造纸工业废水处理.docx

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造纸工业废水处理

造纸工业废水处理

造纸工业所发生的废水具有种类单一、水量大、无机污染物含量高特点，属难处置的工业废水之一，废水来源于制浆及造纸各个工艺环节中，其物理性质及无机污染物的浓度各不相反，针对废水的特征确定有效的处置工艺，以后用于造纸工业废水处置的主要方法有沉淀、气浮、吸附、膜分别、好氧生物、厌氧生物等处置方法以及几种工艺结合的处置方法。

一、造纸工业废水处置工艺的选择

1  工艺选择的原那么

工艺方案的选择关于废水处置设备的树立、确保处置设备的处置效果和降低运转费用发扬着最为重要的作用，因此需求结合设计规模、废水水质特性以及外地的实践条件和要求，选择技术可行、经济合理的处置工艺技术，经片面技术经济剖析后优选出最正确的总体工艺方案和实施方式。

在废水处置设备的总体工艺方案确定中，遵照以下原那么：

（1） 所选工艺必需技术先进、成熟，对水质变化顺应才干强，运转动摇，能保证出水水质到达工厂运用规范及国度废水排放规范的要求。

（2） 所选工艺应增加基建投资和运转费用，节省占空中积和降低能耗。

    （3） 所选工艺应易于操作、运转灵敏且便于管理。

依据进水水质水量，应能对工艺运转参数和操作停止适当调整。

    （4） 所选工艺应易于完成自动控制，提高操作管理水平。

    （5） 所选工艺应最大水平增加对周围环境的不良影响〔气息、噪声、气雾等〕。

2废水的水质特性剖析

造纸废水处置主要污染物COD、BOD、SS，而COD、BOD、SS主要是纤维在消费进程中分解而惹起的，也可以说是由SS惹起的，废纸制浆造纸工艺更突出。

废水中的悬浮物主要是长纤维、短纤维、填料及大批的杂细胞组成。

依据废纸制浆造纸废水这一特点，以及污水排放规范，本厂废水处置方案确定为微孔过滤－物化预处置－生化法。

二、造纸工业废水的预处置

无论采用什么样的方法，废水都需求停止预处置，预处置主要是为了改善废水水质，以便满足各工艺的进水要求，提高废水处置的全体效果，确保整个处置系统的动摇性，因此预处置在造纸工业废水处置中具有十分重要的位置。

造纸工业废水处置中的预处置可分为厂内预处置和厂外预处置，厂内预处置主要是对白水中的纸浆停止回收，常采用过滤、气浮等停止回收应用，可以防止少量的纸浆进入废水处置系统中，既提高了纸浆的得率又浪费了废水处置的本钱；厂外预处置主要是为了保证进入物化、生化等处置系统的废水可以最大水平的满足工艺要求，可以使系统动摇运转。

预处置工艺主要有：

格栅、筛网、纤维回收系统、调理水量及水质、等工艺组成。

可依据不同的造纸工业废水水质采取不同的预处置手腕，去除一局部污染物，改善废水水质，使整个废水处置系统的处置效果到达最正确。

1.格栅、筛网

由于造纸工业废水中常含有树皮、木屑、塑料、纸浆纤维屑等粗大的悬浮物，如以木材为原料的制浆厂在备料进程中排放的废水中往往含有树皮、木屑等，在造纸进程中的抄纸等工序中会发生少量的白水，白水中含有较高的纤维浓度。

这些物质会对水泵等形成损害对主体处置工艺形成影响，特别是对生物处置中UASB、水解酸化等工艺的布水系统形成严重梗塞，因此在进入水泵及主体处置系统之前对其停止阻拦，设置格栅阻拦大悬浮物，设置筛网阻拦粗大悬浮物。

