陳浩（麥王環(huán)境技術(shù)股份有限公司，上海 200135）

制漿造紙廢水處理回用工藝研究

陳浩（麥王環(huán)境技術(shù)股份有限公司，上海 200135）

造紙產(chǎn)業(yè)是與國民經(jīng)濟(jì)和社會事業(yè)發(fā)展關(guān)系密切的重要基礎(chǔ)原材料產(chǎn)業(yè)，我國目前造紙工業(yè)企業(yè)3600家，能力約

造紙廢水；臭氧；雙膜；回用

1 項目主要概況

山東某造紙企業(yè)，是一家以木材為原料，生產(chǎn)漂白硫酸鹽紙漿及高檔白卡紙的外資公司。其紙漿及造紙廢水采用“格柵+換熱+初沉+中和+曝氣+二沉+Fenton+絮凝+氣浮”工藝處理后，達(dá)到國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)，出水COD＜80mg/L。通過對該水再進(jìn)行深度處理，同時通過回用工藝中的預(yù)處理技術(shù)，結(jié)合雙膜集成工藝最終實現(xiàn)了中水回用.不僅減輕了當(dāng)?shù)厮Y源的重負(fù)，還釋放出大量的環(huán)境容量指標(biāo)，也促進(jìn)了該企業(yè)和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

本中試裝置處理規(guī)模為4m3/h，裝置包括預(yù)處理系統(tǒng)、膜處理系統(tǒng)、濃水處理系統(tǒng)三部分。

2 項目污水進(jìn)出水水質(zhì)

2.1 該企業(yè)排水水質(zhì)

本項目原水主要來自于企業(yè)污水處理場達(dá)標(biāo)外排水，結(jié)合業(yè)主要求及自取水樣的測試平均結(jié)果，設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)如下：

表1 污水進(jìn)水水質(zhì)

2.2 出水水質(zhì)要求

處理后的廢水一部分進(jìn)行回用，一部分達(dá)到山東省的排海標(biāo)準(zhǔn)后外排，具體指標(biāo)見下表。

表2 回用水產(chǎn)水水質(zhì)

8 9 1 0 NO3-SO42-總硬度mg/L mg/L mmol/L ≤45 ≤250 ≤4.5

表3 排海水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

3 造紙廢水處理回用的難點

(1)Fenton反應(yīng)后水中殘留鐵離子及未析出絮凝劑

經(jīng)Fenton處理后排水的pH穩(wěn)定在6.6附近，廢水呈弱酸性，水中殘留有亞鐵離子及未析出的沉淀物。在pH升高后，鐵離子及絮凝顆粒物析出，造成膜的鐵污堵。

(2)COD可生化性能差，難以去除

制漿廢水經(jīng)污水處理站處理后COD≤80mg/L。廢水已經(jīng)經(jīng)過生化及Fenton高級氧化處理，水中可生物降解大部分有機(jī)物已經(jīng)被去除，留存于水中的有機(jī)物是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單靠生化已經(jīng)很難得以去除的物質(zhì)。

直接采用反滲透濃縮后，濃水中COD濃度可達(dá)150mg/L以上，含鹽量高達(dá)14000mg/L左右，對采用生化降低濃水中的COD工藝而言，高含鹽量會影響微生物的活性和培養(yǎng)。因此后續(xù)濃水處理有一定的難度。

(3)有機(jī)污染物的結(jié)構(gòu)及成分復(fù)雜

留存于水中的主要有機(jī)污染物來自于木質(zhì)素，木質(zhì)素是在酸作用下難以水解的相對分子質(zhì)量較高的物質(zhì)。在亞硫酸鹽法生產(chǎn)紙漿的工藝中，木質(zhì)素會發(fā)生磺化反應(yīng)和水解反應(yīng)，生成木質(zhì)素磺酸鹽。木質(zhì)素磺酸鹽的分子量在200～10000之間，水溶液呈棕色，有膠體特性。因此廢水不僅帶有色度，有機(jī)物結(jié)構(gòu)及組分復(fù)雜。

(4)含鹽量TDS較高

化學(xué)制漿工藝，決定了廢水中的含鹽量高?？偤}量可達(dá)到4800mg/L。經(jīng)過反滲透處理后，濃水的含量可達(dá)到14000mg/ L左右。

4 回用處理系統(tǒng)工藝

4.1 工藝流程框圖

針對來水水質(zhì)特點，回用水工藝擬采用微絮凝過濾+臭氧-生物活性炭濾池+超濾+反滲透膜系統(tǒng)，以去除懸浮物、絕大部分COD和鹽類，使出水達(dá)到回用水水質(zhì)要求。(見圖1)

4.2 工藝流程說明

污水通過提升泵定量打入過濾器，過濾器前設(shè)反應(yīng)裝置，用于投加PAC藥劑進(jìn)行微絮凝，然后進(jìn)入過濾器，進(jìn)一步降低水中的SS含量，既防止臭氧催化氧化塔堵塞又可降低臭氧的消耗量。過濾后的中水進(jìn)入臭氧催化氧化塔，將不易生物降解的有機(jī)物分解成易生物降解的較小的或含氧較多的低分子有機(jī)物。中水在氧化塔中經(jīng)分解后，重力流入生物碳塔。利用碳床中形成的生物膜對廢水中的有機(jī)物進(jìn)一步吸附并分解。

