造纸污水深度处理循环利用及污泥资源化利用

程益民

（浙江鑫丰特种纸业股份有限公司，浙江 衢州　324022）

造纸污水深度处理循环利用及污泥资源化利用

程益民

（浙江鑫丰特种纸业股份有限公司，浙江 衢州324022）

利用二级A/O生化法处理育果袋纸生产过程中产生的造纸废水，并利用重力式砂滤设施进行排放水深度处理，循环利用排放水资源；并将造纸污泥制成污泥板进行资源化利用，达到环保部门的环境整治和GB 3544—2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》要求，从而为建设生态文明作出企业应有的努力。

造纸污水；二级生化法；深度处理；污泥；资源化利用

本公司主要生产“润果”牌农业特种纸——育果套袋纸系列产品。采用本产品制成的套袋广泛应用于苹果、梨、桃、葡萄、石榴、蜜柚、胡柚、香蕉和芒果等水果生长过程中的保护，增加水果生长时所需的积温，起着防晒、防冻、防虫和防药等作用，目前已经成为绿色果品生产的必备技术手段，为广大农民丰产增收起到支持作用。由于是涉农产品，产品的销售价格有一定的限制，因此除生产高档育果袋纸如葡萄袋纸外，育果套袋纸一般均采用进口13号美废（产生于美国包装材料厂的新瓦楞纸箱切边）和部分国产废纸作为主要原材料。生产中将原材料直接投入水力碎浆机碎解经筛选、净化处理后，采用双盘磨浆机磨浆，再添加化学品经造纸机生产成所需质量、规格及品种的产品，赋予育果袋纸较好的湿强、抗水和抗老化等性能，使育果袋纸能够适应野外长达3个多月的风吹、日晒、雨淋等恶劣气候，在南方东南沿海地区还要能够经受住台风的袭击。

由于采用二次纤维作为主要原材料，因此制浆造纸生产过程中产生的废水主要含有造纸化学品和水溶性胶粘材料。这些废水没有化学制浆工艺所产生的黑液废水、含氯漂白废水那么难以处理，更不需要如蒸发、碱回收等制浆污水处理设施；而是可以通过加强造纸中段水的循环利用可回收部分造纸化学品和短纤维，其余造纸污水经二级厌氧/好氧（Anacrobrc/Oxic，A/O）生化系统处理，利用好氧菌吸附、代谢和分解消除废水中的剩余化学物质即化学需氧量（COD）、生物需氧量（BOD），经曝气、沉淀后再经过重力式砂滤设施去除剩余的悬浮物，替代新鲜水送车间用于生产。

1　二级A/O生化污水处理工艺原理

制浆造纸废水中主要的污染因子是溶解的有机污染物，根据本公司污水特征和水质数据并参考国内外同类厂家的资料及文献，废水的生物需氧量/化学需氧量（B/C）之比通常大于0.3以上；所以造纸废水的生化性极好，适用于好氧处理法。

本公司污水处理工艺采用的絮凝沉淀物化+A/O生化法是活性污泥法的一个变种。该法是根据活性污泥在一定条件下，由活性污泥的巨大表面积和黏液层吸附、去除水体75%以上的BOD、COD的原理演变而来；同时在A段即活性污泥段，处于兼氧状态又可达到优选菌种，防止污泥膨胀的功能。二级A/O生化法是2段活性污泥工艺（A-B工艺）的改进与延伸，也是在实际应用中比较先进成熟的污水处理工艺技术［1］。

二级A/O生化法处理效果明显，运行稳定，通常COD去除率可达90%以上，并具有如下优点：（1）经过物理化学法处理+A/O二级处理，获得很高的处理效果，出水非常稳定，抗冲击力高；（2）与传统活性污泥法——序批式间歇活性污泥法（SBR）相比，可节省投资费用20%、运行费用25%以上；（3）曝气设备采用最先进的微孔曝气技术，与表面曝气、射流、可提升穿孔曝气等方法相比，氧转换率提高10%～15%，大大降低能耗及运行成本，提高运行效率；（4）对处理较高浓度的废水具有优越性。

图1为造纸污水二级A/O生化法处理工艺流程。

图1　造纸污水二级A/O生化法处理工艺流程

2　二级A/O生化法污水处理系统运行效果

本公司于2008年根据当时的产能和排放要求，由杭州康诺环境工程技术有限公司针对本公司废水特征设计了日处理能力为4 000 t的二级A/O生化污水处理系统，并提供相应的活性菌泥作为生化段吸附去除COD和BOD的主要材料。2013年，本公司根据环保部门关于开展环境整治的工作要求，结合10 000 t育果袋纸技改项目，增建日处理能力为4 000 t的二级A/O生化污水处理系统，使本公司的造纸废水处理总能力达到8 000 t/d。

本公司废纸制浆造纸形成的废水经过二级A/O生化污水处理系统处理效果见表2（数据来源为衢州市环境监测中心站为本公司污水处理系统的检测报告“衢环监［2013］水字第371号监测报告”，数据为检测结果的平均值）。

表1　污水处理各段水质指标对比表

造纸污水经过初沉池的沉淀，COD的下降率为78.14%，悬浮物（SS）的下降率为67.59%；经过A/O生化反应后再经过二沉池活性污泥沉淀后，COD的总下降率为92.05%，SS的总下降率为82.82%（与系统进口废水比较）。这说明本系统去除污染物的工艺效率较高，达到GB 3544—2008排放要求。

