废纸造纸综合废水治理的研究
摘要：本文针对废纸纸浆综合废水的特点，根据生产纸张品种，从源头治起，在生产过程中采取清洁生产工艺， 提高废水循环利用率，降低清水用量，为零排放打下了坚实的基础。为了能满足生产需要，在废水治理中采取“物 化+生化”的处理工艺，使污水经处理后各项指标均达到国家一级排放标准。
关键词：废纸制浆综合废水；清洁生产；零排放；沉淀气浮；生化
1引言
随着国家南水北调工程的开工，地方政府加大了对污染企业的管理，要求各污染企业对原有的治污设施进行改造，特别是以废纸为原料的造纸企业要求在2006年底前实现零排放。鉴于此，我们针对济宁市某纸业有限公司进行了技术改造。该企业年生产能力1.7万t，主要产品以牛皮箱板纸、高强纱管原纸为主，生产原料为废纸，日产废水4000m3，外排3000m3。经过改造以后，该企业产量未变，日产废水2000m3，外排300m3，吨纸消耗清水8m3，外排污水达到国家一级排放标准。该工程经过半年多的运行，产品质量及出水水质稳定，现对该工程做以下简要的介绍。
2生产工艺的改造
治理污染，我们本着从源头抓起的原则，力求在生产过程中采用新技术，降低吨纸用水量。这样既能节约资源降低生产成本，又能从源头控制污染。为此，在该工程的改造中，针对生产用水线路进行了较大的改动[1]。
2.1压缩清水用量
在生产过程中对清水使用量严加控制，并采用一些节水措施，主要如下：
（1）在不影响产品质量以及设备性能的情况下，最大限度提高清水循环使用率。首先，清水进入冷却设备（主要是空压机、冷缸、复卷机、压榨机等），然后收集，经过加压泵加压后用于洗涤毛布[2]。具体做法详见图1。
（2）在网案、毛布洗涤方面，采取高压移动水针来代替老式的扇形洗涤。经现场测定，洗涤毛布采用高压移动水针比扇形喷嘴节水90%。
（3）在网部成型方面，采用了高浓上网技术（上网浓度为1.5%），并且在生产过程中所用的浆料稀释水均采用网下白水。
（4）网部、压榨部的真空脱水用于网部的洗涤。
2.2制浆上采用逆向回水路线
在纸浆方面引进芬兰奥斯龙清洁生产工艺——逆向回水路线。根据各工序对水质要求不同，对造纸网下白水、污水处理后出水、纸浆洗涤水进行合理利用，使造纸网下白水不出生产线，污水处理站仅处理经重复使用后剩余的纸浆洗涤水，纸浆洗涤水经过处理后代替清水用于浆料的稀释，清水仅用于辅料的稀释[3]（详见图1）。
经过上述改造后，该公司吨纸仅消耗清水8m3，日产废水2000m3，外排300m3。
2.3污水处理站的废水来源及水质
2.3.1废水来源及水量
经过改造以后,污水处理站的废水主要来源于制浆车间的碎解、筛选、除渣、洗涤等工序，由于采用间歇式打浆，废水排放不稳定，存在着一定的周期，约2.5h一个周期（峰值90m3/h，峰谷20m3/h），日排放废水2000m3。
2.3.2污水水质及排放标准
由于该公司主要利用废纸为原料，水质不稳定，变化较大，特别是CODCr波动较大，具体情况详见表1。市地环保部门要求该公司执行GB 8978-1996中一级排放标准。
3污水处理站的工艺流程
3.1该公司原来工艺流程
1997年该公司配套建设一座污水处理站，主要采用物化处理方法，详见图2。
经过近几年的运行，处理效果一般，不能满足当前环境保护的要求，而且此工艺流程中存在着如下几方面的问题：
（1）沉沙沟不起应有的作用，主要原因如下：a：污水处理站离车间较远（500m），而且采用明渠连接，坡度较小。b：沉沙沟无排泥设施。
（2）调节池采取S型布水，由于S型廊道过宽，流速太低，造成调节池污泥存量较多，并且，调节池无排污设施，因此起不到水量调节作用。
（3）微滤机采取水力驱动，当浆料过大时，无法正常运转。
（4）现有废水处理设施无法满足现在排放标准的要求。
3.2改造后的工艺流程
为了节约资金，缩短工期，该公司于2003年元月份对原有的污水处理站进行改造，并充分利用了原设施，具体流程见图3，各构筑物详见表2。
3.2.1预处理
该工艺过程中，预处理主要包括格栅、曲面斜网、调节沉淀池、沉淀气浮池。
（1）格栅主要拦截废水中的塑料皮，采取筛网与格栅相结合，以便于浆料的回收，同时也为后道工序打下基础。
（2）曲面斜网采用120目的熟料尼龙网进行浆料回收。