格栅普通用在大水量的造纸废水处置中，由于废水水量大，且悬浮物颗粒种类较多，设置格栅可以有效阻拦较大的悬浮物，处置才干高，不易梗塞，针对造纸废水的特点我公司在工程实际中普通设置粗细格栅，粗格栅栅缝间隙常采用10-15mm，细格栅栅缝间隙通常采用1-5mm.格栅机主要有回转式机械格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机、反切式旋转细格栅机等，我公司常用的主要有反切式旋转细格栅机、网式转链格栅机、固定式格栅机等。

筛网通常运用在水量相对较小、废水中含有少量的粗大悬浮物如纸浆等，同时还可以去除大颗粒的漂浮物，对悬浮物及大颗粒物质的去除率可到达90%以上。

工程实际说明，筛网间隙普通为30~60目，装置方式采用固定式装置，装置角度为40~50°，装置角度不易过大，过大那么形成过水负荷降低，使处置才干降低同时也添加了局部投资，过小那么易形成筛网梗塞，加大了清渣难度，影响处置效果。

2.纤维回收系统

造纸废水中含有少量的纸浆纤维，假设不对纸浆纤维停止回收，将有少量的纸浆进入废水处置系统中，严重影响废水处置系统的处置效果，同时形成纸浆糜费。

厂内纤维回收系统主要用于造纸白水的纤维回收，一方面停止白水循环增加白水的排放量，另一方面采用筛网、多圆盘过滤、气浮、沉淀等方法停止回收纸浆纤维，厂外纤维回收常采用筛网过滤的方法停止纸浆纤维的回收。

筛网过滤主要有：

重力自流式筛网过滤、普通旋转过滤机、反切单向流旋转过滤机、双向流旋转过滤机等。

重力自流式筛网过滤是废水经过集水槽溢流堰平均布水到筛网上，由于重力作用，滤液从筛网的缝隙中流出，纸浆纤维在重力及水的冲力作用下沿筛网流入集渣槽中，到达浆水分别的作用。

普通旋转过滤机过滤滚筒与装置空中有一角度，废水从上部进入滚筒，进水口滤网内壁程90度角，过滤滚筒在旋转的进程中滤液从滤网的缝隙中排出，纸浆自动排到滚筒的另一端。

反切单向流旋转过滤机采用卧式滚筒结构，传动方式可分为链条式和齿轮式，废水平均布水到顺水流方向的滤网内壁上，水流与滤网构成反切相对运动，滤液从网的缝隙中排出，纸浆纤维被截留在网的内壁，在导板的作用下，从排渣端自动排出。

从而到达纸浆与废水的分别作用；反切双向流过滤机的原理与单向流相反。

3.调理

由于造纸工业在消费进程废水排放的多样性，使排出的废水的水质及水量在一日内有一定的变化，因此要求对废水停止停止调理，平衡水质，使其可以平均进入后续处置单元，提高处置效果。

废水的调理主要分为：

水量调理和水质调理。

废水处置设备及构筑物都是按一定的水量规范设计的，要求平均进水，特别对生物处置系统更为重要，为了保证后续处置系统的正常运转，在废水进入处置系统之前，预先调理水量，使处置系统满足设计要求。

依据造纸工业工艺的不同，废水的水量、水质不同，调理池的停留时间也各不相反，当处置水量比拟小时，停留时间可选大些，当处置水量比拟大时，停留时间可依据详细状况选小些，普通为4~8个小时。

虽然废水在进入调理之前经过格栅、纤维回收等措施去除了大局部的悬浮物，但还是会有一局部的悬浮物特别是纸浆流进调理池，为了防止沉淀，同时为了增强废水的平均性，可思索在调理池内添加曝气装置，可有效改善废水的水质特性。

造纸工业废水是一种水量大、色度高、悬浮物含量大，无机物浓度高、组分复杂的难处置无机废水，经过少量的工程实际证明，造纸工业废水的综合管理工艺路途中废水的预处置工艺是十分重要的，它关系到整个系统的动摇运转和达标排放，同时也触及到运转本钱的上下，废水停止预处置后可大大改善废水水质，有利于造纸废水停止进一步处置，最终到达去除污染物之目的。

