造紙污水深度處理工藝研究

摘 要：針對現(xiàn)有造紙污水處理技術(shù)存在的不足，本文提供一種處理效率穩(wěn)定、可靠、投資及運行成本均較低廉，管理方便的造紙污水深度處理工藝，使出水符合COD≤60mg/L，色度≤30度，SS≤10mg/L，BOD5≤10mg/L。

關(guān)鍵詞：超效淺層氣浮；造紙工業(yè)；廢水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.003

0 前言

造紙業(yè)是傳統(tǒng)的用水大戶，也是造成水污染的重要污染源之一。目前，我國造紙工業(yè)廢水排放量及COD排放量均居各類工業(yè)排放量的首位，造紙工業(yè)對水環(huán)境的污染最為嚴重，它不但是我國造紙工業(yè)污染防治的首要問題，也是我國工業(yè)廢水進行達標處理的首要問題。據(jù)統(tǒng)計，我國縣及縣以上造紙及紙制品工業(yè)廢水排放量占全國工業(yè)總排放量的18.6%，其中處理排放達標量占造紙工業(yè)廢水總排放量的49.3%，排放廢水中COD約占全國工業(yè)COD總排放量的44.0%。近年經(jīng)過多方不懈努力，造紙工業(yè)水污染防治已取得了一定的成績，雖然紙及紙板產(chǎn)量逐年增加，但排放廢水中的COD卻逐年降低。由此看出，造紙工業(yè)初步實現(xiàn)了“增產(chǎn)減污”的目標。

2008年6月，國家環(huán)保部頒布了《制漿造紙工業(yè)水污染排放標準》（GB3544?2008）。新標準分2個排放等級，將按3年時間分兩階段實施，2008年8月1日至2011年7月1日為第一階段，2011年7月1日后為第二階段，第二階段要求比第一階段更高。新標準（第一階段）較舊標準COD排放減量85%，BOD5排放減量81%，SS排放減量81%，AOX排放減量82%，即新標準容許的污染物排放量僅為舊標準的1/5，新標準較舊標準減排力度極大。新標準的頒布和實施，對于促進造紙行業(yè)廢水處理技術(shù)的進步和國家節(jié)能減排總目標的實現(xiàn)具有重大意義。

目前，文獻報道造紙污水深度處理主要有以下一些方法：

（1）物化法：①混凝沉淀加過濾，該法難以使出水COD≤60mg/l，且產(chǎn)生的污泥量大。②活性炭吸附法：投資及運行費用高，運行費用高于0.8元/噸水，操作不方便。（2）膜分離法：投資及運行費用高，投資約需1000元/噸水，運行費用高于2元/噸水。（3）高級氧化法：運行費用高于1.5元/噸水，投資約需500?800元/噸水。（4）物化?生化組合工藝，例如電化學(xué)技術(shù)與曝氣生物濾池技術(shù)聯(lián)合等，但均限于實驗室小試，較大規(guī)模的工程應(yīng)用未見報道。

造紙工業(yè)廢水通過深度處理使出水COD≤60mg/l，在實驗室內(nèi)已有不少方法，但實際工程在國內(nèi)報道的很少，而且投資高，運行成本高，工藝復(fù)雜，不便于推廣。

對已經(jīng)過生化處理的，出水COD已達100mg/l的廢紙造紙污水來說，研究處理效率穩(wěn)定、可靠、投資及運行成本均較低廉，管理方便的深度處理工藝及工程實例在國內(nèi)仍屬空白。因此，研究處理效果穩(wěn)定，投資不高，運行成本低、管理方便的使造紙工業(yè)廢水生化處理出水COD從100mg/l降到60mg/l以下的工藝流程很有必要。

1 工藝介紹

工藝流程介紹：（1）造紙工業(yè)廢水經(jīng)集水池后（使水質(zhì)、水量均衡），再由提升泵提升至氣浮池，（2）PAC液體由PAC加藥泵泵入提升泵出口，再經(jīng)加藥靜態(tài)管道混合器進入氣浮池，（3）PAM由PAM溶藥系統(tǒng)配制成溶液，由PAM加藥泵泵入氣浮池入口，（4）造紙工業(yè)廢水中先加入PAC液體攪拌（攪拌5?8分鐘），然后加入PAM溶液攪拌（攪拌3?5分鐘），接著在氣浮池做超效淺層氣浮處理，其中，所述的氣浮池配有包括回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、布水系統(tǒng)、撇渣裝置、溶氣裝置、均衡消能裝置及加藥靜態(tài)管道混合器組成的氣浮系統(tǒng)，超效淺層氣浮處理主要的運行參數(shù)包括：溶氣罐進口壓力：0.53?0.58Mpa，出口壓力：0.45?0.52Mpa；氣浮池驅(qū)動回轉(zhuǎn)速度：T=125/Q≈8min/周；氣浮池排空閥每8h排空1?2次，每次10?15秒，超效淺層氣浮處理中：溶氣水采用自身處理后的清水回流，回流水依靠回流系統(tǒng)的回流泵加壓至0.5?0.6Mpa，與壓縮空氣一起進入溶氣裝置，并通過均衡消能裝置，使微氣泡穩(wěn)定釋放，微氣泡直徑為5?20μm，且微氣泡與造紙工業(yè)廢水中的水雜質(zhì)顆粒及絮體相粘附而一起浮至水面，實現(xiàn)固液分離，（5）浮渣由氣浮池上不停回轉(zhuǎn)的螺旋狀刮渣器舀起，靠刮渣器的斜度自流至污泥濃縮池，污泥濃縮池收集到的污泥送脫水機脫水后外運，污泥濃縮池上清液回流至集水池，（6）清水從氣浮池中自流至后水池，后水池自流至砂濾池并經(jīng)砂濾池過濾后排放。

2 實驗結(jié)論及分析

（1）超效淺層氣浮不僅能去除非溶解性COD，而且能去除部分膠體狀COD和溶解性COD，因此COD平均去除率較高，其原因可能如下：超效淺層離子氣浮所產(chǎn)生的微氣泡直徑平均僅約5μm，微氣泡直徑越小，氣泡吸附懸浮物的趨勢越強，吸附力越大，增強了對水中的短鏈有機分子和有色基團的去除率。部分未被氣泡或絮體吸附的細小懸浮物在微氣泡上升的過程中，也會被挾帶在氣泡群的氣泡間隙中進而被裹攜至水面而分離，從而提高了COD的去除率。（5）超效淺層氣浮+砂濾工藝不但處理效果好（COD可降至60mg/l以下，去除率≥40%，SS、BOD5可降至10mg/l以下），而且占地面積小（約430m2/萬噸水）、投資省（≤200元/噸水）、運行成本低（≤0.3元/噸水）。

（2）經(jīng)中試實驗分析，造紙工業(yè)廢水經(jīng)生化處理后再經(jīng)超效淺層氣浮進行深度處理，COD可從平均96.9mg/l降至53.7mg/l，平均去除率達44.6%；BOD5可從平均11.49mg/l降至7.05mg/l，平均去除率達38.7%；SS可從平均27mg/l降至10mg/l，平均去除率達62.5%；TP可從平均0.45mg/l降至0.28mg/l，平均去除率達37.4%；NH3?N可從平均8.21mg/l降至6.82mg/l，平均去除率達17.0%；色度可從平均9度降至5度，平均去除率達48.0%。

作者簡介：崔程（1987-），男，江蘇東臺人，本科，助理工程師，研究方向：環(huán)境工程（超濾、反滲透、EDI等膜法水處理、零排放）。