宋黎鷹
摘要:簡述了麥草制漿造紙廢水的來源及特點,廢水的物理、化學和生物處理方法,并結(jié)合實際提出了傳統(tǒng)治理技術(shù)部分局限性及改進措施。
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主要的工業(yè)污染源之一,其成分復雜,可生化性差,主要為高濃度有機廢水,屬于較難處理的工業(yè)廢水。其特點是廢水量大,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部分:制漿廢液(黑液)、中段水、紙機白水。
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,紙機白水為抄紙車間廢水。
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皮、木屑、麥草、塑料、紙漿纖維屑等細小的懸浮物,這些物質(zhì)會對水泵等造成損害,對主體處理工藝造成影響,因此在進入水泵及主體處理系統(tǒng)之前要對其進行攔截,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行充分混合。格柵沒有攔截的輕質(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。對于連續(xù)正常生產(chǎn)的企業(yè),集水池中混合水的指標應(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準設(shè)計的,要求均勻進水,特別對生物處理系統(tǒng)更為重要。集水池能在生產(chǎn)系統(tǒng)廢水量短時間內(nèi)出現(xiàn)波動情況下進行緩沖,穩(wěn)定進入生化系統(tǒng)水量。
1.4 篩網(wǎng)
在造紙過程中的抄紙等工序中會產(chǎn)生大量的白水,含有大量的紙漿纖維,如果不對紙漿纖維進行回收,將有大量的紙漿進入廢水處理系統(tǒng)中,嚴重影響廢水處理系統(tǒng)的處理效果,同時造成紙漿浪費。篩網(wǎng)通常應(yīng)用在廢水中含有大量的細小懸浮物如紙漿等,同時還可以去除大顆粒的漂浮物,對懸浮物及大顆粒物質(zhì)的去除率可達到90%以上?;厥盏睦w維繼續(xù)使用,實現(xiàn)循環(huán)利用,使其既具有環(huán)境效益,同時也具有經(jīng)濟效益。
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)施負荷。污水進入初沉池后,呈懸浮狀的污泥沉積于池底,經(jīng)刮泥機抽出送到污泥濃縮池,上清液經(jīng)溢流孔進入下一工序。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污水中有機物進行降解,進而達到去除污染負荷效果,在正常運行情況下能去除80%以上的污水負荷。
生化處理大多采用活性污泥法和生物膜法。改進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、百樂克工藝。對于負荷極高的污水適于采用AB法,而負荷相對不太高的市政污水,適于采用氧化溝工藝。制漿造紙廢水負荷中等,且相對穩(wěn)定,適于采用百樂克工藝。
百樂克工藝采用鼓風曝氣方式,曝氣頭懸掛在曝氣鏈上,深約5m,氣泡通過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,對曝氣頭還起到推動作用,拉動懸掛鏈在一定范圍內(nèi)蛇形擺動,利于達到混合效果。氣泡在池底從曝氣頭溢出后,沿不規(guī)則線路自下而上運動,一方面增加了氣水結(jié)合時間,增加氧的利用效率,同時可使污水負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,重點要控制好以下幾個主要影響因素:水溫、PH、DO、MLSS、污水負荷。同時,為了促進微生物的繁殖代謝,還要根據(jù)需要向曝氣池中投放定量的營養(yǎng),如N、P。
1.8 二沉池
絕大部分污水負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入二沉池。污泥在二沉池中進行泥水分離,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,通過投加PAC、PAM,在攪拌反應(yīng)池中對其進行化學絮凝,進一步降低負荷。
1.10 絮凝沉淀池
攪拌絮凝后的廢水在絮凝沉淀池中進行泥水分離,沉淀污泥抽入污泥濃縮池處理,上清液達標后可排放。
1.11 污泥濃縮池
污泥濃縮池集中相應(yīng)處理池送來的污泥,添加PAM后通過壓濾機濃縮處理,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
隨著制漿原料市場的變化和國家對達標排放標準的不斷提高,傳統(tǒng)的污水處理方法已經(jīng)不能達到處理要求。通過對傳統(tǒng)處理方法進行改進,可達到國家規(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,此類污染物靠單純的使用絮凝劑很難達到新的排放標準。通過高效淺層氣浮,可大大提高此類污染物的出去率,使出水COD達標。
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)進水、動態(tài)出水為動態(tài)進水、靜態(tài)出水。附有微氣泡懸浮顆粒的混合污水進入氣浮池的時候,出流裝置移動,混合廢水的水平流速相對出流裝置為零,抑制了槽內(nèi)的紊流,能進行平穩(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:(1)待處理水停留時間較短,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)過生物處理和化學絮凝處理以后,原水中COD雖然能達標,但還存在一定量的難降解的能產(chǎn)生色度的有機物,用常規(guī)的工藝很難對其進行處理,進而影響到出水視覺效果。采用臭氧氧化處理之后,能很好達到脫色、除臭和有機物去除方面的作用,甚至還能降低物化處理的藥劑使用量。
使用臭氧進行廢水處理具有以下優(yōu)點:
(l)氧化能力強;(2)原料為空氣或氧氣,不會產(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,運行成本不高。
臭氧氧化脫色處理在終沉池前運行能較好地達到設(shè)計效果。
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。在對麥草進行蒸煮前,應(yīng)對其進行冷浸洗。冷浸水具有泥沙含量極大、SS高、色度高、COD負荷高等特點,如果直接和中段水混合處理,勢必影響處理效果,甚至會給生化系統(tǒng)造成負荷沖擊。為此,對洗草冷浸水應(yīng)做泥沙沉淀處理,去除大部分懸浮物,再對出水進行厭氧處理。
厭氧處理技術(shù)利用厭氧菌對高分子有機污染物進行水解、酸化,產(chǎn)生易于好氧消化的小分子有機物,并將一部分有機物轉(zhuǎn)化為甲烷。
對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。其特點是:高負荷、抗沖擊負荷能力強、去除率高、對后續(xù)處理影響小、投資較低、運行費低。
經(jīng)過厭氧處理,可去除50%左右的污染負荷,與中段水混合后,可達到生化系統(tǒng)的進水負荷條件。
3 結(jié)束語
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)的運行更加穩(wěn)定,同時還可節(jié)約投資,降低運行成本,具有較高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
參考文獻
[1]楊宗勝.國內(nèi)造紙廢水的研究進展[DB/OL].科技咨詢(科學管理),2010.
[2]陳冀孔.氣浮凈水技術(shù)[M].北京:環(huán)境科學出版社,1992.
[3]武書彬.造紙工業(yè)水污染控制與治理技術(shù)[M].化學工業(yè)出版社,2001(5)245-267.