废纸造纸废水处理工程的设计与运行

废水量大，采用富氧作氧化剂的成本较高，所以一般
采用通空气的方法。为此，在设计供氧装置时，应着重
考虑空气的良好分布和搅拌能力的提高（或气液相接
触时间的增长）该项目的设计污水处理量为 40m3/d，
连续运行最大处理量为 960m3/d。废水水质及排放标
准见表 1。
表 1 废纸造纸废水水质及排放标准
Table 1 The quality and emission standard of regenerated papermaking wastewater
SHI Fu-yuan
（School of Resource and Environmental Engineering，Hunan Agriculture University，Changsha 410128，China）
Abstract：Treatment method was studied for the recovery of papermaking wastewater with high concentration of SS and COD，aiming at reducing the impact of regenerated papermaking industry on the environment. Results indicated that the combined process of coagulation precipitation and activated sludge was used for treatment of regenerated papermaking wastewater， with part of which recovered after physical treatment and the other part discharging to the criteria after biochemical treatment. Removal rate of SS and COD was up to 99.7% and 98.4% respectively，with stable running and cost effectiveness as well as satisfactory to Discharge Standard of Papermaking Industrial Wastewater of GB3544-2001. Key words：regenerated papermaking wastewater；coagulation precipitation；aerobic treatment；recycling
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作用，更适合于有机物质含量高的废水，pH 使用范 围宽、用量少、毒性也小。但混凝沉淀法不能去除可溶 性的有机物、难以实现对废水的达标排放，因此，必须 合理设计工艺，辅以其他处理方法，例如，混凝沉淀化学氧化处理法、厌氧-好氧生物处理法、混凝沉淀好氧处理法等。本工程选择混凝沉淀—活性污泥工艺， 即可以去除废水中分子量较高的 COD，也可去除分子 量较低的 COD 及 BOD，实现对废水的达标排放。工艺 流程见图 1。
收稿日期：2009-02-20；修回 2009－06－30 作者简介：石富源（1986－），男，学士，主要从事固废处理和资源选矿，（手机）13874961164（电子信箱）shixh2003@163.com。
第7期
石富源 废纸造纸废水处理工程的设计与运行
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放大量含有毒有害污染物的废水[6]。针对废纸造纸中 废水污染问题，国内外已成功研发出一系列的处理技 术，为该类废水的有效治理奠定了基础[7]。目前处理废 纸造纸废水国内方法有涡凹气浮工艺，混凝沉淀工 艺，气浮或沉淀法和物化与生化相结合[8]。国外全厂封 闭循环和零排放技术已经很成熟，与封闭循环有关的 水处理技术进展也很快[9]。全封闭循环和零排放需要 工艺水的外部处理，目前应用的高效浅层气浮法、电 絮凝法和粉煤灰吸附法等都取得了相当好的效果 。 [10] 零排放技术对于解决我国废纸制浆造纸中水资源消 耗量过大有重要意义，我们应根据具体情况借鉴先进 经验技术，尽量提高处理水的复用，使资源高效利用 和循环利用，促进造纸工业实现可持续发展[11]。
近几年，我国的纸和纸板产量增长迅速，2007 年 底，全国纸及纸板生产产量达 7400 万 t，同比 2006 年 的 6500 万 t 增长 13.85%。目前，除西藏外，我国其他 省、市、自治区都有造纸企业，总数达 3500 家，其中绝 大多数是中小型造纸企业[1]。我国的造纸业在制造纸 张、传承文明的同时，对可持续发展的生态文明也构 成了严峻挑战。
本文以废纸造纸废水处理工程实践和实验相结 合，将废纸造纸废水处理工程实践中的污水作为对 象，研究一套废纸造纸废水回收利用的污水处理方法 并对该处理方法处理效果及运行成本进行初步核算， 从而减少再生纸造纸工业对环境的污染。
1 工程概况
湖南某造纸厂是一个以废纸为生产原料生产花 炮纸和箱板纸为主的中小型企业，其年生产能力为 30000t。生产过程中产生有机物和色度较高的废水，其 中每生产 1t 纸约产生废水 40t 左右，年废水产生量约 为 1200000t。如不处理直接排放进入水体，将引起水 体的污染。为减轻污染，在该厂采用混凝沉淀—活性 污泥工艺对该造纸厂废水进行治理。其原理是在混凝 剂的作用下，通过物理化学过程，将废水中的悬浮物、 胶体和可絮凝的其它物质凝聚成“絮团”，再经沉降设 备将絮凝后的废水进行固液分离，“絮团”沉入沉降设 备的底部而成为泥浆，顶部流出的则为色度和浊度较 低的清水。由于该厂生产废水经过一级处理初次沉淀 后，约 80%可直接回收利用，还有 20%左右须经过处 理后才能达到回收利用的要求。在该厂试验的基础 上，利用活性污泥法再对废水进行二级处理。即通过 曝气池中活性污泥微生物，在有氧的情况下，将有机 物合成新的细胞物质或将其分解代谢，然后再经过由 合成细胞形成的菌体有机物的絮凝、沉淀、分离，达到 去除废水中有机物目的。在向废水中加空气或富氧 （即曝气）为系统提供所需的氧时，可利用生物转盘盘 体旋转交替与废水和空气接触，使吸附在盘体生物 膜上的微生物和有机物充分和空气接触而得到所需 的氧。当被处理废水的性质一定时，可通过提高气液 相间的接触面积、接触时间和气液相间氧的浓度差 来提高装置的供氧能力。由于废纸再生造纸产生的
