天成纸业生产废水处理工程工艺设计说明书(编辑修改稿)

天成纸业生产废水处理工程工艺设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

保护的各项规定，废水经处理后必须确保各项出水水质指标均达到 制浆造纸工业水污染排放标准。 （ 2）采用简单、成熟、稳定、经济合理的处理工艺，保证处理效果，节省投资和运行管理费用。 （ 3）设备选型兼顾通用性和先进性，运行稳定可靠、效率高、 管理方便、维修维护工作量少、价格适中。 （ 4）系统运行灵活、管理方便、维修简单。 （ 5）工程建设完成后，力争达到社会效益、经济效益、环境效益的最佳统一。 沙县天成纸业生产废水处理工程工艺设计 3 第二章 处理技术综述 再生纸废水的来源及主要特点 国内废纸再生造纸主要生产板纸和再生 新闻纸或生活用 纸。 主要工艺流程为碎浆 、 净化 、 筛选 、 浓缩 、 贮浆 、打 浆 、 上网 、 压榨 、 烘干 、 卷取等 ， 再生新闻纸的生 产 增加了脱墨工艺。 生产废水主要来自制浆车 间的 打浆 、 冲渣 、 筛浆 、 浓缩以及抄造车间的净化筛 选和 纸机的湿部脱水等工序以及再生新闻纸的脱墨工序。 再生纸 废水中的污染物主 要包括半纤维素 、 木质素 、 细小纤维 、 无机填料 、油墨 、 染料等污染物。 木质素 、 半纤维素 、 油墨 、 染料等是形成废水 COD 及BOD 的主要成分 ； 细小纤维 、 无机填料等主要形成 SS； 而色度主要来自于废纸的油墨和染料等 [1]。 再生纸废水 处理技术 根据再生造纸废水的不同水质特点，形成了不同的废水处理方法，国内外己对再生造纸废水的深度处理进行了研究。 目前处理方法主要有物理方法、混凝沉淀法、生化法、化学处理法等方法，下面对这些处理技术分别进行介绍 [2]。 物化法 物理法处理废水可分为：沉淀法、过滤法和气浮法以及 离心法四种，以沉淀法应用最为普遍。 处理对象是废水中的固体悬浮物，如纤维、胶料、涂料和化学药剂残渣等。 （ 1）过滤法 过滤法是利用过滤设施截留废水中固体悬浮物的方法。 废水排入处理系统时，一般先要通过格栅和筛网过滤器，以去除废水中较大悬浮物。 如要回收纤维，可用压力过滤机、连续排渣离心机或回转式细格栅进行回收。 可回收纤维80％～ 90％，大大减少了废水中的 SS 的排放，是一种简单易行的一级处理。 常用的过滤设备和设施包括格栅、沉砂池、滤网、压滤机、真空过滤机等。 工厂应用最多的是格栅和沉砂池 [3]。 （ 2）沉淀法 沉淀 法是利用废水中不溶解的污染物与水的密度不同使固体和液体分离的福州大学本科 课程设计 4 原理。 沉淀分为自然沉淀和混凝沉淀两种。 自然沉淀靠水中固体颗粒的自重进行沉降，此法仅适用于较大颗粒，混凝沉淀是在废水中投入电解质作为混凝剂，使废水中的细小颗粒与混凝剂结成较大的胶团，在水中加速沉降。 混凝沉淀法的处理工艺流程如图 21。 图 21 混凝沉淀法处理废纸造纸废水工艺流程 该工艺具有工艺过程简单、投资省、管理方便等特点，且运行费用较低。 但该工艺只适用于 BOD 与 COD 值较小 ，原废水水质浓度较低或出水水质要求不高的工程，有研究表明：用该工艺处理废水，其 SS 去处率可达 85～ 98%，色度去处率可达 90%以上， COD 去处率可达 60％～ 80％，难以达到排放标准 [4]。 （ 3）气浮法 气浮法适用于废水中存在大量相对密度接近于水的微小颗粒状物的情况。 气浮法处理废水是利用空气在一定的压力下溶解于水中产生高度分散的微小气泡来吸附水中的细小悬浮物，使其随气泡一起上浮到水面而加以分离的一种处理方法。 气浮法具有分离时间短，浮渣含水率低，除渣方便及操作简单等优点。 