(论文)再生纸浆造纸废水处理技术浅析 Treatment of Recycled Pulp Making Wastewater.pdf

!工业给排水! 再生纸浆造纸废水处理技术浅析 胡大锵 提要从再生纸浆造纸废水的特性着手， 根据不同的产品及原废水中有机物浓度、 排放标准等， 以同类废水处理工程的运行 （或试验） 资料为依据， 剖析并提出各处理工艺流程的适用条件， 以及应 注意的技术问题。 关键词造纸废水混凝沉淀生物处理废纸箱板纸白板纸再生纸浆 近年来， 随着我国对环境保护管理力度的不断 加强， 一些以制浆造纸为主要生产工艺的小型企业， 由于受 “黑液” 的困扰， 而被迫停产或转产。而以废 纸为主要原料的再生纸浆造纸企业， 却日渐得到发 展， 其中最主要的原因在于满足环境保护的需要。 认为以废纸为原料所产生的废水污染物浓度低， 易 于处理至达标排放， 实际上这种观念是欠全面的。 我们必须承认， 采用再生纸浆造纸所产生的废 水， 与以木材或草类为原料的制浆造纸废水相比， 其 污染物成分虽有相似之处， 但废水中浓度及其存在 形态， 却发生了很大的变化。废水处理工艺流程不 仅可以简化， 运行费用相应降低， 污染物产生量大大 削减， 出水水质也大为改善。 但是， 我们也必须充分地认识到， 对再生纸浆造 纸废水处理至达标排放， 也并非是很容易的事。因 为， 以废纸 （和一定配比的商品木浆） 为原料的造纸 废水， 仍然含有木质素、 纤维素、 半纤维素、 糖类和醇 类， 以及抄纸过程中添加的施胶剂、 滑石粉等。尤以 废报纸、 废杂志纸、 废书纸为原料的脱墨制浆废水， 还含有油墨、 脱墨剂及增白剂等物质。黄板纸制浆 系统废水的cod高达3 700 mgl以上， 色度达 800 倍之多。 排出废水水质， 相对于同种产品及原料而言， 与 用水量的关系甚为密切。从目前许多废纸造纸企业 的用水情况来看， 排水量在60 m3 t 纸以下的企业 不多， 大都在100 !250 m3 t 纸之间， 而国内吨纸 cod产生量在70 kg 左右， 有的可达80 ! 130 kg， 而 草浆吨纸cod产生量可高达1 080 kg， 故废纸浆造 纸废水cod多在500 ! 800 mgl范围内变化。随 着生产工艺及设备的不断改进， 目前就有不少外资 及中外合资企业， 已经按照低耗水量的要求进行生 产， 废水中cod已高达2 500 mgl以上。 因此， 对以废纸为原料的造纸废水的处理， 仍应 针对不同的原料、 造纸工艺及产品和废水水质， 采用 不同的治理技术， 以确保达标排放。 1 再生纸浆造纸废水水质 目前国内采用再生纸浆造纸的纸品种类繁多， 最常见的有黄 （箱） 板纸、 涂布白板纸等包装纸， 其他 还有印白色原纸、 装饰汰白纸、 糖果纸、 邮封纸、 筷子 包装纸， 脱墨再生新闻纸， 彩色胶印书刊纸， 卫生纸 等。表1列出了最常见的几种纸品的废水水质。 从表1结果知， 再生纸浆造纸废水的 ph 值多 在6 ! 9之间， cod多在600 ! 1 200 mgl之间， 有 的高达1 500 !3 500 mgl。bod浓度随cod的 增大而增大， 且bodcod也非为一定值。当cod “ 1 000 mgl 时， 其值约为0 .20 ! 0 .35； 而当cod # 1 000 mgl 时， 其值可达0 .30 !0 .40。ss浓度 一般都较高， 无论cod如何变化， ss值都接近或略 超cod值， 此为再生纸浆造纸废水之一大特性， 并 有利于物化法的处理。 2 废水处理工艺浅析 目前， 对于该类废水的处理， 在欲达到相应排放 标准的条件下， 宜根据不同的纸品种类及废水水质 而采用不同的方法。 从再生纸浆所采用的原料及辅料分析， 其废纸 原本都来自木材或草类蒸煮制浆造纸而得， 废水中 污染物的成分与制浆造纸废水无多大差别， 即废水 中溶解性cod多是以木质素为主体的物质， 而溶解 性bod则以纤维素分解后的糖类、 醇类为主体。其 中， 不溶性cod， bod可采用物化法去除， 糖类和醇 42 给水排水 vol.27no.92001 表1再生纸浆造纸废水水质监测结果 工程 编号 监测日期 ph cod mg l bod mg l ss mg l 备注 1 ! 199907131 845 （738） 2 008 199907141 664 （665） 1 882 199907151 545 （618） 1 960 199907161 680 （672） 2 016 199907171 224 （490） 1 314 为涂布白板纸、 箱板纸 综合废水 2 ! 199706227 .172 550 （1 020）2 211 199706237 .162 433 （973） 2 155 199706247 .202 751 （1 100）2 274 199706257 .203 243 （1 297）2 644 199706267 .183 660 （1 464）3 210 为涂布白板纸综合废 水 3 ! 