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            【污水處理廠工藝】廢紙造紙綜合廢水的治理

            【污水處理廠工藝】廢紙造紙綜合廢水的治理

            摘要:本文針對廢紙紙漿綜合廢水的特點,根據生產紙張品種,從源頭治起,在生產過程中采取清潔生產工藝, 提高廢水循環利用率,降低清水用量,為零排放打下了堅實的基礎。為了能滿足生產需要,在廢水治理中采取“物 化+生化”的處理工藝,使污水經處理后各項指標均達到國家一級排放標準。

            關鍵詞:廢紙制漿綜合廢水;清潔生產;零排放;沉淀氣??;生化

            1引言

            隨著國家南水北調工程的開工,地方政府加大了對污染企業的理,要求各污染企業對原有的治污設施進行改造,特別是以廢紙為原料的造紙企業要求在2006年底前實現零排放。鑒于此,我們針對濟寧市某紙業有限公司進行了技術改造。該企業年生產能力1.7萬t,主要產品以牛皮箱板紙、高強紗原紙為主,生產原料為廢紙,日產廢水4000m3,外排3000m3。經過改造以后,該企業產量未變,日產廢水2000m3,外排300m3,噸紙消耗清水8m3,外排污水達到國家一級排放標準。該工程經過半年多的運行,產品質量及出水水質穩定,現對該工程做以下簡要的介紹。

            2生產工藝的改造

            治理污染,我們本著從源頭抓起的原則,力求在生產過程中采用新技術,降低噸紙用水量。這樣既能節約資源降低生產成本,又能從源頭控制污染。為此,在該工程的改造中,針對生產用水線路進行了較大的改動[1]。

            2.1壓縮清水用量

            在生產過程中對清水使用量嚴加控制,并采用一些節水措施,主要如下:

            (1)在不影響產品質量以及設備性能的情況下,最大限度提高清水循環使用率。首先,清水進入冷卻設備(主要是空壓機、冷缸、復卷機、壓榨機等),然后收集,經過加壓加壓后用于洗滌毛布[2]。具體做法詳見圖1。

            【污水處理廠工藝】廢紙造紙綜合廢水的治理

            (2)在網案、毛布洗滌方面,采取高壓移動水針來代替老式的扇形洗滌。經現場測定,洗滌毛布采用高壓移動水針比扇形噴嘴節水90%。

            (3)在網部成型方面,采用了高濃上網技術(上網濃度為1.5%),并且在生產過程中所用的漿料稀釋水均采用網下白水。

            (4)網部、壓榨部的真空脫水用于網部的洗滌。

            2.2制漿上采用逆向回水路線

            在紙漿方面引進芬蘭奧斯龍清潔生產工藝——逆向回水路線。根據各工序對水質要求不同,對造紙網下白水、污水處理后出水、紙漿洗滌水進行合理利用,使造紙網下白水不出生產線,污水處理站僅處理經重復使用后剩余的紙漿洗滌水,紙漿洗滌水經過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](詳見圖1)。

            經過上述改造后,該公司噸紙僅消耗清水8m3,日產廢水2000m3,外排300m3。

            2.3污水處理站的廢水來源及水質

            2.3.1廢水來源及水量

            經過改造以后,污水處理站的廢水主要來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,廢水排放不穩定,存在著一定的周期,約2.5h一個周期(峰值90m3/h,峰谷20m3/h),日排放廢水2000m3。

            2.3.2污水水質及排放標準

            由于該公司主要利用廢紙為原料,水質不穩定,變化較大,特別是CODCr波動較大,具體情況詳見表1。市地環保部門要求該公司執行GB 8978-1996中一級排放標準。

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            3污水處理站的工藝流程

            3.1該公司原來工藝流程

            1997年該公司配套建設一座污水處理站,主要采用物化處理方法,詳見圖2。

            【污水處理廠工藝】廢紙造紙綜合廢水的治理

            經過近幾年的運行,處理效果一般,不能滿足當前環境保護的要求,而且此工藝流程中存在著如下幾方面的問題:

