制漿造紙廢水深度處理技術(shù)及應(yīng)用實(shí)例探討

王丹彤+++陳煜才

摘 要：制漿造紙行業(yè)具有廢水產(chǎn)生量大、水質(zhì)組分復(fù)雜、污染物濃度高、處理難度大等特點(diǎn)。文章簡(jiǎn)述了制漿造紙廢水水質(zhì)特征，歸納了該行業(yè)目前常用的廢水深度處理技術(shù)的作用機(jī)理、去除效率及優(yōu)缺點(diǎn)。結(jié)合工程應(yīng)用實(shí)例，說(shuō)明深度處理技術(shù)在確保廢水達(dá)標(biāo)排放中的重要作用，為新建制漿造紙廢水處理工程設(shè)計(jì)及其他相關(guān)環(huán)保工作提供參考。

關(guān)鍵詞：制漿造紙廢水；深度處理；高級(jí)氧化

1 概述

制漿造紙工業(yè)是一個(gè)能耗高、污染物產(chǎn)排量大、對(duì)環(huán)境污染較為嚴(yán)重的行業(yè)之一；主要原因是該行業(yè)廢水排放量大，且廢水中污染物成分復(fù)雜，濃度高，去除難度大[1]。目前，國(guó)內(nèi)常采用“一級(jí)物化+二級(jí)生化”的方式處理制漿造紙綜合廢水，可有效去除廢水中的大部分污染物。然而，隨著環(huán)保要求的不斷提高，廢水中污染物允許排放濃度降低，僅采用“物化+生化”的處理方式，廢水中污染物排放濃度達(dá)不到《紙漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB3544-2008）的限值要求。

2 水質(zhì)特征

制漿造紙廢水中的主要污染物有4類(lèi)：還原性類(lèi)（如木素及衍生物等），用COD表征；可生物降解類(lèi)（如半纖維素、寡糖、有機(jī)酸及醇等），用BOD表征；懸浮類(lèi)（如細(xì)小纖維、無(wú)機(jī)填料等），用SS表征；色素類(lèi)（如油墨、染料、木質(zhì)素等），用色度表征[2]。

二級(jí)生化處理后，廢水中仍含有多種有機(jī)物質(zhì)，主要包括木素、木素衍生物、纖維素、漂白藥劑及施膠過(guò)程中的添加劑等，不同污染物各具特點(diǎn)，構(gòu)成了二級(jí)生化出水水質(zhì)的多樣性[3]。二級(jí)生化處理后，廢水中COD、色度等污染物的濃度仍然較高，仍達(dá)不到GB3544-2008的排放限值要求。因此，需對(duì)二級(jí)生化出水進(jìn)行深度處理，確保污染物達(dá)標(biāo)排放。

3 深度處理技術(shù)

目前，制漿造紙廢水常用的深度處理技術(shù)包括：混凝處理技術(shù)、吸附處理技術(shù)、生物處理技術(shù)（如好氧法、厭氧法、酶處理法、光合細(xì)菌法等）、膜分離處理技術(shù)（如微濾、納濾、超濾、反滲透、電滲析等）、氧化處理技術(shù)（如Fenton氧化、臭氧氧化、光催化氧化、電化學(xué)氧化等）。深度處理技術(shù)的作用機(jī)理、去除效率及優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表1。

由表1可以看出，混凝法、吸附法對(duì)COD的去除效率相對(duì)較低，色度的去除率也不高；膜分離法雖然對(duì)COD、色度的去除效率高，但需經(jīng)常更換濾膜，成本高，不適合應(yīng)用在大規(guī)模的廢水處理中。生物法、氧化法的COD去除率相差不大，但生物法對(duì)色度的去除率相對(duì)低一些，且單獨(dú)的好氧或厭氧處理法對(duì)色度和COD的去除效率低、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。因此，目前研究及應(yīng)用較多的深度處理技術(shù)是氧化法。

4 應(yīng)用實(shí)例分析

廣東省肇慶市某造紙廠，以廢舊報(bào)紙為原料制漿造紙。企業(yè)自建污水處理站處理項(xiàng)目產(chǎn)生的綜合廢水，排污口距離Ⅱ類(lèi)水體約200m，且納污水體環(huán)境容量較小，為確保污染物達(dá)標(biāo)排放，降低對(duì)附近水環(huán)境的影響，項(xiàng)目采用“物化+生化+高級(jí)氧化”的處理工藝，污水處理站設(shè)計(jì)處理能力1200m3/d，具體處理工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 廢水處理工藝流程圖

