造纸厂的废水,量大是头号特点。
中小型纸厂一天几千吨水,大一点的厂一天几万吨。水里主要是纤维、填料、淀粉、松香胶、染料和白水。SS 高的时候能到几千毫克每升,色度深,COD 波动也大。
处理这股水,第一步不是加药,是把纤维和填料先拦下来。这既是预处理,也是回收。
造纸废水的来源和水质
造纸废水主要来自制浆和造纸两个工段。制浆废水浓度高,含木质素、半纤维素,色度深、难降解。造纸白水浓度低,但水量大,主要含纤维和填料。
废纸制浆相对简单,但脱墨废水含油墨、胶黏物,处理起来也不轻松。化学浆和机械浆的水质差异更大,COD 能从几百到上万不等。
所以做方案之前,必须先摸清原料、产品、排水点、白水回用比例。
先回收纤维
纤维回收对造纸厂是经济账。水里的短纤维、填料、涂料,回收了能回用到纸机,减少原料损失。
常用的回收设备有斜筛、圆网、多盘过滤机。斜筛便宜,但回收率低;多盘过滤机效率高,适合大水量。选型看水量和纤维含量。
纤维回收后,废水 SS 能降一大半,后面处理压力小很多。
气浮:去掉细小纤维和胶体
回收设备拦不住细小纤维和胶体,这时候用气浮。溶气气浮在造纸废水用得很多,能同时去除 SS、部分 COD 和色度。
气浮的药剂常用 PAC 加 PAM,偶尔加点消泡剂。造纸水容易起泡,起泡严重时会影响气浮和后续生化。
溶气压力、回流比、加药点都要根据水质调。固定参数很难稳定,尤其是换原料的时候。
生化:造纸废水的核心
造纸废水可生化性一般不算差,但木质素、染料、胶黏物会抑制微生物。
常用生化工艺:水解酸化 + 好氧。水解酸化把大分子有机物断链,提高 B/C 比;好氧用活性污泥法或接触氧化,进一步降解 COD。
泥龄别太短,污泥容易流失。曝气量根据 COD 负荷调,过高会打碎污泥,过低则溶解氧不足。
色度怎么脱
造纸废水色度来源复杂:木质素、染料、油墨、填料中的有色物质。生化之后往往还有残留。
深度脱色常用混凝沉淀、高级氧化、活性炭吸附。混凝便宜但效果有限;Fenton 氧化对难脱色废水效果好,但污泥和药剂成本高;臭氧脱色快,运行成本看电价。
我们一般建议先做小试,看哪种药剂或氧化方式对这股水的色度最有效。
白水回用是重点
造纸白水污染轻,含纤维和填料,最适合回用。很多厂把白水处理后直接回用到纸机碎浆、网部喷淋,节水效果明显。
白水回用要注意累积的溶解性有机物和盐分。回用比例太高,系统里盐分、腐殖质会累积,影响纸机运行和产品质量。
通常做法是部分白水经过多盘过滤或气浮后回用,多余白水进废水处理系统统一处理。
污泥:以纤维污泥为主
造纸污泥主要是纤维、填料、涂料、生物污泥。含纤维多的污泥热值高,可以焚烧或做资源化;以无机填料为主的污泥一般填埋或建材利用。
脱水设备常用带式浓缩脱水一体机或板框压滤。含水率 60%~75% 是常见目标。选型要看污泥量和后续处置路径。
排放标准决定后端工艺
如果排市政管网,处理到 COD 500mg/L 以下、SS 400mg/L 以下通常就够了。如果直排河道,要求严得多,COD、氨氮、总氮、色度都要达标。
排放标准越严,后端深度处理越复杂。MBR、臭氧、活性炭、反硝化滤池都可能要用上。
设备配置思路
一套典型的造纸废水处理设备:格栅/筛网 → 纤维回收 → 调节池 → 气浮 → 水解酸化 → 好氧 → 二沉池 → 深度处理 → 排放或回用。
具体配置要按水量、原料、排放标准定。白水回用比例高的厂,前端纤维回收和气浮要放大;排放标准严的厂,后端深度处理要加强。
相关的设备思路可以参考一体化污水处理设备和工业废水处理设备。造纸水的前端回收和后端生化,和一般工业废水处理有共通之处。
运行中的几个坑
纤维回收不及时,后面气浮和生化会被纤维堵塞。我见过斜筛一天没清,后面溶气泵被纤维缠住的例子。
换原料时水质会变,药剂要重新调。固定加药量,换原料后出水容易超标。
造纸水泡沫多,曝气池和沉淀池都要有消泡措施。泡沫过多会带出污泥,影响出水。
COD波动大,怎么稳住生化
造纸废水 COD 波动大,主要原因是换原料、换产品、清洗纸机。生化系统最怕忽高忽低。
前端要设足够大的调节池,最好按 8~12 小时设计。均质之外,还要均量。调节池里加曝气或搅拌,防止纤维沉降厌氧发臭。
有条件的话,在调节池后段加在线 COD、流量计,数据接入加药系统。负荷升高时自动加大营养盐和碱度,负荷低时减小,系统稳定性会好很多。
MBR不是哪里都合适
MBR 在造纸废水里有它的优势:出水 SS 低、占地面积小、污泥浓度高。但膜污染是硬伤。
造纸水里的细小纤维和填料会挂在膜丝上,膜通量掉得快。必须有完善的气浮或沉淀预处理,把好 SS 这道关。
另外,MBR 膜需要定期化学清洗,药剂和停产时间要算进去。水量大、纤维多的老厂,MBR 未必比传统沉淀池省心。
和生活污水混处理未必省钱
有些厂想把造纸废水和生活污水混在一起进市政或厂内生化池,觉得这样能稀释。实际上不一定划算。
造纸废水 pH 波动大、盐分高,和生活污水混,可能冲击市政厂的微生物。排放标准如果按造纸行业执行,混了以后反而更难核算。
更稳妥的做法是造纸水先单独预处理到行业间接排放标准,再进市政或与生活污水合并。
运行成本的大头
造纸废水运行成本,电耗、药剂、污泥处置各占一块。电耗主要是曝气和各类泵;药剂是 PAC、PAM、营养盐;污泥处置看量和出路。
纤维回收做好了,污泥量能降。气浮和生化稳定了,加药量也能降。前期设备选型留点余量,后期运行会顺很多。
运营成本不能只算处理一吨水多少钱,还要看纤维回收、白水回用带来的收益。综合算,才看得出投资回报。
老厂改造比新建还难
新建纸厂可以从头规划分质管网和回用系统。老厂改造麻烦得多:管网乱、空间小、设备陈旧、生产不能停。
改造要一步一步来。先把排水点摸清楚,水量水质测一轮;再挑一个污染最重的点先上预处理;最后做整体优化。别指望一次到位。
很多时候,老厂最大的改进不是加新设备,而是把白水分质和纤维回收先做好。这两块花钱不多,效果往往最明显。
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