包装印刷废水处理及工程设计

Posted 2023-01-12 工程设计

篇首语：百闻不如一见，百见不如一干。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了包装印刷废水处理及工程设计相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

在年产25000万m2高档瓦楞纸板的大型包装印刷公司连续三天监测了生产废水，其浆胶废水量25～28m3/d，COD268～547mg/L、色度150～200倍；印刷废水7.5～9.2m3/d，COD高达8849～9547mg/L、色度高达3500～4000倍。在实验室试验基础上进行了工程设计，浆胶废水量大、污染轻，混凝处理后全部回用于绿化浇灌、卫生间冲洗。印刷废水水量小、污染重，经混凝-水解-好氧处理后，COD降至500mg/L以下，满足了废水纳管排放要求。清浊分流处理，处理后废水资源化利用是本工程设计的特色。
我国包装工业总产值以超过全国GDP的增速连年发展，已跃居全球第二。据2011年底统计，我国包装装潢印刷企业多达47377家，每个省的印刷企业上千家，大范围地分布全国各地。每个印刷企业在生产过程中排放的废水量尽管不大，但浓度很高，近年来各地政府和企业都越来越重视对这类废水的治理。本论文介绍了北方地区某新建的大型包装印刷公司瓦楞箱板生产、水印及胶印废水特点和治理工程的设计。该新建企业年瓦楞箱板生产量为25000万m2，主要设备从国外进口，生产工艺为纸张加热-制瓦形-瓦形浆胶-纸板裁切-印刷-产品，浆胶工序废水含大量淀粉、烧碱、增强剂等，印刷废水含大量油墨，油墨中含不溶性偶氮类、稠环酮类和酞菁类颜料等。本论文先对这两股废水进行性质检测和处理试验，根据试验结果进行了工程设计，再对工程调试运行，前后历时一年时间，处理后废水污染去除率在97%以上，达到了当地环保局减排要求。做到了新建企业和环保同时设计、同时施工和同时投产。
1.试验和设计
1.1废水试验水样
在工厂生产现场，连续三天收集浆胶废水和印刷废水样，当场测定pH值，将废水装入塑料桶密封储存于冷库中。
1.2废水指标的测定
废水的COD、SS、pH、色度倍数均按国家标准测定。
1.3混凝处理
250mL烧杯中，加废水200mL，加一定量的混凝剂、助凝剂，快速搅拌2min，慢搅拌10min。30min后测定上清液的色度、色调和沉淀污泥的体积、密实度等。
1.4污泥絮凝
取沉淀污泥，加一定量的阳离子、阴离子助凝剂，观测污泥的絮凝效果。
1.5工程设计和运行
以试验数据为基础，根据国家有关规定，参考相关文献资料[3，4]，进行工程设计和建造，然后对废水处理工程进行调试运行。
2.结果和讨论
2.1废水样特征
该大型包装印刷公司，年生产25000万m2高档瓦楞纸板，连续三天对其浆胶废水和印刷废水(水印+胶印)进行取样和测定，测定的污染特征见表1。

从表1看出，浆胶废水量25～28m3/d，COD268～547mg.L-1、色度150～200倍。印刷废水量9.2～12.6m3/d，COD高达8849～9758mg/L、色度高达3500～4000倍，污染物浓度很大。

2.2浆胶废水处理
由于浆胶废水与印刷废水水量和污染物浓度差异都很大，应考虑分开处理。
该企业生产的瓦楞纸板分三层、五层板，胶粘剂主成分为天然无毒的玉米淀粉。根据浆胶废水污染物特点，选用市场供应量大、价格便宜的液体PAC(Al2O3含量10%)作为混凝剂，对连续三天取的浆胶水样1、水样3、水样5混凝试验结果见图1。由图1可知，增加PAC用量，浆胶废水的COD快速下降。PAC用量达1.5g/L时，浆胶废水的COD降至100mg/L，出水清澈透明。由于浆胶废水本身污染含量较低，也无有毒成分，经混凝处理后已经变清，混凝处理后废水可用于企业的绿化浇灌、卫生间冲洗等。
2.3印刷废水处理
印刷油墨分水性和油性两大类，生产上一般尽量采用水性油墨印刷，这有利于废水处理，保护水环境。根据文献资料介绍和市场上易采购的混凝剂，选用混凝剂PAC、FeCl3、Fe(SO)4、和助凝剂PAM+、PAM-组合，对连续三天取的印刷水样2、水样4、水样6进行混凝试验，优选出的结果见图2、图3。

