2023年《安全环境环保技术》之造纸废纸类废水处理技术及回用.docx

造纸（废纸类）废水处理技术及回用     造纸工业在国民经济中占有一定的地位，纸和纸板的消费水平，是衡量现代化水平与文明程度的重要标志之一。我国自改革开放以来，随着国民经济的开展和人民水平的不断提高，纸和纸板的生产量以年均9.8%的速度递增，其中1991～1995年间，平均每年增长13.6%。但是，目前我国国民人均年纸张消费量还不高，只有24.7kg，距世界人均年消费量54.9kg尚有相当差距。据预测，2022年我国纸及纸板消费量将到达4000万吨以上，人均消费量30kg以上，到2023年，纸及纸板总消费量为6000～8000吨，人均消费量到达43～57kg。因此，随着我国国民经济的开展，GDP的快速增长，必然会带来纸和纸板的生产与消费量的更快速的增长。     众所周知，造纸工业是水污染大户。据不完全统计，1995年全国县及县以上造纸排放量约为24亿吨，占全国工业排放量的11%，居第三位；COD排放量为300余万吨，占全国COD排放量的42%，居第一位。由此可见，为了控制污染，保护环境，迫切需要解决造纸工业同协调开展的问题。     九十年代以来，为了保护我国的自然环境和生态平衡，减轻造纸工业污染，特别是制浆黑液对环境的污染，我国的造纸工业已经逐渐摒弃“以草为主〞，改变“小而散〞的局面，对原料结构、产品结构进行了很大的调整。以商品浆和废纸取代自制浆，建设了一批有竞争力的大、中型造纸，生产白纸板，白卡纸，箱板纸，瓦楞纸等适应市场和人民需要的各种产品。以浙江省为例，目前以商品浆和废纸为原料的纸板及机制纸产量占全省造纸年产量的70%左右。因此，如何搞好以商品浆和废纸为原料的造纸处理，是减少造纸工业水污染的重要的和主要的组成局部。     造纸工业既是水污染大户又是用水大户。例如，以商品浆和废纸为原料的造纸生产，根据规模、设备状况、生产管理等因素，吨纸水耗为数十吨～上百吨之间，一座年产10万吨的造纸厂，每日耗水量约25,000m3～35,000m3。为了节省我国有限的水资源，寻求经处理后造纸废水的回用可行性，亦是一个摆在我们面前具有显明的现实意义和长远意义的新课题。     自90年代初以来，浙江水美环保工程有限从事造纸（废纸类）废水处理近10年，承担着国内一批大、中型造纸废水处理工程工程。经使用说明，这些设施的处理效果良好，不仅使处理水达标排放，而且到达了局部水生产回用。现将有关处理与回用技术介绍和探讨如下，供参考。     2 造纸（废纸类）废水来源与性状     2.1污染成份     废纸类造纸废水是以废纸、商品浆（大多为进口漂白木浆）为主要原料，生产多种规格的白纸板、白卡纸、箱板纸、瓦楞纸等产品。排放的废水主要来自废纸的碎浆、筛选、浮选及抄纸过程中产生的废水，如根据生产需要有脱墨工序的话，那么还有脱墨废水等等。废水中的主要成份是细小悬浮性纤维、造纸填料、废纸杂质和少量果胶、蜡、糖类，以及造纸生产过程中添加的各类有机及无机化合物。废水的特点是，SS、COD均较高。在COD的组成中，非溶解性COD较高，约占60%以上，溶解性COD较低。而溶解性COD又是较难生物降解。     2.2水量和水质     目前，国内造纸（废纸类）企业因原料、设备、工艺操作等不同，排水量差异较大。通常吨纸产品的排水量在100～200m3，低者小于50m3，高者超过200m3。废水水质因排水量而异。吨纸产品排水量低，那么排放废水中污染物浓度高；反之亦然。据测算，在一般情况下，造纸（废纸类）的产污系数为70～90kg COD/t纸。