造纸污水处理技术

Question

如题所述

Answer 1

造纸污水特点
1.造纸废水排放量大。据统计，每生产一吨化学纸浆将排放150～350m3废水，由纸浆成产纸的话每吨会产生20～70m3废水排放。目前，中国的每吨纸浆和造纸废水综合为300-600m3，其中化学木浆废水为200-300m3，草浆废水为300-400 m3，远远高于工业化国家的废水排放量。
2.造纸废水的成分复杂，浓度高。中国造纸废水CODcr年排放量为327万吨，占工业CODcr总排放量的42%，居第一位。
3.造纸废水处理中有毒物质的含量较高。典型的有机化合物有树脂、单宁、氯酚等还有其他的有机氯化物、有机硫化物等。无机有毒化合物主要含有硫化物，如硫酸盐、硫化氢等。
4.造纸废水处理水平落后。大多数造纸企业为中小型工厂，其中大部分采用碱法麦秸为原料，废水处理比例低。
造纸污水处理方法
采用废水—格栅—初沉池—调节池—浅层气浮—酸化池—好氧池—二沉池—脱色池组合技术处理再生纸生产废水。经格栅后废水进入初沉池、调节池进行预处理，然后通过高效的浅层气浮进一步去除废水中的悬浮物，后经酸化、好氧生化系统处理后使出水达标排放。
1.造纸生产过程中各工段的废水经总管汇集经窨井，进入初沉池，在池体进口处设有格栅，可有效地去除污水中较大的固形杂物，以确保污水在管路和处理设备运行中的畅通。初沉池出水进入调节池，调节池起到调节水质和水量的作用，调节容量以高水量10小时设计。
2.造纸废水处理厂家经调节后废水由泵提升至气浮处理单元，该气浮为高效浅层气浮。运用浅池原理，动态进水，静态出水，池子很浅，水深不超过0.6米，大大缩短了气浮处理时间，具有溶气气泡直径小，悬浮物去除率高，布水均匀，出浆独特等特点。经气浮处理后的上清液自流进入酸化池中，本处理工艺中的水解酸化池是根据厌氧发酵的*阶段—水解酸化的机理设计的。
3.经酸化池处理后废水直接进入好氧生物接触氧化池，在污水中溶解氧充分及营养适宜的条件下，其微生物将大量繁殖。并在池中组合填料上栖息形成生物膜，当污水中的有机物随水流流经填料时，即被生物膜吸附、降解，从而使污水水质得到净化；新生的微生物不断地在填料上栖息、生长、繁殖，老化的微生物则在水力作用下逐渐脱落，不断进行新陈代谢。

Answer 2

造纸工业在国民经济中占有一定的地位，纸和纸板的消费水平，是衡量现代化水平与文明程度的重要标志之一。同时众所周知，造纸工业是水污染大户。据不完全统 计，1995年全国县及县以上造纸企业排放废水量约为24亿吨，占全国工业废水排放量的11%，居第三位；COD排放量为300余万吨，占全国COD排放 量的42%，居第一位。由此可见，为了控制污染，保护环境，迫切需要解决造纸工业同环境保护协调发展的问题。
　　造纸工业既是水污染大户又是用水大户。例如，以商品浆和废纸为原料的造纸生产，根据规模、设备状况、生产管理等因素，吨纸水耗为数十吨～上百吨之间，一座年产10万吨的造纸厂，每日耗水量约25,000m3～35,000m3。为了节省我国有限的水资源，寻求经处理后造纸废水的回用可行性，亦是一个摆在我们面前具有显明的现实意义和长远意义的新课题。
　　2 造纸（废纸类）废水来源与性状