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项目
COD(mg/L) BOD5(mg/L) SS(mg/L)
pH
进水水质 800~1000 200~350 1200~2000
6~8
排放标准
350
70
100
6~9
1.1 废水的水质分析方法 该厂造纸废水中的悬浮物主要是长纤维、短纤
维、填料及少量的杂细胞组成。根据废纸制浆造纸废 水这一特点，以及废水排放标准，采用物化－生化法， 对废水进行分级处理。经一级混凝沉淀处理去除悬浮 物后，大部分废水即回用到制浆工序中，剩余废水通 过自流送至生物接触氧化池，接触氧化池内设置曝气 系统和组合填料，利用填料上的微生物去除废水中的 有机物、氨氮、色度等，生物接触氧化池的出水自流进 入二次混凝沉淀装置，与药剂充分混合在反应池内进 行分离，出水通过出水管收集自流进入清水池，污泥 排入污泥储存池定期送入污泥脱水装置进行脱水，脱 水污泥外运处置。处理出水排入清水池供回用，多余 清水达标排放。
2 工艺流程及其主要构筑物
2.1 工艺流程 在该造纸厂，废水主要来自于如下工序：碎浆废
水、洗浆废水、抄纸“白水”以及工厂的生活废水等[12]。 这些废水中含有的污染物主要有 4 类：（1）还原性物 质，如木质素、无机盐等，以 COD 为指标；（2）可生物 降解物质，如半纤维素、树脂酸、低分子糖、醇、有机 酸和腐败性物质等，以 BOD （Biochemical Oxygen Demand，生化需氧量）为指标；（3）悬浮物，如细小纤 维、无机填料等，以 SS（Suspended Substance，悬浮物） 为指标；（4）色素类：如染料和木质素等，以 COLOR 表示[13]。废水中的 SS、COD 浓度较高，BOD5 值相对较 低，BOD5 与 COD 的比值一般为 0.15~0.25[14]。用絮凝 剂进行沉淀一级处理因其既能去除 SS 又能有效降低 COD、BOD，还可以去除一些大分子难降解的有机物如 木质素、纤维素和有机氯化物等，絮凝剂不仅可以通过 电荷中和、架桥机理使微粒絮凝，还可以与负电荷溶解 物进行反应，生成不溶物，从而有利于沉降和过滤脱水； 并且还有脱色功能，对有机物和无机物都有很好的净化
废纸造纸是以废板纸、废书刊、废报纸为主要原 料生产纸张的造纸方式。其生产设备投资少、工艺技 术简单。与直接利用原生植物纤维原料制浆造纸相 比，沒有大气污染，环境污染负荷相对较小，即可保 护森林资源，减少对生态环境的破坏，又能有效利用 废纸资源[4]。随着废纸制浆技术的不断成熟，废纸再生 造纸已成为造纸行业发展的重要趋势之一[5]。由于废 纸中含有半纤维素、木质素、无机酸盐、细小纤维、无 机填料以及油墨、染料等污染物，成分复杂，需要化学 品制剂将其去除以完成制浆，加之抄纸过程中需添加 施胶剂、滑石粉等制剂，致使废纸再生造纸过程中排
37.4 亿 t，占全国重点统计企业废水排放总量的 17.98%， COD 排放总量的 32.4%。其中草浆生产线有碱回收装 置的产量仅占草浆总产量的 30.0%，草类制浆 COD 排 放量占整个造纸工业排放量的 60%以上，仍然是主要 的污染源。我国造纸工业面临的环境污染及生态保护 等方面的压力依然很大，造纸行业废水污染防治任务 十分艰巨[3]。
造纸工业不合理的原料结构、规模及较低的技术 装备水平，决定了我国造纸工业的水、能源、物料消耗 较高并成为主要的污染源。就吨浆纸综合能耗和综合 水耗来看，国际上先进水平为吨浆纸综合能耗 0.9~1.2t 标煤，综合取水量 35~50m3，我国除少数企业或部分 生产线达到国际先进水平外，大部分企业吨浆纸综合 能耗平均为 1.38t 左右标煤，综合取水量平均仍处于 103m3 左右高位[2]。据统计，2005 年造纸工业废水排放 量 36.7 亿 t，约占全国重点统计企业废水排放总量的 17.0%，COD（Chemical Oxygen Demand，化学需氧量） 排放量 159.7 万 t；2006 年，造纸工业废水排放量为
关键词：废纸造纸废水； 混凝沉淀； 好氧处理； 回收利用 中图分类号：X703 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1003-6504.2010.07.037 文章编号：1003-6504(2010)07-0168-06
Design and Debug on Regenerated Papermaking Wastewater Treatment Project
第 33 卷 第 7 期 2010 年 7 月
Environmental Science & Technology
VolJ.u3ly3第 32N30o1卷.70
废纸造纸废水处理工程的设计与运行
石富源
（湖南农业大学资源环境工程学院，湖南 长沙 410128）
摘 要：文章针对废纸造纸生产中废水产生量大，SS、COD 浓度较高的问题，将废纸造纸废水处理工程实践中的污水作为对象，研究一套 废纸造纸废水回收利用的污水处理方法，减少再生纸造纸工业对环境的污染。实验结果和工程实践证明：利用混凝沉淀—活性污泥相结合工 艺处理废纸造纸废水，达到一部分经物理处理后回收利用，一部分经生化处理后达标排放。采用该工艺处理效果好，SS 去除率达 99.7%、COD 去除率达 98.4%，且运行稳定，成本和一次性投资均较低，其排放废水水质满足《造纸工业水污染物排放标准》（GB 3544-2001）中的排放要求。
主要构筑物及其设备见表 2。
表 2 主要构筑物及设备参数
Table 2 Main constructions and plant parameter