199901277 .37789147500 199903238 .47644180669 199903248 .349442711 057 200010297 .48702242628 200010297 .56628287770 为涂布白板纸综合废 水 5 ! 4 .68401 .6174 .0627 199612194 .28152 .639 .2671 7 .46899 .6193 .0420 199712239 .25561164567 199712318 .20853183770 “转印白色原纸等 #钛白纸、 剥离纸等 $新闻纸 “+ $生产线混合水 6 ! 199805026 .5608 （194） 199805036 .51 220 （390） 199805046 .51 921 （615） 199805106 .51 020 （326） 1 392 199805116 .5704 （225） 2 060 为箱板纸综合废水 注： 括号内数据系根据实测资料之推算值。 类则可用生物法去除； 当然， 也可采用过氧化物或其 他强氧化剂催化氧化法部分去除； 但木质素则几乎 不能用物化法、 生物法去除。 一般情况下， 再生纸浆造纸废水中几乎不含一 类污染物质， 如镉、 氰、 有机磷、 铅、 六价铬等 （除非在 被利用的废纸中， 外加挟带有一类物质的化合物） ； 主要是含有二类污染物中的ss， bod，cod等。根 据笔者的实践， 其处理工艺大致可归纳为以下几种 类型。 2 .1 一级混凝处理工艺 2 .1 .1 工艺一 （见图1） 该工艺通常适用于bodcod值较小、 原废水 水质浓度较低或出水水质要求不高的工程。各项指 标的处理效果如表2中的5 !工程所示。 图1一级处理工艺一流程 5 !工程系属浙江某集团公司， 以废纸及商品木 浆为原料， 分新闻纸、 印花纸及汰白纸3个车间， 处 理水量为10 800 m3 d。于1998 年1月通过验收， 运行费用约0 .25元 m3水， 主要用于药剂的消耗。 由于该工艺具有节能、 投资省、 管理方便等优 点， 易为某些造纸企业所接受。但其缺陷是： 该工艺 仅适用于排水水质要求不高 （cod!150 mgl） 、 原 废水中cod低于500 mgl（箱板纸等废水） 或cod 低于750 mgl（白板纸、 新闻纸、 汰白纸等废水） 。 当上述排放标准、 纸品种类、 原水水质三者之一不符 要求时， 均不宜采用。 2 .1 .2 工艺二 （见图2） 图2一级处理工艺二流程 该工艺与工艺一属同一类型， 适用条件也相似。 其优点在于占地小， 污泥无须设浓缩池。但因用于 气浮回流溶气水的能耗较大， 其运行费用相应较高， 通常在0 .35元 m3水左右。 各项指标的处理效果如表2中的3 !， 4 !， 6 !工 程所示。 3 !工程主要生产涂布白板纸， 处理水量分别为 12 000 m3d（1999 年监测） 及45 000 m3 d（2000 年 监测） ，均 已 通 过 验 收。表 明 当 进 水cod ! 750 m gl，bod! 280 mgl 时 （bodcod=0 .37） ， 经气 浮 处 理 后， 出 水cod，bod及ss均 可 达 gb3544 -92 造纸行业一级标准。 4 ! 工 程 主 要 生 产 箱 板 纸，处 理 水 量 为 5 500 m 3 d， 已于1998 年通过验收。当进水cod“ 750 mgl 时，经 气 浮 处 理 后 出 水 cod 可 达 gb3544 -92造纸行业二级标准， 但不可能达到一级 标准， 除非原废水cod!450 mgl的情况下才有 达标的可能。 给水排水 vol.27no.9200143 6 !工 程 主 要 生 产 黄 板 纸，处 理 水 量 为 3 400 m 3 d， 已于1998 年通过验收。该工程经气浮 后出水远未达到一级排放标准， 其后还设有氧化塘。 表2中所列排放标准， 系指经氧化塘处理后的控制 水质。此例旨在说明： 当原废水cod!450 mgl 时， 仅通过气浮一级处理， 是不可能达到造纸行业一 级标准的。 表2再生纸浆造纸废水处理效果 工程编号监测日期 原废水 mg l沉淀 气浮 mg l二沉池 mg l排放标准 mg l codbodsscodbodsscodbodsscodbodss 1 ! 199907131 845 （738） 2 00827877“ 3018“ 100“ 30“ 70 199907141 664 （665） 1 88222467“ 309 199907151 545 （618） 1 96017559“ 3015 199907161 680 （672） 2 01620860“ 306 199907171 224 （490） 1 31421559“ 3012 2 ! 