因此预处置工艺在造纸工业废水处置中是必不可少的关键技术之一。

三、混凝沉淀-卡鲁塞尔氧化沟处置造纸废水

以麦草为原料的制浆造纸是制浆造纸的主要工业污染源之一。

河南某造纸厂以亚铵法麦草浆消费为主，中段废水成分复杂，废水浓度及排放量动摇较大。

该厂2.5万m3/d麦草浆中段废水处置工程设计采用以卡鲁塞尔氧化沟为主体的二级生物处置工艺。

1废水来源及水质

1）水质。

设计进水水质：

CODcr=1800mg/L，BOD5=600mg/L。

SS=1500mg/L。

pH=6～8设计出水水质：

CODcr≤300mg/L，BODs≤80mg/L，SS≤100mg/L，pH=6～9

2）水量。

废水处置量Q=25000m3/d。

2处置工艺及主要构筑物

2.1工艺流程

2.2主要构筑物

1）圆形辐流式初沉池：

l座，D=25m，HRT=3.5h，配置25m中心驱动刮泥机l套。

2）卡鲁塞尔氧化沟1座：

8沟串联式，沟L×W×H=100×64×4.5m，有效容积25000m，配套2台l10kW倒伞型外表曝气机，2台132kW倒伞型外表曝气机，每台充氧量2.1kgO2/（kW•h），污泥负荷为0.25kgBOD/kgMLSS•d。

3）二沉池l座：

圆形辐流式初沉池l座，D=30m。

HRT=4.0h配置30m中心驱动刮吸泥机l套。

4）污泥稀释池1座：

D=25m，配置25m中心驱动污泥稀释机1套。

3调试运转状况

该工程于2004年5月底末尾进水调试，并停止活性污泥菌种培育。

该公司主要以郑州市城市污水处置厂消化污泥为接种污泥，同时投加粪便以延长培育时间。

约两周后经微生物相镜检，污泥内已含有少量菌胶团和纤毛类原生植物，如钟虫、等枝虫、盖纤虫等，同时污泥具有良好的凝聚、沉降功用，说明活性污泥已成熟。

尔后，在进水中逐渐添加中段废水的比例，采用逐渐加大进水量，间歇曝气的方式停止驯化。

经过近半年的调试运转，氧化沟中MLSS已达4500mg/L以上，二济池出水C0D在300mg/L。

处置效果见表1。

4结论

1）监测结果说明，混凝沉淀/卡鲁塞尔氧化沟工艺处置造纸中段水效果良好、动摇牢靠，出水水质到达综合排放规范一级规范；采用该工艺可以延长工艺流程，增加构筑物和设备，系统污泥产量低，且已好氧动摇，很容易被应用或处置，同时该工艺具有较好的抗冲击负荷才干。

2）曝气池前设置生物选择池，有效地防止了污泥收缩。

3）卡鲁塞尔氧化沟共同的池型，构成了缺氧-厌氧-好氧工艺流程，正是由于其可以在同一条沟中交替完成厌氧、好氧进程，使废水中难降解的木素及其衍生物局部水解为易于生化降解的小分子，因此取得了较高的去除效果。

四、好氧接触氧化法处置高浓度造纸黑液

制浆造纸废水含有少量的纤维素及其分解产物〔低分子量的半纤维素，甲醛、乙酸、糖类等易生物降解的无机物〕、多量的腐植酸、木素、蜡质、无机盐等无机污染物，这些无机污染物占化纤行业总污水CODcr的50～60%，是制浆造纸废水管理的关键。

由于这类废水无机物污染负荷高,CODcr高达10000-20000mg/l，应首先经过物化方法将CODcr降到3000以下，再经过兼、好氧的方法将废水处置到达国度排放规范。