            (1)沉沙溝不起應有的作用,主要原因如下:a:污水處理站離車間較遠(500m),而且采用明渠連接,坡度較小。b:沉沙溝無排泥設施。

            (2)調節池采取S型布水,由于S型廊道過寬,流速太低,造成調節池污泥存量較多,并且,調節池無排污設施,因此起不到水量調節作用。

            (3)微濾機采取水力驅動,當漿料過大時,無法正常運轉。

            (4)現有廢水處理設施無法滿足現在排放標準的要求。

            3.2改造后的工藝流程

            為了節約資金,縮短工期,該公司于2003年元月份對原有的污水處理站進行改造,并充分利用了原設施,具體流程見圖3,各構筑物詳見表2。

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            3.2.1預處理

            該工藝過程中,預處理主要包括格柵、曲面斜網、調節沉淀池、沉淀氣浮池。

            (1)格柵主要攔截廢水中的塑料皮,采取篩網與格柵相結合,以便于漿料的回收,同時也為后道工序打下基礎。

            (2)曲面斜網采用120目的熟料尼龍網進行漿料回收。

            (3)調節沉淀池主要起到均衡水量、水質、去除比重較大的懸浮物的作用,污泥通過特制的吸泥機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合。此種工藝比較先進,結構比較合理,運行效果比較穩定。

            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。設計上采取新老結合,容積負荷取2.5KgBOD5/m3·d,布水方式采用多點布水,“S”推流式曝氣裝置采用新型推流式旋轉曝氣器。通過工程實踐,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,藥劑彌補了廢水、磷的不足,使生物生長曲線比較穩定 [1] (從生物培訓到掛膜僅用了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。本工程為節約投資充分利用現有設備,以氣浮池代替二沉池,能達到同樣的效果。

            3.3主要設備

            該工藝采取的主要設備詳見表4。

            【污水處理廠工藝】廢紙造紙綜合廢水的治理

            3.4污泥處理

            本工藝過程中污泥產量主要來源于調節沉淀池、沉淀氣浮池以及氣浮池,污泥以泥砂、細小纖維、脫落生物膜為主。經過污泥濃縮后,經帶式壓濾機脫水后,外運填埋。

            4運行效果

            整個改造工程于2004年2月底竣工。經過近半年的運行,處理效果穩定,產品質量未因采用回用水引起波動,經環保部門的現場取樣監測,各項指標均達到了國家一級排放標準。各處理單元運行效果詳見表5。

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            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備,總共投資90萬元,其中直接用于污水處理站改造60萬元(各項費用詳見表4),加上前期投資污水處理站總造價在130萬元左右。

            5.2勞動定員

            改造完成以后,污水處理站主要設置以下崗位: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,實行三班制,每班3人,一名站長,一名化驗員兼替班。

            5.3動力消耗

            本工程在改造時就注意盡量降低能耗,整個污水處理站總運行功率只為60kW,其中生化池供氧需用30kW,占整個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備較小,維修費用較低,化驗室所消耗的費用在此也忽略不計。

            5.5污水處理總費用

            總費用=人員工資+動力消耗+藥劑消耗+設備拆舊+維修費用

            =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污水使其達到國家一級排放標準約需用0.81元。

            【污水處理廠工藝】廢紙造紙綜合廢水的治理

            6工程結論

            (1)以廢紙為原料的造紙廢水,由于原料不穩定,造成水質變化大,因此在設計中,特別是物化系統,耐沖擊系數應大一些。

            (2)在推進式生物氧化池中,應考慮多點進水,避免局部容積負荷過大。

            (3)生化系統在啟動初期應注意生物相的變化,注意廢水的pH值的變化,并控制在6.5~7.5之間。

            (4)生化系統在運行過程中應保持充足的營養,本工程中運用的生物催化劑效果好,易于控制,利用率較高。

            (5)調節沉淀池考慮排泥設備。

            (6)根據PAC與pH值的關系(見圖4),正確的控制加藥量,及時調整pH值。

            (7)本工程中廢水經過處理后,直接用于生產,回用率在90%左右,而且對生產產品質量無影響,為下一步的零排放打下了堅實的基礎。

            (8)在生產過程中采用清潔生產工藝,逆向回水路線比較成功,值得借鑒。

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