廢紙紙漿綜合廢水治理工程的研究

馮  雷，張守健，張  巖，耿玉蓮
（淄博市匯源環(huán)保設(shè)計(jì)院）

　　摘  要：本文針對(duì)廢紙紙漿綜合廢水的特點(diǎn)，根據(jù)生產(chǎn)紙張品種，從源頭治起，在生產(chǎn)過(guò)程中采取清潔生產(chǎn)工藝，提高廢水循環(huán)利用率，降低清水用量，為零排放打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為了能滿足生產(chǎn)需要，在廢水治理中采取“物化+生化”的處理工藝，使污水經(jīng)處理后各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　關(guān)鍵詞：廢紙制漿綜合廢水；清潔生產(chǎn)；零排放；沉淀氣浮；生化

1  引言

    隨著國(guó)家南水北調(diào)工程的開(kāi)工，地方政府加大了對(duì)污染企業(yè)的管理，要求各污染企業(yè)對(duì)原有的治污設(shè)施進(jìn)行改造，特別是以廢紙為原料的造紙企業(yè)要求在2006年底前實(shí)現(xiàn)零排放。鑒于此，我們針對(duì)濟(jì)寧市某紙業(yè)有限公司進(jìn)行了技術(shù)改造。該企業(yè)年生產(chǎn)能力1.7萬(wàn)t，主要產(chǎn)品以牛皮箱板紙、高強(qiáng)紗管原紙為主，生產(chǎn)原料為廢紙，日產(chǎn)廢水4000m³，外排3000m³。經(jīng)過(guò)改造以后，該企業(yè)產(chǎn)量未變，日產(chǎn)廢水2000m³，外排300m³，噸紙消耗清水8m³，外排污水達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。該工程經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量及出水水質(zhì)穩(wěn)定，現(xiàn)對(duì)該工程做以下簡(jiǎn)要的介紹。

2  生產(chǎn)工藝的改造

    治理污染，我們本著從源頭抓起的原則，力求在生產(chǎn)過(guò)程中采用新技術(shù)，降低噸紙用水量。這樣既能節(jié)約資源降低生產(chǎn)成本，又能從源頭控制污染。為此，在該工程的改造中，針對(duì)生產(chǎn)用水線路進(jìn)行了較大的改動(dòng)^[1]。
2.1  壓縮清水用量
　　 在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)清水使用量嚴(yán)加控制，并采用一些節(jié)水措施，主要如下：
　　 （1）在不影響產(chǎn)品質(zhì)量以及設(shè)備性能的情況下，最大限度提高清水循環(huán)使用率。首先，清水進(jìn)入冷卻設(shè)備（主要是空壓機(jī)、冷缸、復(fù)卷機(jī)、壓榨機(jī)等），然后收集，經(jīng)過(guò)加壓泵加壓后用于洗滌毛布^[2]。具體做法詳見(jiàn)圖1。

  　　（2）在網(wǎng)案、毛布洗滌方面，采取高壓移動(dòng)水針來(lái)代替老式的扇形洗滌。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，洗滌毛布采用高壓移動(dòng)水針比扇形噴嘴節(jié)水90%。
　  （3）在網(wǎng)部成型方面，采用了高濃上網(wǎng)技術(shù)（上網(wǎng)濃度為1.5%），并且在生產(chǎn)過(guò)程中所用的漿料稀釋水均采用網(wǎng)下白水。
　  （4）網(wǎng)部、壓榨部的真空脫水用于網(wǎng)部的洗滌。
2.2  制漿上采用逆向回水路線
　　在紙漿方面引進(jìn)芬蘭奧斯龍清潔生產(chǎn)工藝——逆向回水路線。根據(jù)各工序?qū)λ|(zhì)要求不同，對(duì)造紙網(wǎng)下白水、污水處理后出水、紙漿洗滌水進(jìn)行合理利用，使造紙網(wǎng)下白水不出生產(chǎn)線，污水處理站僅處理經(jīng)重復(fù)使用后剩余的紙漿洗滌水，紙漿洗滌水經(jīng)過(guò)處理后代替清水用于漿料的稀釋，清水僅用于輔料的稀釋^[3]（詳見(jiàn)圖1）。
　　經(jīng)過(guò)上述改造后，該公司噸紙僅消耗清水8m³，日產(chǎn)廢水2000m³，外排300m³。
2.3  污水處理站的廢水來(lái)源及水質(zhì)
2.3.1  廢水來(lái)源及水量
　　經(jīng)過(guò)改造以后,污水處理站的廢水主要來(lái)源于制漿車間的碎解、篩選、除渣、洗滌等工序，由于采用間歇式打漿，廢水排放不穩(wěn)定，存在著一定的周期，約2.5h一個(gè)周期（峰值90m³/h，峰谷20m³/h），日排放廢水2000m³。
2.3.2  污水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)
　　由于該公司主要利用廢紙為原料，水質(zhì)不穩(wěn)定，變化較大，特別是COD_Cr波動(dòng)較大，具體情況詳見(jiàn)表1。市地環(huán)保部門(mén)要求該公司執(zhí)行GB 8978-1996中一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1  水質(zhì)情況一覽表