据此推算废水水质如下：     吨纸产品排水量为60.0m3左右时，SS 2022～2500mg/l     COD 2200～3000mg/l     吨纸产品排水量为100.0m3左右时，SS 700～1100mg/l     COD 800～1200mg/l     吨纸产品排水量为150.0m3左右时，SS 500～800mg/l     COD 600～900mg/l     吨纸产品排水量为200.0m3左右时，SS 400～600mg/l     COD 500～600mg/l     2.3 废水回用     根据造纸（废纸类）生产工艺，碎浆、打浆和冲网工序中的生产用水，对SS的要求较高，而对COD的要求不高。如碎浆、打浆用水，一般地要求SS≤100mg/l，冲网用水SS≤30mg/l，COD可在150～200mg/l。假设在处理过程中能有效地降低SS，并且去除大局部CDO，那么使处理水水质有可能满足诸如打浆、冲网等生产用水的要求，从而实现局部处理水生产回用，减少排放量。     3 造纸（废纸类）     3.1造纸（废纸类）废水处理及回用要解决的主要问题     造纸（废纸类）废水主要为有机和无机物所污染，废水中的SS和COD含量高，而N、P含量偏低。根据国家排放标准的规定和回用水的要求，此类废水要解决的主要问题是去除SS和COD污染物质。     废水中的COD由非溶性COD和可溶性COD两局部组成，通常，在造纸（废纸类）废水中，非溶性COD占COD组成总量中的大局部，因此，当SS被除去时，非溶性COD同时亦可大局部被降低。     废水中的BOD同COD的比值一般约为0.15～0.25，生化性较差，大局部BOD和可溶性CDO主要应用生物方法去除。     3.2国内外处理技术概况     国外，在欧洲有采用厌氧处理技术，对高浓度的造纸（废纸类）废水，如脱墨废水先进行预处理，而后再同其他废水混合进行好氧处理。这种处理方法的前提是需要有相应的生产工艺和先进的生产设备相配套，提高废水中可溶性CDO的浓度，使之能适宜进行厌氧处理。而在北欧、亚洲和我国的台湾地区，比较广泛采用的是物化—生化处理方法。使处理水水质到达排放要求。     目前，国内采用的处理技术通常有：     （1）气浮或沉淀法     沉淀或气浮法可去除大局部SS，同时可去除大局部非溶性COD。对一些吨纸产品排水量在200m3左右的小型企业，由于排水量大，废水浓度低，通过气浮或沉淀处理后，处理后出水水质有可能接近或到达国家排放标准。但是，污染物排放总量不能到达控制目标。     （2）气浮或沉淀法同生物处理法相结合     废水先经气浮或沉淀去除大局部SS和非溶性COD，而后再用生物处理方法进一步去除COD和BOD，使COD和BOD均能到达国家排放标准。     对于吨纸产品废水排放量在150m3以下，废水COD在800～1000mg/l以上的大、中型企业来说，由于原废水SS和COD浓度较高，不可能期望通过气浮或沉淀处理的方法使处理水水质到达国家一级排放标准。这样，势必要在物化处理之后，采取比较经济、实用、有效的生物处理方法，最终使处理水水质到达排放标准。     3.3集、回用和废水处理于一体的综合处理技术     由上述可知，目前国内外对造纸（废纸类）废水的处理大多着眼于使处理水水质达标排放上。我们认为，根据造纸（废纸类）生产的特点和所产生废水的性状，将废水处理同纤维、废水回用结合起来作为一个完整的系统加以考虑，似更为合理，使废水处理更能适应和生产开展的要求。我们经过近10年的工程实践，拟制了较能符合我国国情的造纸（废纸类）废水综合处理技术。这种技术的根本要点是：     （1）采用斜网过滤，以去除相当局部的SS和非溶性CDO。并且可以进行纤维回用。     （2）采用高效浅层或混凝沉淀，去除大局部SS和非溶性COD，局部水可回用于碎浆、打浆生产用水。     （3）采用A/O法生化处理，出水达标排放。视需要，局部水再经过滤，使出水SS≤30mg/l，可回用于造纸冲网生产用水。     4 工程实例     近10年来，我们按上述综合处理技术完成了十余项大、中型造纸（废纸类）废水处理工程，兹将有代表性的列举如下。     4.1 宁波中华纸业46000m3/d废水处理工程     （1）工程概况     宁波中华纸业是大型造纸企业，主要产品为涂布白纸板和白卡纸板，年产量约45吨。