廢紙造紙廢水處理新工藝和藥劑應用

1、EFOX SEWAGE TREATMENT PROCESS1 / 7廢紙污水處理工藝和藥劑使用WisDom Hung2011-10-24前言：某廢紙造紙廠，日污水處理量10000噸，原工藝設施和流程不明，廢水來源及污染物、噸紙水耗不明，要求達到回用或部分排放目標。不過，結合目前國內廢紙再生造紙行業(yè)特征，大致情況如下：國內廢紙再生造紙主要生產包裝紙（箱板紙、瓦楞紙等）、特殊紙板及新聞紙等。主要工藝流程為碎紙、凈化、篩選、濃縮、貯漿、打漿、上網、壓榨、烘干、卷曲等，再生新聞紙的生產則增加了脫墨工藝。廢紙再生造紙工藝大體分為制漿和抄紙兩大部分，廢水排放主要來源于制漿車間的打漿、沖渣、除渣、洗漿、篩漿

2、、濃縮部分的漂洗等過程中產生的大量洗滌廢水及含有纖維、填料和化學藥品的紙機白水，以及來源于抄紙車間的凈化篩選和紙機的濕部脫水等工序以及再生新聞紙的脫墨工序。經分析，廢水中的主要污染物主要包括半纖維素、木素及其衍生物、細小纖維、無機填料、油墨、染料等污染物。木質素及其衍生生物、半纖維素、油墨等是形成COD及BOD的主要成分；細小纖維、無機填料等主要形成SS；而色度主要來源于油墨和染料等。這些綜合反映出廢水的SS、COD指標均較高。由于廢紙中含有成分復雜的廢雜質，需要化學品制劑將其去除以完成制漿，加之抄紙過程中需添加施膠劑、滑石粉等制劑，致使廢紙再生造紙過程中排放大量含有毒有害污染物的廢水。廢紙造

3、紙廢水的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。在可溶性的COD成分中，基本由分子量低于1000的低分子量組分（如廢紙漿料中的可溶物）和分子量高達10萬以上的高分子量組分（如化學藥品、樹脂等）構成，分子量居中的組分甚少。當廢水中SS被去除時，絕大部分非溶解性COD同時被去除。因此，廢水造紙廢水處理要解決的主要問題是去除SS和COD。實踐中證明，AO污水清對非特異性廢水的非溶性COD、SS去除率較高，因此能在廢水處理中發(fā)揮提高處理效率和效果的綜合作用。造紙過程中水消耗量的多少直接決定了廢水中污染物濃度高低。我國造紙企業(yè)數(shù)

4、量多，造紙工藝水平發(fā)展嚴重不均，好的企業(yè)處于世界技術的最高水平，低的還是70、80年代落后技術，加上企業(yè)對白水回用的重視程度不同，造成了企業(yè)的噸紙水耗差別很大。下面列出比較有代表意義水耗和水質表，見表2：廢水中的SS、CODcr濃度較高， BOD5值相對較低，BOD5與CODcr的比值一般為0. 150. 25 ； B/C0.2則很難做生化，需要設法提高B/C比。鑒于廢紙種類、來源、處理工藝以及廢紙?zhí)幚磉^程的技術裝備情況的不同， 排放廢水的污染特性差異較大。一般來說，無化學脫墨的制漿工藝所產生的廢水遠比化學脫墨車間廢水的污染負荷低，其廢水排放量從上表可以看出不同的噸紙水耗對污水中的污染物濃度有

5、著直接影響。EFOX SEWAGE TREATMENT PROCESS2 / 7 及污染物CODcr和BOD5排放量比有脫墨工藝的廢紙制漿過程要低很多，并且脫墨車間排出的廢水含有重金屬及印刷油墨中溶出的膠體性有毒物質。不同的脫墨工藝產生廢水的污染特性不同，洗滌法脫墨與浮選法相比，其中SS、CODcr和BOD5濃度相對較低，但排放總量大；對于同種脫墨方式而言，生產高檔紙與生產新聞紙相比，其所用脫墨漿產生的廢水中SS、CODcr和BOD5排放量要高。不同的原料形成不同的廢水水質，進口廢紙質量好，帶進的污染物少，而國廢成份復雜，污染物多，就形成了原料中進口廢紙比例高的生產線，在其他工藝條件相同的情況

