造纸废水处理工艺

来源:建树环保 2021-08-23 20:29:12 55

       1、造纸废水的特性

  造纸废水的性质处理难度大、水质复杂、属于工业废水中比较难处理的类别。废水的具体性质与上游车间生产纸品有关,随着工艺的不同,废水性质也有所不同,但大同小异。以山东华泰纸业股份有限公司废水为例,上游车间分别有铜版纸车间、新闻纸车间、板纸车间、文化纸车间、化机浆车间,废水成分复杂,比较有代表性。

  2、造纸废水处理工艺比较

  造纸废水处理达标的工艺大多造纸行业基本相同,主要工艺为为:厌氧+好氧+高级氧化+絮凝沉淀,高级氧化工艺,处理成本高,往水中投加大量盐分,同时产生大量污泥,不经济环保,同时排污指标在达到一定标准后,无法再进一步降低,形成环保风险。

  本文经过现场进行大型中试对传统工艺进行改良,特别是运行成本高的高级氧化工艺进行改良,大大降低了造纸废水的处理成本,同时使排水指标更加降低,完全达到地表水v类的排放标准。以山东华泰纸业股份有限公司二沉池出水进行实验,以臭氧+曝气生物滤池为工艺组合,进行深度处理。

  实验进水为好氧系统二沉池出水,具体指标如表1。

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  2.1 厌氧+好氧处理工艺介绍

  生物处理作为污水处理中成本最低、处理效率稳定的工艺,一致被各大污水处理厂所应有,山东华泰纸业股份有限公司造纸废水进水COD在2500mg/L以下,通过厌氧系统(普拉克ANAMET工艺)+好氧系统(普拉克深层射流曝气工艺)将废水处理到200-300mg/L,运营成本1~1.5元/m3,成本低,因此新工艺流程仍将厌氧+好氧作为前端的主要工艺,仅对后端运行成本高、污泥产生量大的高级氧化工艺采用臭氧催化氧化+曝气生物滤池工艺进行替代。以进一步提高各项指标的去除率、降低处理成本、减少污泥产生量。总工艺为:初沉池+均衡池+厌氧处理系统+好氧处理系统+混凝沉淀+臭氧+曝气生物滤池。

  2.2 混凝沉淀工艺介绍

  本次实验采用的混凝沉淀池为斜板沉淀池,是根据浅池沉淀理论设计出的一种高效组合式沉淀池。在沉降区域设置许多密集的斜管或斜板,使水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀,水沿斜板或斜管上升流动,分离出的泥渣在重力作用下沿着斜板向下滑至池底,再集中排出。其优点是:①利用了层流原理,提高了沉淀池的处理能力;②缩短了颗粒沉降距离,从而缩短了沉淀时间;③增加了沉淀池的沉淀面积,从而提高了处理效率。在此基础上我们融合了除硅系统,在去除SS、COD、油的同时,同步去除硅。

  沉淀池设立两个快速搅拌区,一个慢速搅拌区。在第一个快速搅拌区,投加PAC,使悬浮物、胶体、形成的悬浮物沉淀并去除部分COD及其他物质,在慢速搅拌区投加PAM,使快速搅拌区行程的絮体抱团沉淀下来,达到去除污水中悬浮物及部分COD的目的,为进入臭氧+曝气生物滤池工艺做充分准备,同时去除部分色度。

  臭氧+曝气生物滤池工艺作为有效的工业废水深度处理技术,主要分为两个处理单元:臭氧强氧化处理系统和曝气生物滤池工艺,并根据具体水质情况可进一步采用若干级。臭氧+曝气生物滤池工艺是将臭氧氧化和生物膜的生化降解作用联用的一种方法,这一工艺包含了臭氧消毒、化学氧化、物理吸附和生物降解。

  该工艺首先利用臭氧预氧化作用,初步氧化分解水中的有机物及其他还原性物质,降低有机负荷,同时臭氧氧化能使水中难以生物降解的有机物断链、开环,转化成简单的脂肪桂,改变其生化特性,提高B/C比。臭氧除了自身能将某些有害有机物氧化变成无害物外,在客观上还可以增加小分子的有机物,使曝气生物滤池工艺的吸附功能得到更好的发挥。曝气生物滤池工艺能够迅速吸附水中的溶解性有机物,同时也能富集微生物,使其表面能够生长出良好的生物膜,从而对生物滤料吸附的有机物进行充分降解。

  臭氧+曝气生物滤池工艺能够有效地去除水中的有机物和氨氮,对水中的无机还原性物质、色度、浊度也有很好的去除效果。臭氧+曝气生物滤池工艺是曝气生物滤池工艺的基础上发展起来的,综合了臭氧、曝气生物滤池工艺两者的优点。若单独使用臭氧,成本高,且水中可生物同化有机碳(AOC)增加,导致水的生物稳定性变差;单独使用曝气生物滤池工艺,其吸附及微生物降解协同作用效果减弱,吸附的饱和周期缩短,为保持水质目标,必须经常再生。

  臭氧+曝气生物滤池工艺有效地克服了以上两者单独采用的局限性,又充分发挥了两者的优点,使水质处理效果大为改善。此外,采用臭氧+曝气生物滤池工艺还能有效降低AOC(生物可同化有机碳)值,使出水的生物稳定性大为提高,曝气生物滤池工艺附着的微生物使其能长期保持活性,有效延长GRT-生物滤料的再生周期。

  实验以好氧系统二沉池出水为原水,同时进入高级氧化工艺和絮凝沉淀+臭氧+曝气生物滤池工艺,在第七天通过镜检生物挂膜成功,曝气生物滤池稳定运行,连续运行3个月,臭氧投加比例为COD:臭氧为1:0.5«曝气生物滤池每周反冲洗一次,冲洗废水进入前段冲洗进行入系统。每天对进水、出水检查以下指标,具体实验数据如表2(取均值)。

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  3、结论

  通过对山东华泰纸业股份有限公司二沉池出水进行两种处理工艺的对比得出下列结论:

  (1)臭氧+曝气生物滤池工艺完全可以替代高级氧化工艺进行对造纸废水进行深度处理,COD去除率比高级氧化工艺高3%〜5%,通过釆用臭氧+曝气生物滤池工艺在不增加排水全盐量的前提下,可使废水达到地表水V类标准,即COD≤40mg/L、氨氮≤2mg/L。

  (2)臭氧+曝气生物滤池工艺几乎不产生污泥,仅仅在絮凝沉淀去产生少量好氧沉淀污泥,污泥量为高级氧化工艺的1/10,污泥产生量极低。

  (3)臭氧+曝气生物滤池工艺运行成本为2〜25元/m3,而高级氧化工艺运行成本4~5元/m3(包括污泥处置费用),运行成本仅仅为高级氧化工艺的1/2。

  (4)造纸废水达到地表水V标准的总体处理工艺为:初沉池+均衡池+厌氧处理系统+好氧处理系统+混凝沉淀+臭氧+曝气生物滤池。

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