（3）调节沉淀池主要起到均衡水量、水质、去除比重较大的悬浮物的作用，污泥通过特制的吸泥机排放到污泥浓缩池中。
（4）沉淀气浮池采取斜板沉淀与压力溶气气浮相结合。此种工艺比较先进，结构比较合理，运行效果比较稳定。
3.2.2生化处理
该工艺中的生化处理采取生物接触氧化法。设计上采取新老结合，容积负荷取2.5KgBOD5/m3·d，布水方式采用多点布水，“S”推流式曝气装置采用新型推流式旋转曝气器。通过工程实践，氧化利用率在18%左右，能耗较低，而且在氧化池中使用了生物催化剂，药剂弥补了废水中氮、磷的不足，使生物生长曲线比较稳定 [1] （从生物培训到挂膜仅用了15天）。
3.2.3气浮池
在生物接触氧化池后，为了去除脱落的生物膜，通常使用二沉池。本工程为节约投资充分利用现有设备，以气浮池代替二沉池，能达到同样的效果。
3.3主要设备
该工艺采取的主要设备详见表4。
3.4污泥处理
本工艺过程中污泥产量主要来源于调节沉淀池、沉淀气浮池以及气浮池，污泥以泥砂、细小纤维、脱落生物膜为主。经过污泥浓缩后，经带式压滤机脱水后，外运填埋。
4运行效果
整个改造工程于2004年2月底竣工。经过近半年的运行，处理效果稳定，产品质量未因采用回用水引起波动，经环保部门的现场取样监测，各项指标均达到了国家一级排放标准。各处理单元运行效果详见表5。
5处理成本分析
5.1工程总投资
本工程属改建工程，充分利用原有的建筑以及设备，总共投资90万元，其中直接用于污水处理站改造60万元（各项费用详见表4），加上前期投资污水处理站总造价在130万元左右。
5.2劳动定员
改造完成以后，污水处理站主要设置以下岗位：加药岗位、污泥脱水岗位、生化岗位。因此污水处理站总定员11人，实行三班制，每班3人，一名站长，一名化验员兼替班。
5.3动力消耗
本工程在改造时就注意尽量降低能耗，整个污水处理站总运行功率只为60kW，其中生化池供氧需用30kW，占整个污水处理站用电量的50%。
5.4药剂消耗
污水处理站所用药剂主要是PAC（聚合铝）、PAM(聚丙烯酰胺)，生物催化剂以及少量的盐酸（在造纸洗涤毛布时使用）。PAC主要投加到沉淀气浮池中，平均吨水约用0.5%；PAM主要用来污泥脱水，向沉淀池中投加量较少，平均吨水约用0.001%；生物催化剂主要用在生物接触氧化池中，每天约用40kg，由于本车间所使用的设备较小，维修费用较低，化验室所消耗的费用在此也忽略不计。
5.5污水处理总费用
总费用＝人员工资＋动力消耗＋药剂消耗＋设备拆旧＋维修费用
＝60×11/30×2000+60×24×0.8×0.5/2000+(340+240+100)/2000+1300000/15×12×30×2000+0
＝0.81（元/m3）
处理1t污水使其达到国家一级排放标准约需用0.81元。
6工程结论
（1）以废纸为原料的造纸废水，由于原料不稳定，造成水质变化大，因此在设计中，特别是物化系统，耐冲击系数应大一些。
（2）在推进式生物氧化池中，应考虑多点进水，避免局部容积负荷过大。
（3）生化系统在启动初期应注意生物相的变化，注意废水的pH值的变化，并控制在6.5～7.5之间。
（4）生化系统在运行过程中应保持充足的营养，本工程中运用的生物催化剂效果好，易于控制，利用率较高。
（5）调节沉淀池考虑排泥设备。
（6）根据PAC与pH值的关系（见图4），正确的控制加药量，及时调整pH值。
（7）本工程中废水经过处理后，直接用于生产，回用率在90%左右，而且对生产产品质量无影响，为下一步的零排放打下了坚实的基础。
（8）在生产过程中采用清洁生产工艺，逆向回水路线比较成功，值得借鉴。
参考文献：
[1] 张自杰编.《环境工程手册.水污染防治卷》[M].北京.高等教育出版社1996.638-655
[2] 高玉洁编.《废纸再生实用技术》[M]. 北京. 化学工业出版社.2003.9.347-385
[3] 武书彬,何北海,平清伟等编.《制浆造纸清洁生产新技术》[M].北京. 化学工业出版社.2003.9.127-181
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