6、下，廢水中污染物CODcr 、SS等相對較低，兩者形成的CODcr濃度差可達300-1000mg/L.由于廢紙造紙廢水中COD組分間的分子量差異較大，采用單一的處理方法只能去除其中一部分COD物質，難以取得滿意的效果，所以必須采用綜合處理技術。采用混凝沉淀的方法可以去除廢水中分子量較高的COD組分，而采用生化、吸附等方法則可去除分子量較低的COD組分。此外，廢紙造紙技術的先進性也是決定廢水污染負荷的重要因素，從物料綜合利用、企業(yè)管理、工藝設備改造等方面實施先進方案的廢水污染負荷較低。因此，如需要降低綜合處理成本，建議在廢水處理新技術和零排放清潔生產工藝的應用、廢水處理設備、使用藥劑的優(yōu)化等方面

7、強化力度。AO污水清的問世，就是為了降低廢水處理的綜合成本，提高企業(yè)綜合效益。造紙行業(yè)廢水處理方法較多，各種方法都存在著不同程度的技術問題，因此，實際應用中采用單一技術是難以達到理想的處理效果的，只有通過結合使用，才能做到經濟性和實用性的統(tǒng)一。一般廢紙造紙廢水的處理方法可分為物理法、化學法、物理化學法、生物法四類。由于其水質復雜，通常采用將幾種處理方法結合在一起的多級綜合處理方法，即對于不同污染特性的廢水、在不同的處理階段，采取不同的處理技術。4.1作為低檔紙的原料，產生直接經濟效益；二是降低生化系統(tǒng)負荷，減少藥劑消耗。一般廠家均在車間內部對白水進行紙漿回收，在此不做贅述，這里的預處理主要是混

8、合廢水的廠外處理，主要包括纖維回收、物化處理。一般進污水站首先設細格柵，柵條間隙可取3mm5mm，因其與其它廢水基本一樣，在此不作詳細介紹。4.1.1常用的紙漿回收方法有：斜篩、重力自流式篩網過濾機、普通旋轉過濾機、反切單向流旋轉過濾機等，常用的為斜篩。一般采用篩網微濾，用6070目尼龍網或機械格柵，篩網的規(guī)格和材質的選用與水質有關，如生產涂布白板紙廢水的纖維比較細小，需要選用細篩網，但太細則過水效果差，影響廢水處理量。一般機械格柵的柵距在0.150.25mm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，又能達到提高回收率的目的。建議根據試驗

9、確定水力負荷及篩網目數(shù)，在沒有數(shù)據的前提下，推薦水力負荷為1015m/m·h，篩網目數(shù)80100目。處理水量大時一般采用微濾機，去除細小纖維，降低生化處理負荷，且出水水質好，部分水回用，SS去除率85%-98%，COD去除率60%80%；現(xiàn)有箱板紙廠家多采用多圓盤回收廠外混合廢水纖維，運行費用低、基本不需加藥、回收纖維質量高、出水懸浮物含量低（出水SS可低于60mg/L），后續(xù)可以省去初沉池。另外，還可以SPR分離裝置，如珠江造紙廠。32EFOX SEWAGE TREATMENT PROCESS3 / 74.1.2根據廢水實際情況，選擇適當?shù)奶幚矸椒▽U水進行物化處理后，可去除80%

10、以上的懸浮物和無機顆粒物，以及部分CODcr和BOD5，大大減輕了后續(xù)處理工藝的負荷。造紙廢水物化預處理常用的有氣浮法、沉淀法，而且都必須結合混凝工藝，甚至生化處理。4.1.2.1顆粒、膠體和可絮凝的其他物質失去穩(wěn)定后，由于相互碰撞成為顆?；蛐鯛钗铮瑥亩子趶乃蟹蛛x?；炷ㄌ幚韽U紙造紙廢水的效果取決于混凝過程與藥劑的好壞。實踐證明，采用采用AO污水清作為專用高效絮凝劑，處理廢紙造紙廢水，均可大幅度提高處理速度，處理效果也明顯高于傳統(tǒng)的混凝劑，綜合處理成本也較為有優(yōu)勢！其SS去除率可達85%98%，CODcr去除率可達60%95%，色度去除率最高可達92%以上。由于混凝法不能去除分子質量較低的

11、CODcr組分、難以實現(xiàn)對廢水的有效處理，因此，必須輔以其他處理方法，例如：混凝沉淀-化學氧化處理法、厭氧-好氧生物處理法、混凝沉淀-好氧處理法等。4.1.2.24.1.2.2.1故一般造紙廢水的前物化多采用結構簡單、管理方便的輻流沉淀池，其表面對中等規(guī)模以上廢紙造紙生產廢水的負荷可取1.0m/(m"h)2.0m/(m"h)。預處理，采用高效淺層氣浮有一定優(yōu)越性，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，固形物上浮速度為4-10cm/min，可在短時間內獲得優(yōu)質出水，對SS的去除率能達到90%以上，其SS、COD去除率可略高于沉淀法。4.

