宋黎鷹
摘要:簡(jiǎn)述了麥草制漿造紙廢水的來(lái)源及特點(diǎn),廢水的物理、化學(xué)和生物處理方法,并結(jié)合實(shí)際提出了傳統(tǒng)治理技術(shù)部分局限性及改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞:麥草制漿;廢水處理;去除率;處理工藝
麥草制漿造紙廢水是我國(guó)主要的工業(yè)污染源之一,其成分復(fù)雜,可生化性差,主要為高濃度有機(jī)廢水,屬于較難處理的工業(yè)廢水。其特點(diǎn)是廢水量大,COD質(zhì)量濃度高,廢水中的纖維懸浮物多,色度高。
麥草制漿造紙廢水主要包括三個(gè)部分:制漿廢液(黑液)、中段水、紙機(jī)白水。
黑液主要是蒸煮制漿廢水,其處理方式多采用堿回收技術(shù),本文不做介紹。
中段水包括紙漿洗滌、篩選、漂白廢水,紙機(jī)白水為抄紙車(chē)間廢水。
1 麥草制漿造紙廢水傳統(tǒng)處理工藝
1.1 工藝流程
中段水及其它廢水——格柵——集水池——篩網(wǎng)——初沉池——均質(zhì)池——生化曝氣池——二沉池——攪拌反應(yīng)池——絮凝沉淀池——外排
流程中的污泥經(jīng)壓濾后處理。
1.2 格柵
由于制漿造紙廢水中常含有樹(shù)皮、木屑、麥草、塑料、紙漿纖維屑等細(xì)小的懸浮物,這些物質(zhì)會(huì)對(duì)水泵等造成損害,對(duì)主體處理工藝造成影響,因此在進(jìn)入水泵及主體處理系統(tǒng)之前要對(duì)其進(jìn)行攔截,設(shè)置格柵攔截大懸浮物。
1.3 集水池
各生產(chǎn)工段產(chǎn)生的廢水在集水池進(jìn)行充分混合。格柵沒(méi)有攔截的輕質(zhì)雜物如塑料片、泡沫、麥草等浮于水面,應(yīng)定期打撈。重質(zhì)的雜質(zhì)如石塊、沙粒、鈣粉等沉到池底,應(yīng)定期處理。對(duì)于連續(xù)正常生產(chǎn)的企業(yè),集水池中混合水的指標(biāo)應(yīng)穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。
集水池還有調(diào)節(jié)水量的作用。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(jì)的,要求均勻進(jìn)水,特別對(duì)生物處理系統(tǒng)更為重要。集水池能在生產(chǎn)系統(tǒng)廢水量短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)波動(dòng)情況下進(jìn)行緩沖,穩(wěn)定進(jìn)入生化系統(tǒng)水量。
1.4 篩網(wǎng)
在造紙過(guò)程中的抄紙等工序中會(huì)產(chǎn)生大量的白水,含有大量的紙漿纖維,如果不對(duì)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(shí)造成紙漿浪費(fèi)。篩網(wǎng)通常應(yīng)用在廢水中含有大量的細(xì)小懸浮物如紙漿等,同時(shí)還可以去除大顆粒的漂浮物,對(duì)懸浮物及大顆粒物質(zhì)的去除率可達(dá)到90%以上?;厥盏睦w維繼續(xù)使用,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用,使其既具有環(huán)境效益,同時(shí)也具有經(jīng)濟(jì)效益。
1.5 初沉池
初沉池用以去除廢水中的可沉物和漂浮物,減輕后續(xù)處理設(shè)施負(fù)荷。污水進(jìn)入初沉池后,呈懸浮狀的污泥沉積于池底,經(jīng)刮泥機(jī)抽出送到污泥濃縮池,上清液經(jīng)溢流孔進(jìn)入下一工序。初沉池在一定程度上也起到均質(zhì)池作用。
1.6 均質(zhì)池
