造紙廢水處理工程實例分析

李曉斌

（廣州市譽林環(huán)保工程有限公司，廣州 511400）

某造紙企業(yè)擁有7 條造紙生產(chǎn)線，年紙張生產(chǎn)能力達到15 萬t。但是，生產(chǎn)過程的造紙廢水排放量較大，污染物濃度高、成分復(fù)雜，其中化學(xué)需氧量（COD）、懸浮物（SS）濃度均較高，會對受納水體產(chǎn)生一定污染。為保護周邊環(huán)境，促進當?shù)亟?jīng)濟與環(huán)境持續(xù)穩(wěn)定協(xié)調(diào)發(fā)展，該造紙企業(yè)決定建設(shè)日處理能力20 000 m3/d 的污水處理廠。

1 項目概況

該造紙企業(yè)產(chǎn)生的廢水有再生漿廢水、制漿廢水、紙機白水、熱電聯(lián)產(chǎn)項目廢水、生活污水及其他廢水等。其中，再生漿廢水產(chǎn)生量為850 m3/d，經(jīng)篩網(wǎng)處理后，其與制漿廢水混合進行后續(xù)處理，制漿廢水產(chǎn)生量為7 000 m3/d；紙機白水、生活污水及其他廢水一同處理，產(chǎn)生量共計9 500 m3/d；熱電聯(lián)產(chǎn)項目廢水產(chǎn)生量為2 500 m3/d。3 股廢水經(jīng)二級處理后進入深度處理系統(tǒng)，深度處理系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模為20 000 m3/d。該造紙企業(yè)排放的各類廢水水質(zhì)如表1所示。主要監(jiān)測指標有COD、生化需氧量（BOD）、SS、總氮（TN）、氨氮（NH3-N）、色度和pH。根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002），出水COD 應(yīng)不超過50 mg/L，SS 應(yīng)不超過10 mg/L，pH 應(yīng)控制在6～9。污水處理廠產(chǎn)生的污泥需要進行濃縮和機械脫水，脫水后污泥含水率最低可達65%，脫水污泥外運處置。

表1 造紙企業(yè)排放的各類廢水水質(zhì)

2 造紙廢水處理工藝

該造紙企業(yè)產(chǎn)生的廢水中，制漿廢水和紙機白水占較大比重。制漿廢水主要是采用蒸煮、氧脫、漂白等工序生產(chǎn)針葉木漿時產(chǎn)生的。紙機白水中的污染物成分主要為纖維、填料、淀粉、助留劑、施膠劑、消泡劑、防腐劑和顏料等。兩種廢水的污染物構(gòu)成有所區(qū)別，故工藝設(shè)計將兩種廢水分開做預(yù)處理和生化處理，以便針對水質(zhì)調(diào)節(jié)加藥量、培養(yǎng)優(yōu)勢菌種。為確保造紙廢水處理效果，從處理成本、處理效果、運行穩(wěn)定性等方面入手，結(jié)合廢水特性，確定造紙廢水處理流程，如圖1所示。

圖1 造紙廢水處理工藝

2.1 物化預(yù)處理工藝

物化預(yù)處理工藝主要包括格柵、篩網(wǎng)、混凝反應(yīng)池和初沉池。生產(chǎn)車間的廢水經(jīng)過格柵去除大塊雜物，以免堵塞后續(xù)處理設(shè)備，保證水泵正常運行，減少設(shè)備故障率。造紙廢水SS、COD 含量均較高，尤其是非溶解性COD，篩網(wǎng)過濾可回收大量紙漿，并去除大量的非溶解性COD，降低后續(xù)處理的有機負荷。篩網(wǎng)的上層為斜篩，斜篩截留后的紙漿可進行回用。篩網(wǎng)采用雙層結(jié)構(gòu)，能有效減少清渣的勞動強度，改善勞動環(huán)境，減少操作工人數(shù)量[1]。

造紙廢水中存在一些無法進行生化處理或者處理難度較大的物質(zhì)，這就需要通過混凝來預(yù)處理，以便進行后續(xù)處理。混凝沉淀效率高，成本低，具有較高的性價比。混凝反應(yīng)池的入口應(yīng)設(shè)隔墻，將水流均勻地分布到整個反應(yīng)池斷面，防止絮凝池水位波動影響澄清區(qū)，同時在反應(yīng)池出口設(shè)導(dǎo)流墻，減小水流對出水堰的沖擊。導(dǎo)流墻開孔率應(yīng)保證絮凝池內(nèi)最大水平流速不超過設(shè)計流速，以免已形成的絮凝體被打散，影響沉淀效果。反應(yīng)池的深度、長度及數(shù)量需要結(jié)合絮凝時間來確定，水深一般為3.0～3.5 m，寬度一般為10～15 m，并且反應(yīng)池墻壁、導(dǎo)流墻、人孔和放空管等處應(yīng)采取防腐蝕措施。初沉池需要根據(jù)池組設(shè)置、進水量變化來調(diào)節(jié)各池進水量，使各池配水均勻[2]。