1工艺流程

依据制浆造纸废水具有CODcr浓度高、色度大的水质特点，确定的处置工艺流程如下：

车间废水首先进入调理池停止均质均量，经调理后的废水由泵提升至兼氧池。

由于废水中含有诸多难生物降解的物质，而废水色度的去除首先应破坏无机物的带色基团，本工艺采用兼氧、好氧生物处置工艺，就是应用兼氧菌将废水中的大分子无机物分解为低分子无机物，同时应用兼氧菌的水解作用破坏大分子无机物的有色基团，提高废水的可生化性，然后在好氧池中应用好氧菌的异化和异化作用将兼氧菌所分解的产物停止降解，从而到达脱色、去除COD的目的。

由于生化处置出水中夹带诸如零落的生物膜等难以沉降的悬浮物，故采用二次沉淀的方法以进一步提高处置效果。

2构筑物及设备

处置构筑物及其主要设备有调理池、兼氧池、好氧池和二沉池。

2.1兼氧、好氧池兼氧、好氧生物处置工艺采用生物膜法，中心处置构筑物是接触氧化池，该池由池体、填料、布水和布气装置等组成。

2.1.1池体方式本处置系统采用直流式接触氧化池，这是一种底部同时进水与进气的接触氧化池，在填料上发生液流，生物膜受上升的水流、气流的剧烈搅拌而减速更新，使其坚持较高生物活性，同时又能克制填料的梗塞现象。

另外上升气流撞击填料使气泡分裂，添加了接触面积，提高了氧的转移效率。

2.1.2填料填料是生物膜生长的载体，是接触氧化的中心部位，它直接影响生物接触氧化处置的效能。

本系统的接触氧化池采用的是新型纤维组合填料。

2.1.3布水生物接触氧化池的进水必需均布填料层，使废水、空气、生物膜三者之间相互接触。

布水管采用穿孔管，孔径为5mm，间距为20cm。

2.1.4布气生物接触氧化池的布气主要有三个作用，即充氧、搅拌，防止填料层的梗塞和促进生物膜更新。

本处置系统供气选用新型三叶罗茨风机，曝气设备采用微孔曝气软管以保证并提高氧的转移率。

2.2二沉池关于生化处置后出水中难以沉降等零落生物膜，采用二次沉淀的处置方法加以去除，可以进一步提高出水水质。

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3细菌的培育与驯化

3.1接种污泥接种污泥取用某污水处置厂二沉池后经脱水的剩余污泥，兼氧和好氧两池所接种的活性污泥量合计8吨。

3.2温度和pH值关于生化处置进程，普通以为水温在23℃～30℃时最好。

思索到企业所排放污水的实践水温，调试进程中尽量使得污泥菌种在实践水温下生长。

排放的废水PH值在6.5左右，调试中发现生化系统出水pH值在7以上，说明生化系统对废水的pH值调理功用良好。

3.3微生物的营养微生物的新陈代谢需求一定比例的营养物质，除了BOD5表示的碳源外，还需求氮、磷和其他微量元素。

制浆废水那么往往缺乏某些关键的元素如氮和磷。

在调试进程中，可补充尿素和磷酸二氢钾来补充细菌需求的氮和磷。

普通对氮、磷的需求量可依据BOD5:

N:

P=100：

5：

1加以控制。

3.4溶解氧生化系统采用兼氧和好氧两个系统。

所谓兼氧系统采用间歇曝气方法，普通每日曝气8h以维持兼氧池DO为0.5mg/L，曝气的同时起到水力搅拌和兼氧生物膜的强迫剥落更新作用。

好氧系统那么采用延续曝气方式，溶解氧浓度控制在2mg/L左右。

3.5进料方式调试初期，生化系统所接受的无机负荷应低一些，采用间歇闷曝和延续进水两种方式交替停止调试。

进入兼氧池和好氧池的污水按比例逐渐添加，同时启动好氧池的回流泵停止回流处置，直至整个系统CODcr去除率基本动摇。

3.6水力负荷和冲击负荷启动时水力负荷宜低，否那么能够形成污泥流失，影响填料生物膜的生长。

调试进程中既不宜突然提高负荷，也不宜临时动摇在低负荷下停止，应在出水污泥浓度及去除率都较高的条件下逐渐提高负荷。

当兼氧池填料CODcr负荷到达1.6kg/m3*d；好氧池填料CODcr负荷到达1.18kg/m3*d时，系统处置效果较好，运转动摇。

3.7微生物的组成在调试运转动摇后，在好氧池内可以清楚看到水中存在少量的固着型纤毛类原生植物，如钟虫、盖纤虫等枝虫和菌胶团。

在普通状况下，这几种原生植物多，说明游离细菌少，出水中无机物浓度较低。

菌胶团较多，还可以说明污泥吸附、氧化无机物的才干大，填料挂膜曾经到达预期效果。

一旦填料挂膜成功，微生物培育驯化完成，系统处于延续实运转。

4工艺运转

本工艺系统主要为生化处置局部，调试的难点是兼氧池、好氧池中填料的生物挂膜及微生物的培育驯化。

结合外地气候特点，每天同步监测调理池、兼氧池、好氧池、气浮池出水中的pH值、色度、SS、CODcr等水质目的，每四小时取样化验，取一天6个水样化验的平均值。

调试任务为期4月余，处置出水水质动摇。

在微生物挂膜及培育、驯化时期，随着微生物的增长和逐渐顺应，处置出水中CODcr及色度的去除率逐渐提高，第四个月基本调试正常。

动摇运转后经过兼氧、好氧工艺处置，pH值从调理池出水的5.2到达二沉池出水的7.3；色度从252倍降到62倍，去除率在75%；SS从180mg/L降到38mg/L，去除率在79%；CODcr从3834mg/L降到106mg/L，去除率在97%。

5结论

兼氧、好氧生物接触氧化法处置制浆造纸废水COD、SS、色度去除效果良好，各项主要出水水质目的到达国度的排放规范。

五、水解酸化---好氧曝气工艺处置石灰法造纸废水

徐州市某造纸厂主要以石灰法蒸煮麦草制浆（60%）和回收废旧纸板为原料消费高强瓦楞原纸，年消费才干8万t，每日产造纸废水约12000m3。

治污工程采用水解酸化一好氧曝气工艺，工程投产验收后，由承建单位实行市场化代运营，完成了废水的动摇达标排放。

该厂荣获2001年度〝江苏省环保先进企业〞称号，处置达标废水40%回用于消费，60%外排用于农业灌溉。

1废水来源与性质

造纸废水主要由石灰蒸煮黄液、稀释废水及纸机水构成。

水中含有少量木质素、半纤维素、硅化合物等难降解物质，COD。

中胶体、超胶体所占比重较大，其BODJCOD值仅为0．3左右，可生化性较差。

2污水处置站概略

2．1水量、水质及排放规范

该厂日产污水约12000m3，故污水处置站设计日处置才干为15000m3。

设计进水水质及排放规范见表l。

2．3污水处置站主要处置单元及工艺参数

2．3．1预处置局部

格栅、纤维回收及初沉池构成整个污水处置站的预处置局部。

格栅主要为阻拦一些大块的飘浮物，以防梗塞后续的处置设备。

锥网纤维回收主要为回收消费进程中流失的少量纸浆纤维而设置，回收纸浆可用泵送回消费车间用于造纸。

这样可以大大减轻后续处置负荷．还可以直接添加经济效益。

初沉池主要为沉淀一些大颗粒的泥沙等悬浮颗粒。

其有效容积约2000m，有效水力停留时间约4h。

2．3．2水解酸化池

水解酸化工序主要是针对造纸废水可生化性较差而设置的，它集沉淀、吸附、网捕和生物絮凝等物理化学进程及水解、酸化、甲烷化等生物降解功用于一体。

能将废水中难降解的大分子无机化合物分解为易于生物降解的小分子化合物，提高废水的可生化性，使它们易于被好氧微生物氧化分解成熟的水解污泥呈黑色颗粒状，其质量浓度约为25g·L-1，水解池有效池容约6000m3，水力停留时间约12h．COD0，BOD5，SS去除率区分到达35%，20%，75%。

