造紙廠污水處理工藝及規(guī)程（造紙白水處理工藝）
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造紙廢水是我國主要的工業(yè)污染源之一。我國造紙業(yè)多采用草桿、木漿等作為造紙?jiān)稀Ｔ旒垙U水成分復(fù)雜，可生化性差，屬于較難處理的工業(yè)廢水。制漿造紙生產(chǎn)一般有制漿、洗漿、漂白、造紙的工序組成。造紙屬于高有機(jī)廢水濃度、高懸浮物含量、難生物降解的有機(jī)污染廢水。
一、造紙廢水的特點(diǎn)
為了有效地處理造紙廢水。首先必須對造紙廢水的水質(zhì)有所了解。堿法造紙排出的廢水主要有以下三種：
1、蒸煮木漿（或草漿）所生成的廢液，又稱黑液。
2、打漿機(jī)和精漿機(jī)排出的廢水，稱打漿廢水。
3、造紙機(jī)廢水，其中可以直接使用的稱為白水。
這些廢水中含有的主要污染有以下幾種：
1、懸浮物：包括可沉降懸浮物和不可沉降懸浮物，主要是纖維和纖維細(xì)料（即破碎的纖維碎片和雜細(xì)胞）
2、易生物降解有機(jī)物：包括低分子量的半纖維素、甲醇、乙酸、甲酸、糖類等。
3、難生物降解有機(jī)物：主要來源于纖維原料中所含的木質(zhì)素和大分子碳水化合物。
4、毒性物質(zhì)：黑液中含有的松香酸和不飽和脂肪酸等。
5、酸堿毒物：堿法制漿廢水ph值為9~10；酸法制漿廢水ph值為1.2~2.0.
6、色度：制漿廢水中所含殘余木質(zhì)素是高度帶色的。
二、造紙廢水處理常用預(yù)處理方法
預(yù)處理工藝主要有：格柵、篩網(wǎng)、纖維回收系統(tǒng)、調(diào)節(jié)水量及水質(zhì)等。可根據(jù)不同的造紙工業(yè)廢水水質(zhì)采取不同的預(yù)處理手段，去除一部分污染物，改善廢水水質(zhì)，使整個廢水處理系統(tǒng)的處理效果達(dá)到z佳。
1、格柵、篩網(wǎng)
由于造紙工業(yè)廢水中常含有樹皮、木屑、塑料、紙漿纖維屑等細(xì)小的懸浮物，如以木材為原料的制漿廠在備料過程中排放的廢水中往往含有樹皮、木屑等，在造紙過程中的抄紙等工序中會產(chǎn)生大量的白水，白水中含有較高的纖維濃度。這些物質(zhì)會對水泵等造成損害對主體處理工藝造成影響，特別是對生物處理中UASB、水解酸化等工藝的布水系統(tǒng)造成嚴(yán)重堵塞，因此在進(jìn)入水泵及主體處理系統(tǒng)之前對其進(jìn)行攔截，設(shè)置格柵攔截大懸浮物，設(shè)置篩網(wǎng)攔截細(xì)小懸浮物。格柵一般用在大水量的造紙廢水處理中，由于廢水水量大，且懸浮物顆粒種類較多，設(shè)置格柵能夠有效攔截較大的懸浮物，處理能力高，不易堵塞。篩網(wǎng)通常應(yīng)用在水量相對較小、廢水中含有大量的細(xì)小懸浮物如紙漿等，同時還可以去除大顆粒的漂浮物，對懸浮物及大顆粒物質(zhì)的去除率可達(dá)到90%以上。工程實(shí)踐表明，篩網(wǎng)間隙一般為30~60目，安裝形式采用固定式安裝，安裝角度為40~50°，安裝角度不易過大，過大則造成過水負(fù)荷降低，使處理能力降低同時也增加了部分投資，過小則易造成篩網(wǎng)堵塞，加大了清渣難度，影響處理效果。
2、纖維回收系統(tǒng)
造紙廢水中含有大量的紙漿纖維，如果不對紙漿纖維進(jìn)行回收，將有大量的紙漿進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)中，嚴(yán)重影響廢水處理系統(tǒng)的處理效果，同時造成紙漿浪費(fèi)。廠內(nèi)纖維回收系統(tǒng)主要用于造紙白水的纖維回收，一方面進(jìn)行白水循環(huán)減少白水的排放量，另一方面采用篩網(wǎng)、多圓盤過濾、氣浮、沉淀等方法進(jìn)行回收紙漿纖維，廠外纖維回收常采用篩網(wǎng)過濾的方法進(jìn)行紙漿纖維的回收。篩網(wǎng)過濾主要有：重力自流式篩網(wǎng)過濾、普通旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)、反切單向流旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)、雙向流旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)等。