按照国家产业政策,小型原木制浆造纸为首的“十五小”类企业已经明令禁止,现在生存的小型造纸厂多为再生纸厂,其主要从事环保纸加工,利用废、旧纸为原材料,通过脱墨、打浆等化工手段为主的矗立工艺生产纸张。
该行业在生产过程中会产生一定量的废水,其性质类同于原木制浆造纸产生的造纸白水。随着该行业加工的原料使用、产品品种、加工工艺和加工方式的不断发展,废水的性质比较复杂、水质变化大。由于造纸废水具有水量大、悬浮物高、组份复杂含有大量呈胶体及溶解状态的有机污染物,BOD与COD之比小于0.3属难于生化的废水的特点,多年来一直是污水治理的重点。
一般造纸白水pH值为7～9、COD cr=400 mg/L～800 mg/L、BOD5=150 mg/L～300 mg/L、SS=3 000 mg/L、色度300倍～400倍。现在国内这一类小型再生纸厂使用的废水主要治理技术归纳起来有两种:絮凝沉淀和气浮。因以往环保要求不高等种种历史原因,造纸废水的处理多限于絮凝沉淀和气浮两种以物化为主的工艺,但都是仅能去除大部分的悬浮物而未能真正将废水中的溶解性及胶体等有机物去除。随着环保要求逐步提高,群众环保意识日益增强,该类行业因废水不能达标排放导致水体发黑、发臭而造成的污染事故及环境纠纷日渐增多,因此,对该行业的原有废水治理工程进行整改,使其废水得以达标排放势在必行。
但由于该行业多为规模较小、投资不高的企业,为稳定地方经济发展,要求其投入大量资金作出整改仍存在一定的困难,寻求一条既经济而又行之有效的途径的工作迫在眉睫。
为了能切实有效地解决上述问题,现拟抽取本地两家再生纸厂生产废水进行试验以求得出解决方案。
该行业原有废水处理设施无论气浮、混凝工艺都对悬浮物作出处理,该指标已能基本达标,剩余要解决的污染指标主要是CODcr等有机污染指标。
去除残余有机物,使溶解性CODcr达标的途径大致分两种:①化学高级氧化;②生物氧化。
1化学高级氧化
本方法主要通过强氧化剂对废水进行预氧化后再连接其原有的絮凝沉淀或气浮处理,氧化剂拟采用以下3种:①高锰酸钾;②FENTON试剂;③漂水,现分别取两家有代表性企业废水以1 000 mL的量在不同情况下进行小试,结果如下:
1.1企业A
以报纸等多种废纸生产新闻纸,废水水质:SS=1 800 mg/L、色度380倍、CODcr=820 mg/L,BOD5=253 mg/L。对该水样分别采用上述三种氧化剂在酸性、中性、碱性三种不同的pH环境下进行预氧化、絮凝沉淀处理,然后取其上清液化验,结果如下:
(1)漂水在三种pH环境下作用基本都不明显;
(2)FENTON试剂在中性、碱性时不起作用,在酸性情况下效果极好,CODcr=86 mg/L,BOD5=25 mg/L;
(3)KmnO4在中性、碱性环境下效果同样不明显,在弱酸性环境下得到良好效果,CODcr=92 mg/L、BOD5=24.3 mg/L。
1.2企业B
以纸尿片等废纸直接打浆造纸,无需脱墨等额外化工工序,废水水质:SS=2 300 mg/L、色度190倍、CODcr=435 mg/L、BOD5=135 mg/L。对该水样同样进行上述实验:
(1)漂水在3种pH环境下作用基本都不明显;
(2)FENTON试剂在中性、碱性时不起作用,在酸性情况下效果很好,CODcr=82 mg/L,BOD5=21.5 mg/L;
(3)KmnO4在中性、碱性环境下效果同样不明显,在弱酸性环境下得到极好的效果,CODcr=61mg/L,BOD5=17.8mg/L。
因为FENTON试剂由多种试剂按步骤加入,多而繁杂,因而可以知道以高锰酸钾为预氧化剂时效果最好、费用最省。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
在得到上述定性结果后,继续以高锰酸钾在不同弱酸性环境及投入量时进行定量实验。试验结果为:废水在pH 6.5时采用KMnO4为预氧化剂,加入量13 mg/L,氧化反应15 min后加入碱式氯化铝及聚丙烯酰胺进行絮凝沉淀,其CODcr和BOD5的去除幅度基本都在80 %以上,最高可以达到90%左右。
2生物氧化
本方法采用生化处理系统连接絮凝沉淀处理后的废水。以自制的反应器分别试行厌氧、好氧处理,在不同停留时间得出试验结果:
(1)直接好氧生化处理,HRT=14 h,CODcr=82 mg/L;
(2)厌氧生化处理2 h,好氧生化处理8 h,CODcr=116 mg/L;
(3)厌氧生化处理2 h,好氧生化处理10 h,CODcr=85.3 mg/L;
(4)厌氧生化处理4 h,好氧生化处理10 h,CODcr=83.6 mg/L;
(5)厌氧生化处理6 h,好氧生化处理10 h,CODcr=83.8 mg/L。
根据实验结果可以得出,经絮凝沉淀后的废水BOD/COD之比为0.4～0.6,可生化性大大提高,可以采用直接好氧生化处理,但在好氧处理前设置厌氧处理,不仅节约能耗,而且处理效果更好,并提高工艺耐冲击负荷能力及可在不同耗能的条件下分解部分剩余污泥,减少了污泥处理费用。不过厌氧时间过长易于产生污泥膨胀且投资增大,采用活性污泥法处理,厌氧2 h,好氧13 h,后段为延时曝气,结果比较理想,且通过污泥、消化液回流及控制工况,使活性污泥在厌氧、好氧间更替同时进行硝化、反硝化反应能除磷和部分脱氮,处理后废水能直接回用于大部分生产工序。
无论是否有脱墨等化工前处理工序的厂家,其生产废水现在通过沉淀、气浮处理,基本能做到悬浮物达标,而CODcr指标也都在200 mg/L左右。如果仅为了使废水达到老企业整改要求的CODcr100 mg/L而增加庞大的生化处理设施,对企业来说,特别是小型的企业,在现在金融风暴时期,经济不景气,不可谓不是一项沉重的负担。而仅通过在调节池后增设HRT=15 min的预氧化池,加入少量氧化剂便能达到要求效果的工艺可以作为今后小型再生纸厂废水治理设施整改的首要考虑方案,它的应用必将解决外排生产废水超标,污染纠纷不断的现状。当然,有实力的大型纸厂如果能以脱氮除磷等高起点出发,投入的生化处理系统出水可以做到大部分废水回用,那样既能节省用水量,也能为当地的减排工作贡献力量!（谷腾水网）