2.2 生化處理工藝

2.2.1 水解酸化法

水解酸化法是一種預(yù)處理方法，旨在改善廢水的生物降解性。水解酸化菌種可以將廢水中的大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，提高廢水的可生化性，為后續(xù)生化處理提供有利條件。該方法適用于處理含有難降解有機物的高色度廢水。水解酸化池內(nèi)部采用防腐蝕材料，池內(nèi)設(shè)置攪拌裝置，保證廢水充分混合，促進菌種的代謝反應(yīng)。池內(nèi)還設(shè)置填料，為水解酸化菌提供附著生長的場所，提高菌種的數(shù)量和活性。水解酸化池的大小根據(jù)實際廢水處理量而定，并設(shè)置可調(diào)節(jié)的進水口和出水口，保證廢水處理量的穩(wěn)定。

2.2.2 活性污泥法

活性污泥法是通過培養(yǎng)活性污泥，利用微生物群體的代謝作用，將廢水中有機物分解為二氧化碳和水。該方法具有處理效果好、適應(yīng)性強、耐沖擊負荷等特點，能夠有效地去除廢水中的有機物和氨氮。射流曝氣池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用防腐蝕材料。池內(nèi)設(shè)置射流曝氣裝置，通過空氣和水流的混合，為微生物提供充足的氧氣和食物來源。池內(nèi)還設(shè)置懸浮污泥回流裝置，保證活性污泥在池內(nèi)的停留時間，提高微生物的代謝效率。射流曝氣池的大小根據(jù)實際廢水處理量而定，并設(shè)置可調(diào)節(jié)的進水口和出水口，保證廢水處理量的穩(wěn)定。同時，為了更好地控制射流曝氣池，池內(nèi)設(shè)置在線監(jiān)測儀器，實時監(jiān)測廢水的各項指標，如有機物濃度、氨氮濃度等，為運行管理提供科學(xué)依據(jù)。

2.3 深度處理工藝

2.3.1 絮凝反應(yīng)池、終沉池與微濾機

投加絮凝劑等藥劑，使其與二沉池出水充分混合、反應(yīng)，通過沉淀進一步去除廢水中的污染物，物化污泥用泵輸送到污泥濃縮池。微濾機是一種轉(zhuǎn)鼓式篩網(wǎng)過濾裝置，它與其他過濾方法的根本區(qū)別在于所采用的過濾介質(zhì)不銹鋼絲網(wǎng)或微濾網(wǎng)的孔徑特別小，而且非常薄，這種濾網(wǎng)在低的水阻力下具有較高的流速，使截留的懸浮物粒徑總是比濾網(wǎng)的微孔小，懸浮物去除效果非常突出。

2.3.2 臭氧氧化法

臭氧氧化法是一種有效的深度處理方法，通過臭氧的強氧化性將廢水中的有機物分解。該方法反應(yīng)速度快、處理效果好，可去除難降解有機物。同時，臭氧氧化法產(chǎn)生的剩余臭氧可以在后續(xù)生化處理中分解為氧氣，不會產(chǎn)生二次污染，因此具有很好的環(huán)保性能。臭氧氧化反應(yīng)池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用防腐蝕材料。池內(nèi)設(shè)置臭氧發(fā)生器，通過電暈放電等方法將氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧。臭氧發(fā)生器的功率和數(shù)量根據(jù)實際廢水處理量而定，并設(shè)置可調(diào)節(jié)的進氣口和出風口，保證臭氧濃度的穩(wěn)定[3]。反應(yīng)池在運行過程中要控制臭氧的投加量，保證臭氧能夠充分反應(yīng)，同時要定期檢查臭氧發(fā)生器的運行狀況，防止故障的發(fā)生。

2.4 污泥處理工藝

初沉池、高效沉淀池物化污泥先進入污泥濃縮池，經(jīng)重力濃縮后初步減容，再進入污泥脫水間壓濾脫水。污泥濃縮池內(nèi)設(shè)置刮泥機，將沉淀在池底的污泥刮向池中心，同時通過設(shè)在池底的溢流口將上清液排出，實現(xiàn)污泥和上清液的分離。二沉池的剩余污泥輸送至污泥濃縮池，經(jīng)重力濃縮后初步減容，再進入污泥脫水間壓濾脫水。

3 造紙廢水處理效果

根據(jù)綜合廢水進出水水質(zhì)，本工程的污染物去除率均符合相關(guān)標準要求。污水處理效果如表2所示。

表2 污水處理效果

4 結(jié)語

造紙廢水成分復(fù)雜，可生化性差，處理難度較高。本工程綜合考慮污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、成本投入以及運行管理等因素，最終確定物化預(yù)處理、生化處理、深度處理和污泥處理相結(jié)合的造紙廢水處理工藝路線。在造紙廢水處理項目中，要結(jié)合實際情況，合理設(shè)計污水處理工藝，切實保證污水處理效果。