草浆原料造纸废水处理技术

Posted 2023-01-13 水处理

篇首语：善行无辙迹、善言无瑕谪。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了草浆原料造纸废水处理技术相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

由于造纸行业用水量大，而造纸企业的水资源利用率低，对日益缺乏的水资源造成了严重威胁。同时造纸行业是污染水环境的主要行业，污染负荷重，治理困难，给生态环境造成了严重的破坏，所以经济高效的处理工艺对企业具有十分重要的意义。现以沈阳某造纸公司处理造纸废水工程为例，介绍了物化+生化+活性炭吸附组合工艺处理造纸排放废水的运行效果及工艺参数。运行结果表明：物化+生化+活性炭吸附组合工艺对造纸废水具有理想的处理效果，能够去除废水中的主要污染物COD、BOD5、SS，可使出水中COD<80 mg/L、BOD5<20 mg/L、SS<30 mg/L，各项指标均达到设计要求，出水水质稳定，且满足《造纸工业水污染物排放标准》GB 3544—2008 的要求。

造纸废水已经成为水环境重要污染源之一。目前，我国造纸废水的排放量及COD 排放量均居各类工业排放量的首要位置。造纸废水含有大量难降解有机物质、成分复杂、污染物浓度高，是处理难度大、治理费用高的废水，如果直接排放会造成水体污染及资源的严重浪费。目前处理造纸废水主要采用生物处理法、物理化学处理法。

沈阳某造纸公司的生产废水主要为碎浆、制浆过程中产生的制浆废水，主要污染物为COD、BOD5、SS。针对该公司废水水质特点，选用物化+生化+吸附的组合工艺进行处理。运行1 a多来，处理出水水质稳定，各项指标均能达到《造纸工业水污染物排放标准》（GB 3544—2008）。

1 废水水质

该公司以商品草浆为原料，日产废水量2 400m3，约100 m3/h。要求处理后出水达到GB 3544—2008要求，即排放废水COD＜80 mg/L、BOD5＜20 mg/L、SS＜30 mg/L。该工程的设计进水水质及检测标准如表1所示。

2 处理工艺流程及设备

2.1 工艺流程

该造纸公司产生污水含有一定量的纤维素、半纤维素、短纤维、滑石粉等，总体来说污染程度较轻。因此选择物化+生化+吸附工艺，使工程最终处理出水达到设计排放标准要求，工艺流程如图1 所示。

集水井的废水由提升泵进入斜管沉淀池，池内安装斜管填料，工艺为升流式异向流斜管沉淀。斜管沉淀池及气浮池主要进行物化预处理，去除部分COD 和悬浮物。由于物化处理对溶解性污染物去除率相对较低，出水难以达到污水排放标准要求，因此物化预处理后采用生化处理。气浮池出水进入完全混合式曝气池与活性污泥混合，在人工充氧条件下，活性污泥吸附并氧化分解废水中的溶解性有机物，污泥和水的分离则由二次沉淀池完成。最后活性炭复合滤料过滤器对废水进行深度处理，进一步去除其中的COD 和悬浮物，保证良好的出水水质。

处理过程中产生的污泥主要包括斜管沉淀池污泥和浅层气浮剩余污泥。污泥泵入污泥浓缩池进行浓缩，浓缩污泥脱水后外运处理。脱水机房产生的污泥过滤液和反冲洗水收集于脱水机底部集水槽中，可以通过管路连接自流入集水池，重新处理。

2.2 主要构筑物及尺寸

（1）集水池，1 座，尺寸为3 m×4 m×5.5 m。

（2）斜管沉淀池，1 座，尺寸为10 m×20 m×5 m，水深4.5 m，有效体积900 m3，水力停留时间9 h，内部安装斜网填料，尺寸为9.5 m×16 m×0.87 m，为升流式异向流沉淀，设计穿孔墙过流。

