氧化溝工藝在造紙廢水處理中的應用及工程案例分析

丁麗霞，楊珊姣

（河南省新鄉市環境保護監測站，河南 新鄉453003）

1 引言

隨著造紙工業的迅速發展，造紙工業廢水已成為重要污染源之一［1］。造紙廢水中含有較多的纖維素、木質素、無機堿、丹寧、樹脂、蛋白質等物質，廢水色度深、難降解有機物含量高，若未經處理而直接排放，將會給環境和水體造成污染［2］。目前，造紙工業廢水的常規處理工藝有物理處理法、化學氧化法、生物處理法等［3］。在實際應用中生物法由于其處理成本低廉而成為造紙廢水二級處理的主要方法。造紙廢水中污染物成分比較復雜，因此不能期望采用某一處理工藝就可以處理達標，而需要采用幾種工藝的組合技術來進行處理。目前，大多數學者認為采取前段預處理接后續生物處理是一種比較經濟、合理有效的方法，也是造紙廢水處理工藝的主要研究方向和應用趨勢［4］。

氧化溝是活性污泥法的一種變型，其曝氣池呈封閉的溝渠型，所以在水力流態上不同于傳統的活性污泥法，是一種首尾相連的循環流曝氣溝渠，污水滲入其中得到凈化。世界上第一座氧化溝污水處理廠建成后，因其生化需氧量（BOD）去除率高達97%，引起了國內外學者的興趣和關注［5］。氧化溝工藝經過幾十年的實踐和發展，在世界各地得到了廣泛的發展和應用，國內外的應用情況證明，這是一種工藝簡單、管理方便、投資小、運行費用低、穩定性高、出水水質好的污水處理技術。目前，已被廣泛應用于城市生活污水、中藥廢水、造紙廢水等工業廢水處理中。

(1) 備受關注的《煤炭深加工示范項目“十二五”規劃》，已下發各省，將擇機出臺；該《規劃》確定了15個省、區的煤化工示范項目框架，系指導和規范“十二五”煤化工發展的綱領性文件。

2 氧化溝及其組合工藝

張克峰等［6］在工程實踐中采用生物絮凝沉淀－氧化溝工藝處理了某造紙廠造紙中段廢水，運行結果表明：在不加藥或少加藥的情況下，該工藝出水水質良好。閆新萍和滕紅文［7］介紹了卡魯塞爾氧化溝系統處理四川某紙廠造紙中段廢水設計與運行情況，以及存在的問題與建議。陳學春等［8］通過蔗渣制漿造紙廢水生化處理的項目實例，闡述了卡魯塞爾氧化溝工藝在設計和運行上的特點，特別是對蔗渣制漿造紙廢水好氧生化處理中如何防止污泥膨脹提出了一種新的解決方案。

俄羅斯主管機關規定，ARC6型船舶在重冰冬春環境強制破冰船護航，目前北極航線破冰護航的收費政策模糊，公開費用是主管機關文件規定的費用，約104美元/總噸[10]，優惠費用變幅很大，參照蘇伊士運河標準收費。[11]

另外，造紙廢水中混有一些生產中帶來的短纖維，若采用傳統的曝氣設備極易造成堵塞，進而對生產造成影響。FAS－Jet R曝氣器因其結構和曝氣的特點，很好的解決了這一難題，能夠連續長時間運行而無需清理，并且控制簡單。張安龍等［21，22］又將FAS－Jet供氣式低壓射流曝氣系統改良型氧化溝為核心的處理工藝應用于造紙中段廢水的處理，運行結果表明：出水水質可達到造紙工業水污染物排放的國家標準。

除了水解酸化作為前處理之外，還可以運用厭氧技術作為氧化溝的前處理裝置。內循環厭氧處理技術（簡稱IC厭氧技術）是荷蘭PAQUES公司于20世紀80年代中期在UASB反應器的基礎上開發成功的第3代超高效厭氧反應器。目前已成功應用于土豆加工、啤酒、食品、檸檬酸和制漿造紙等廢水處理中［15］。實踐證明，IC反應器與以UASB為代表的第2代厭氧反應器相比，在容積負荷、電耗、工程造價、占地面積等諸多方面，具有絕對的優勢。因此，IC反應器是一種值得推廣的高效厭氧處理技術。王春濤等［1］采用預處理－IC－氧化溝－氣浮工藝處理了河南省漯河銀鴿集團再生紙生產企業再生紙廢水，運行結果表明：該系統處理效果好、性能穩定、維護管理方便，出水pH值為7.39～7.52，COD為57.6～58.7mg／L，BOD5為12.5～15.8mg／L，SS為18～19mg／L，出水水質達GB3544－2008《制漿造紙工業水污染物排放標準》。通過制漿回收和廢水再生循環利用，降低了運行成本，對同類型造紙廢水的治理有一定的借鑒意義。