生物碳塔的出水進(jìn)入前處理水箱，經(jīng)暫存后通過提升泵打入砂濾器，然后經(jīng)砂濾后的中水直接進(jìn)入超濾系統(tǒng)及RO系統(tǒng)，處理后出水達(dá)到回用指標(biāo)進(jìn)行回用。經(jīng)RO濃縮后的廢水，自流至生物接觸氧化池，利用池中微生物對其有機(jī)物進(jìn)行降解，生物接觸氧化池出水自流入沉淀池后，去掉水中的懸浮物，達(dá)到排海標(biāo)準(zhǔn)后外排。

圖1 工藝流程框圖

4.3 工藝設(shè)備及筑物參數(shù)

污水處理回用裝置主要運行參數(shù)如下表所示：

表4 主要裝置運行參數(shù)表

4.4 主要運行效果

4.4.1 COD去除效果圖

從圖2中我們可以看出，調(diào)試初期個別數(shù)據(jù)偏離較大，主要是水中氯離子濃度超過1000mg/L，檢測時對氯離子屏蔽不徹底，導(dǎo)致COD檢測值偏高。調(diào)整檢測方法后，屏蔽了氯離子對COD檢測值的影響。

圖2 COD去除效果圖

根據(jù)COD去除效果圖顯示，從12月4日之后，回用水各階段裝置出水的COD都比較穩(wěn)定。原水COD穩(wěn)定在60mg/L左右，平均COD含量55.46mg/L；臭氧-活性碳出水COD基本穩(wěn)定在25mg/L以下；沉淀池出水為反滲透濃水與原水進(jìn)行勾兌后的混合水，平均COD含量35.1mg/L；經(jīng)過濃水裝置處理后，生物池出水的COD平均為27.7mg/L。

4.4.2 產(chǎn)水TDS與氯離子的去除

從圖3可以看出，進(jìn)水電導(dǎo)率主要在6000～7000us/cm區(qū)間內(nèi)波動，平均進(jìn)水電導(dǎo)率為6485μS/cm。RO產(chǎn)水電導(dǎo)呈先下降后上升的趨勢，這主要是新膜運行性能穩(wěn)定的一個過程，后續(xù)已經(jīng)趨于穩(wěn)定。產(chǎn)水電導(dǎo)平均為157μS/cm。RO膜平均除鹽率為97.6%。

進(jìn)水氯離子濃度基本在800～1200mg/L之間，平均濃度為

1039mg/L，產(chǎn)水氯離子平均濃度56.67 mg/L，氯離子平均去除率為94.52%。

圖3 產(chǎn)水TDS與氯離子濃度

5 結(jié)語

(1)經(jīng)過4個月的調(diào)試及運行，本污水中試裝置運行基本穩(wěn)定可靠，其出水水質(zhì)TDS和其它指標(biāo)都達(dá)到回用水產(chǎn)水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；濃水處理系統(tǒng)出水滿足山東省排海標(biāo)準(zhǔn)。

(2)從監(jiān)測數(shù)據(jù)看，進(jìn)水SS長期低于5mg/L。但在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)運行3天左右就有泥粘在管道內(nèi)壁及流量計上，根據(jù)粘泥性狀及進(jìn)水pH穩(wěn)定在6.6左右，初步判斷為污水處理站Fenton工藝投加的鐵鹽析出所致。在經(jīng)過多介質(zhì)過濾器后，出水SS低于2mg/L以下，運行穩(wěn)定。

(3)采用臭氧—生物活性炭（O3—BAC）的聯(lián)合處理工藝，對COD、BOD及其它有機(jī)物的去除效果良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，為后面采用雙膜法創(chuàng)造了有利的條件。

(4)超濾反洗周期35min，CEB反洗周期為15h。超濾產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定在0.2NTU以下。

(5)RO濃水經(jīng)生化池反應(yīng)后，COD基本穩(wěn)定在40mg/L以下，其余指標(biāo)經(jīng)混凝沉淀后都能達(dá)到排海標(biāo)準(zhǔn)。從現(xiàn)場情況運行來看，如果在臭氧氧化階段通過增加臭氧量，從而增加COD的去除率，再經(jīng)RO濃縮后，濃水水質(zhì)仍能控制在排海指標(biāo)范圍內(nèi)，濃水可直接排放。

[1]沈曉東，陳前，等.造紙廢水處理及中水回用工程實例[A].環(huán)境科技.2016,5,54-55.

[2]趙歡，劉良軍，等.Fenton一雙膜工藝在造紙廢水資源化處理中的應(yīng)用研究.資源節(jié)約與環(huán)保,2016第2期.

7000萬噸，紙及紙板產(chǎn)量達(dá)5600萬噸，消費量達(dá)5930萬噸，生產(chǎn)量和消費量均居世界第二位，已成為世界造紙工業(yè)生產(chǎn)、消費和貿(mào)易大國。制漿造紙生產(chǎn)過程中帶來的水資源的巨大消耗。因此，對于廢水的治理及綜合利用顯得尤為十分必要。這不僅關(guān)系到我國主要污染物減排任務(wù)的完成，還影響著經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。其中，對制漿、造紙過程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行資源化利用，是降低整個造紙行業(yè)污染問題的關(guān)鍵。