（3）高效浅层气浮机，处理能力200 m3/h，溶气系统水源为回流水，溶气气浮压力为0.2～0.5 MPa、溶气水量60～70 m3/h，设施功率17.6 kW。浅层气浮机由气浮池、布水器、刮渣机、出水系统、溶气系统及回流系统等组成，并配置药液配备及流送系统、电气控制操作系统。气浮池采用辐流式箱体，尺寸为D 6 800 mm×800 mm，主要由箱体、中间支撑体及污泥道、集水管及液位调节闸等组成，并配置出水管、排泥管、排淤管等。气浮池选用Q235 碳结钢板焊接制成，中间支撑设进水管、溶气水管并污泥道，兼装轴承座，集水器采用同步式旋转集水管，堰流式水位调节器。刮渣机主要由螺旋泥斗、传动链条及链轮、传动链轮轴及刮渣驱动结构组成。传动轴为碳钢加工制成，防腐处理。溶气系统主要由溶气泵、空压机、溶气罐、溶气水布水器、旋转接头及释放器等组成。旋转布水器采用方锥式旋转布水系统，并设分流挡水板，与固定水管采用旋接套连接，填料密封方式。药液制备及流送系统主要有药液搅拌罐、搅拌器、储存罐及输送泵等。电气控制操作系统及集电装置，集电装置由旋转碳刷及铜环组成，配备防护等级IP55电气操作控制箱，操作各单元电机启停动作，并气控部分调压、通止动作。

（4）曝气池，1 座，尺寸为16 m×10.0 m×5.5 m；设计流量2 400 m3/d，每小时平均流量为100 m3，污泥质量浓度3 500～4 000 mg/L，停留时间8.8 h，有效水深5.5 m，有效容积880 m3，总容积1 056 m3，总供气量11 m3/min。全池共设曝气链3 条，每条设2 管。

（5）活性炭复合滤料过滤器，3 套（2 用1 备），尺寸为D 3.0 m×6.0 m；流速6～8 m/h，垫层高度300～400 mm；填料1 粒径为0.8～1.2 mm，高度为600～800 mm；填料2 粒径为0.8～2.0 mm，高度为800～1 000 mm；气反冲洗强度15～17 L/（m2·s）。

（6）一体化预浓缩带式压滤机，滤带速度0.7～5m/min；给料质量分数2%～8%，出料质量分数30%～35%；滤饼含液量65%～68%，滤液固含量0.22%，削减率96.8% ，工作气压力0.4 MPa，清网水压≥0.5 MPa。

（7）提升污水泵，2 台（1 用1 备），流量110 m3/h，扬程10 m，功率5.5 kW。

3 工程处理效果

3.1 工程处理效果

针对该造纸公司排放废水特点采用物化+生化+吸附工艺路线，处理效果稳定，对各污染物有较高的去除率，达到了设计要求。该工程于2010 年12月施工完毕，经过一段时间的调试运行后正式投入使用。表2 为2011 年7—9 月调试运行期间的废水出水水质情况。

3.2 处理工艺分析

该工程所处理污水含有一定量的纤维素、半纤维素、短纤维、滑石粉等，总体上看污染程度较轻。

造纸废水的主要污染物有COD、BOD 和SS，此外还有许多悬浮物如长短纤维、填料等，根据废水特点、原水水质等确定该工程采用物化+生化+吸附工艺，即物化预处理+生化处理+深度处理。

（1）物化预处理单元采用斜管沉淀池及气浮去除部分COD 和悬浮物。

（2）生化处理单元：由于物化处理对溶解性污染物去除率相对较低，出水难以达到国家或地方污水排放标准，因此物化处理后采用生化处理，利用生物降解作用去除废水中的溶解性有机污染物，提高出水水质。生化处理工艺选用抗冲击负荷能力较强、处理效果稳定的悬挂链曝气工艺，其污泥负荷低、污泥龄长、出水水质优良。

（3）深度处理单元主要采用活性炭复合滤料过滤器，可进一步去除水中COD 和悬浮物，保证良好的出水水质。

4 经济效益分析

该工程占地面积约1 000 m2，总投资约2 200 万元。其中运行产生的费用主要包括电费、药剂费和人工费。（1）工程的总功率为445.55 kW，工作时间为24 h，当地电价为0.5 元/（kW·h），则电费为0.743元/m3；（2）PAC 单价为3 元/kg，则PAC 药剂费为0.662 元/m3；PAM（-）单价为18 元/m3，PAM（+）单价为40 元/m3，则PAM 的药剂费为0.317 元/m3；活性炭滤料单价为4.2 元/m3，则活性炭滤料费用为0.43元/m3；（3）设管理人员6 名，工资为1 200 元/月，则人工费为0.1 元/m3。综上，处理成本为1.822 元/m3。。

5 结论

（1）该废水处理工程的工艺流程设计合理，处理效果较好，出水水质稳定，最终处理出水达到《造纸工业水污染物排放标准》（GB 3544-2008）要求，减轻了造纸废水对水环境的污染。

（2）采用物化+生化+吸附工艺处理造纸厂废水，节省了工程的投资和能耗，降低了处理成本，减少了工程占地面积。