2.1污染成份
　 　废纸类造纸废水是以废纸、商品浆（大多为进口漂白木浆）为主要原料，生产多种规格的白纸板、白卡纸、箱板纸、瓦楞纸等产品。排放的废水主要来自废纸的碎 浆、筛选、浮选及抄纸过程中产生的废水，如根据生产需要有脱墨工序的话，则还有脱墨废水等等。废水中的主要成份是细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖类，以及造纸生产过程中添加的各类有机及无机化合物。废水的特点是，SS、COD均较高。在COD的组成中，非溶解性COD较高，约占60%以上，溶解性COD较低。而溶解性COD又是较难生物降解。
2.2水量和水质
　　目前，国内造纸（废纸类）企业因原料、设备、 工艺操作等不同，排水量差异较大。通常吨纸产品的排水量在100～200m3，低者小于50m3，高者超过200m3。废水水质因排水量而异。吨纸产品排 水量低，则排放废水中污染物浓度高；反之亦然。据测算，在一般情况下，造纸（废纸类）的产污系数为70～90kg COD/t纸。据此推算废水水质如下：
　　吨纸产品排水量为60.0m3左右时，SS 2000～2500mg/l
　　　　　　　　　　　　　　　　　 COD 2200～3000mg/l
　　吨纸产品排水量为100.0m3左右时，SS 700～1100mg/l
　　　　　　　　　　　　　　　　　　COD 800～1200mg/l
　　吨纸产品排水量为150.0m3左右时，SS 500～800mg/l
　　　　　　　　　　　　　　　　　　COD 600～900mg/l
　　吨纸产品排水量为200.0m3左右时，SS 400～600mg/l
　　　　　　　　　　　　　　　　　　COD 500～600mg/l
2.3 废水回用（链接）
　 　根据造纸（废纸类）生产工艺，碎浆、打浆和冲网工序中的生产用水，对SS的要求较高，而对COD的要求不高。如碎浆、打浆用水，一般地要求 SS≤100mg/l，冲网用水SS≤30mg/l，COD可在150～200mg/l。若在处理过程中能有效地降低SS，并且去除大部分CDO，则使处 理水水质有可能满足诸如打浆、冲网等生产用水的要求，从而实现部分处理水生产回用，减少排放量。
自2002年以来，本公司从事废水处理和废水回用多年，承担着大量企业废水处理工程项目。经使用表明，这些设施的处理效果良好，不仅使处理水达标排放，而且达到了部分水生产回用。现将有关处理与回用技术介绍和探讨如下，供参考。

3 造纸（废纸类）废水处理技术

3.1造纸（废纸类）废水处理及回用要解决的主要问题
　　造纸（废纸类）废水主要为有机和无机物所污染，废水中的SS和COD含量高，而N、P含量偏低。根据国家排放标准的规定和回用水的要求，此类废水要解决的主要问题是去除SS和COD污染物质。
　　废水中的COD由非溶性COD和可溶性COD两部分组成，通常，在造纸（废纸类）废水中，非溶性COD占COD组成总量中的大部分，因此，当SS被除去时，非溶性COD同时亦可大部分被降低。
　　废水中的BOD同COD的比值一般约为0.15～0.25，生化性较差，大部分BOD和可溶性CDO主要应用生物方法去除。
3.2技术概况
　　国外，在欧洲有采用厌氧处理技术，对高浓度的造纸（废纸类）废水，如脱墨废水先进行预处理，而后再同其他废水混合进行好氧处理。这种处理方法的前提是需要有相应的生产工艺和先进的生产设备相配套，提高废水中可溶性CDO的浓度，使之能适宜进行厌氧处理。而在北欧、亚洲和我国的台湾地区，比较广泛采用的是物化—生化处理方法。使处理水水质达到排放要求。
　　目前，我们采用的处理技术通常有：
　　（1）气浮（链接）或沉淀法（链接）
　　沉淀或气浮法可去除大部分SS，同时可去除大部分非溶性COD。对一些吨纸产品排水量在200m3左右的小型企业，由于排水量大，废水浓度低，通过气浮或沉淀处理后，处理后出水水质有可能接近或达到国家排放标准。但是，污染物排放总量不能达到控制目标。
　　（2）气浮或沉淀法同生物处理法相结合
　　废水先经气浮或沉淀去除大部分SS和非溶性COD，而后再用生物处理方法进一步去除COD和BOD，使COD和BOD均能达到国家排放标准。
　 　对于吨纸产品废水排放量在150m3以下，废水COD在800～1000mg/l以上的大、中型企业来说，由于原废水SS和COD浓度较高，不可能期望 通过气浮或沉淀处理的方法使处理水水质达到国家一级排放标准。这样，势必要在物化处理之后，采取比较经济、实用、有效的生物处理方法，最终使处理水水质达 到排放标准。
3.3集回收、回用和废水处理于一体的综合处理技术
　　由上述可知，目前国内外对造纸（废纸类）废水的处理大多着眼于使处理水水质达标排放上。我们认为，根据造纸（废纸类）生产的特点和所产生废水的性状，将废水处理同纤维回收、废水回用结合起来作为一个完整的系统加以考虑，似更为合理，使废水处理更能适应环境保护和生产发展的要求。我们经过近多年的工程实践，拟制了较能符合我国国情的造纸（废纸类）废水综合处理技术。这种技术的基本要点是：
　　（1）采用斜管过滤，以去除相当部分的SS和非溶性CDO。并且可以进行纤维回收回用。
　　（2）采用高效气浮，去除大部分SS和非溶性COD，部分水可回用于碎浆、打浆生产用水。
　　（3）采用A/O法生化（链接）处理，出水达标排放。视需要，部分水再经过滤，使出水SS≤30mg/l，可回用于造纸冲网生产用水。