12、1.2.2.2排泥困難，造紙廢水物化預處理常使用輻流沉淀池。4.1.2.31：物化處理效果與選用的設備、工藝參數(shù)、混凝劑等有關，采用AO污水清作為專用高效絮凝劑，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COD去除率一般高于制漿中段水的COD去除率，通常能達到75%90%。對噸紙廢水排放量150m、濃度較低的中小型廢紙造紙企業(yè)來說，采用AO污水清AO-418型大、水質難于達標，或達標的藥劑成本偏高，則強烈要求采用高錳酸鉀氧化調節(jié)取得更好的效果，各項指標均可達到國家一級排放標準。其典型的處理工藝流程如下：廢水篩網回收調節(jié)4.1.2.42：對于噸紙廢水排放量較

13、低、廢水含COD較高的大中型廢紙造紙企業(yè)，期望通過單級氣浮或沉淀的物化方法達到國家一級排放標準有較大的難度，因為可溶性COD、BOD5主要需通過生化方法才能有效去除。一般，當執(zhí)行COD100mg/L的排放標準時，原水COD濃度不宜超過600800mg/L；當執(zhí)行COD150mg/L的排放標準時，原COD濃度不宜超過8001000mg/L。因此，在原水SS和COD濃度較高時，應采用“物化生化”處理，使處理出水最終達到國家排放標準的要求。高錳酸鉀氧化調節(jié)3111323232，通過混凝-氣浮或沉淀處理，出水水質指標可達到或接近國家排放標準；對于COD和BOD偏高，處理壓力過，不僅能提高處理效果，還能

14、降低后續(xù)混凝藥劑的投加量，從而減少藥劑成本。如果采用“氣浮生物接觸氧化法”處理工藝，將集水池混凝2氣浮或沉淀排放 AO-418型2AO-138型。EFOX SEWAGE TREATMENT PROCESS4 / 7 4.1.2.4.1廢水篩網回收調節(jié)1混凝2沉淀或氣浮A/O或接觸氧化二沉池3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，只是對有機物進行吸附，吸附在微生物體的有機物則在好氧段被氧化分解。因此A段停留時間短，約在4060min。厭氧系統(tǒng)容積負荷可?。?-15kgCODcr/md，好氧系統(tǒng)污泥負荷可?。?.25-0.60 kgCODcr/kgd。由于A段微生物的篩選和

15、對有機物的吸附作用，能有效地抑制O段絲狀菌生長，控制污泥膨脹。當廢水經過混凝沉淀或氣浮處理后，A/O工藝的有機負荷為0.5kgCOD/(kgMLSSd)時，其COD去除率可達95%左右。一般COD在15003000mg/L，經混凝沉淀加A/O生化法處理，出水COD為60100mg/L，各項指標均達到國家排放標準的要求。4.1.2.4.2 A/O能有效減輕工藝負荷、降低高COD動力消耗、降低運行費用等。厭氧處理一般采用水解酸化反應器、完全厭氧反應器（UASBICPAFR等），根據生化進水濃度的高低，選擇將厭氧控制在水解酸化階段或完全厭氧階段，建議當生化進口COD濃度高于800mg/L才采用完全厭

16、氧反應器；好氧處理一般采用活性污泥法、接觸氧化法或氧化塘，其中以活性污泥法應用最廣。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、日常運行管理容易等優(yōu)點，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荷，而且填料需要定期更換也是一個問題。利用懸浮生長的微生物絮體處理有機廢水的一類好氧生物處理方法，主要包括A /O4.1.2.4.2.1 法、SBR法、百樂克、選擇器活性污泥法、氧化溝等。序批式間歇反應器( SBR)是近些年開發(fā)的活性污泥法工藝，該工藝通過程序化自動控制充水、反應、沉淀、排水排泥和停置五個階段，實現(xiàn)對廢水的生化處理。SBR

