廢紙回收再利用行業(yè)對廢水的處理技術(shù)
1 廢紙造紙廢水的來源及性狀
1.1 廢水來源及污染成分
廢紙造紙以廢板紙、廢報紙、廢書刊紙等為主要原料，生產(chǎn)多種規(guī)格的白板紙、箱板紙、瓦楞紙等產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝根據(jù)產(chǎn)品不同有一定的差異，廢水排放主要來源于篩雪濃縮及紙機白水等工序，當有脫墨工藝時，排出脫墨廢水。
廢紙造紙廢水中主要含有半纖維素、木質(zhì)素、無機酸鹽、細小纖維、無機填料以及油墨、染料等污染物。木質(zhì)素、半纖維素主要形成廢水的COD及BOD5；細小纖維、無機填料等主要形成SS；油墨、染料等主要形成色度及COD。這些污染物綜合反映出廢水的SS、COD指標均較高。
1.2 廢水水量和水質(zhì)
我國為缺水國家，國家對無制漿造紙廢水的排放量在《造紙工業(yè)水污染物排放標準》GB3544—92中作了明確規(guī)定，根據(jù)項目立項批準時間，其標準為：
1989年1月1日之前80m3/t紙
1989年1月1日之后70m3/t紙
1992年6月30日之后 60m3/t紙
廢紙造紙廢水排放量與多種因素有關(guān)，目前我國以中小型企業(yè)居多，噸紙排水量一般在100～200m3/t，最低已達到22m3/t紙(中華紙業(yè))，最高超過250m3/t紙。一般，企業(yè)規(guī)模越大、設備越先進、商品漿比例越高、管理越完善，噸紙排水量也就越低。在同等條件下，高檔紙噸產(chǎn)品排水量要高于低檔紙噸產(chǎn)品排水量，如生產(chǎn)瓦楞紙噸產(chǎn)品排水量相對較低，脫墨紙噸產(chǎn)品排水量相對較高。
廢水水質(zhì)濃度一般與噸紙排水量及污染物產(chǎn)生量有關(guān)。據(jù)測算，在一般情況下，廢紙造紙的污染物產(chǎn)生量相對穩(wěn)定，COD在70～100kg/t紙。噸紙排水量越大，則廢水COD濃度降低，但噸產(chǎn)品的COD產(chǎn)生量偏高，引進設備的排水量及COD產(chǎn)生量都比較低。當復用水、回用水做得較好時，噸紙排水量能降低，但COD濃度會提高。通常廢紙造紙廢水的COD在500～2000mg/L范圍。
1.3 廢水處理要解決的主要問題
廢紙造紙廢水的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，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，廢紙造紙廢水處理要解決的主要問題是去除SS和COD。
廢紙造紙廢水中的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的去除主要應采用生化方法解決。
2 基本處理方法
2.1 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，通常能達到70% ～85%。對噸紙廢水排放量＞150m3、濃度較低的中小型廢紙造紙企業(yè)，通過氣浮或沉淀處理，出水水質(zhì)指標可達到或接近國家排放標準。
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。它應用淺池理論和“零速度”原理，徹底改變了傳統(tǒng)推流式氣浮池的進出水及污泥分離方式，廢水在氣浮池中處于相對靜止狀態(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。
2.2 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COD≤100mg/L的排放標準時，原水COD濃度不宜超過600～800mg/L；當執(zhí)行COD≤150mg/L的排放標準時，原COD濃度不宜超過800～1000mg/L。因此，在原水SS和COD濃度較高時，應在一級物化處理之后接生化方法處理，使處理出水最終達到國家排放標準的要求。
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)→沉淀或氣俯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40～60min。
由于A段微生物的篩選和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(jīng)過混凝沉淀或氣浮處理后，A/O工藝的有機負荷為 0.5kgCOD/(kgMLSS·d)時，其COD去除率可達90%左右。寧波中華紙業(yè)有限公司的廢紙造紙廢水的COD在1500～3000mg/L，經(jīng)混凝沉淀加A/O生化法處理，出水COD為60～100mg/L，各項指標均達到國家排放標準的要求。
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，在中小型有機廢水處理中應用較多。寧波八方集團造紙廠1×104t/d黃板紙生產(chǎn)廢水，采用氣浮加生物接觸氧化法處理工藝，取得了良好的效果，各項指標均達到國家一級排放標準。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，而且填料的定期更換問題也應引起重視。
2.3 污泥處置與綜合利用
2.3.1 回收漿料
在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)濟效益；二是降低廢水處理負荷，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小，需要選用細篩網(wǎng)，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0.15～0.25mm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，又能達到提高回收率的目的。
2.3.2 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紙；機械脫水后污泥含水率75%左右，干污泥量約0.3～0.4t/t紙；自然干化污泥含水率較高，污泥量＞0.7t/t紙。
污泥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。
3 工程投資與運行費用
工程投資與運行費用是業(yè)主最關(guān)心的問題，也是設計單位必須慎重考慮的問題。廢水處理工程投資與運行費用主要由以下因素決定：
① 廢水處理量；
② 廢水的水質(zhì)濃度、性質(zhì)及排放標準；
③ 處理方法及工藝設計參數(shù)；
④ 物價因素等。
根據(jù)目前我國廢紙造紙廠的情況，廢紙造紙廢水的處理基本上分為沉淀或氣浮的物化法和物化加生化的聯(lián)合處理法。
4 結(jié)語
① 新的大型廢紙造紙企業(yè)，噸紙排水量一般能達到或接近國家規(guī)定的排水量標準(60m3/t紙)，但廢水SS和COD濃度較高。經(jīng)一級混凝沉淀或氣浮處理后， SS去除率為70%～80%，COD去除率在70%左右，必須進行后續(xù)生物處理，以進一步去除溶解性COD、BOD5等污染物。經(jīng)過物化—生物聯(lián)合處理，出水水質(zhì)：pH為7～8，COD在100mg/L左右，SS為20～50mg/L，均能達到國家一級排放標準。
② 對大多數(shù)中小型老企業(yè)，噸紙排水量大，廢水SS和COD濃度較低，一般COD為500～800mg/L。由于廢水中非溶解性COD占較大比重，在采用混凝沉淀或氣浮處理時，隨著SS的去除，大部分COD也隨之去除。通常SS去除率為80%～90%，COD去除率為70%～85%。處理出水水質(zhì)能達到國家一級排放標準：pH為7～8，COD在100或150mg/L以下，但是噸紙排水量和噸紙COD排放量均超過排放標準。
③ 根據(jù)廢紙造紙企業(yè)各自的排水水質(zhì)，可分別采用混凝沉淀或氣浮(COD在600～800mg/L以下)，物化生化相結(jié)合的方法處理廢水，可使處理出水水質(zhì)達到國家一級排放標準的要求。
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