造纸废水零排放处理技术及应用

2014-11-16刘健欣

中国新技术新产品 2014年14期

刘健欣

（中山市环境保护科学研究院，广东中山 528400）

随着我国科学技术的不断发展和提倡推动社会节能减排环保的形势之下,很多造纸废水零排放处理工艺被研发和投入使用。为了解决废水处理问题，能够形成一套卓越的处理工艺，关键是针对造纸废水本身自有的特点有深入的了解，把各种不同的废水处理方式有效进行结合,研发出更加符合现实标准的废水处理方法，从而可以使造纸废水实现零排放的效果。

一、造纸废水污染成份和特点

1 造纸废水污染成份

造纸废水主要有化学耗氧量、固体悬浮物浓度、色度和生化需氧量该四类污染物。废水中的化学耗氧量和生化需氧量含有半纤维素、木质素；固体悬浮物浓度中含有无机填料、细小纤维等；油墨、染料等主要形成色度及化学耗氧量，从污染物中共同反映出废水的固体悬浮物浓度、化学耗氧量指标均比较高。

2 造纸废水的特点

图1 高浓度脱墨废水工艺流程图

废水中生化需氧量同化学耗氧量的比值一般约为0.12～0.24，N、P含量偏低，生化性较差，所以不能直接采用生化法进行处理，需经过气浮或混凝沉淀处理，当生化需氧量/化学耗氧量为0.4～0.7时，才适合生化处理。废水中固体悬浮物浓度和化学耗氧量的细小悬浮性纤维含量较高，化学耗氧量含有非溶性和可溶性两部分，化学耗氧量总量中非溶性占绝大部分，当固体悬浮物浓度被除掉时，化学耗氧量非溶性大多数也会降低。所以处理造纸废水首要解决的问题是先采用物化方法清除废水中的细小悬浮性纤维。

表1 进出水水质

表2 工艺设计主要参考与设备

二、造纸废水的主要处理方法

通常情况下造纸废水的处理方法主要有化学法、物理法、化学物理法与生物法四种，因对水质复杂性有所考虑,可将多种方法结合起来进行多级综合处理。

1 废水初级处理

由于废水中含悬浮物较高,所以废水处理首要采用物理法,辅助化学法进行初级处理。通常有过滤法和超效气浮法。过滤法采用细筛网或微滤机细小纤维去除掉，且可对其它处理设施起到保护的效果；而超效气浮法是在水中通入或产生大量的微细气泡，使液-液和固-液分离的一种方法，将原有的动态进水改为动态出水、静态出水改为静态进水,此举是气浮净化技术的重大突破。实践证明,如果根据废水实际状况，合理选用处理方法对废水进行初级处理后,超效气浮对固体悬浮物浓度的清除率能达到95%以上,亦可清除约90%的和无机颗粒物与悬浮物，清掉了部分生化需氧量和化学耗氧量,使后续工作的重担得到了减轻。

2 废水深度处理

废水有机物经初级处理的浓度含量较高,还没有实现零排放的要求,按水质的相关标准一定要加强深度处理。

（1）生物接触氧化

生物接触氧化法是在曝气池中安放固定填料,使其接触氧化池，表面生长出固定的微生物，这些微生物以生物膜的状态生长着，池水中生长出絮状的微生物，然后采用沉淀、过滤的方法清除废水中污染物的一种好氧生物膜法工艺。生物膜法工艺在造纸废水处理中的应用相当广泛，其具有无需污泥回流、高容积负荷、耐冲击负荷能力、更强的抗毒能力与处理设施紧凑等显著优点，表现相当卓越。

生物接触氧化法利用生物膜和生物的好氧性特性能够较好的处理废水,尤其适合脱墨废水的处理，通常在废水处理当中生物膜的活性较好,其活性厚度在7～10mm，在不同时期对化学耗氧量的去除率也不尽相同，最高能达到95%的去除率。接触氧化完全后的混合液体会流入沉滤池，进入下一个沉淀、过滤的环节，该环节中产生的剩余物质是生物的脱膜，只产生少量的污泥，节约了污泥处理环节的成本。

（2）厌氧生物处理

厌氧生物法在中等浓度与高浓度的有机废水处理中比较适用，其处理设备UASB 反应器在全球造纸废水处理中的应用相当广泛，目前常用的有上流式厌氧滤池、厌氧流化床、厌氧生物滤池、升流式厌氧污泥床、厌氧附着膜膨胀床、厌氧折流板反应器和厌氧浮动生物膜反应器等。以往单一的厌氧或好氧的造纸废水处理难以发挥应有的作用，由于单独的好氧处理具有较高的成本，同时出水难以符合排放有关标准。有关实践证明显示，厌氧生物法不但处理效果明显，且又能够降低运作成本，是值得去推广的一种造纸废水处理法。

三、工艺路线的选择与主要技术关键点

1 工艺路线的选择

在造纸废水零排放技术当中，采取“厌氧＋活性污泥+氧化塘”生化处理相结合的组合工艺，且辅助合理的深度后处理与物化预处理工艺，比如纤维回收的预处理、后过滤处理技术与选择性物化处理等，以高浓度脱墨废水为例（如图1所示）。

2 主要技术关键点

厌氧池选取脉冲进行布水，可使布水相对均匀，对搅拌污泥起到一定的作用，其中泥水可充分得到混合，勿用二次动力操作；选取可变微孔曝气管作为曝气系统，由于其操作简单稳定，具有高的溶氧效率，能在池外进行更换曝气器，不用把池中水排掉，可做到不停产的检修；鼓风机选取溶氧仪变频自控装置，有利于系统的降耗节能；在氧化塘内进行深步处理的废水，大多数的盐类、有机物可转化成一定的污泥。

四、工程实例应用

理站为例，该企业主要处理生产箱板纸废纸所产生的废水，选取厌氧好氧与深度处理技术，可日处理造纸废水3万吨左右。废水处理后出水各项指标都达到零排放处理，可全部回用于生产。

1 进出水水质（见表1）

该企业废水处理在出水之时，先进至脉冲布水器进行脉冲布水，在水解与产酸菌的相互作用之下，废水中大分子有机物被分解成小分子有机物，从而明显提高了废水中溶解性有机物，在相对较高的负荷下使悬浮物去除率得以提高。厌氧池出水进至活性污泥池里，采用好氧菌对废水中的有机物进行吸附、氧化与分解，在辐流沉淀池泥水分离之后，活性污泥池出水将排入氧化塘，然后提升至砂滤池，砂滤池经过滤后自动流入到回用水箱，在废水处理当中出现的污泥经脱水后进行外运处理，这样完成全部废水的处理工艺流程。

2 工艺设计的主要参数和设备（见表2）

3 运行成本

该工程废水处理系统的总装机容量为：816.8kW；实际运行功率：472.3kW；工资及福利费：0.016元/m3；电费：0.477元/m3；直接运行费用不含设备折旧、企业管理费用：0.752元/m3；维修费：0.015元/m3；药剂费：0.245元/m3。

该项目达成了以废纸为原料的废水封闭循环的效果，符合低消耗、低排放、高效率的资源利用要求，使企业生产过程中高消耗、高污染与资源环境制约问题得到有效解决。