重力自流式篩網(wǎng)過濾是廢水通過集水槽溢流堰均勻布水到篩網(wǎng)上，由于重力作用，濾液從篩網(wǎng)的縫隙中流出，紙漿纖維在重力及水的沖力作用下沿篩網(wǎng)流入集渣槽中，達(dá)到漿水分離的作用。普通旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)過濾滾筒與安裝地面有一角度，廢水從上部進(jìn)入滾筒，進(jìn)水口濾網(wǎng)內(nèi)壁成90度角，過濾滾筒在旋轉(zhuǎn)的過程中濾液從濾網(wǎng)的縫隙中排出，紙漿自動排到滾筒的另一端。反切單向流旋轉(zhuǎn)過濾機(jī)采用臥式滾筒結(jié)構(gòu)，傳動方式可分為鏈條式和齒輪式，廢水均勻布水到逆水流方向的濾網(wǎng)內(nèi)壁上，水流與濾網(wǎng)形成反切相對運(yùn)動，濾液從網(wǎng)的縫隙中排出，紙漿纖維被截留在網(wǎng)的內(nèi)壁，在導(dǎo)板的作用下，從排渣端自動排出。從而達(dá)到紙漿與廢水的分離作用；反切雙向流過濾機(jī)的原理與單向流相同。
3、調(diào)節(jié)
由于造紙工業(yè)在生產(chǎn)過程廢水排放的多樣性，使排出的廢水的水質(zhì)及水量在一日內(nèi)有一定的變化，因此要求對廢水進(jìn)行進(jìn)行調(diào)節(jié)，均衡水質(zhì)，使其能夠均勻進(jìn)入后續(xù)處理單元，提高處理效果。廢水的調(diào)節(jié)主要分為：水量調(diào)節(jié)和水質(zhì)調(diào)節(jié)。廢水處理設(shè)備及構(gòu)筑物都是按一定的水量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的，要求均勻進(jìn)水，特別對生物處理系統(tǒng)更為重要，為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)之前，預(yù)先調(diào)節(jié)水量，使處理系統(tǒng)滿足設(shè)計要求。根據(jù)造紙工業(yè)工藝的不同，廢水的水量、水質(zhì)不同，調(diào)節(jié)池的停留時間也各不相同，當(dāng)處理水量比較小時，停留時間可選大些，當(dāng)處理水量比較大時，停留時間可根據(jù)具體情況選小些，一般為4-8個小時。雖然廢水在進(jìn)入調(diào)節(jié)之前通過格柵、纖維回收等措施去除了大部分的懸浮物，但還是會有一部分的懸浮物特別是紙漿流進(jìn)調(diào)節(jié)池，為了防止沉淀，同時為了加強(qiáng)廢水的均勻性，可考慮在調(diào)節(jié)池內(nèi)增加曝氣裝置，可有效改善廢水的水質(zhì)特性。
三、基本處理方法
廢紙?jiān)旒垙U水的SS、COD濃度較高，COD則由非溶解性COD和溶解性COD兩部分組成，通常非溶解性COD占COD組成總量的大部分，當(dāng)廢水中SS被去除時，絕大部分非溶解性COD同時被去除。因此，廢紙?jiān)旒垙U水處理要解決的主要問題是去除SS和COD。
廢紙?jiān)旒垙U水中的BOD5值較低，BOD5與COD的比值一般為0.15～0.25，可生化性較差?；炷幚矸椒ㄖ荒苋コ糠諦OD5，絕大部分BOD5的去除主要應(yīng)采用生化方法解決。
1、氣浮或沉淀法
采用氣浮或沉淀方法，通過投加混凝劑，可去除絕大部分SS，同時去除大部分非溶解性COD及部分溶解性COD和BOD5。其典型的處理工藝流程如下：
廢水→篩網(wǎng)→集水池→氣浮或沉淀→排放
氣浮和沉淀均為物化處理方法，處理效果與選用的設(shè)備、工藝參數(shù)、混凝劑等有關(guān)，其COD去除率一般高于制漿中段水的COD去除率，通常能達(dá)到70%～85%。對噸紙廢水排放量＞150m3、濃度較低的中小型廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)，通過氣浮或沉淀處理，出水水質(zhì)指標(biāo)可達(dá)到或接近國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