3  污水處理站的工藝流程

3.1  該公司原來(lái)工藝流程
　　1997年該公司配套建設(shè)一座污水處理站，主要采用物化處理方法，詳見(jiàn)圖2。

 圖2  公司原有污水處理流程示意圖

　　經(jīng)過(guò)近幾年的運(yùn)行，處理效果一般，不能滿足當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的要求，而且此工藝流程中存在著如下幾方面的問(wèn)題：
　　（1）沉沙溝不起應(yīng)有的作用，主要原因如下：
　　a：污水處理站離車間較遠(yuǎn)（500m），而且采用明渠連接，坡度較小。
　　b：沉沙溝無(wú)排泥設(shè)施。
　　（2）調(diào)節(jié)池采取S型布水，由于S型廊道過(guò)寬，流速太低，造成調(diào)節(jié)池污泥存量較多，并且，調(diào)節(jié)池?zé)o排污設(shè)施，因此起不到水量調(diào)節(jié)作用。
　　（3）微濾機(jī)采取水力驅(qū)動(dòng)，當(dāng)漿料過(guò)大時(shí)，無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　（4）現(xiàn)有廢水處理設(shè)施無(wú)法滿足現(xiàn)在排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
3.2  改造后的工藝流程
　　為了節(jié)約資金，縮短工期，該公司于2003年元月份對(duì)原有的污水處理站進(jìn)行改造，并充分利用了原設(shè)施，具體流程見(jiàn)圖3，各構(gòu)筑物詳見(jiàn)表2。  

 圖3  改造后污水處理工藝流程示意圖

表2  各構(gòu)筑物一覽表

3.2.1  預(yù)處理
    該工藝過(guò)程中，預(yù)處理主要包括格柵、曲面斜網(wǎng)、調(diào)節(jié)沉淀池、沉淀氣浮池。
　　（1）格柵主要攔截廢水中的塑料皮，采取篩網(wǎng)與格柵相結(jié)合，以便于漿料的回收，同時(shí)也為后道工序打下基礎(chǔ)。
　　（2）曲面斜網(wǎng)采用120目的熟料尼龍網(wǎng)進(jìn)行漿料回收。
　　（3）調(diào)節(jié)沉淀池主要起到均衡水量、水質(zhì)、去除比重較大的懸浮物的作用，污泥通過(guò)特制的吸泥機(jī)排放到污泥濃縮池中。
　　（4）沉淀氣浮池采取斜板沉淀與壓力溶氣氣浮相結(jié)合。此種工藝比較先進(jìn)，結(jié)構(gòu)比較合理，運(yùn)行效果比較穩(wěn)定。
3.2.2  生化處理
　　該工藝中的生化處理采取生物接觸氧化法。設(shè)計(jì)上采取新老結(jié)合，容積負(fù)荷取2.5KgBOD₅/m³·d，布水方式采用多點(diǎn)布水，“S”推流式曝氣裝置采用新型推流式旋轉(zhuǎn)曝氣器。通過(guò)工程實(shí)踐，氧化利用率在18％左右，能耗較低，而且在氧化池中使用了生物催化劑，藥劑彌補(bǔ)了廢水中氮、磷的不足，使生物生長(zhǎng)曲線比較穩(wěn)定 ^[1] （從生物培訓(xùn)到掛膜僅用了15天）。
3.2.3  氣浮池
　　在生物接觸氧化池后，為了去除脫落的生物膜，通常使用二沉池。本工程為節(jié)約投資充分利用現(xiàn)有設(shè)備，以氣浮池代替二沉池，能達(dá)到同樣的效果。
3.3  主要設(shè)備
    該工藝采取的主要設(shè)備詳見(jiàn)表4。

表4  主要設(shè)備一覽表

3.4  污泥處理
　　本工藝過(guò)程中污泥產(chǎn)量主要來(lái)源于調(diào)節(jié)沉淀池、沉淀氣浮池以及氣浮池，污泥以泥砂、細(xì)小纖維、脫落生物膜為主。經(jīng)過(guò)污泥濃縮后，經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水后，外運(yùn)填埋。

