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          废纸造纸废水处理探析

          2020-11-05 18:02 来源:废水处理论文 人参与在线咨询

          摘要:针对某废纸造纸废水污染物浓度较高、可生化性一般、悬浮物浓度高等特点,设计采用格栅-斜筛/混凝沉淀-综合调节-水解酸化-好氧-砂滤处理工艺,介绍了该处理工艺的流程、主要设计参数、处理效果及运行成本。运行结果表明,该系统运行稳定,调节池出水满足制浆车间回用要求,最终出水满足造纸车间回用要求,出水水质长期稳定达到GB3544—2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》表2排放标准限值。

          关键词:废纸造纸废水;混凝沉淀;水解酸化;好氧;砂滤

          某包装有限责任公司主要生产水果、食品、酒类等产品的包装纸,是当地最大的彩印包装企业之一。该公司新建一条瓦楞纸、牛皮纸生产线,为保护环境,减少污染,节约企业投资,降低成本,拟全部采用国内废纸造纸,不含“美废”或“欧废”[1-2]。同时为执行环保“三同时”政策,保护周边水环境,该公司拟新建一套废水处理系统,确保处理后出水优先回用于生产,多余出水达标外排。

          1设计规模及水质

          根据该公司所提供的废纸造纸企业废水排放情况,确定本工程设计水量为6000m3/d,废水经处理后,1000m3/d出水回用于制浆车间,4000m3/d出水回用于造纸车间,剩余1000m3/d出水达到GB3544—2008《制浆造纸工业水污染物排放标准》表2排放标准限值后外排。具体设计进出水水质见表1。

          2工艺流程

          该公司主要以国内废纸(包括废旧瓦楞纸、箱板纸、牛皮纸及书籍杂志等)为原料生产瓦楞纸、牛皮纸,排放的废水主要来自废纸的碎浆、筛选净化、浓缩及抄造等过程中产生的废水。废水中的主要成分是细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和造纸助剂等各种有机和无机的污染物。废水的特点是SS和COD浓度均较高,可生化性一般,色度较深,废水排放呈现不规律性[3],在COD组成中,非溶解性COD浓度较高,约占60%以上,而部分溶解性COD又较难生物降解,含少量酚类、酯类等物质,污染物浓度相对稳定。根据本项目来水的水质特点,经过经济、技术比较,本项目针对废水悬浮物较高且来水不规律性的特点,采用格栅-斜筛/混凝沉淀-调节池工艺,先对废水中的悬浮物及硬度进行去除,通过斜筛回收纸浆,废水在调节池内进行均质均量混合,再通过水解酸化-好氧生化工艺,去除废水中大部分的有机污染物,最后采用砂滤工艺,对废水中残留的有机物及悬浮物进行进一步截留。具体的工艺流程见图1。废水首先经过机械格栅,去除其中的大颗粒悬浮物质,之后进入集水池经泵提升至斜筛,截留的纸浆纤维经收集后回用于车间生产。滤后废水自流入混凝池,通过投加PAC、PAM,使废水中的小颗粒悬浮物以及悬浮性COD类物质等进行絮凝、吸附,在沉淀池中进行沉淀去除。沉淀池出水自流入调节池,调节池末端设置冷却塔进行降温,以防止夏季温度较高对生化系统造成影响,调节池部分出水由泵提升至制浆车间回用,其余由泵提升进入水解酸化池,利用厌氧和兼氧菌在水解和酸化阶段的作用,将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物,提高废水的可生化性,部分小分子有机物被彻底降解去除[4-6],从而降低后续处理负荷、提高处理效果、降低处理成本。水解酸化池出水进入后续好氧池进行处理,好氧微生物在氧气充足的条件下,利用新陈代谢将废水中的有机物分解成二氧化碳和水,好氧池出水进入二沉池进行固液分离,上清液自流入砂滤池,去除废水中呈胶体和微小悬浮状态的有机和无机污染物,降低废水的色度和浊度,保证出水水质稳定。砂滤池出水自流入清水池,80%出水回用至造纸车间,20%出水达标排放。二沉池污泥部分回流至生化系统,补充微生物量,剩余生化污泥、物化污泥排至污泥浓缩池进行预浓缩,再由螺杆泵送至带式压滤机进行压滤,最终得到含水率约为82%的脱水泥饼。