17、處理流程簡潔、控制靈活，可根據進水水質和出水水質控制指標處理水量，改變運行周期及工藝處理方法，適應性很強，可實現(xiàn)高容積負荷(610 kgCODcr /m3·d)和高去除率(CODcr去除率80%90% ) ?；钚晕勰鄳M行培養(yǎng)馴化，在適宜條件下培養(yǎng)出的活性污泥才具有較好的活性及沉降性能。研究表明，用未經培養(yǎng)馴化的污泥處理混凝沉淀出水，其BOD去除率僅為28.2%，COD去除率為68.9%；而用培養(yǎng)馴化的污泥處理該廢水，其BOD去除率可達76.1%，COD去除率達81.2%。4.1.2.4.2.2一種好氧生物膜法工藝，其原理是在曝氣池中安裝固定填料，廢水在壓縮空氣的帶動下，同填料上的生

18、物膜不斷接觸，同時壓縮空氣提供氧氣。實踐證明，生物接觸氧化法能夠較好的處理廢水，尤其適合脫墨廢水的處理，但在實際應用當中其掛膜的效果和生物膜的優(yōu)劣直接決定處理效果。在處理廢水過程中，生物膜的活性厚度在70-100m之間，生物膜的活性較好；在掛膜不同階段，對COD的去除率有所不同，在掛膜前期去除率較低，在正常運行后，去除率穩(wěn)定在較高水平，能夠達到88%的去除率。可以考慮用懸掛鏈生物曝氣法生化處理，懸掛鏈生物曝氣池的污泥負荷為0.15kgBOD5/kg MLSSd，混合污濃度30004000mg/L，容積負荷0.450.6kg BOD5/md，回流比50%100%，回流污泥濃度12000mg/L。

19、曝氣池有效容積12480m，廢水在曝氣池內停留時間30h。333EFOX SEWAGE TREATMENT PROCESS5 / 74.1.2.5廢紙造紙廢水深度處理的方法還有很多，在實際當中造紙廠應根據實際選擇適宜的處理方法，使造紙廢水達標排放。其它處理辦法或可聯(lián)合的處理辦法如下：4.1.2.5.1 TiO2可以使絕大多數(shù)有機物直接降解，生成無毒無味納米TiO2 在紫外光的照射下具有非常強的氧化能力，的CO2、H2O及一些簡單的無機物，達到一次性降解污染物的目的。研究表明，pH值是影響光催化的重要因素，TiO2 表面電荷受pH影響很大，進而影響對有機物的降解。在處理廢紙造紙脫墨廢水的時候，p

20、H正好合適，可以直接進行光催化氧化而不需要調節(jié)pH，因此，納米TiO2光催化氧化對脫墨廢水深度處理有比較強的適用性。4.1.2.5.2對于COD和BOD偏高，處理壓力過大、水質難于達標，或達標的藥劑成本偏高，則強烈要求添加高錳酸鉀做氧化劑和助凝劑，不僅能提高處理效果，還能降低后續(xù)混凝藥劑的投加量，從而減少藥劑成本。高錳酸鉀具有活性調節(jié)、殺菌除臭作用，臭味的去除率高達85%以上，濁度去除率高達100%，耗氧量去除率高達80%，可以保證源水以較低的有機物濃度進入后續(xù)的混凝階段，有效提高耗氧量去除率高達37%。KMnO4，在接近中性條件下(pH=6.527.82)的水中可形成較大分子聚合物，具有較長

21、的分子鏈、具有表面配位性、具有巨大的比表面積、具有很強的吸附作用、具有去除水中有機物的效能。這些大分子聚合物能進入后續(xù)混凝階段，與后續(xù)的混凝劑協(xié)同增效，通過表面配位或其他化學作用以及吸附作用與水中帶負電的膠體顆粒表面結合，并在膠體顆粒之間起架橋作用，使水中膠體顆粒相互結合在一起，最終生成AO高錳酸鉀在水中發(fā)揮協(xié)同增效的助凝作用，水接觸時間是關鍵，對不同的污染原水水質，應通過試驗恰當以確定最佳接觸時間，一般在13min-60min之間。對江蘇某廢紙造紙廠的生產廢水采用了混凝沉淀處理和高錳酸鉀預處理后混凝沉淀處理兩種工藝進行SS79.8，色度82.5；研究。結果表明，廢紙造紙廢水采用混凝沉淀處理可

