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空气悬浮风机在造纸制浆废水处理技术
- 2018-11-16 -

      制浆造纸行业具有废水产生量大、水质组分复杂、污染物浓度高、处理难度大等特点。文章简述了制浆造纸废水水质特征,介绍了该行业目前常用的废水深度处理技术。结合工程应用实例,说明深度处理技术在确保废水达标排放中的重要作用,为新建制浆造纸废水处理工程设计及其他相关环保工作提供参考。



 

一、造纸废水的水质特征

废纸造纸工艺包含制浆、漂白、洗涤和抄纸等,主要污染物来源于制浆废水。不同企业因废纸种类、来源、处理工艺以及技术装备情况的不同,所排放废水特性也有很大差异。制浆废水的主要来源是废纸制浆、漂白和洗涤过程中产生的废水。该废水 COD 和 SS 含量高、可生化性能差、色度大,氮磷污染相对偏低,主要污染物浓度如表 1 所示。废水中含有大量成分复杂的有机物,这些有机物由可溶性的浆料、化学添加剂及不溶的纤维等物质组成。目前文献报道的主要有机物污染物有 89 种,包括烷烃、烯烃类、芳烃类、酸类、酯类、醇类、酚类和酮类等。从分子量分布来看,造纸废水中可溶性的 COD 成分,基本为分子量低于 1000 的低分子量组分和分子量高达 10 万以上的高分子量组分。此外,废水中的毒性物质种类也很多,有机的主要有树脂类化合物、单宁类化合物、氯代酚、AOX(可吸附有机卤化物)、有机硫化物等;无机的毒性化合物以含硫化合物为主,如硫酸盐、亚硫酸盐、硫化氢等。抄纸工艺产生含有纤维、填料和化学药品的废水,通常称为“白水”。抄纸废水含有纤维、颜料、淀粉等物质,污染物含量不高,污染指标主要有 COD、BOD、SS 和色度 4 种,污染物浓度如表 1 所示。“白水”一般采用气浮法,可回收纤维和填料,处理技术已日趋成熟。废纸造纸废水的排放量与多种因素有关。国际上吨浆纸综合排放量为 17~40 m 3 /t,目前我国废纸造纸行业以中小型企业居多,每吨浆纸综合排放废水在 30~60 m 3 /t 范围内,高于发达国家废水排放量,因此废水治理问题更加严峻。

 

二、制浆废水处理技术

1.物化法

1 )混凝法:混凝法通常比较常用,是指通过混凝剂处理废水,使出水水质达造纸工业水污染物排放标准中的一级标准,可以选择的混凝剂种类很多较为好获取,所以这种方式以相对较少的投入, 较高的性价比的优势被经常应用。

2 )气浮法:气浮法是指在造纸废水中回收废纸浆,着重处理中段废水,通过装置上的独立,使出水水质达到造纸工业废水排放标准二级标准。 气浮法所应用的空气悬浮风机,技术含量很高,适用性强,且操作简单,运行费用相对较低。

3 )膜分离法:这是一种应用化学变化实现对难降解的有机物造纸废水的处理,要考虑到污水水质的特点,应用在特定条件下效果十分明显。

4 )吸附法:这是一种相对简便的办法,也是较为基础的方式,即利用粉末性活性炭作为吸附剂,使出水标准达到国家有关于工业污水的排放标准。

 

2.生化法

1 )好氧生物法:好氧生物处理法包括,活性污泥法,生物膜法,氧化塘法等多种处理技术。是存在一定的化学原理,针对不同的物质特征展开反应,对于制浆造纸废水中的有毒物质进行有效处理。

2 )厌氧生物法:国内应用厌氧生物法的时间较短,但是厌氧技术以其独特的处理高浓度有机废水的优势在处理污水中得到较多的关注,针对高浓度有机废水中的物质进行处理。

3 )生物酶法:这一办法主要应用于造纸中段废水中有机氧化物的处理, 虽然在最开始使用时有很好的效果,后来就发现了酶的不确定性较大,控制上存在难度,加上成本较高,获取难度较大而减少使用。

三、应用实例分析

某市造纸厂,以废旧报纸为原料制浆造纸。采用空气悬浮风机设备,超高速同步永磁电机直驱离心涡轮的一体化集成设计技术,拥有空气悬浮轴承、高速永磁电机、航空锻铝合金高强度离心涡轮三大核心技术,产品取消增速箱并具有超高转速,整机体积大幅缩小。因此空气悬浮风机具有高效率、高性能、低噪音、低能耗等特点,是取代传统鼓风机的新一代产品。超高速同步永磁电机直驱离心涡轮的一体化集成设计技术,拥有空气悬浮轴承、高速永磁电机、航空锻铝合金高强度离心涡轮三大核心技术,产品取消增速箱并具有超高转速,整机体积大幅缩小。因此空气悬浮风机具有高效率、高性能、低噪音、低能耗等特点,是取代传统鼓风机的新一代产品。企业自建污水处理站处理项目产生的综合废水,排污口距离Ⅱ类水体约200m,且纳污水体环境容量较小,为确保污染物达标排放,降低对附近水环境的影响,项目采用“物化+生化+深度处理”的处理工艺,污水处理站设计处理能力 1200m3/d。

 

污水处理工艺简介:

(1)斜筛:经斜筛装置过滤拦截废水中的纤维渣,降低后续处理负荷。

(2)调节池:起到均化水质、水量的作用,为后续处理做准备。

(3)混凝气浮池:在气浮前段使用计量泵添加振清高效复合混凝剂,利用水力作用自动完成废水与药剂的混合、反应、泥水分离,达到去除废水中COD、 SS、胶体等有毒有害物质的目的。

(4)中间水池:设在需要二次提升的地方,为中间水泵提供水量调节。经过一级物化处理后的出水流入中间水池,大部分回用至制浆车间,剩下部分进入生化处理系统进一步处理。

(5)水解酸化池:改善废水的可生物降解性,以利于后续生化处理;水解是利用发酵细菌的作用,将污水中的难降解复杂大分子有机物水解为易于生物降解的简单小分子有机物,如脂肪酸、醇类等;废水可生化性可提高 20%左右。

(6)接触氧化池:主要进行有机物的生物降解,池内设组合填料及曝气系统,大量好氧微生物附着在生物填料上生长,通过好氧生物呼吸与繁殖消耗有机物,降解 BOD。

(7)二沉池:主要是将生物处理后的混合液进行泥水分离。上清液部分回用于抄纸车间喷网清洗,剩余部分进入深度脱色处理装置。

(8)脱色装置:由于二沉池出水带有微黄色,需要对其色度进行进一步处理,在该阶段使用高效絮凝脱色剂,使其水质完全变清,同时废水的COD、SS等污染物也大大降低,从而各项水质完全达标排放。

(9)污泥处理:混凝气浮池和二沉池的剩余污泥排入污泥池,污泥浓缩后经压滤机压成泥饼,由有相应资质的单位定期收集处理。根据企业委托当地有资质的监测单位对各工段水质进行采样监测结果进行分析。

 

四 总结

 

若仅采用“一级物化+二级生化”的处理工艺,废水中的色度、COD、SS 的排放浓度均不到GB3544-2008 中的排放限值要求。经脱色装置深度处理后,外排废水中 COD、BOD、NH 3 -N、SS、色度的浓度均符合 GB3544-2008 中排放标准限值要求。可见,脱色处理技术能有效去除制浆造纸综合废水中的 COD、色度、SS 等污染物,确保废水达标排放。因此,强化物化+生化+提升深度处理技术具有很强的实用价值,须进一步加大研究,并将研究成果推广应用。