均質(zhì)池用以穩(wěn)定進(jìn)入生化系統(tǒng)的水質(zhì)及水量。為防止污泥在此沉淀,可在池中安裝曝氣裝置。
1.7 生化池
作為污水處理系統(tǒng)的核心部分,生化曝氣段依靠微生物對(duì)污水中有機(jī)物進(jìn)行降解,進(jìn)而達(dá)到去除污染負(fù)荷效果,在正常運(yùn)行情況下能去除80%以上的污水負(fù)荷。
生化處理大多采用活性污泥法和生物膜法。改進(jìn)后的活性污泥法主要有以下幾種變形:間歇式活性污泥法(CASS、CAST)、AB法、氧化溝法、百樂(lè)克工藝。對(duì)于負(fù)荷極高的污水適于采用AB法,而負(fù)荷相對(duì)不太高的市政污水,適于采用氧化溝工藝。制漿造紙廢水負(fù)荷中等,且相對(duì)穩(wěn)定,適于采用百樂(lè)克工藝。
百樂(lè)克工藝采用鼓風(fēng)曝氣方式,曝氣頭懸掛在曝氣鏈上,深約5m,氣泡通過(guò)曝氣膜表面的微孔溢出,直徑約50μm。微小氣泡與水充分接觸,氧的溶解率較高。氣泡在溶解的同時(shí),對(duì)曝氣頭還起到推動(dòng)作用,拉動(dòng)懸掛鏈在一定范圍內(nèi)蛇形擺動(dòng),利于達(dá)到混合效果。氣泡在池底從曝氣頭溢出后,沿不規(guī)則線路自下而上運(yùn)動(dòng),一方面增加了氣水結(jié)合時(shí)間,增加氧的利用效率,同時(shí)可使污水負(fù)荷與活性污泥充分混合,利于微生物高效降解。
在活性污泥法工藝中,重點(diǎn)要控制好以下幾個(gè)主要影響因素:水溫、PH、DO、MLSS、污水負(fù)荷。同時(shí),為了促進(jìn)微生物的繁殖代謝,還要根據(jù)需要向曝氣池中投放定量的營(yíng)養(yǎng),如N、P。
1.8 二沉池
絕大部分污水負(fù)荷在曝氣池中被微生物消化,最終以氣體形式被排入大氣,其余部分以污泥形式進(jìn)入二沉池。污泥在二沉池中進(jìn)行泥水分離,上清液排入后續(xù)工段,沉淀的污泥部分經(jīng)吸泥泵送到污泥濃縮池,部分進(jìn)行污泥回流。
1.9 攪拌反應(yīng)池
從二沉池溢出的上清液中仍含有大量的可溶性污染物,通過(guò)投加PAC、PAM,在攪拌反應(yīng)池中對(duì)其進(jìn)行化學(xué)絮凝,進(jìn)一步降低負(fù)荷。
1.10 絮凝沉淀池
攪拌絮凝后的廢水在絮凝沉淀池中進(jìn)行泥水分離,沉淀污泥抽入污泥濃縮池處理,上清液達(dá)標(biāo)后可排放。
1.11 污泥濃縮池
污泥濃縮池集中相應(yīng)處理池送來(lái)的污泥,添加PAM后通過(guò)壓濾機(jī)濃縮處理,濾液和上清液送到集水井循環(huán)處理,濃縮后泥餅采用焚燒、填埋、用作肥料等方式處理。
2 傳統(tǒng)處理工藝的改進(jìn)
隨著制漿原料市場(chǎng)的變化和國(guó)家對(duì)達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,傳統(tǒng)的污水處理方法已經(jīng)不能達(dá)到處理要求。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)處理方法進(jìn)行改進(jìn),可達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放要求。
2.1 高效淺層氣浮技術(shù)
由二沉池溢出的上清液中尚含有許多可溶性污染物,此類(lèi)污染物靠單純的使用絮凝劑很難達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)高效淺層氣浮,可大大提高此類(lèi)污染物的出去率,使出水COD達(dá)標(biāo)。