22、以去除CODCr79.3，BOD564.0，而在混凝沉淀之前采用高錳酸鉀進行預處理，可將工藝對CODCr的去除率從79.3提高到91.1，SS和色度去除率也顯著提高。KMn04的一般投加量為標準溶液1-2.0mg/L，消耗量主要取決于水中有機物的濃度。值得注意的是，當KMIO4投量大于2.5mg/L以后，KMn04相對消耗量基本為0.52mg/L左右，這說明飽和氧化水中有機物時所需KMnO4的消耗量為0.52mg/L。隨著KMnO4投量的增加，濁度又趨于升高，可以觀察到出水呈淡紅色，這是由于過多過量Mn所致，而過量的Mn增加了后續(xù)處理設備的負擔，因此，恰當?shù)耐读坎拍茏钣行У仄鸬街饔?。處?

23、t廢水所耗費的高錳酸鉀藥劑費用約為0.060.10元。4.1.2.5.34.1.3廢水經物化、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%左右進入廢水，噸紙將產生7080kg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2.32.6t/t紙；機械脫水后污泥含水率75%左右，干污泥量約0.30.4t/t紙；自然干化污泥含水率較高，污泥量 22EFOX SEWAGE TREATMENT PROCESS6 / 70.7t/t紙。通常將來自初沉池內的污泥稱為初級污泥；來自生化處理中的污泥稱為二級污泥；若廢水經混凝處理，還會產生含有混凝劑的化學污泥。污泥

24、脫水采用壓濾機脫水，大中型企業(yè)以帶式壓濾機為多，中小型企業(yè)以板框壓濾機為多，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，最好應避免采用。傳統(tǒng)的污泥處理方法主要為污泥脫水后農用和填埋焚燒，前者受污泥脫水性差的制約應用起來比較困難，很容易形成二次污染；后者的應用則應更加慎重，處理不當必會影響地下水和大氣環(huán)境；并且，在這兩種方法實施前要作必要的預處理，如濃縮、穩(wěn)定、污泥調節(jié)等，其操作過程復雜、效率較低。( SCWO)是一種能完全徹底破壞有機物結構的深度氧化法，與其它傳統(tǒng)的方法相比，具有效率高、反應速度快的優(yōu)點。該技術以超臨界水作為化學反應介質，在超臨界條件下，只要存有足夠

25、量的氧化劑(H2O2 或空氣)時，能將制漿廢水中各種有機物進行徹底處理，最終得到CO2、N2、H2O以及少量無機鹽。研究表明，此法有利于環(huán)保的污泥處理技術，對于處理廢紙造紙廢水產生的污泥再在經濟上十分可行。AO5.1 AO積小，效率有望提升3-20倍，日處理500T占地不足4平方，增加經濟效益、減少占地面積、節(jié)省處理成本！被廣泛應用于冶金礦業(yè)I礦井水l洗煤回用l造紙洗染l陶瓷廢水I線路板I電鍍等工業(yè)廢水，以及城市污水處理I景觀水I江河湖泊l臭水河等水體治理，被譽為“21世紀最綠色的高科技結晶”?！癆O污水清”的絮凝速度快、效果特別好！建議不要把“AO污水清”只當成一個“基本藥劑”或“替代品”，

26、如果您能用商業(yè)眼光，把它看成一個“技術核心”，選用必要的設備或設計/整改/技改/調整相應工藝流程來匹配它的特性，讓它能充分發(fā)揮它的強大優(yōu)勢，那么您必定會豁然開朗、游刃有余、所向披靡、無以匹敵、錢途無量！一般需要對原水、頭水和尾水分別做實驗，按不同添加量和攪拌時間取得試驗對比參數(shù)，以便分析處理的匹配性和有效性，然后在根據這些參數(shù)來調整或優(yōu)化配方，或優(yōu)化工藝配套，以達到最理想效果！藥劑嚴禁吸潮，打開后立即密封，如發(fā)現(xiàn)有粉團則說明已受潮，性能會降低！干粉添加，勿水解，投加量5-100PPM (按水質和工藝狀況自我定量特殊水質可能需要增量)；水質PH78.5，水溫260，水停留90-180S(保守建議10-30分鐘)，一級攪拌速度700r/min，二級攪拌速度180r/mi