2．3．3曝气池——二沉池

曝气采用推流式曝气，水温10～30℃，pH值7．5左右，P（污泥）约3500mg·L-1，单位污泥浓度的BOD5污泥负荷为0．22kg·（kg·d）-1曝气池总体积约10000m3，水力停留时间20h左右。

曝气机械采用射流器单元曝气系统，具有节能，管理方便，充氧效率高和抑制污泥收缩等清楚优点。

由于上述水解池的预处置作用，使得本级COD0去除率最高可达85%左右。

二沉池与曝气池配套，共6组，为平流式结构。

有效容积约2000m3，有效水力停留时间约3h．水力外表负荷为0．57m3m-2·h-1。

曝气池混合液在此絮凝沉淀，完成泥水分别。

沉淀污泥经过污泥回流泵送到曝气池人口处，剩余活性污泥局部排入水解酸化池．局部排人稀释池处置。

2．3．4接触氧化池

有效池容约950m3，水力停留时间近2h，内置玻璃钢硬质蜂窝填料，生物接触氧化对二沉池出水进一步生化处置，采用与曝气池相反的曝气方法，以提供微生物所需氧量。

生物膜上的微生物对无机物进一步加以降解．对冲击负荷有较强的缓冲才干．去除效果动摇。

2.3．5化学絮凝——接触沉淀

思索到严冬时节或高负荷冲击时对处置效率的影响，为进一步去除可溶性COD0，设置了化学絮凝工序，经过投加过量的PAC及PAM．可使出水动摇达标排放。

在正常状况下，普通无须加药。

接触沉淀池与生物接触氧化池及化学絮凝配套，内置填料有效高度0．75m，过滤面积400m2，滤速小于0．8m·h-1。

接触氧化池内零落的生物膜及加药絮凝体在此沉淀．不易沉淀的较轻悬浮物被滤料截留，沉淀污泥用泵送至污泥稀释池。

接触沉淀池运转周期为24h。

2．3．6污泥稀释池一污泥干化场

本系统主要由初沉池污泥、水解池污泥、曝气池剩余活性污泥、接触沉淀池内污泥构成。

这些污泥在稀释池稀释后用泵送至污泥干化床脱水后外运，稀释池上清液及干化床滤液均用泵提升至初沉池。

3运转效果

该工程于1998年8月份经过验收．至今运转动摇。

在预处置p（COD0），p（BOD5），p（SS），pH值进水区分为2865，948，2362，7．32时，对各单元出水停止检验．其结果取均值列于表2经计算，COD0，BOD5，SS总去除率区分为91．5%，93．8%．97．5%。

4工程阅历

（1）夏季水温低于10℃时，曝气池泡沫较大，给操作管理带来方便。

此时，需投加过量的PAC及PAM，以保证出水达标排放。

由于加药时絮凝污泥较多。

容易形成接触沉淀池梗塞，因此，在接触氧化池及接触沉淀池之间增设加药沉淀池及排泥设备。

（2）目前接触沉淀池只用水停止反冲洗，长时间运转后，效果不理想，宜设计为气水反冲方式，以方便运转管理。

（3）污泥干化床的干化效果受外界环境要素影响较大，有时不能满足消费需求，宜采用机械脱水系统，以彻底处置污泥效果。

5结论

（1）针对石灰法造纸废水可生化性差的特点，工程采用了无动力消耗的水解酸化工艺作为好氧处置的预处置工序，浪费了能耗，增加了污泥产量，使污水处置运转费用昂贵，不加药时仅0．55元·m-3，加药时为0．9元·m-3，工程采用砖混结构，投资省，吨水投资仅500元·m-3。

（2）实行市场化运营，充沛发扬环保企业的技术优势与管理优势，是保证水质动摇达标排放的重要举措。