造纸污水深度处理工艺研究

针对现有造纸污水处理技术存在的不足，本文提供一种处理效率稳定、可靠、投资及运行成本均较低廉，管理方便的造纸污水深度处理工艺，使出水符合COD≤60mg/L，色度≤30度，SS≤10mg/L，BOD5≤10mg/L。

关键词：超效浅层气浮；造纸工业；废水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.003

0 前言

造纸业是传统的用水大户，也是造成水污染的重要污染源之一。目前，我国造纸工业废水排放量及COD排放量均居各类工业排放量的首位，造纸工业对水环境的污染最为严重，它不但是我国造纸工业污染防治的首要问题，也是我国工业废水进行达标处理的首要问题。据统计，我国县及县以上造纸及纸制品工业废水排放量占全国工业总排放量的18.6%，其中处理排放达标量占造纸工业废水总排放量的49.3%，排放废水中COD约占全国工业COD总排放量的44.0%。近年经过多方不懈努力，造纸工业水污染防治已取得了一定的成绩，虽然纸及纸板产量逐年增加，但排放废水中的COD却逐年降低。由此看出，造纸工业初步实现了“增产减污”的目标。

2008年6月，国家环保部颁布了《制浆造纸工业水污染排放标准》（GB3544?2008）。新标准分2个排放等级，将按3年时间分两阶段实施，2008年8月1日至2011年7月1日为第一阶段，2011年7月1日后为第二阶段，第二阶段要求比第一阶段更高。新标准（第一阶段）较旧标准COD排放减量85%，BOD5排放减量81%，SS排放减量81%，AOX排放减量82%，即新标准容许的污染物排放量仅为旧标准的1/5，新标准较旧标准减排力度极大。新标准的颁布和实施，对于促进造纸行业废水处理技术的进步和国家节能减排总目标的实现具有重大意义。

目前，文献报道造纸污水深度处理主要有以下一些方法：

（1）物化法：①混凝沉淀加过滤，该法难以使出水COD≤60mg/l，且产生的污泥量大。②活性炭吸附法：投资及运行费用高，运行费用高于0.8元/吨水，操作不方便。（2）膜分离法：投资及运行费用高，投资约需1000元/吨水，运行费用高于2元/吨水。（3）高级氧化法：运行费用高于1.5元/吨水，投资约需500?800元/吨水。（4）物化?生化组合工艺，例如电化学技术与曝气生物滤池技术联合等，但均限于实验室小试，较大规模的工程应用未见报道。

造纸工业废水通过深度处理使出水COD≤60mg/l，在实验室内已有不少方法，但实际工程在国内报道的很少，而且投资高，运行成本高，工艺复杂，不便于推广。

对已经过生化处理的，出水COD已达100mg/l的废纸造纸污水来说，研究处理效率稳定、可靠、投资及运行成本均较低廉，管理方便的深度处理工艺及工程实例在国内仍属空白。因此，研究处理效果稳定，投资不高，运行成本低、管理方便的使造纸工业废水生化处理出水COD从100mg/l降到60mg/l以下的工艺流程很有必要。

1 工艺介绍

工艺流程介绍：（1）造纸工业废水经集水池后（使水质、水量均衡），再由提升泵提升至气浮池，（2）PAC液体由PAC加药泵泵入提升泵出口，再经加药静态管道混合器进入气浮池，（3）PAM由PAM溶药系统配制成溶液，由PAM加药泵泵入气浮池入口，（4）造纸工业废水中先加入PAC液体搅拌（搅拌5?8分钟），然后加入PAM溶液搅拌（搅拌3?5分钟），接着在气浮池做超效浅层气浮处理，其中，所述的气浮池配有包括回转系统、布水系统、撇渣装置、溶气装置、均衡消能装置及加药静态管道混合器组成的气浮系统，超效浅层气浮处理主要的运行参数包括：溶气罐进口压力：0.53?0.58Mpa，出口压力：0.45?0.52Mpa；气浮池驱动回转速度：T=125/Q≈8min/周；气浮池排空阀每8h排空1?2次，每次10?15秒，超效浅层气浮处理中：溶气水采用自身处理后的清水回流，回流水依靠回流系统的回流泵加压至0.5?0.6Mpa，与压缩空气一起进入溶气装置，并通过均衡消能装置，使微气泡稳定释放，微气泡直径为5?20μm，且微气泡与造纸工业废水中的水杂质颗粒及絮体相粘附而一起浮至水面，实现固液分离，（5）浮渣由气浮池上不停回转的螺旋状刮渣器舀起，靠刮渣器的斜度自流至污泥浓缩池，污泥浓缩池收集到的污泥送脱水机脱水后外运，污泥浓缩池上清液回流至集水池，（6）清水从气浮池中自流至后水池，后水池自流至砂滤池并经砂滤池过滤后排放。

2 实验结论及分析

（1）超效浅层气浮不仅能去除非溶解性COD，而且能去除部分胶体状COD和溶解性COD，因此COD平均去除率较高，其原因可能如下：超效浅层离子气浮所产生的微气泡直径平均仅约5μm，微气泡直径越小，气泡吸附悬浮物的趋势越强，吸附力越大，增强了对水中的短链有机分子和有色基团的去除率。部分未被气泡或絮体吸附的细小悬浮物在微气泡上升的过程中，也会被挟带在气泡群的气泡间隙中进而被裹携至水面而分离，从而提高了COD的去除率。（5）超效浅层气浮+砂滤工艺不但处理效果好（COD可降至60mg/l以下，去除率≥40%，SS、BOD5可降至10mg/l以下），而且占地面积小（约430m2/万吨水）、投资省（≤200元/吨水）、运行成本低（≤0.3元/吨水）。

（2）经中试实验分析，造纸工业废水经生化处理后再经超效浅层气浮进行深度处理，COD可从平均96.9mg/l降至53.7mg/l，平均去除率达44.6%；BOD5可从平均11.49mg/l降至7.05mg/l，平均去除率达38.7%；SS可从平均27mg/l降至10mg/l，平均去除率达62.5%；TP可从平均0.45mg/l降至0.28mg/l，平均去除率达37.4%；NH3?N可从平均8.21mg/l降至6.82mg/l，平均去除率达17.0%；色度可从平均9度降至5度，平均去除率达48.0%。