3　达标排放水深度处理循环利用

生产过程中的造纸污水经过二级A/O生化系统处理，各项指标均达到GB 3544—2008制浆造纸水污染物排放标准要求，但是作为生产流程回用，还需进一步地澄清和过滤，以进一步降低COD和SS。为此，利用现有的出力分别为8 000 m3/d的圆形物沉池和10 000 t/d的重力式砂滤池，对生化处理水进一步处理，提高水的质量，减少循环利用过程中的障碍：在沉淀的过程中滴加PAC，以利于SS的沉淀；在水进入重力式砂滤时在线滴加过氧化氢（H2O2），利用H2O2的强氧化作用灭杀水中的细菌（可定期进行），防止在滤砂中生成生物膜，造成水过滤障碍、降低重力式砂滤的工作效率和增加反冲洗的频度及清洗换砂的频率。经过进一步沉淀和重力式砂滤过滤等深度处理，水质一般控制为COD小于20 mg/L、SS小于5 mg/L［2］，与三类地表水的水质相近，基本满足生产用水的需要。

图2为排放水深度处理回用工艺流程。

4　污泥资源化利用方法的选择确定

造纸污泥作为一种固废，如何资源化利用，一直是造纸废弃物处理的难题。为此我们考察了浙江永泰纸业有限公司（杭州富阳）的板框式压滤机（浙江华章科技控股有限公司生产）处理污泥和浙江云峰纸业有限公司（衢州龙游）的离心机（金华神舟离心机有限公司生产）处理污泥等2种模式。

图2　排放水深度处理回用工艺流程

板框式压滤机的工作原理是将来自初沉池的低浓度污泥（干度约为1.5%～2%）用螺杆式高压污泥泵注入压滤机的板腔，污泥中的水分在高压下通过滤布分离出来，再利用液压进一步将板框挤压，使板框层间的污泥进一步挤出水分。当板框中的水分基本没有流出时，将板框与板框脱离，板框间的污泥饼自行脱落到板框下的传送带上，然后将污泥集中堆放。经板框压滤机脱水的污泥，其干度一般可以达到40%～45%；如果再经过钢带压滤，污泥的干度可达50%左右，经适当粉碎后部分掺在锅炉用煤中焚烧处理。

污泥离心机的工作原理是利用约3 000 r/min高速旋转的圆筒将污泥中的水分分离出来，然后通过中间的螺旋推进装置将干污泥排出。一般该型设备用在海上石油钻井过程中进行泥浆分离等过程。在造纸污泥脱水过程中，污泥干度一般在40%左右。该设备占地面积较小，但在运行过程中存在噪声大、能耗高和设备易损等问题。

另外还有采用普通带式压滤机进行污泥脱水作业，其原理是利用PAM的电荷作用将污泥凝聚起来自然重力脱水，然后利用2条网带（聚酯网）在压辊的挤压下进一步脱水，使用普通带式压滤机的污泥干度一般只能达到10%～12%，只能进行填埋处理，如果送锅炉焚烧处理，必须经过干燥，这样会增加能耗，或增加相应的设备投资；而使用板框压滤机和离心机脱水的污泥由于干度达到40%以上，经过粉碎后可掺入燃煤中通过锅炉焚烧处理，并回收部分热能。

由于造纸污泥中含有部分流失的良浆纤维或细小纤维，因此引入污泥板生产技术，进行污泥的资源化利用，成为一项既可行又有利、且无污染扩散的污泥处理方法。在生产污泥板时，先将初沉池的污泥调入化纤地脚棉，利用化纤表面的电荷吸附细小纤维和有机污泥颗粒，形成可抄制的污泥浆，在类似于圆网成形器的污泥板抄造机上，在压榨上辊连续层叠，达到一定厚度时，利用辊面埋设的一根牛筋，将湿污泥板拉断，再顺势从辊面上将湿污泥板揭起，重复作业取得湿的污泥板，然后把湿板送到带有液压机的叠板压干机（各层压板中通蒸气）进行脱水干燥作业，经干燥的污泥板再经过切边，就成为可以使用的各种衬底或衬垫包装材料了。

图3为污泥板生产的工艺流程。

图3　污泥板生产的工艺流程

5　效果与结论

本公司的污水深度处理循环利用及造纸污泥资源化利用项目，从2013年底投入使用以来经过半年多时间的运行实践表明，采用物理化学法处理+二级A/O生化法处理造纸废水是可行的；同时将造纸污泥掺入部分化纤地脚棉生产污泥板也是可行的，经过计量观察、核算，本公司的水循环使用率达到90%以上，外排水低于20 t/t（纸）；经进一步完善设施后，可将外排水控制在10 t/t（纸）以下；造纸污泥100%进行资源化利用，全部生产成污泥板外销。本项目已经顺利通过环境整治验收，彻底解决了水排放和污泥处置问题，实现了环境友好和污染物资源化利用的统一。

［1］林跃梅．制浆造纸现代节水与污水资源化技术［M］．北京：中国轻工业出版社，2009：297-300．

［2］GB 3544—2008制浆造纸工业水污染物排放标准［S］．北京：中国标准出版社，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-），造纸工程师；主要从事育果袋纸的技术、质量、标准及知识产权管理及特种纸新产品的研发；电话：0571-3665211；E-mail：yimincheng @163.com。

2015-03-19（修回）

本文文献格式：程益民．造纸污水深度处理循环利用及污泥资源化利用［J］．造纸化学品，2015，27（3）∶26-29．