高效淺層氣浮裝置利用“零速度原理”,改傳統(tǒng)氣浮的靜態(tài)進(jìn)水、動(dòng)態(tài)出水為動(dòng)態(tài)進(jìn)水、靜態(tài)出水。附有微氣泡懸浮顆粒的混合污水進(jìn)入氣浮池的時(shí)候,出流裝置移動(dòng),混合廢水的水平流速相對(duì)出流裝置為零,抑制了槽內(nèi)的紊流,能進(jìn)行平穩(wěn)的氣浮分離,極大地提高了處理效率。并集凝聚、撇渣、排水、排泥為一體,是一種高效的廢水處理裝置。
高效淺層氣浮技術(shù)具有以下特點(diǎn):(1)待處理水停留時(shí)間較短,僅為3min。(2)處理效率高,尤其是處理高濁度水。(3)處理能力大。(4)占地面積小。
2.2 臭氧氧化脫色技術(shù)
在經(jīng)過(guò)生物處理和化學(xué)絮凝處理以后,原水中COD雖然能達(dá)標(biāo),但還存在一定量的難降解的能產(chǎn)生色度的有機(jī)物,用常規(guī)的工藝很難對(duì)其進(jìn)行處理,進(jìn)而影響到出水視覺(jué)效果。采用臭氧氧化處理之后,能很好達(dá)到脫色、除臭和有機(jī)物去除方面的作用,甚至還能降低物化處理的藥劑使用量。
使用臭氧進(jìn)行廢水處理具有以下優(yōu)點(diǎn):
(l)氧化能力強(qiáng);(2)原料為空氣或氧氣,不會(huì)產(chǎn)生二次污染;(3)設(shè)備的調(diào)節(jié)、操作和管理方便;(4)設(shè)備及處理設(shè)施占地面積不大,運(yùn)行成本不高。
臭氧氧化脫色處理在終沉池前運(yùn)行能較好地達(dá)到設(shè)計(jì)效果。
2.3 厭氧處理技術(shù)
麥草作為制漿原料,日益呈現(xiàn)出含雜質(zhì)多、泥沙量大的趨勢(shì)。在對(duì)麥草進(jìn)行蒸煮前,應(yīng)對(duì)其進(jìn)行冷浸洗。冷浸水具有泥沙含量極大、SS高、色度高、COD負(fù)荷高等特點(diǎn),如果直接和中段水混合處理,勢(shì)必影響處理效果,甚至?xí)o生化系統(tǒng)造成負(fù)荷沖擊。為此,對(duì)洗草冷浸水應(yīng)做泥沙沉淀處理,去除大部分懸浮物,再對(duì)出水進(jìn)行厭氧處理。
厭氧處理技術(shù)利用厭氧菌對(duì)高分子有機(jī)污染物進(jìn)行水解、酸化,產(chǎn)生易于好氧消化的小分子有機(jī)物,并將一部分有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷。
對(duì)麥草洗草水的厭氧處理可采用升流式厭氧污泥床(UASB)、IC反應(yīng)器。其特點(diǎn)是:高負(fù)荷、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、去除率高、對(duì)后續(xù)處理影響小、投資較低、運(yùn)行費(fèi)低。
經(jīng)過(guò)厭氧處理,可去除50%左右的污染負(fù)荷,與中段水混合后,可達(dá)到生化系統(tǒng)的進(jìn)水負(fù)荷條件。
3 結(jié)束語(yǔ)
在傳統(tǒng)處理技術(shù)的基礎(chǔ)上,增加厭氧處理、高效淺層氣浮、臭氧脫色等處理技術(shù),不但使整套處理系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定,同時(shí)還可節(jié)約投資,降低運(yùn)行成本,具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
參考文獻(xiàn)
[1]楊宗勝.國(guó)內(nèi)造紙廢水的研究進(jìn)展[DB/OL].科技咨詢(xún)(科學(xué)管理),2010.
[2]陳冀孔.氣浮凈水技術(shù)[M].北京:環(huán)境科學(xué)出版社,1992.
[3]武書(shū)彬.造紙工業(yè)水污染控制與治理技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001(5)245-267.