造紙廢水處理設備處理技術原理及方法

　　我國造紙廢水產生量大，占工業廢水總量有較大的比例，且其含有較多的污染物物質，及較高的污染物濃度，直接排放或處理達標將對環境產生較大污染。本文分析了廢紙造紙廢水的主要來源和廢水水質特點，并針對該類廢水的污染特性，總結和評價了各類治理技術措施，提出經濟可行的處理工藝，希望能夠促進造紙行業的健康發展。
 

　　一、造紙廢水來源
 

　　廢水水質與排水量和產污量相關，而產污量受原料、制漿得率的影響，同時，產污量與生產過程中添加的助劑相關，如造紙過程中，有機化學品用作添加劑或助劑，并不全保留在紙幅中，流失到廢水中的部分對排水水質有一定的影響，導致COD等指標升高；可吸附有機鹵化物的來源主要是含氯漂白劑、消毒劑和部分添加劑(如濕強劑等)。因此，本標準規定制漿造紙廢水污染物產生情況應根據原料種類、化學品投加量、生產工藝、產品類別、回用廢水治理的程度和回用量，經物料衡算確定。
 

　　二、造紙廢水的區別及特征
 

　　造紙廢水按其產生環節分為制漿廢液、中段水和紙機白水。制漿廢液通過常規的堿回收工藝可以得到回收利用;紙機白水通過氣浮或多盤真空過濾等處理后可直接回用于生產;通常所說的造紙廢水主要指的是中段水。為有效控制造紙行業帶來的水環境惡化和緩解水資源日趨緊缺的局面，世界各國不斷加大對造紙行業的環境法力度，既要求排放廢水水質達標、主要污染物排放總量達標，又要對噸產品新鮮水用量進行控制。
 

　　根據物質守恒原理，產品中物質總量與廢物中物質總量之和是一定的，等于原料中物質總量?？梢哉f，污染物也是原料存在的一種形式，只不過這種存在形式使可利用資源量減少，損害了人們的經濟利益，也影響了人們的身體健康。由于物質是可以轉化的，只要措施得當，存在于污染物中的物質就可能變為可以被利用的形式。因此，人們一直在尋找有效、合理處理制漿造紙廢水的方法，并盡可能多的對處理后的廢水和廢水中所含的有用物質進行資源化利用。
 

　　造紙工業廢水具有復雜的組分，特別是含有大量難以降解的有機物質，例如木質素、半纖維素和單糖。它容易造成嚴重的環境污染，是一種高濃度有機廢水，并且非常難處理。生物降解性差，毒性高，氣味重，泡沫多。
 

　　三、造紙廢水處理技術
 

　　1、物理處理法
 

　　廢紙造紙廢水中的纖維、膠料、涂料和化學藥劑殘渣較多，導致SS、COD 濃度較高，且非溶解性COD 占COD 組成總量的大部分。因此，通常采用沉淀或氣浮的物理方法，去除廢水中SS，為了提高沉淀或氣浮的去除效果，通常在沉淀或氣浮過程之前，投加絮凝劑PAC及助凝劑PAM進行混凝處理。
 

　　1.1混凝沉淀法
 

　　混凝沉淀法是向污水投加絮凝藥劑，進行污水與藥劑的混合，是通過雙電層壓縮、電荷中和、吸附架橋和捕網機理在混凝劑的作用下先將廢水中的懸浮物、膠體和可絮凝物凝聚成為絮體，再通過時間的沉淀進行固液分離。為了獲得較好的混凝效果，需要對投加混凝劑的藥量、加入方式和反應時間進行小試試驗，得出佳的運行參數。研究指出，在適宜的條件下，混凝沉淀對COD 的去除率可達44.14%，SS去除率可達94.18%，該方法主要用于處理工業廢水中懸浮性物質或膠體，混凝沉淀法憑借其處理效果良好、投資費用低及易于操作管理等優勢，己經廣泛應用于制漿造紙廢水的預處理工藝中。
 