图2表明，对高浓度的印刷废水，用Fe(SO)4+10mg/LPAM-混凝处理后，COD降至886～1123mg/L，去除率高达90%。图3表明，对高浓度的印刷废水，用Fe(SO)4+30mg/LPAM-混凝处理后，COD降至665～956mg/L，去除率超过90%。
2.4工程设计
由于浆胶废水量大，污染轻，混凝处理试验后水质清，将处理后浆胶废水存入储水池，回用于厂内的绿化和卫生间冲洗。未处理的浆胶废水COD处于纳管水质标准临界点，当储水池池满时，可对浆胶废水稍作混凝处理(加少量PAC)，就可将多余废水排入管网。
用Fe(SO)4+PAM-处理印刷废水净化效果很高，但处理后废水尚未达到接管标准，采用水解+好氧作后续生物处理，是处理成本低、处理效果稳定的工程技术。工程设计的流程见图4。

图4显示，浆胶废水、印刷废水分别处理，清浊分开。但两者处理后产生的污泥进入同一个污泥浓缩池，利用一套污泥处理系统处理污泥，节省投资，简化操作。
根据该生产线一天开机16小时、废水流量波动大的特点，设计集水池I为3m3，沉淀池I容积5m3，水解池容积15m3，好氧池容积10m3，污泥浓缩池容积5m3。设计集水池II为3m3，沉淀池II容积5m3，储水池容积80m3。用阴离子PAM调理浓缩污泥，板框压滤机使浓缩污泥脱水，脱水污泥干度达25%以上。
2.5工程运行效果
设备、电器安装、调试完成后，浆胶废水、印刷废水混凝处理一次试车成功。从城市污水处理厂引入脱水污泥至水解池、好氧池，每天按COD：N：P理论值在水解池、好氧池中加入尿素、磷酸二铵。运行三个月后，水解池内的尼龙填料上已生长大量深棕色厌氧菌，好氧池内的活性污泥SV=15%～22%，表明厌氧菌、好氧菌已培养成功。
图5为印刷废水处理工程各单元运行第4个月的日均处理效果，混凝处理COD去除率达85.5%，水解池COD去除率为23.5%，好氧池COD去除率达62.9%。印刷废水COD从8423mg/L降至347mg/L，总去除率为95.9%。SS从1357mg/L降至236mg/L，排放水主要污染指标都达到了纳管标准。运行半年后，本水处理工程设施通过了当地环保局现场验收。

2.6设施投入和运行费用
两个集水池分别收集浆胶废水和印刷废水，集水池为钢混结构，其余容器为碳钢涂防锈漆，管道阀门都采用了工程塑料，加上电控，总投资50余万元。
运行费用见表2，1m3浆胶废水的药剂费、电费、人工费合计为6.50元，1m3印刷废水的药剂费、电费、人工费合计为4.30元，每天总运行费用194元。处理后的浆胶废水全部回用后，日节省自来水30m3，则总运行费用降低三分之一。本工程吨水处理费用为4.30～6.50元，由于废水总量低，本工程日运行费用相当低廉。

3.结论
3.1连续三天测定了某大型包装印刷公司浆胶废水，其废水量25～28m3/d，COD268～547mg.L-1、色度150～200倍。印刷废水7.5～9.2m3/d，COD高达8849～9547mg/L、色度高达3500～4000倍，污染物浓度很大。根据两股废水特点，清浊分流，即将浆胶废水、印刷废水分开处理。浆胶废水量大、污染轻，处理后全部回用。印刷废水水量小、污染重，COD达10000mg/L，经混凝-水解-好氧处理后，COD降至500mg/L以下，满足纳管排放要求。
3.2工程总投资50余万元，日运行总费用仅194元。对生物处理后的印刷废水，如再进行深度处理，水质进一步提高后可直接排放。但由于印刷包装水量较小，深度处理投资相对较高，且运行技术要求、管理成本高。因此适度处理，纳管排放是处理印刷包装废水的合理方法。
3.3先进行实验室试验，清浊分流，处理后废水资源化再利用是本工程设计的特色。我国包装印刷企业数量庞大，各企业废水性质差异很大，首先必须分析检验废水性质特点，再进行合理的工程设计，可做到事半功倍，确保包装印刷企业正常生产。