造纸废水中水回用工程设计分析

2019-01-22李永玲杨云波和银鹰

资源节约与环保 2019年7期

李永玲杨云波杨静和银鹰

（1云南靖尚达环境咨询有限公司云南大理 671000 2北京中环尚达环保科技有限公司北京 100068）

引言

据2017年中国造纸协会发布的年度报告显示，2017年我国纸板产量和消费量分别为1.11亿吨、1.09亿吨，分别较2016年上升了2.53%、4.59%。造纸产业的快速发展带来巨大经济效益和社会效益的同时，也给环境带来污染。造纸废水具有色度高、成分复杂、可生化性差等特点，增加了净化处理难度。

1 造纸废水处理工艺现状

1.1 造纸废水特点

该造纸厂产生的废水水质含量主要有纤维、半纤维、中间体、造纸助剂等，除了 CODcr、SS、NH3-N、BOD5等污染物外，废水中还含有大量的油、硫化物、TP等污染指标，废水的可生化性差。

1.2 废水水质现状

某造纸厂污水排放要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2016）一级A标准，并要求造纸废水处理后回用于日常生产，实现造纸废水资源化利用，降低环境污染风险。该造纸厂废水主要为钛白粉和还原性物质，经混凝沉淀+气浮过滤处理，浅层气浮去除COD为80-100mg/L，SS为30-50mg/L，与GB18916-2016年一级A标准还有较大差距。为保护受纳水体，达到 COD≤50mg/L；SS≤10mg/L；NH3-N≤5mg/L 的目标。初始设计处理能力为7000m3/h，后期改扩建后处理能力提升至15000m3/h，在原有的工艺基础上提出了“接触氧化法+纤维转盘”为主工艺，实现中水回用。

1.3 工艺运行情况

造纸厂废水处理应用的是传统溶气气浮池，15m×0.80m，2个，有效水深0.8m。工艺运行流程：浅层气浮机向造纸废水中溶入大量空气，使废水形成容器水，再将待处理废水减压、释放，并形成微细气泡，造纸废水中的絮凝互粘成质量小，并浮于水面。利用刮渣设备将浮体撇清，实现固、液分离，降低废水出水SS数值，也达到降低CODcr、BOD5效果。但，由于造纸废水波动性大，加之人为操作因素影响，浅层气浮池去除废水中的CODcr、SS、NH3-N、BOD5等数值波动较大，易造成废水中的残余物直接回用，长期累积会造成水体毒物超标，管道堵塞等问题。基于此现状，公司在原工艺基础上，采用生物接触氧化法+纤维转盘工艺，将造纸废水生化后进行深度处理回用。并对出水水质进行监测后发现，利用硝化菌培养，与初始浅层气浮工艺试验对比，生物接触氧化法处理生化后的造纸废水要优于浅层气浮池，并达到了中水回用效果。

2 造纸废水中水回用工艺过程

采用生物接触氧化法+纤维转盘工艺，将原有的浅层气浮工序取消，增加了生物接触氧化池，并新安装了生物富集填料。生物富集填料实现了曝气系统、微生物及生物富集填料的优化。（1）曝气管利用渗透向膜中迁移空气，产生驱动动能差，能够连续不断地向微生物提供微量氧气，满足节气、节能效果（节能效果达75%以上）。（2）改进的工艺形成厌氧、好氧和缺氧层，其中，厌氧层能够将造纸废水中的污染物水解酸化成小分子，实现了有机氮氨化效果。好氧层则实现了氨氮氧化为硝态氮效果，而缺氧层则通过反硝化，形成若干微观A2/O工艺，总N从进水时的350mg/L降至低于10mg/L，废水中的有机物及总氮实现了预期处理效果。

生物富集填料悬挂距水面、地底分别0.3m、1.0m池中，整个填料长为2.5m，每个生物富集填料池安装2层，水量380-650m3/h，空气曝气强度为1.5-2.5m3/（m2·h），密度为15kg/m3，废水处理池中的水流速度〈0.92mm/s。

生物接触氧化池中，铺设DN700进水管，过滤池垂直铺设滤盘（直径2.0m）2组，其中一组作为备用。在储水槽中也铺设了一组DN700管线，直至提升泵房，加压后，作为废水中水回用管线所用。

3 处理效果及原因分析

相同进水量、水质对比下，气水比3∶1，气温10℃-30℃，改造后的工艺处理效果要明显优于传统的浅层气浮池处理，并均实现了达标中水回用效果。其中，CODcr由进水122.25mg/L到出水15mg/L,去除率87.73%；氨氮由进水时的16.5mg/L到出水时的0.6mg/L，氨氮去除率96.36%，SS去除率为86%，分别比工艺改造前的浅层气浮去除率提升了57.3、52和24个百分点。产生良好效果的因素：生物膜硝化菌产生硝化反硝化效果，进一步降解氨氮含量；填料富集阻碍，以及生物膜细菌吸附降解去除SS含量，此外，纤维滤盘的应用进一步提升了SS处理效果；生化后的废水BOD5和SS对废水中的CODcr处理贡献率较高，剩余的CODcr则为不可生物降解。