運(yùn)行。但曝氣生物濾池也存在填料使用量大的缺點(diǎn)。

1.5 氮和磷的去除

目前，在制漿造紙工藝中，除了亞銨法制漿廢水外，通常很少添加含氮和磷的藥劑。因此，廢水中不含大量的氮和磷，只有當(dāng)生活污水與制漿造紙廢水混合處理時(shí)，才有可能導(dǎo)致廢水排放超標(biāo)。廢水中氮和磷的去除方法主要有A/O、A2/O、氧化溝等生化法。比如工廠原有的生化法為活性污泥法或生物膜法，均可通過調(diào)整工藝來達(dá)到除氮和除磷的目的。

2 工程實(shí)例分析

某造紙廠有限公司始建于1995年，原為生料造紙企業(yè)，2001年關(guān)停生料造紙線，剩余涂布生產(chǎn)線。現(xiàn)有2條牛皮掛面紙板生產(chǎn)線，一條1575紙機(jī)生產(chǎn)線，一條為1880紙機(jī)生產(chǎn)線。廢水主要來自某紙業(yè)公司化機(jī)漿車間產(chǎn)生的廢液、電廠廢水、紙機(jī)廢水等。設(shè)計(jì)出水水質(zhì)執(zhí)行《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3544—2008）中的標(biāo)準(zhǔn)。

3 廢水處理工藝流程

該項(xiàng)目廢水處理包括2部分：①化機(jī)漿車間產(chǎn)生的廢液處理；②綜合廢水的處理，包括紙機(jī)廢水、電廠廢水、碳酸鈣車間廢水以及化機(jī)漿廢液經(jīng)處理后產(chǎn)生的少量濁污冷凝水。該項(xiàng)目的廢水處理工藝流程如圖1所示。

3.1 化機(jī)漿廢液處理

該項(xiàng)目化機(jī)漿廢液采用堿回收法蒸發(fā)濃縮后焚燒處理以回收堿和熱能。

3.1.1 化機(jī)漿廢液污染特性

化機(jī)漿廢液主要來自木片洗滌、預(yù)處理和磨漿工段過程。其中，污染物質(zhì)主要來源于纖維原料中溶出的有機(jī)化合物、工藝生產(chǎn)過程中殘余的化學(xué)藥品和流失的細(xì)小纖維，廢液呈棕紅色?；瘷C(jī)漿廢液的污染特性有以下4個(gè)：①有機(jī)物濃度高。COD的質(zhì)量濃度為6 000～15 000 mg/L。②SS的質(zhì)量濃度一般在2 000 mg/L以上，并含有大量膠狀物質(zhì)，濁度大。③由于磨漿過程會(huì)產(chǎn)生大量的蒸汽，且生產(chǎn)過程中的水耗低，因此，廢水的溫度較高。④由于化學(xué)浸漬溶出較多的多酚類物質(zhì)，因此，廢水色度較高，毒性物質(zhì)的含量大，可生化性較差。

3.1.2 化機(jī)漿廢液常用的處理工藝

化機(jī)漿廢液溫度高、污染負(fù)荷大、含有毒性污染物質(zhì)，處理難度大于一般的工業(yè)廢水。目前，常用的處理方法主要有好氧、厭氧生物處理法，特定的微生物處理技術(shù)，臭氧氧化法和膜分離技術(shù)等。目前，國內(nèi)數(shù)十個(gè)化機(jī)漿企業(yè)目前普遍采用以厭氧為核心的生物處理技術(shù)處理廢液。由于化機(jī)漿廢液具有復(fù)雜性，現(xiàn)有化機(jī)漿廢液處理工藝的廢水水質(zhì)很難達(dá)到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3544—2008）中CODCr的質(zhì)量濃度小于等于80 mg/L的要求。

3.1.3 化機(jī)漿廢液的堿回收處理技術(shù)

目前，國內(nèi)化學(xué)漿生產(chǎn)企業(yè)的黑液多采用燃燒法堿回收處理技術(shù)，工藝成熟。而化機(jī)漿的初始固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小，一般為1.5%～2.0%，無法直接燃燒，國內(nèi)還沒有化機(jī)漿廢液采用堿回收工藝處理的實(shí)例，但國外已經(jīng)有化機(jī)漿生產(chǎn)企業(yè)采用堿回收方法處理廢液的成功經(jīng)驗(yàn)。

3.2 綜合廢水處理

該項(xiàng)目綜合廢水采用A/O處理工藝，工藝流程如圖1所示。

3.2.1 調(diào)勻池

該池主要用于均化水質(zhì)及調(diào)節(jié)水量，采用鋼混結(jié)構(gòu)，有效容積為14 400 m3，有效停留時(shí)間為3.5 h。

3.2.2 初沉池

初沉池主要用于去除大部分懸浮物，采用鋼混結(jié)構(gòu)，共建3組，每組有效容積為4 500 m3。

3.2.3 缺氧池

在缺氧條件下，廢水中的大分子有機(jī)物在微生物水解酶的作用下降解為小分子物質(zhì)，增強(qiáng)了其可生化性。同時(shí)，反硝化細(xì)菌在缺氧條件下生存和增殖，實(shí)現(xiàn)了脫氮的效果。采用鋼混結(jié)構(gòu)，共建2組，每組有效容積為540 m3，有效停留時(shí)間為3.5 h。

3.2.4 好氧池

經(jīng)過缺氧處理后的廢水進(jìn)入好氧池，并對(duì)廢水進(jìn)行充氧曝氣。此時(shí)，水中好氧菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，并具有較好的活性，各種微生物在好氧條件下充分利用廢水中有機(jī)物質(zhì)，在溶解氧質(zhì)量濃度為2～4 mg/L的條件下進(jìn)行好氧生物反應(yīng)，將廢水中大量有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為CO2和H2O，并將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。該池為鋼混結(jié)構(gòu)，共建3組，每組有效容積為13 500 m3，有效停留時(shí)間為8.6 h。

3.2.5 二沉池

經(jīng)過好氧曝氣池生物處理后的廢水進(jìn)入二沉池進(jìn)行固液分離，上清液達(dá)標(biāo)排放，部分污泥回流到厭氧池，剩余污泥進(jìn)入污泥池處理。該池采用豎流式沉淀池，鋼混結(jié)構(gòu)，共建2組，每組有效容積為5 500 m3。

4 運(yùn)行效果

該項(xiàng)目已穩(wěn)定運(yùn)行多年，從實(shí)際檢測(cè)結(jié)果看，出水COD的質(zhì)量濃度為20～80 mg/L，可達(dá)標(biāo)排放，其他主要水質(zhì)指標(biāo)如表2所示。

5 結(jié)束語

綜上所述，造紙工業(yè)的廢水具有著極強(qiáng)的污染性，導(dǎo)致相應(yīng)的廢水處理工作有一定的難度。因此，為了積極地做好造紙工業(yè)的廢水處理，我們需要制訂科學(xué)、合理的處理流程，采用先進(jìn)、有效的施工工藝，系統(tǒng)完善廢水處理工作，從而使造紙工業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益的雙統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