主要原料为商品木浆、废新闻纸、废箱板纸、混合废纸等。生产废水主要为制浆脱墨废水和造纸白水，废水中主要含细小纤维、废纸杂质及少量果胶、蜡、糖类等有机质。     废水处理工程规模46000m3/d。     原水设计水质为：pH 6～9     CODcr 1600mg/l     BOD5 900mg/l     SS 1500mg/l     （2）处理效果     该工程于1996年10月投入运行,至今一直稳定地运转,其间连续一个月的测试数据如表1所示。     从表中可以看出，在处理水量为35000～40000m3/d，进水pH7.1～8.9、CODcr为1500～3500mg/l、SS为1400～3000mg/l的条件下，处理水质通常为pH7.5～7.9、CODcr为60～100mg/l、SS20～30mg/l，到达国家一级排放标准，处理效果显著。     4.2山东太阳纸业有限26000m3/d废水处理工程     （1）工程概况     太阳纸业年产量20余万吨。其中，涂布白板纸、箱板纸等，年产10余万吨。主要原料为商品浆板及废纸。     废水处理工程规模为26000m3/d。     原水设计水质为：pH 7.0     CODcr 2500mg/l     BOD5 1000mg/l     SS 2200mg/l      处理水质为：pH 6～9     CODcr 150mg/l     BOD5 60mg/l     SS 100mg/l     其中，80%的处理水量（即20800m3/d）要求回用于生产中。     （2）处理效果     该工程于1999年5月投入运行，一直稳定运行。1999年7月运行结果如表2所示。     从表中可以看出，在进水COD为1500～2500mg/l、SS为1200～2200mg/l的条件下，处理水水质为COD50～90mg/l，SS15～30mg/l，出水水质良好。每日回用于生产的水量10,000m3左右。     4.3浙江永泰纸业有限废水处理工程     （1）工程概况     永泰纸业年产涂布白纸板10万吨，主要原料为商品木浆、废纸等。废水中主要含细小纤维、废纸杂质和少量有机污染物质。     废水处理工程规模45,000m3/d，一期工程30,000m3/d。     原水设计水质（斜网之后）为：pH 6.5～7.5     CODcr 750mg/l     BOD5 350mg/l     SS 600mg/l     处理水水质为： 　     一期工程：pH 6～9     CODcr　150mg/l     BOD5　60mg/l     SS 70mg/l      二期工程：pH6～9     CODcr　100mg/l     BOD5 30mg/l     SS 70mg/l     （2）处理效果     该工程于1999年5月投入运行，一直稳定运行。1999年7月运行结果如表2所示。     从表中可以看出，在进水COD为1500～2500mg/l、SS为1200～2200mg/l的条件下，处理水水质为COD50～90mg/l，SS15～30mg/l，出水水质良好。每日回用于生产的水量10,000m3左右。     4.3浙江永泰纸业废水处理工程     5　问题讨论     （1）从大量的造纸（废纸类）废水处理工程实践说明，我们所采用的集回收、回用和废水处理于一体的综合处理工艺和技术是可行的，有效的，到达了预期目的。     ① 对中、小型的老企业，由于吨纸产品排水量大，约150～200m3，原水SS和COD浓度较低，当采用斜网过滤 — 气浮或沉淀方法进行处理时，可去除大局部SS，去除率可达75～95%。在去除SS的同时，非溶性COD亦被除去，COD去除率为60～85%。由于此类废水的COD值不高，一般为400～700mg/l,而