4  運(yùn)行效果

　　整個(gè)改造工程于2004年2月底竣工。經(jīng)過(guò)近半年的運(yùn)行，處理效果穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量未因采用回用水引起波動(dòng)，經(jīng)環(huán)保部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)取樣監(jiān)測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。各處理單元運(yùn)行效果詳見(jiàn)表5。

表5  污水處理運(yùn)行情況一覽表

5  處理成本分析

5.1  工程總投資
　　本工程屬改建工程，充分利用原有的建筑以及設(shè)備，總共投資90萬(wàn)元，其中直接用于污水處理站改造60萬(wàn)元（各項(xiàng)費(fèi)用詳見(jiàn)表4），加上前期投資污水處理站總造價(jià)在130萬(wàn)元左右。
5.2  勞動(dòng)定員
　　改造完成以后，污水處理站主要設(shè)置以下崗位：加藥崗位、污泥脫水崗位、生化崗位。因此污水處理站總定員11人，實(shí)行三班制，每班3人，一名站長(zhǎng)，一名化驗(yàn)員兼替班。
5.3  動(dòng)力消耗
　　本工程在改造時(shí)就注意盡量降低能耗，整個(gè)污水處理站總運(yùn)行功率只為60kW，其中生化池供氧需用30kW，占整個(gè)污水處理站用電量的50％。
5.4  藥劑消耗
　　污水處理站所用藥劑主要是PAC（聚合鋁）、PAM(聚丙烯酰胺)，生物催化劑以及少量的鹽酸（在造紙洗滌毛布時(shí)使用）。PAC主要投加到沉淀氣浮池中，平均噸水約用0.5％；PAM主要用來(lái)污泥脫水，向沉淀池中投加量較少，平均噸水約用0.001％；生物催化劑主要用在生物接觸氧化池中，每天約用40kg，由于本車間所使用的設(shè)備較小，維修費(fèi)用較低，化驗(yàn)室所消耗的費(fèi)用在此也忽略不計(jì)。
5.5  污水處理總費(fèi)用
    總費(fèi)用＝人員工資＋動(dòng)力消耗＋藥劑消耗＋設(shè)備拆舊＋維修費(fèi)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）
    處理1t污水使其達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)約需用0.81元。

6  工程結(jié)論

　　（1）以廢紙為原料的造紙廢水，由于原料不穩(wěn)定，造成水質(zhì)變化大，因此在設(shè)計(jì)中，特別是物化系統(tǒng)，耐沖擊系數(shù)應(yīng)大一些。
　　（2）在推進(jìn)式生物氧化池中，應(yīng)考慮多點(diǎn)進(jìn)水，避免局部容積負(fù)荷過(guò)大。
　　（3）生化系統(tǒng)在啟動(dòng)初期應(yīng)注意生物相的變化，注意廢水的pH值的變化，并控制在6.5～7.5之間。
　　（4）生化系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)保持充足的營(yíng)養(yǎng)，本工程中運(yùn)用的生物催化劑效果好，易于控制，利用率較高。
　　（5）調(diào)節(jié)沉淀池考慮排泥設(shè)備。
　　（6）根據(jù)PAC與pH值的關(guān)系（見(jiàn)圖4），正確的控制加藥量，及時(shí)調(diào)整pH值。
　　（7）本工程中廢水經(jīng)過(guò)處理后，直接用于生產(chǎn)，回用率在90％左右，而且對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)影響，為下一步的零排放打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　（8）在生產(chǎn)過(guò)程中采用清潔生產(chǎn)工藝，逆向回水路線比較成功，值得借鑒。

參考文獻(xiàn)：

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The Analysis of The Engineering For Sewage ComprehensiveTreatment

in JiNing LingYu Papermaking Limited Company

FengLei，Zhang ShouJian，ZhangYan，Geng YuLian

(ZiBo HuiYuan Environmental Protection Designing Insitute)

Abstract:According to the fact situation for the sewage comprehensive treatment, the company comes up with an idea for treating begin with the source, cleaning in the course of producing, making use of the wastewater cyclically , as a result of the rate of reuse can reach the ninty percent , and there have done spade work for the zero drainage . Due to adopt physical chemistry and biochemical action process , the all indexes of the treated wastewater attain the goal of the drainage standard of the state grade I .

Keywords:comprehensive papermaking sewage；clean produce；zero-pollution drainage；sediment & floatation；biochemical action；artificical wetland