污水處理工藝簡(jiǎn)介：

（1）斜篩：經(jīng)斜篩裝置過(guò)濾攔截廢水中的纖維渣，降低后續(xù)處理負(fù)荷。

（2）調(diào)節(jié)池：起到均化水質(zhì)、水量的作用，為后續(xù)處理做準(zhǔn)備。

（3）混凝氣浮池：利用水力作用自動(dòng)完成廢水與藥劑的混合、反應(yīng)、泥水分離，達(dá)到去除廢水中SS、膠體的目的。

（4）中間水池：設(shè)在需要二次提升的地方，為中間水泵提供水量調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)一級(jí)物化處理后的出水流入中間水池，大部分回用至制漿車(chē)間，剩下部分進(jìn)入生化處理系統(tǒng)進(jìn)一步處理。

（5）水解酸化池：改善廢水的可生物降解性，以利于后續(xù)生化處理；水解是利用發(fā)酵細(xì)菌的作用，將污水中的難降解復(fù)雜大分子有機(jī)物水解為易于生物降解的簡(jiǎn)單小分子有機(jī)物，如脂肪酸、醇類(lèi)等；廢水可生化性可提高20%左右。

（6）接觸氧化池：主要進(jìn)行有機(jī)物的生物降解，池內(nèi)設(shè)組合填料及曝氣系統(tǒng)，大量好氧微生物附著在生物填料上生長(zhǎng)，通過(guò)好氧生物呼吸與繁殖消耗有機(jī)物，降解BOD。

（7）二沉池：主要是將生物處理后的混合液進(jìn)行泥水分離。上清液部分回用于抄紙車(chē)間噴網(wǎng)清洗，剩余部分進(jìn)入高級(jí)氧化深度處理裝置。

（8）高級(jí)氧化塔：項(xiàng)目采用的是PS高級(jí)氧化技術(shù)，PS高級(jí)氧化技術(shù)是采用零價(jià)鐵（ZVI）活化過(guò)硫酸鈉（PS）產(chǎn)生硫酸根自由基的高級(jí)氧化技術(shù)。通過(guò)化學(xué)的方法將廢水中的大分子難降解有機(jī)物降解成低毒或無(wú)毒小分子的物質(zhì)。高級(jí)氧化技術(shù)是廢水深度處理中常用的方法之一。

（9）離子沉淀塔：通過(guò)絮凝沉淀作用將水體中的大部分SS去除，上清液溢流達(dá)標(biāo)排放。

（10）污泥處理：混凝氣浮池和二沉池的剩余污泥排入污泥池，污泥濃縮后經(jīng)壓濾機(jī)壓成泥餅，由有相應(yīng)資質(zhì)的單位定期收集處理。

根據(jù)企業(yè)委托當(dāng)?shù)赜匈Y質(zhì)的監(jiān)測(cè)單位對(duì)各工段水質(zhì)進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，具體見(jiàn)表2。

由表2可以看出，若僅采用“一級(jí)物化+二級(jí)生化”的處理工藝，廢水中的色度、COD、SS的排放濃度均不到GB3544-2008中的排放限值要求。經(jīng)高級(jí)氧化深度處理后，外排廢水中COD、BOD、NH3-N、SS、色度的濃度均符合GB3544-2008中排放標(biāo)準(zhǔn)限值要求?？梢?jiàn)，高級(jí)氧化深度處理技術(shù)能有效去除制漿造紙綜合廢水中的COD、色度、SS等污染物，確保廢水達(dá)標(biāo)排放。因此，高級(jí)氧化深度處理技術(shù)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，須進(jìn)一步加大研究，并將研究成果推廣應(yīng)用。

5 結(jié)論及建議

制漿造紙行業(yè)具有廢水產(chǎn)生量大、水質(zhì)組分復(fù)雜、污染物濃度高、處理難度大等特點(diǎn)，僅采用“一級(jí)物化+二級(jí)生化”的處理工藝，難以確保廢水中污染物排放濃度達(dá)到GB3544-2008中標(biāo)準(zhǔn)限值要求。深度處理工藝可進(jìn)一步降解廢水中難降解有機(jī)物污染物，彌補(bǔ)物化、生化處理工藝的不足，確保廢水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。因此，制漿造紙廢水深度處理工藝具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，可廣泛推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]萬(wàn)金泉，馬邕文.造紙工業(yè)廢水處理技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：1-2.

[2]張漢峰.淺析生物技術(shù)在造紙廢水中的應(yīng)用[J].新農(nóng)村（黑龍江），2012（3）：92.

[3]趙登，張安龍，羅清.制漿造紙廢水深度處理新技術(shù)[J].黑龍江造紙，2013（3）：36-39.