5　问题讨论

　　（1）从大量的造纸（废纸类）废水处理工程实践表明，我们所采用的集回收、回用和废水处理于一体的综合处理工艺和技术是可行的，有效的，达到了预期目的。
　 　① 对中、小型的老企业，由于吨纸产品排水量大，约150～200m3，原水SS和COD浓度较低，当采用过滤 — 气浮或沉淀方法进行处理时，可去除大部分SS，去除率可达75～95%。在去除SS的同时，非溶性COD亦被除去，COD去除率为60～85%。由于此类 废水的COD值不高，一般为400～700mg/l,而非溶性COD又占较大比重。所以，一般地，处理水水质为pH 7～8，COD150mg/l以下，SS 70mg/l以下，接近或达到国家排放标准，部分水可以生产回用。
　　② 对新建的大型企业，由于吨纸产品排水量小，约20～60m3，废水SS和COD浓度较高。虽然经沉淀法一级处理后，SS去除率为70～80%，COD去除 率为70%左右，但是因为原废水浓度较高，经一级处理的出水水质仍然不能达标，必须要进行后续生物处理，以去除可溶性COD所组成的有机污染物。经生化处 理后，一般地，处理水水质为pH 7～8，COD 100mg/l以下，BOD 20mg/l左右，SS 20～50mg/l左右，达到国家一级排放标准，并且可部分回用于生产。
　　（2）一级处理可采用高效气浮或混凝沉淀方法。一般情况下SS去除率 为90%左右，处理水SS为100mg/l以下，出水可部分回用于打浆等生产用水。混凝沉淀法是一种成熟，稳定和通用的处理方法。同气浮法比较，电耗比较 低，操作较简单。但是，在相同条件下处理效果不如高效气浮法。若为了达到相同的处理效果，势必适当增加投药量。两种处理方法的选用可结合企业情况因地制 宜，因厂制宜地选择。但是，当一级处理后的出水要回用于生产时，由于气浮对SS和COD的处理效果较好，因此更是逊色。
　　（3）二级处理采用生 化处理方法，我们采用的是国外的A/O（兼氧-好氧）处理法。这种A/O处理法有别于国内于90年代初一些专家和研究者提出的“兼氧-好氧生物处理法”。 后者主要是针对高浓度或好氧生物难降解废水的处理。通过兼氧段的兼氧微生物作用，使废水中复杂的、大分子有机物水解酸化，而成为易于被好氧微生物摄取的简 单的、小分子的有机物。为了在兼氧段达到水解酸化目的，在A段水力停留时间一般为4～6h。而我们在工程中所采用的A/O处理技术，A段的主要作用是对菌 种的筛选与优化，在A段微生物只是对有机物进行吸收和吸附，而对有机物的分解主要是在O段完成的。因此，A段停留时间短，约1.0h以下。由于大部分有机 物在兼氧槽中被脱磷菌所收咐，因此，在氧化槽（0池）中的丝状菌生长受到抑制，可形成沉淀性能良好的污泥，避免污泥膨胀。
　　（4）根据造纸（废 纸类）生产的特点，某些生产工序对生产用水水质要求主要是SS，例如：碎浆、打浆用水要求SS≤100mg/l，造纸冲网用水要求SS≤30mg/l，而 对COD的要求可在200mg/l以下。因此，一般情况下，经过物化处理的废水部分用于打浆，生化处理后出水部分回用于冲网生产，是可行的。这可节约我国 有限的水资源，为企业开辟了第二水源，在经济上又可减少取水费用，有利于降低成本。
　　（5）造纸（废纸类）废水的SS含量高，特别在初期运行中，由于工艺、设备等方面原因，SS值往往大大高于设计值，因此对污泥的脱水和出路问题一定要慎重对待。在实践中由于污泥问题而影响处理效果和处理设施的正常运行的不乏一例。在污泥处置问题上主要
注意三个环节：一是初沉池前的预处理；二是初沉污泥的及时排除；三是，污泥脱水设备的效率与能力。

6　初步结论

　　（1）以商品浆和废纸为原料的造纸废水是造纸工业水污染的重要的和主要的组成部分，搞好造纸（废纸类）废水处理对减轻造纸工业污染有着重大意义。
　　（2）大量工程实践表明，根据以商品浆和废纸为原料的各个造纸企业的排放水量和水质情况，采用纤维回收、废水处理和回用的综合处理技术是可行的。分别不同的情况，可使处理水水质达到国家排放标准，且部分回用于生产，还有部分纤维回收。有显著的环境效益和社会经济效益。
　　（3）污泥的处置与出路问题一定要慎重对待。