          3主要工艺单体及设计参数

          (1)格栅/集水池。设计水量为6000m3/d,集水池设计尺寸为10.0m×6.0m×4.0m,设计停留时间为30min,设计有效水深为2.0m。机械格栅设置于集水池前端,SS304材质,栅隙为8mm。池内设置空气穿孔搅拌,防止池底悬浮物沉积;设置污水提升泵2台,1用1备。(2)斜筛/混凝沉淀池。设计水量为6000m3/d,设计尺寸为25.0m×6.0m×4.0m,混凝池停留时间为10min,絮凝池停留时间为20min,沉淀区表面负荷为2.1m3/(m2·h),采用平流式沉淀池。斜筛置于混凝反应池之上,倾斜角度为60°。设置泵吸泥机1台,剩余污泥泵2台,1用1备。(3)调节池。采用廊道式,末端池上设置冷却塔。调节池设计水量为6000m3/d,设计尺寸为22.0m×16.0m×4.5m,设计停留时间为5.6h。设置回用水泵2台,废水提升泵2台,冷却塔内循环泵2台,均为1用1备。(4)水解酸化池。设计水量为5000m3/d,设计尺寸为20.0m×14.0m×7.0m(2座),停留时间为17.5h,有效水深为6.5m,上升流速为0.8m/h,采用脉冲布水器进行布水,单个布水孔服务面积为1.2m2,设置脉冲布水器2台及配套布水系统。(5)好氧池。设计水量为5000m3/d,设计尺寸为28.0m×12.0m×5.8m(2座),停留时间为16.1h,污泥质量浓度为3500mg/L,污泥回流比为100%,污泥负荷为0.28kg[COD]/(kg[MLSS]·d),气水比为15∶1,曝气器采用射流曝气器。(6)二沉池。设计水量为5000m3/d,设计尺寸为φ18.0m×4.5m,采用辐流式沉淀池,沉淀区表面负荷为0.84m3/(m2·h)。设置周边传动刮泥机1台及污泥回流泵2台(兼做排泥用)。(7)砂滤池。设计水量为5000m3/d,设计尺寸为3.0m×3.0m×4.0m(3座),正常滤速为7.7m/h,强制滤速为11.6m/h,反冲洗强度为14.08L/(s·m2),反冲洗时间为5min,反洗周期为24h。

          4运行情况

          本系统2016年10月投入试运行,系统进水量约为4500m3/d。经过2个月调试,处理站出水COD、SS指标能够稳定达标,出水COD质量浓度维持在75~85mg/L,SS质量浓度维持在10mg/L以下。各处理单元实际处理结果见表2。经过2个月连续调试运行发现,来水SS浓度极高,斜筛网上纸浆需要及时清理,否则容易堵塞过滤网,导致过水面积减小而发生溢流现象,溢流后混凝沉淀池处理负荷较大,吸泥不及时易导致出水带料,影响后端生化系统运行。针对这种情况及时调整筛网目数,选用不锈钢筛网,目数为60目左右比较合适,能够避免溢流,前端混凝沉淀池也能够正常稳定运行;同时,因本系统中氮、磷元素较为匮乏,且COD去除率要求较高,需要定时少量添加氮、磷元素。经过上述调整后,预处理系统和生化系统稳定、高效运行,系统回用及外排出水完全达到设计要求,正式运行2年多来一直非常稳定。

          5经济分析

          本项目总投资约为2500万元,其中土建投资1500万元(不含地基处理),设备安装投资1000万元,吨水投资约为4200元。本项目主要的运行费用包括人工费0.06元/m3、电费0.51元/m3、药剂费0.23元/m3,合计运行成本为0.80元/m3,其他折旧、大修等不计。

          6结语

          对于利用废纸生产瓦楞纸和牛皮纸造纸产生的废水,采用格栅-斜筛/混凝沉淀-综合调节-水解酸化-好氧-砂滤组合工艺进行处理,实际运行结果表明,该工艺出水COD质量浓度维持在75~85mg/L,SS质量浓度维持在10mg/L以下,完全满足GB3544—2008表2排放标准限值要求,同时回收的浆料和83.3%的出水可分段回用于生产,实现了废水治理和废物资源化的双重目的。该工程运行稳定,处理工艺成熟可靠,操作简单,对于同类型企业废水处理系统的设计具有很好的借鉴意义。

          作者:叱干勇 单位:重庆市清泽水质检测有限公司

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