199706222250 （1 020）2 211 70“ 3026“ 100“ 60“ 100 199706232433 （973） 2 15579“ 3029 199706242751 （1 100）2 274 92“ 3023 199706253243 （1 297）2 644 78“ 3024 199706263660 （1 464）3 210 85“ 3025 3 ! 19990127789147500 11330 .15 .0 “ 100“ 30“ 70 19990323644180669 87 .725 .850 .2 199903249442711 057 105 .227 .166 .0 4 ! 19981019626 .5 124 .561 .5 “ 150“ 60“ 100 19981020745 .5 110 .061 .5 5 ! 19961219652 .6231 .055027 .920 .110“ 200“ 80“ 50 899 .6193 .042047 .840 .015 1997122356116456745 .828 .816 1997123185318377087 .823 .431 6 ! 19980502608 （194）320 199805031 220 （390）596 199805041 921 （615）419 199805101 020 （326） 1 392 444258 19980511704 （225） 2 060 18482 后为氧化塘 “ 100“ 30“ 70 注： 4 !工程产品为箱板纸， 其他工程见表1。 2 .2 氧化“混凝处理工艺 （见图3） 采用的强氧化剂有km do4， nac l o，h2o2，cao 等， 若参数控制得当， 也可采用催化氧化法， 以加速 其氧化反应过程。氧化机理与处理其他废水相似， 即以此破坏废水中有机物的分子结构、 失稳， 随后再 絮凝、 固液分离而去除。 经此处理后cod， bod去除率可由原一级混凝 图3氧化“混凝处理工艺流程 沉淀法的72 .2 %， 71 .1 %提高至89 .3 %，89 .7 %（试 验用水系生产卫生纸、 箱板纸及牛皮纸之废水） 。 但由于该工程目前仅停留在小试阶段， 尚未有 工程实例， 笔者认为， 若拟应用于工程， 尚有待验证 适用水质、 氧化剂投量、 氧化时间、 ph 控制、 还原剂 比例及设备防腐等问题。 2 .3 二级生物处理工艺 其典型工艺流程见图4。 44 给水排水 vol.27no.92001 图4二级生物处理工艺流程 该流程可适用于任何纸品及原废水水质的再生 纸浆造纸废水。各项指标的处理效果如表2中1 !， 2 !工程所示。 1 !工程系属山东某纸业公司， 生产涂布白板纸 及箱板纸， 处理水量为26 000 m3 d， 于2000 年9月 通过验收， 运行费用达0 .53元 m3水。 该工艺经一级处理后cod已从1 500 “1 900 mg l降至200 “ 280 mgl， 去除率达80 % “ 87 %； 二沉池出水cod达60 “ 80 mgl， 生化段去除率达 70 %左右。 2 !工程系属浙江某中外合资企业， 以新闻纸、 废箱板纸及商品木浆为原料， 生产涂布白板纸， 处理 水量为46 000 m3 d。经二级处理后出水cod降至 70 “ 90 mgl， 总去除率达95 % 以上。 该工艺的主要特点为： （1） 置于流程首端的网筛 （或斜网） 可截留较大 颗粒 （60目以下） 的纤维回收， 同时可去除约30 %的 cod及20 %的bod。 （2） 经混凝沉淀后出水cod已大为降低， 平均 去除率 （含网筛） 可达85 %左右 （白板纸） ， 而且可使 bodcod值增大， 改善生化性能， 为后续生化处理 提供了有利条件。 （3） 生化段由生物筛选池和曝气池两者组成， 前 置生物筛选池具有两个功能： 一为生物吸附， 二沉池 污泥回流至生物筛选池， 可在极短时间内 （30 “ 60m in） 对进水中的有机物完成吸附过程； 二为生物 筛选， 二沉池污泥在此容器内混合， 其微生物在兼氧 环境下反应， 可抑制曝气池内丝状菌的繁殖， 避免污 泥膨胀， 保障好氧池的稳定有效运行。 （4） 具有管理方便、 自控要求低及耐冲击负荷等 优点。对处理再生纸浆造纸废水来说， 因废水性质 差异较大的实际情况， 该工艺还具有广泛的适用性。 3 讨论 （1） 对于该类废水处理工艺的选择， 应特别注意 不同的产品、 废水水质及生产工艺和排放要求， 切忌 盲目选用。 （2） 一级混凝处理该类废水， 是一项有效而可行 的工艺， 但基本条件是： 原废水中cod!700 mgl （白板纸类） ， 出水cod可达100 mgl以下； 或原 废水中cod!500 mgl（箱板纸类） ， 出水cod可 达150 mgl以下。 （3） 氧化#混凝处理工艺， 是一项值得研究的技 术， 但由于目前仅限