造纸废水处理工程实例分析

李晓斌

（广州市誉林环保工程有限公司，广州 511400）

某造纸企业拥有7 条造纸生产线，年纸张生产能力达到15 万t。但是，生产过程的造纸废水排放量较大，污染物浓度高、成分复杂，其中化学需氧量（COD）、悬浮物（SS）浓度均较高，会对受纳水体产生一定污染。为保护周边环境，促进当地经济与环境持续稳定协调发展，该造纸企业决定建设日处理能力20 000 m3/d 的污水处理厂。

1 项目概况

该造纸企业产生的废水有再生浆废水、制浆废水、纸机白水、热电联产项目废水、生活污水及其他废水等。其中，再生浆废水产生量为850 m3/d，经筛网处理后，其与制浆废水混合进行后续处理，制浆废水产生量为7 000 m3/d；纸机白水、生活污水及其他废水一同处理，产生量共计9 500 m3/d；热电联产项目废水产生量为2 500 m3/d。3 股废水经二级处理后进入深度处理系统，深度处理系统设计规模为20 000 m3/d。该造纸企业排放的各类废水水质如表1所示。主要监测指标有COD、生化需氧量（BOD）、SS、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）、色度和pH。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002），出水COD 应不超过50 mg/L，SS 应不超过10 mg/L，pH 应控制在6～9。污水处理厂产生的污泥需要进行浓缩和机械脱水，脱水后污泥含水率最低可达65%，脱水污泥外运处置。

表1 造纸企业排放的各类废水水质

2 造纸废水处理工艺

该造纸企业产生的废水中，制浆废水和纸机白水占较大比重。制浆废水主要是采用蒸煮、氧脱、漂白等工序生产针叶木浆时产生的。纸机白水中的污染物成分主要为纤维、填料、淀粉、助留剂、施胶剂、消泡剂、防腐剂和颜料等。两种废水的污染物构成有所区别，故工艺设计将两种废水分开做预处理和生化处理，以便针对水质调节加药量、培养优势菌种。为确保造纸废水处理效果，从处理成本、处理效果、运行稳定性等方面入手，结合废水特性，确定造纸废水处理流程，如图1所示。

图1 造纸废水处理工艺

2.1 物化预处理工艺

物化预处理工艺主要包括格栅、筛网、混凝反应池和初沉池。生产车间的废水经过格栅去除大块杂物，以免堵塞后续处理设备，保证水泵正常运行，减少设备故障率。造纸废水SS、COD 含量均较高，尤其是非溶解性COD，筛网过滤可回收大量纸浆，并去除大量的非溶解性COD，降低后续处理的有机负荷。筛网的上层为斜筛，斜筛截留后的纸浆可进行回用。筛网采用双层结构，能有效减少清渣的劳动强度，改善劳动环境，减少操作工人数量[1]。

造纸废水中存在一些无法进行生化处理或者处理难度较大的物质，这就需要通过混凝来预处理，以便进行后续处理。混凝沉淀效率高，成本低，具有较高的性价比。混凝反应池的入口应设隔墙，将水流均匀地分布到整个反应池断面，防止絮凝池水位波动影响澄清区，同时在反应池出口设导流墙，减小水流对出水堰的冲击。导流墙开孔率应保证絮凝池内最大水平流速不超过设计流速，以免已形成的絮凝体被打散，影响沉淀效果。反应池的深度、长度及数量需要结合絮凝时间来确定，水深一般为3.0～3.5 m，宽度一般为10～15 m，并且反应池墙壁、导流墙、人孔和放空管等处应采取防腐蚀措施。初沉池需要根据池组设置、进水量变化来调节各池进水量，使各池配水均匀[2]。

2.2 生化处理工艺

2.2.1 水解酸化法

水解酸化法是一种预处理方法，旨在改善废水的生物降解性。水解酸化菌种可以将废水中的大分子物质分解为小分子物质，提高废水的可生化性，为后续生化处理提供有利条件。该方法适用于处理含有难降解有机物的高色度废水。水解酸化池内部采用防腐蚀材料，池内设置搅拌装置，保证废水充分混合，促进菌种的代谢反应。池内还设置填料，为水解酸化菌提供附着生长的场所，提高菌种的数量和活性。水解酸化池的大小根据实际废水处理量而定，并设置可调节的进水口和出水口，保证废水处理量的稳定。

2.2.2 活性污泥法

活性污泥法是通过培养活性污泥，利用微生物群体的代谢作用，将废水中有机物分解为二氧化碳和水。该方法具有处理效果好、适应性强、耐冲击负荷等特点，能够有效地去除废水中的有机物和氨氮。射流曝气池采用钢筋混凝土结构，内部采用防腐蚀材料。池内设置射流曝气装置，通过空气和水流的混合，为微生物提供充足的氧气和食物来源。池内还设置悬浮污泥回流装置，保证活性污泥在池内的停留时间，提高微生物的代谢效率。射流曝气池的大小根据实际废水处理量而定，并设置可调节的进水口和出水口，保证废水处理量的稳定。同时，为了更好地控制射流曝气池，池内设置在线监测仪器，实时监测废水的各项指标，如有机物浓度、氨氮浓度等，为运行管理提供科学依据。

2.3 深度处理工艺

2.3.1 絮凝反应池、终沉池与微滤机

投加絮凝剂等药剂，使其与二沉池出水充分混合、反应，通过沉淀进一步去除废水中的污染物，物化污泥用泵输送到污泥浓缩池。微滤机是一种转鼓式筛网过滤装置，它与其他过滤方法的根本区别在于所采用的过滤介质不锈钢丝网或微滤网的孔径特别小，而且非常薄，这种滤网在低的水阻力下具有较高的流速，使截留的悬浮物粒径总是比滤网的微孔小，悬浮物去除效果非常突出。

2.3.2 臭氧氧化法

臭氧氧化法是一种有效的深度处理方法，通过臭氧的强氧化性将废水中的有机物分解。该方法反应速度快、处理效果好，可去除难降解有机物。同时，臭氧氧化法产生的剩余臭氧可以在后续生化处理中分解为氧气，不会产生二次污染，因此具有很好的环保性能。臭氧氧化反应池采用钢筋混凝土结构，内部采用防腐蚀材料。池内设置臭氧发生器，通过电晕放电等方法将氧气转化为臭氧。臭氧发生器的功率和数量根据实际废水处理量而定，并设置可调节的进气口和出风口，保证臭氧浓度的稳定[3]。反应池在运行过程中要控制臭氧的投加量，保证臭氧能够充分反应，同时要定期检查臭氧发生器的运行状况，防止故障的发生。

2.4 污泥处理工艺

初沉池、高效沉淀池物化污泥先进入污泥浓缩池，经重力浓缩后初步减容，再进入污泥脱水间压滤脱水。污泥浓缩池内设置刮泥机，将沉淀在池底的污泥刮向池中心，同时通过设在池底的溢流口将上清液排出，实现污泥和上清液的分离。二沉池的剩余污泥输送至污泥浓缩池，经重力浓缩后初步减容，再进入污泥脱水间压滤脱水。

3 造纸废水处理效果

根据综合废水进出水水质，本工程的污染物去除率均符合相关标准要求。污水处理效果如表2所示。

表2 污水处理效果

4 结语

造纸废水成分复杂，可生化性差，处理难度较高。本工程综合考虑污水处理系统的稳定性、成本投入以及运行管理等因素，最终确定物化预处理、生化处理、深度处理和污泥处理相结合的造纸废水处理工艺路线。在造纸废水处理项目中，要结合实际情况，合理设计污水处理工艺，切实保证污水处理效果。