　　1.2氣浮法
 

　　氣浮法適用于存在大量相對密度接近于水的微小顆粒狀物的廢水處理，氣浮法的原理是對廢水加壓溶氣，使得懸浮物隨氣泡上升而除去。造紙廢水中的懸浮物比重小于水分子，因此采用氣浮方法，可以有效去除SS。目前高效淺層氣浮成為造紙廢水氣浮技術的主流，該氣浮產生的氣泡微小，密度*，可減少混凝劑的投加量，從而降低運行成本。該技術對SS、COD 去除率可略高于沉淀法，因此在中小型規模的廢水處理中表現出一定的*性。
 

　　2、生物處理技術法
 

　　生物處理法當前大部分有機廢水處理的主流，也是造紙廢水處理的主體工藝，具體很多樣式及組合樣式，其中厭氧法、好氧法和厭氧好氧組合法應用較為廣泛。
 

　　2.1厭氧法
 

　　厭氧法是在封閉無氧條件下，通過厭氧菌吸收代謝作用，將廢水中的有機物降解為小分子有機酸、醇等物質，并且生成CH4、CO2、H2O和NH3等氣體，達到去除污染物的目的。厭氧生物技術對水中大分子污染物的降解有較大優勢，分子量較大的難降解有機物在厭氧的酸化階段可以被水解為分子量較小易于降解的物質，有利于后續的好氧生化處理。厭氧生物技術具有抗沖擊負荷能力強、容積負荷高、處理費用低等優勢。
 

　　常見的厭氧技術有預酸化、厭氧折流板反應器(ARB)、升流式厭氧污泥床(USAB)、顆粒污泥床(EGSB)、厭氧內循環反應器(IC)。厭氧法的優點有有機物去除率高、污泥量少、運行費用少等，但其停留時間長，污泥馴化時間久，運行條件也較苛刻，冬天需要一定的保溫，有機物分解不*、臭氣產生多，厭氧處理造紙廢水的過程中往往會產生厭氧污泥鈣化，造成污泥流失嚴重，是厭氧處理能力大幅度下降。因此，厭氧技術處理需要技術人員有較高的運行經驗，同時也要進行除臭及保溫處理。
 

　　2.2好氧生物法
 

　　好氧生物法目前是城市生活污水和工業污水處理中應用多的，成熟的方法是活性污泥法?；钚晕勰喾ㄌ幚韽U水的過程包括兩步：吸附和降解。
 

　　其原理是廢水中的有機污染物首先被活性污泥快速吸附，并通過與污泥中的好氧微生物充分接觸，在好氧微生物的代謝作用下，完成降解的過程；吸附的有機物被降解后活性污泥又重復以上過程，終達到廢水中有機物去除的目的。好氧處理技術一般在上述厭氧處理技術之后的后續處理，能夠極大地降低廢水中的COD、BOD等污染物，但隨著我國制漿造紙廢水排放標準的不斷提高，傳統的生物處理方法已經越來越難滿足環境提標的要求，因此，好氧法出水還需要后續進一步的深度處理。
 

　　3、化學深度處理技術法
 

　　化學高級氧化法是近年來興起的水處理技術，它能將水中的污染物直接氧化成無機物，目前常用的是Fenton氧化法。
 

　　3.1 Fenton氧化法
 

　　Fenton氧化法是運用氧化試劑過氧化氫(H2O2)和亞鐵離子(Fe2+)結合而成，具有*的氧化能力，可以去除COD、色度、泡沫等，特別適用于難生物降解或一般化學法難以奏效的有機廢水深度處理。因為Fenton技術具有操作簡單，反應物易得、費用便宜、無復雜設備且對環境友好等優點，已逐漸應用于制漿造紙、染料、皮革等難生物降解廢水處理工程中，具有極為廣闊的應用前景。Fenton氧化法的缺點是催化劑的鐵金屬易形成大量的鐵泥，此外，處理后廢水的色度仍較高，因此色度問題也將成為制約Fenton氧化工藝應用的另一個因素。
 

　　3.2 臭氧氧化法
 

　　臭氧氧化法是利用不同種類催化劑的催化作用下得到OH以去除廢水中所含的污染物質、色度及臭味等的一種高級氧化技術。臭氧與有機物質直接產生反應，通過臭氧分解形成的OH間接與有機物發生反應，該過程產生的OH雖氧化性能更強但無選擇性。由于臭氧本身在水中溶解度低、運行成本高，因而臭氧氧化法有一定的局限性未獲得大量推廣使用。