最近幾年來，在氣浮法中高效淺層氣浮異軍突起。高效淺層氣浮具有水力停留時間短(＜5min)、池體水深淺(僅500mm)、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)。它應(yīng)用淺池理論和“零速度”原理，徹底改變了傳統(tǒng)推流式氣浮池的進(jìn)出水及污泥分離方式，廢水在氣浮池中處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，微氣泡吸附污泥后可垂直向上浮起，固形物上浮速度為4～10cm/min，可在短時間內(nèi)獲得優(yōu)質(zhì)出水，其SS、COD去除率可略高于沉淀法，對中型規(guī)模的廢水處理有其一定的優(yōu)越性。
2、物化與生化處理相結(jié)合
對于噸紙廢水排放量較低、廢水含COD較高的大中型廢紙?jiān)旒埰髽I(yè)，期望通過單級氣浮或沉淀的物化方法達(dá)到國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)有較大的難度，因?yàn)榭扇苄訡OD、BOD5主要需通過生化方法才能有效去除。一般，當(dāng)執(zhí)行COD≤100mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)時，原水COD濃度不宜超過600～800mg/L；當(dāng)執(zhí)行COD≤150mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)時，原COD濃度不宜超過800～1000mg/L。因此，在原水SS和COD濃度較高時，應(yīng)在一級物化處理之后接生化方法處理，使處理出水最終達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
物化加生化處理方法的典型工藝流程如下：
廢水→篩網(wǎng)→調(diào)節(jié)→沉淀或氣浮→A/O或接觸氧化→二沉池→排放
A/O(缺氧—好氧)處理工藝，通過缺氧段的微生物選擇作用，只是對有機(jī)物進(jìn)行吸附，吸附在微生物體的有機(jī)物則在好氧段被氧化分解。因此A段停留時間短，約在40～60min。
由于A段微生物的篩選和對有機(jī)物的吸附作用，能有效地抑制O段絲狀菌生長，控制污泥膨脹。當(dāng)廢水經(jīng)過混凝沉淀或氣浮處理后，A/O工藝的有機(jī)負(fù)荷為0.5kgCOD/(kgMLSS?d)時，其COD去除率可達(dá)90%左右。
生物接觸氧化法具有掛膜快、無污泥回流系統(tǒng)、無污泥膨脹危害、日常運(yùn)行管理容易等優(yōu)點(diǎn)，在中小型有機(jī)廢水處理中應(yīng)用較多。但是在相同條件下，接觸氧化法處理效果不如活性污泥法，雖然無污泥膨脹，但在二沉池需要更低的表面負(fù)荷，而且填料的定期更換問題也應(yīng)引起重視。
3、污泥處置與綜合利用
回收漿料：
造紙過程中漿料的流失不可避免，做好流入廢水中的廢漿回收有兩個好處：一是回收的漿料可回用于造紙或外售作為低檔紙的原料，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益；二是降低廢水處理負(fù)荷，減少藥劑消耗。
廢漿的回收，一般采用篩網(wǎng)微濾，用60～70目尼龍網(wǎng)或機(jī)械格柵，篩網(wǎng)的規(guī)格和材質(zhì)的選用與水質(zhì)有關(guān)，如生產(chǎn)涂布白板紙廢水的纖維比較細(xì)小，需要選用細(xì)篩網(wǎng)，但太細(xì)則過水效果差，影響廢水處理量。一般機(jī)械格柵的柵距在0.15～0.25mm時，截留纖維效果最佳，SS去除率為30%～50%，COD去除率為20%～30%，既能滿足過水量的需要，又能達(dá)到提高回收率的目的。
污泥脫水：
廢水經(jīng)物化、生物方法處理后，其中的懸浮物有90%以上分離出來成為污泥。通常原料廢紙有5%左右進(jìn)入廢水，噸紙將產(chǎn)生70～80kg的絕干污泥，折合：氣浮污泥(沉淀濃縮污泥)含水率97%，污泥量約2.3～2.6t/t；機(jī)械脫水后污泥含水率75%左右，干污泥量約0.3～0.4t/t；自然干化污泥含水率較高，污泥量＞0.7t/t。
污泥脫水采用壓濾機(jī)脫水，大中型企業(yè)以帶式壓濾機(jī)為多，中小型企業(yè)以板框壓濾機(jī)為多。也有一些小企業(yè)采用自然干化方法，自然干化容易造成二次污染，南方地區(qū)尤甚，最好應(yīng)避免采用。
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