3 改良型氧化溝及其組合工藝

曹賢水等［5］認為造紙廢水的主要特點是COD含量非常高，但氮磷含量較低，用于該廢水處理的氧化溝可以采用全好氧曝氣，使溝中不存在好氧區和厭氧區，抑制傳統氧化溝中的硝化與反硝化作用，降低營養鹽的投加成本，并可達到更好的CODcr去除率。張安龍和張佳［16］在處理某造紙廠制漿造紙廢水時選用了IC厭氧反應器－改良型氧化溝－淺層氣浮組合工藝，并對整個工藝的主要構筑物及其調試運行方法進行了介紹。張安龍等［17～19］還采用供氣式低壓射流曝氣系統改良型氧化溝工藝處理造紙中段廢水。該系統選用先進的射流曝氣系統，氧轉移效率高、污泥沉淀性能好、故障率低，適用于大深溝型曝氣池，溝深度達6～8m，甚至更深，可進一步提高氧轉移效率和減少占地面積，從而有效地降低了廢水處理的動力消耗［20］。

為了將難降解有機污染物轉化為易生物降解物質，并防止污泥膨脹，可以采用水解酸化與氧化溝組合工藝。在水解酸化過程中將難降解的大分子物質轉化為易生物降解的小分子物質，提高污水的可生化性，也可以去除部分的COD和BOD、色度等，并降低污水pH值。該工藝在四 川［9］、河南［10，11］、寧夏［12］、廣西［13］等省的造紙廠都有應用，出水水質均達到設計要求。張安龍和王娟娟［14］根據寧夏昊盛紙業有限公司廢水中污染成分和造紙生產廢水回用水質要求，采用水解酸化－供氣式低壓射流曝氣改良氧化溝－混凝砂濾工藝處理了中段生產廢水，運行結果表明，該工藝處理效果良好，能夠去除廢水中大部分的COD、BOD5、SS和色度，出水水質完全滿足廢水達標排放和回用的要求。

2.3 兩組咳嗽積分比較 治療后，兩組患者的日間咳嗽評分、夜間咳嗽評分均較治療前明顯降低，且B組均低于A組，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表2。

4 案例分析

云南省金沙江畔某造紙廠以竹子為原料，采用亞銨制漿，其制漿能力為6500t／年。廢水主要為全廠制漿黑液、中段洗漿廢水、抄紙白水共2850m3／d。工程調試正常后，當地環境檢測站監測結果見圖1、表1［23］。

表1 實際處理效果

該工程總投資120萬元，投資費用較低的主要原因是利用了工廠的部分原有設施和廢舊材料。該工程運行期間各項費用分別為：人工費240元／d、電費850元／d、絮凝劑費用1923元／d、設備折舊費180元／d、設備檢修費20元／d、共計1602.5元／d，單位處理成本為1.13元／（m3·d）［23］。

［1］ 王春濤，張鵬娟，代吉華.預處理－IC－氧化溝－氣浮工藝處理再生紙廢水［J］.環境工程，2012，30（2）：44～46，50.

［2］ 周學慧.生物法在造紙廢水處理中的應用［J］.湖南造紙，2011（1）：34～36.

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［4］ 隋智慧，吳學棟.氧化溝工藝與造紙廢水處理［J］.黑龍江造紙，2006（4）：61～62，64.

［5］ 曹賢水，張安龍，王 森.改良型氧化溝工藝在造紙工業廢水中的應用［J］.西南造紙，2006，35（4）：7～8，21.

［6］ 張克峰，張 勇，李紅蘭，等.生物絮凝沉淀－氧化溝工藝處理造紙中段廢水［J］.給水排水，2006，32（5）：53～54.

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［23］ 楊麗芳，朱樹文，徐曉軍，等.鍋爐煙道氣循環酸化／氧化溝處理竹漿造紙廢水［J］.中國給水排水，2006，22（20）：69～72.