常用的浮选方法有加压浮选、曝气浮选、真 空浮选、电解浮选和生物浮选等，国内企业开发生产的气浮设备主要有超效浅层气浮、涡凹气浮系统，主要用来处理造纸机网部白水以回收纤维 [5]。 （ 4）离心法 离心分离法是指含有悬浮物的废水在受到高速旋转作用时，由于水和悬浮物的质量不同，在离心力的作用下得以分离的方法。 高速旋转的离心力使造纸工业废水中质量大的悬浮固体颗粒被甩到外圈，沿离心装置的四壁向下排出，废水则由内圈向上运动而达到分离的目的。 离心分离的方式有水力旋转和机械旋转 [6]。 生化法 对再生造纸废水不经过预处理不能直接进行生化处理，因为其废水中 高废水 筛网 集水池 混凝池 沉淀池 混凝剂 污泥处理 出水 沙县天成纸业生产废水处理工程工艺设计 5 COD 物质可生化性差。 生化处理去除 COD 的效果随废水 BOD5/COD 比值的变化而变化。 生化法中生物接触氧化法具有挂膜快、无污泥回流系统、无污泥膨胀危害、日常运行管理容易等优点，在中小型有机废水处理中应用较多。 图 22 为生化法废纸造纸废水工艺流程。 图 22 生物化学法处理废纸造纸废水工艺流程 由于生化法处理能去除较低分子量的有机物，弥补了混凝沉淀法的不足，所以实际工程中这两种方法通常组合使用。 混凝沉淀法作为一级处理，除去悬浮物以及胶 体等大分子物质，生化法作为二级处理，主要降低废水中的有机物含量 [7]。 生物法 生物法处理废水主要分为好氧法和厌氧法两大类。 （ 1）好氧生物法处理废水 好氧污水处理有两种传统方法 ： 一种是活性污泥法，另一种是生物膜法。 从废水生化处理基本原理 —— 用微生物吃掉废水中的有机物并转化成无机污泥这一功能来看，两种传统方法的区别首先在于微生物存在的状态不同，在活性污泥法中，微生物以絮状结构悬浮于所需净化的污水中，经充分混合而成为混合液。 在生物膜法中，微生物以生物膜的形态附着在固体填料表面上与所需净化的污水相接 触。 其次从吸氧方式来看，活性污泥法中微生物从所需净化的污水中吸收溶解氧，而生物膜法直接从大气中吸氧 [8]。 （ 2）厌氧生物法处理废水 厌氧生物处理法是在没有氧参与的条件下，通过对厌氧生物对有机物进行酸性发酵和碱性发酵两个阶段的厌氧分解，完成代谢过程，也即在产酸微生物的作用下，有机物转化为低级脂肪酸、醇、氮和 CO： 等中间产物，而后 在 甲烷菌作用下再转化为甲烷和二氧化碳。 初级处理 初沉池 好氧池 二沉池 污泥处理 部分污泥回流 剩余污泥处理 出水 空气 福州大学本科 课程设计 6 化学法 化学方法是利用化学药品的作用，以调节废液、 pH 值、降低和消除色度为主，同时也有去除部分生化需氧量和固体悬浮物的作用。 废水中 的某些溶解性的污染物，可通过化学氧化还原过程将其转化为容易从水中分离的形态，然后再用常规的处理工艺 (如混凝沉淀、吸附等 )将其从水中除去；或将其转化为无害的新物质 (如 CO2)，以达到去除 COD、 BOD5 的目的 [9]。 化学方法主要包括氧化法、中和法以及絮凝沉淀法。 (1)氧化法 化学氧化法是降解废水中污染物的有效方法。 废水中呈溶解状态的无机物和有机物，通过化学反应被氧化为微毒或无毒的物质，或转化为容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。 常见的化学氧化方法由于氧化剂的不同可分为臭氧、过氧化氢、二氧化氯、次氯酸钠 、 Fonton 试剂及高锰酸钾等 [7]。 (2)中和法 中和法是为了使废纸造纸工业废水达到后序处理对水质的要求而使用的方法。 此法只能使污染物质的浓度下降而其总含量不变。 现在用这种方法主要是进行废水的预处理，为以后的各级处理提供方便。 通常在废水处理装置之前设置调节池，用来调节废水的水质、水温和水量，使之均匀地注入废水处理装置，有时也可将酸性废水和碱性废水在调节池内进行混合，使废水得以中和，以便达到调节的目的 [10]。 (3)混凝沉淀法 化学混凝法是处理废水中较为常用的方法，这种方法可以有效地降低废水的浊度和色度 ，在工业废水的处理中应用十分广泛，即可以作为独立的处理工艺，也可以与其他处理方法配合使用，用于预处理段、中间处理段和最终处理段，它可以作为初级处理的手段，也可以作为二级处理或深度处理的一种工艺[11]。 造纸废水治理的最新进展 近年来 ， 造纸废水治理技术又有一些新的进展 ， 高效化、无害化、资源化是其总的发展趋势。 （ 1）人工湿地处理技术 人工湿地处理技术属于土地处理技术的一种 ， 是指通过模拟天然湿地的结构与功能 ， 根据需要人为设计与建造的湿地。 人工湿地处理造纸废水的工作机理为 :利用基质、微生物、植物这个 复合生态系统的物理、化学和生物的三重协调作用 ， 通过共沉、过滤、吸附、离子交换、植物吸收和微生物分解来实现对沙县天成纸业生产废水处理工程工艺设计 7 造纸废水的高效净化 ， 同时通过营养物质和水分的生物地球化学循环 ， 促进绿色植物生长 ， 并使其增产 ， 实现废水的资源化和无害化 [12]。 （ 2）超临界水氧化法 近 30 年来 ， 超临界流体技术迅速发展 ， 超临界水氧化技术 ( SCWO )更是目前研究较为活跃的新技术。 超临界水氧化法技术具有处理彻底、节能、高效、选择性可调等特点 ， 有良好的工业应用前景 ； 但是 ， 由于其对反应条件要求较为苛刻 (高温、高压 )，因此 ， 对设备和操作条件要 求较高 ， 目前欧、美、日等发达国家已开展了深入研究 ， 并有工业装置投入运行 ， 成功地处理了造纸工业废水 ， 而我国对该技术研究工作还处于刚刚起步阶段 [13]。 再生纸废水处理工艺应用实况 化学絮凝 气浮 生物接触氧化 （ 1）废水水量、水质 龙海某造纸厂年产 2 万吨 高强瓦楞纸 ， 废水 产生量 4440～ 5100t/d，每 t 产品约产生废水 80t。 废水污染物浓度为 CODcr578～ 1170mg/L， SS569～1158mg/L， BOD5215～ 536mg/L。 （ 2）处理工艺流程 处理工艺流程见图 23。 图 23 化学絮凝 气浮 生物接触氧化处理工艺 废水由集水、导水渠经机械格栅进入调节沉淀池 ,水中大块悬浮杂质被截除 ， 接着由水泵提升到气浮处理系统。 气浮池采用部分回流加压溶气工艺 ， 溶福州大学本科 课程设计 8 气水取自气浮池出水。 气浮池前设有反应池 ， 与气浮池合建。 气浮加药采用泵前加药 PAC 或 PAM。 气浮出水进入中间水池进行水量水质均衡调节。 根据造纸工业水污染物排放标准 ， 结合生产用水水质要求 ， 利用系统工程控制方法 ，大部分中间水回用造纸生产 ， 小部分水经污水泵泵入生化系统 ， 生化系统所需N、 P 等营养物质 ， 由厂区生活污水经化粪池厌氧处理后 提供。 生化系统采用生物膜法中的生物接触氧化法 ， 填料采用聚氯乙烯塑料 ， 生物接触氧化法的生物膜上生物量很大 ， 可形成一个密集而稳定的生态系 ， 因而有较高的净化效果 ，该法抗冲击能力强 ， 污泥量小 ， 不需污泥回流易管理 ， 无产生污泥膨胀的危害 ，出水水质稳定 ， 非常适合再生纸废水深度处理。 生化系统出水经沉淀池沉淀后达标排放。 污泥处理系统主要包括浓缩池、污泥储池、污泥脱水机。 沉淀池底泥、气浮浮渣经浓缩、脱水干化后泥饼外运填埋或综合利用。 气浮 水解酸化 接触氧化 （ 1）废水水量、水质 江苏某瓦楞纸生产企业全年产量 50000t，吨纸的废水排放量在 200～ 250t之间 ， 废水中 COD 在 800～ 1500mg/L 之间 ； BOD 在 150～ 300mg/L 之间 ； SS在 600～ 1200mg/L 之间。 （。